2 Simposio Regional de Viveros Cítricos Bajo cubierta

PREMIUM TG

Pio Colliv adino 1550

(1744) Moreno - Pcia. de Bs. As. República Argentina

Tel. (+54) 0237.466.1850 / 60 consultas@terraf ertil.com ww w.terraf ertil.com

F.A.U.B.A

Ing. Agr. M. Sc. Héctor A. Svartz Profesor Asociado Cátedra de Jardinería Laboratorio de Análisis de Sustratos y Aguas

Cátedras de Jardinería y de Floricultura F.A.U.B.A.

2° Simposio Regional de Viveros

Cítricos Bajo cubierta”

• El establecimiento de una plantación de Cítricos demanda de una serie de labores previas que son fundamentales para la supervivencia y el

rendimiento económico de la misma.

• La selección del suelos y la formación de plantas en el vivero son dos aspectos principales para iniciar el trabajo de una plantación que debe

tener un ciclo productivo y económico de por lo menos 15 años.

• La sanidad del material de propagación, la tecnología empleada, así como los cuidados desarrollados en la creación y formación de plantas son factores fundamentales que van a influir durante toda la vida útil de la plantación.

Función de un sustrato

En sentido amplio:

• Contribuir como un factor del sistema de

producción para obtener la mejor planta , en el menor tiempo posible teniendo en cuenta la relación costo /beneficio

• ¿Qué es un sustrato para plantas?

“El ambiente donde se desarrollan las raíces”

Las raíces de las plantas necesitan: • Oxígeno

• Agua

• Nutrientes

Específicamente debe proporcionar:

• Buena aireación

• Fácil disponibilidad de agua • Regulación de los nutrientes • Anclaje para las plantas

“Un sustrato para plantas es todo material poroso, usado solo o en combinación con

otros, que colocado en un contenedor, proporciona anclaje y suficientes niveles de agua y oxígeno para un buen desarrollo de las

Sistema de cultivo

estación del año clima tecnologías especie etapa del cultivo

riego sustrato

Las propiedades físicas de un sustrato se relacionan con la respuesta vegetal. Los sustratos son

materiales formulados por las Empresas o por los Cultivadores y su existencia a diferencia del suelo,

sólo cobra importancia cuando constituyen el ambiente para el crecimiento de las raíces. Por lo

tanto es necesario estudiarlos a partir de los requerimientos de las plantas, considerando el sustrato como un factor dentro del sistema integral

Factores que intervienen en la

relación agua-aire de un sustrato

Etapa de planificación:

• Tipo de sustrato: medir las propiedades

físicas

PRODUCCIÓN DE CULTIVOS EN

CONTENEDORES

Producción de Plantines hortícolas y florícolas (40000000 Plantines /año)

FORMULACIÓN DEL SUSTRATO Y

MANEJO

FORMULAR ES

DISEÑAR EL AMBIENTE RADICAL

Crear el poro que

estará cercano a la raíz y como será la relación agua-aire que habrá en el mismo

La porosidad total es un dato básico e importante en la descripción del sustrato pero nada nos dice respecto al tamaño de dichos poros.

La relación agua-aire en los sustratos varia ampliamente de acuerdo al tamaño y

distribución de los poros. El tamaño de estos y la distribución lo definen el tamaño y forma de las

partículas, los arreglos entre partículas, translocación de partículas durante el cultivo y la forma del llenado de los contenedores en el cultivo.

Tipos de Poros

• Poros internos o intra-partículas: poros

característicos de cada material, que pueden ser

abiertos o cerrados (conectados o no con el exterior). • Poros externos o inter-partículas: son poros que se

forman entre las partículas y su función esta

determinada por el tamaño y la forma de dichas partículas.

¿Cómo podemos conocer las cantidades de agua y aire que el sustrato ofrecerá a las raíces?

Mediante la caracterización de sus propiedades físicas

Parámetros relacionados con el manejo

• Humedad % ( gravimétrica en base húmeda)

masa de agua (g) * 100 masa de sustrato húmedo (g)

Densidad

Densidad de sustrato seca

Masa del sustrato masa seca

¿Para qué sirve?

• Pronosticar el anclaje o soporte físico para la planta

• Cantidad de contenedores que puedo llenar con un volumen determinado de sustrato

• Calculo del peso que soportan las mesadas

• Facilidad de transporte de las plantas dentro y fuera de la producción

Densidad Real

• Densidad de partícula

Masa del sólido seco Volumen del sólido

¿Para qué sirve?

Se utiliza para el calculo de la Porosidad

Total

Materiales inorgánicos : 2,65 g.cm-3

• Penetrabilidad : facilidad o resistencia a la penetración de las raíces

• Densidad de empaquetamiento: como se acomodan las partículas dentro del contenedor

Las raíces de las plantas crecen a través del espacio de poros

Porosidad Total

Poros ocupados con agua + Poros

ocupados con aire

Tipos de Poros

Poros externos o inter-partículas: son poros que se forman entre las partículas

Los sustratos tienen

poros de mayor tamaño ya que las partículas son de mayor tamaño.

Poros internos o intra-partículas: poros

característicos de cada material,

que pueden ser abiertos u

ocluidos

(conectados o no con el exterior) .

Son los poros

que diferencian al suelo de un

material que

puede ser usado como sustrato.

Porosidad total

50% de material sólido 15% de material sólido 50% de poros 85% de poros

Propiedades físicas

que caracterizan un sustrato

• Densidad de sustrato (aparente) - DS • Densidad de partículas ( real) - DP • Porosidad total - PT

• Economía hídrica • Granulometría • Resistencia a la

Valores de referencia de las principales

propiedades físicas en un buen sustrato

(

)

• Densidad de sustrato <400 kg/m3

• Densidad de partícula 1550-2650 kg/m3

• Porosidad total >85% v/v

• Capacidad de retención de agua 55-70 % v/v

• Contenido de aire 10-30 % v/v

• Agua fácilmente disponible 20-30 % v/v

• Agua de reserva 4-10 % v/v

Capacidad de contenedor

Altura del contenedor

Contenedores con el sustrato saturado de agua Todos los poros llenos de agua

Capacidad de contenedor

Comienza el drenaje rápido, los poros que drenan agua se van llenando de aire ( estado no saturado )

Este comportamiento del agua y la distribución de la humedad siguen los principios de capilaridad, donde se pueden indicar dos estados posibles:

• Cuándo la presión de entrada de aire es mayor a la tensión capilar (poros grandes), se desaloja el agua por el efecto de la gravedad y se conoce como fracción de agua capilar.

• Cuándo la tensión capilar es mayor que la presión de entrada del aire, el agua queda retenida en los poros y se establece un movimiento a flujo no

saturado. Esta es la condición que prevalece en los cultivos.

• La capacidad de contenedor (White & Mastalerz, 1966) es el máximo volumen de agua que es

retenida por el sustrato en un contenedor de altura (h) una vez saturado y dejando drenar libremente.

• Se observa que en recipientes de alturas

diferentes, la CC es menor cuanto mayor sea la altura y dentro del mismo contenedor el

contenido volumétrico de agua es menor (más seco) en la superficie y llega próximo a la

saturación en la base cuando el drenaje está a presión atmosférica (Spomer, 1974).

Capacidad de contenedor

Cuando cesa el drenaje se dice que el estado energético del agua en el sustrato se encuentra en equilibrio, y el sustrato está en capacidad de contenedor.

El mismo sustrato presenta una capacidad de contenedor distinta para cada altura de contenedor.

Capacidad de contenedor

La línea horizontal cercana a la base del contenedor muestra donde

comienza la “tabla de agua” que es una zona muy húmeda, cercana a la saturación cuya altura depende del las características del sustrato

La altura de tabla de agua es igual para cada sustrato

CC 2 CC 3 CC 4 CC 1

Esa porción al límite de la saturación se

denomina “tabla de agua” y su altura depende de la distribución del tamaño de poros del

sustrato y es independiente de las características del recipiente.

Capacidad de retención de agua - CRA Porosidad de aire - PA

Capacidad de contenedor - CC

Agua fácilmente disponible - AFD Agua difícilmente disponible - ADD Curva de retención de agua

• Las propiedades físicas relacionadas con la relación agua-aire se estudian a través de variables que relacionan el contenido hídrico del sustrato con el potencial Mátrico

Contenido hídrico volumétrico: volumen de agua en el sustrato relativo al volumen total, conocido como θ (tita) Se puede expresar en porcentaje a en relación a la

unidad (% v/v)

Potencial mátrico: Ψ , cm de columna de agua, hPa. El potencial mátrico es negativo y lo expresamos como una tensión

Potencial Agua

El movimiento de agua en el sustrato dentro del contenedor se produce por diferencia de potencial entre 2 puntos del

mismo.

Potenciales que intervienen :

Ψa= Ψ g+ Ψ m+ Ψs+ Ψp

Ψa= Ψg+ Ψp a flujo saturado

Ψa= Ψg+ Ψm a flujo no saturado Considerando el agua pura (sin sales) Ψs=0

Lecho

PT % 93,3 CRA % 81 AFD % 37,8 AR % 8,4

Curvas de liberación de agua de una Turba

CRA AR PT 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) PT

Porosidad total

PT = volumen de poros % v/v volumen total

PT= 1 - DS DP

Lecho

PT % 93,3 CRA % 81 AFD % 37,8 AR % 8,4

Curvas de liberación de agua de una Turba

CRA AR PT 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) PT CRA

• Capacidad de retención de agua , CRA

Es el contenido hídrico del sustrato cuando esta sometido a una tensión de 10 cm de columna de agua , % v/v

Lecho

PT % 93,3 CRA % 81 AFD % 37,8 AR % 8,4

Curvas de liberación de agua de una TURBA

CRA AR PT 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) PT CRA CA

• capacidad de aireación CA

Es el volumen de aire que posee un sustrato referido al volumen total cuando está sometido a una tensión de 10 cm de columna de agua , % v/v

PT= Poros ocupados con agua + Poros ocupados con aire

PT = CRA + CA (a 10 cm de tensión)

Lecho

PT % 93,3 CRA % 81 AFD % 37,8 AR % 8,4

Curvas de liberación de agua de una TURBA

CRA AR PT 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) PT CRA AR AFD

• Agua fácilmente disponible AFD

Es el volumen de agua referido al volumen total que el sustrato libera entre 10 cm y 50 cm de tensión, % v/v. Es una fracción a rápida disponibilidad para la planta, dependiendo de la conductividad hidráulica no saturada de los poros vecinos a la raíz.

• Agua de reserva AR

Es el volumen de agua referido al volumen

total que el sustrato libera entre 50 cm y 100 cm de tensión, % v/v. Es la fracción disponible ante situaciones de stress de la planta por alta lámina de evapotranspiración.

Lecho

PT % 93,3 CRA % 81 AFD % 37,8 AR % 8,4

Curvas de liberación de agua de una TURBA

CRA AR PT 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) PT CRA AR AFD ADD

• Agua difícilmente disponible ADD

Es el volumen de agua referido al volumen total que queda retenido en el sustrato a los 100 cm de tensión y mayores, % v/v

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 ) Lecho Mesa PT % 95,9 95,8 CRA % 37,5* 35,5* AFD % 15,2* 13,2* AR % 3,4

Sustrato Dispositivo Símbolo

Lecho Mesa Lecho Mesa P TS1 Perlita

• Macroporo

Cuanto mayor es la distancia entre las partículas sólidas,

menor es la fuerza de adhesión (tensión) entre el agua y el sólido ( en presencia de aire)

Por lo tanto hay mayor drenaje y por lo tanto mayor cantidad de

• Microporo En los microporos la fuerza de adhesión (

tensión) entre el agua y el sólido es muy grande ya que la distancia entre las partículas es muy pequeña Por lo tanto hay poco

drenaje y los poros

quedan con mucho agua y poco aire

La planta tendrá que

gastar mucha energía para absorber agua

La curva de liberación/retención de

agua es una herramienta muy útil para

la elección del sustrato a utilizar y para

el posterior diseño del manejo ( riego

y fertilización)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Succión (kPa) q ( m 3 /m 3 )

Sustrato Dispositivo Símbolo Lecho Mesa Lecho Mesa P TS1

CRA, PA, AFD, AR , ADD y CC

• Estos parámetros relacionados con los volumenes de agua y de aire relativos al volumen total consideran los valores medios de lo que sucede en todo el

volumen del contenedor

• Pero la heterogeneidad de los contenidos de agua y aire a lo largo del contendor deben ser tenidos en cuenta porque influyen en las propiedades

• Por eso tenemos que considerar también las propiedades hidráulicas del sustrato, como la conductividad no saturada,

Kns, que me va realmente a definir si el agua esta disponible

para las raíces.

• En sustratos muy macro porosos las restricciones al flujo de agua no son debidas al potencial Mátrico sino a una brusca caída en la conductividad hidráulica no saturada.

• La Kns depende muy estrechamente del contenido hídrico , pequeñas variaciones en este representan bruscas variaciones en la Kns.

Economía Hídrica

RELACIÓN AGUA- AIRE EN LOS POROS

Depende fundamentalmente del:

Tipo de material :

TIPO DE PORO

¿Porque los poros de la parte superior del contenedor drenan más agua que los de la parte inferior?

Por que la fuerza que mueve el agua hacia abajo depende de la altura del

contenedor(desde el borde superior hasta el agujero de drenaje)

• No solo influye la altura del contenedor sino también su forma , aunque en menos medida

Una maceta cilíndrica de 1 litro:

Volumen de aire

La maceta troncocónica tiene:

Más volumen de aire

Menos volumen de agua La CC es menor en la maceta troncocónica que en la cilíndrica

Agua disponible

• Ambos rangos han sido tomados por diferentes autores como intervalo del potencial mátrico para obtener una aceptable bioproductividad (deBoodt et al, 1974; Marfà et al, 1984)

• Pero otros trabajos muestran que el contenido

volumétrico de agua disponible antes del riego es más determinante de la respuesta productiva que el potencial mátrico (Karlovich y Fonteno, 1986; Marfà et al, 1993)

• Rivière (1991) adopta como criterio de riego 1/3 del AFD como contenido hídrico volumétrico antes del riego

Estas investigaciones indican que no esta claro el uso del potencial mátrico como único

parámetro para el manejo del riego y que no se deben considerar sólo condiciones estáticas del agua sino que es necesario incorporar la

escala temporal y emplear parámetros dinámicos.

El ritmo de extracción disminuye y hasta llega a detenerse en algunas zonas hasta que más agua se transporte hasta las raíces, por los

gradientes de tensión que se originan en el sustratos y por la

“capacidad” de dicho medio de transportar agua. ESTA CAPACIDAD SE EXPRESA COMO LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA

Conductividad hidráulica en régimen no

saturado

• En la práctica, en condiciones agronómicas normales las raíces se encuentran en condiciones de

insaturación

• La diferencia más importante entre el flujo en

condiciones de saturación y de insaturación es el valor de la conductividad hidráulica

Conductividad hidráulica

K

• En condiciones de saturación todos los poros conducen agua. Cuanto más macroporoso sea el medio mayor será la conductividad

hidráulica saturada

• En condiciones de insaturación sólo conducen los poros llenos de agua por lo tanto cuanto

más macro poroso sea el medio, menor será la conductividad hidráulica no saturada

• Medio saturado

• Medio insaturado

K

s

>> K

s

LA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA ES

ALTAMENTE DEPENDIENTE DEL CONTENIDO HÍDRICO DEL SUSTRATO

Elección del sustrato y manejo del riego utilizando como herramienta las curvas de retención de agua

*Vence, Lilia Beatriz (1) y (3)_{; Valenzuela, Osvaldo Rubén}(2) _{; Svartz, Héctor}

Alejandro(1) _{& Boschi, Carlos Luis} (3)

(1) Cátedra de Jardinería , Facultad de Agronomía, UBA-sede Devoto, Habana 3870, C.A.B.A.; (2) EEA INTA San Pedro, Ruta Nac. 9 Km 160 , prov. de Bs As, (3) Cátedra de

Tabla 1: Caracterización física de los sustratos M1 y M2 según método EN13041. DSs: densidad de sustrato seca; PT porosidad total; CRA capacidad de retención de agua; CA capacidad de aireación,: AFD agua fácilmente disponible; AR agua de reserva; ADD agua difícilmente disponible. M1: 80% perlita + 20% turba de Tierra del Fuego; M2: 20% perlita + 80% turba de Tierra del Fuego.

DSs PT CRA CA AFD AR ADD Material kg m-3 …………..………...cm3 cm-3………. M1 89 0,97 0,35 0,62 0,15 0,04 0,16 M2 76 0,96 0,73 0,23 0,28 0,07 0,38

Tabla 2: medias del contenido hídrico volumétrico (θ) de los sustratos M1 y M2 en función de la

tensión aplicada (ψm) según método EN-13041. M1: 80% perlita + 20% turba de Tierra del

Fuego. M2: 20% perlita + 80% turba de Tierra del Fuego, cv% : coeficiente de variación (n=3)

M1 M2 ψm θ cv θ cv hPa cm3 cm-3 % cm3 cm-3 % 0 0,965 0,01 0,971 0,10 5 0,455 6,37 0,877 3,35 10 0,350 3,64 0,731 4,55 15 0,316 2,70 0,632 6,16 20 0,289 2,82 0,551 5,23 25 0,272 2,41 0,504 4,74 30 0,251 1,99 0,451 6,46 40 0,223 2,00 0,403 4,22 50 0,200 2,88 0,374 2,29 60 0,185 3,38 0,358 3,45 80 0,169 7,16 0,321 3,27 100 0,162 8,82 0,305 2,47

Fig. 4: Curvas de retención de agua trazadas con los datos provenientes de los valores del contenido hídrico volumétrico θ en función de la tensión ψ, ajustados según van-Genuchten en M1: 80% perlita + 20% turba de Tierra del Fuego y M2: 20% perlita + 80% turba de Tierra del fuego

Curva de retención de Agua

Puede ser usada de manera eficaz para

establecer el UMBRAL DE RIEGO en los

Fig 7: Curvas de la conductividad hidráulica no saturada Kns (cm min-1)) en función del

contenido hídrico volumétrico θ (cm3

cm-3), en M1: 80% perlita + 20% turba de Tierra del Fuego

PREMIUM TG

Pio Colliv adino 1550

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Tel. (+54) 0237.466.1850 / 60 consultas@terraf ertil.com ww w.terraf ertil.com

0 10 20 30 40 50 60 4000 2000 500 0 Premium TG Premium TG

Mezcl

a D. Real D. Seca PT CRA CA AFD ADD AR (unid ades) (Kg/m3) (g/l) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) PREM T 1700 126 92,61 65,45 27,16 24 36,13 5,32 PREM TG 1700 115 93,24 57,62 35,62 20 34,38 3,24 COMPOSICIÓN:

PREMIUM TG = TURBA MEDIA A GRUESA (60 %V/V) Y CORTEZA DE PINO COMPOSTADA (40 %V/V)

PREMIUM T = TURBA MEDIA, CORTEZA MEDIA COMPOSTADA, PERLITA, VERMICULITA.

Mezcl

a D. Real D. Seca PT CRA CA AFD ADD AR (unid

ades) (Kg/m3) (g/l) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) % (v/v) PREM

TG 1700 115 93,24 57,62 35,62 20 34,38 3,24

COMPOSICIÓN:

PREMIUM TG = TURBA MEDIA A GRUESA (60 %V/V) Y CORTEZA DE PINO COMPOSTADA (40 %V/V)

RELACION ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUSTRATO Y EL CRECIMIENTO DE LA PLANTA

DENSIDAD Y POROSIDAD TOTAL

• Para un dado material un aumento en la densidad del sustrato se asocia con una disminución de la porosidad total . Esto a menudo produce una disminución en el transporte de oxígeno y

disminución en la penetración de las raíces, con lo que se verá afectado el crecimiento de la planta. • También provoca un aumento en la retención de

DENSIDAD Y POROSIDAD TOTAL

• Un aumento en la porosidad total ofrecerá una disminución en la retención de agua,

aumento en flujo de oxígeno en la zona de la raíz facilitando también la penetración de los pelos radicales.

RELACIÓN AGUA-AIRE

• Los resultados indican que la facilidad en la absorción de agua y de nutrientes a bajas tensiones produce un óptimo crecimiento de la planta en menos tiempo.

• Pero tensiones tan bajas a veces deben ser evitadas cuando la capacidad de aireación queda limitada

provocando deficiencias en el transporte de oxígeno

y en el intercambio O₂/CO₂ en la zona de la raíz.

C.A < 15 – 20 %; O.D.R (tasa de difusión del oxígeno)

RELACIÓN AGUA-AIRE

• La distribución de tamaño de partícula esta relacionada con las cantidades agua-aire.

• No se puede establecer una relación lineal entre estas variables, pero se puede decir que en un mismo material a medida que las partículas son más finas este retendrá mas agua sometido a una misma tensión.

• Partículas de la misma fracción de materiales diferentes pueden tener distintas relaciones agua-aire cuando