REVISIONES

Disponibilidad de agua-aire en sustratos para plantas

Lilia Beatriz Vence

Facultad de Agronomía-Universidad de Buenos Aires. Cátedra de Jardinería. Laboratorio de Sustratos. Habana 3870. Tel. 4580-2825/2826. CP 1419. Ciudad de Buenos Aires. e-mail: vence@agro.uba.ar

Recibido: 07/05/08
Aceptado: 16/10/08

RESUMEN
Las propiedades físicas de los sustratos especialmente las relacionadas con la disponibilidad de agua-aire para las raíces de las plantas son las más importantes dentro del estudio de estos materiales usados en cultivos en contenedores. Para un óptimo crecimiento de la planta un sustrato debe contener suficiente cantidad de agua y aire y ambos estar disponibles. A nivel mundial el estudio de las propiedades que determinan esta disponibilidad comenzó desde las ciencias del suelo y fue adaptándose a las características propias de la amplia gama de productos que pueden ser utilizados, surgiendo así variables y métodos de medida específicos para la caracterización física de sustratos. En la Argentina el estudio de sustratos para plantas constituye un área de conocimiento nueva y en desarrollo, por ello exige un trabajo interdisciplinario donde hay que concordar un lenguaje común de términos técnicos, la elección de los métodos analíticos de referencia específicos y una legislación actualizada para sustratos. Haciendo un estudio crítico de la gran cantidad de información al respecto que proviene de otros países se podrán adaptar a nuestra realidad y a nuestros materiales. En esta revisión se enumeran resumidamente los más importantes conceptos a tener en cuenta para la evaluación física de sustratos a fin de que puedan servir de base para una mejor comprensión y discusión del tema.

Palabras clave. Propiedades físicas de sustratos; Porosidad de aire; Relación agua-aire; Curva de liberación de agua; Conductividad hidráulica no saturada.

Water-air availability in plant substrates

ABSTRACT
The study of the physical properties of substrates for container plant production is very important because the water and air availability for plant roots is involved. A substrate must contain a sufficient amount of available water and air to produce an optimum plant growth and development. Worldwide, the study of the properties that determine the water and air availability started from soil sciences and has been evolving to the present existence of a great variety of products that can be used, concomitant with the identification of parameters and specific measurement methods for the physical characterization of the substrates. In Argentina, the study of plant substrates is a new area under development and it demands an interdisciplinary work that should agree with a common language of technical terms, the election of specific analytical methods of reference and an updated legislation for substrate materials. A critical assessment of the great amount of information provided by other countries could be adapted to our reality and our materials. In this review, we listed the most important concepts for the physical evaluation of the substrates as the foundation for a better understanding and discussion of the subject.

Key words. Physical properties of the substrates; Air-filled porosity; Water-air relationship; Water release curve; Nonsaturated hydraulic conductivity.

INTRODUCCIÓN

En la Argentina el estudio de sustratos para plantas constituye un área de conocimiento nueva y en desarrollo, y exige un trabajo interdisciplinario donde hay que concordar algunos aspectos básicos. Uno es un lenguaje común de términos técnicos, otro la elección de los métodos analíticos de referencia específicos al tipo de material, y además una legislación actualizada y específica para sustratos. La gran cantidad de información que proviene de otros países es para nosotros una ventaja. Si se hace un estudio crítico de sus avances y retrocesos en estas cuestiones, se podrán adaptar los conocimientos sobre las propiedades estudiadas y las metodologías de análisis a nuestra realidad y a nuestros materiales. En este estudio se enumeran resumidamente los más importantes conceptos a tener en cuenta para la evaluación física de sustratos, haciendo referencia a una bibliografía que pueda servir de base para una mejor comprensión y discusión del tema.

Sustratos para plantas
Burés (1997) se refiere a sustrato en general como cualquier medio que se utilice para el cultivo de plantas en contenedor, entendiendo por contenedor cualquier recipiente que tenga altura limitada y su base se halle a presión atmosférica. Por otro lado, Röber (2000) dice que los sustratos hortícolas son la tierra para plantas, las mezclas a base de turbas y otros materiales que sirven de ambiente para las raíces. Kämpf et al. (2005, 2006) definen como sustrato para plantas al medio poroso donde se desarrollan las raíces, relacionado con el cultivo en recipientes fuera del suelo in situ, mientras que si los materiales son usados para corregir la calidad del suelo in situ se los denomina mejoradores de suelo. Se podría resumir diciendo que sustrato para plantas es todo material poroso, usado sólo o en combinación con otros, que colocado en un contenedor, proporciona anclaje y suficientes niveles de agua y oxígeno para un óptimo desarrollo de las plantas que crecen en él. Fonteno (1996) considera que cuando el suelo mineral se coloca en un contenedor pasa a ser un sustrato. Sin embargo, Raviv & Lieth (2008) indican que algunos sustratos pueden incluir arcillas y arenas como componentes, pero no suelo directamente.

Los sustratos pueden ser de origen orgánico, inorgánico y/o sintéticos (Fonteno, 1996; Burés, 1997; Cadahia, 2000; Raviv et al., 2002; Kämpf, 2005; Schmilewski, 2007) y casi siempre pasan por procesos de manufactura o sea tienen una génesis artificial. Algunos de los más difundidos a nivel mundial son:

1. Orgánicos naturales (Maher et al., 2008): turba de musgo Sphagnum (Puustjärvi, 1974; Prasad & Maher, 1993; Michiels et al., 1993; Aendereck, 1997; Michel et al, 2004); corteza de pino (Verdonck & Penninck, 1985; Bilderback & Fonteno, 1993; Nkongolo & Caron, 1999; Caron et al., 2005); residuo de fibra de coco (Noguera, 1999; Shinohara et al., 1999; Nelson et al., 2004; Perez Buenafuente et al., 2004); compost proveniente de residuos vegetales (Lemaire, 1997; Burger et al., 1997; Gabriëls, 1998; Valenzuela et al., 2003; Molitor et al., 2004; Prasad & Carlile, 2007).

2. Inorgánicos ( Savvas, 2007; Papadopoulus et al., 2008): perlita ( Marfà et al., 1993; Orozco et al.,1995; Orozco & Marfà, 1995; Marfà et al., 1998; Martinez et al., 2006); arena (Burés et al., 1997; Urrestárazu et al., 1999; Salvador et al., 2005); vermiculita (Verdonck et al., 1978; Milks et al., 1989c); tierra (Fonteno et al., 1981; Karlovich & Fonteno, 1986); lana de roca (Blok, 1999).

3. Orgánicos sintéticos: poliuretano; poliestireno (Papadopoulus et al., 2008).

Además se pueden utilizar como sustratos muchos subproductos de actividades industriales (Penninck et al., 1985; Chong, 1999), ganaderas (Inbar et al., 1985), agroindustriales (Kämpf & Jung,1991; Raviv et al., 2007), forestales y residuos domiciliarios, después de someterlos a procesos de tratamiento para su adecuación, contribuyendo a una mejora en la calidad medioambiental (Burés, 1997).

La producción de plantas en contenedor surge con dos avances claves: el primero fue conocimiento de los requerimientos nutricionales logrados en el siglo XX que culmina con el desarrollo de las soluciones nutritivas en los años '70, lo que permitió un ajustado control de la disponibilidad de nutrientes que no puede realizarse en los cultivos en suelo. El segundo fue el descubrimiento en los años 50 y 60 de la facilidad en el control de microorganismos patógenos mediante desinfección de los sustratos, comparado con los cultivos en suelo (Raviv& Lieth, 2008). Se produce así la expansión de los sistemas de producción de los cultivos sin suelo, más específicamente cultivos en sustratos y en ambientes protegidos (Abad & Noguera, 1997). Las causas de este impulso se deben a: una fuerte y progresiva demanda mundial de alimentos y plantas ornamentales de alta calidad en contra estación; posibilidad de alto valor de ganancias en pequeñas áreas cercanas a los centros de consumo con terrenos caros y suelos degradados; una disminución de cuantiosas pérdidas por patógenos del suelo; bajos costos de transporte y control ajustado del riego y fertilización. Cuando a partir del Protocolo de Montreal de 1992 se incluye el bromuro de metilo como sustancia detractora de la capa de ozono y se recomienda su sustitución de manera progresiva para la desinfección de suelo, el cultivo en sustratos aparece como una alternativa promisoria. Sin embargo, la producción intensiva en gran escala con sustratos en invernáculo producen riesgo de contaminar el suelo y el agua subterránea con nitratos y agroquímicos. Surgen así investigaciones para optimizar la eficiencia en fertirriego y drenaje (Raviv et al., 1997; Bilderback, 2001; van Os, 1999) y sistemas con recirculación de la solución nutritiva cerrados o semicerrados, como una opción más sustentable (Raviv et al., 2004; Marfà, 2007).

La mayor limitación a tener en cuenta en la producción de plantas en contenedor es el confinamiento que sufren las raíces y todas las restricciones que esto provoca. Plantas cultivadas en suelo exhiben un buen crecimiento de raíces que depende de la genética de la especie botánica (Kafkafi, 2008). En un volumen limitado los sistemas de raíces se densifican para poder satisfacer las necesidades de la parte aérea, presentando una demanda mucho mayor de oxígeno por unidad de volumen de la rizósfera, si se compara con el suelo. Si el medio es orgánico, esto se ve agravado por el consumo de oxígeno por los microorganismos (Raviv et al., 2008). A pesar de estas restricciones la planta debe encontrar en el medio de cultivo condiciones satisfactorias para su crecimiento y desarrollo (Kämpf, 2005). De esto surge la condición más importante que debe cumplir un buen sustrato: proveer suficiente agua para la planta y al mismo tiempo un buen volumen de aire. Esta porosidad de aire está relacionada con la disponibilidad de oxígeno necesario para la respiración de las raíces y con un adecuado intercambio gaseoso, removiendo el exceso del CO₂ en el aire cercano a la rizósfera.

RELACIONES AGUA-AIRE EN LOS SUSTRATOS

La primera etapa en la evaluación agronómica de un sustrato para plantas es la determinación de sus propiedades físicas, químicas y biológicas (Abad et al., 1993). El conocimiento de las características físicas en la etapa de planificación del cultivo es de gran importancia ya que no pueden ser modificadas una vez que la planta está creciendo en él. En cambio las variables químicas pueden ser llevadas a condiciones óptimas durante el cultivo. Las propiedades biológicas están relacionadas con la presencia de microorganismos que viven de la materia orgánica y producen cambios en las relaciones agua-aire que deben permanecer estables durante el cultivo. La caracterización física de sustratos se hace a través de variables que relacionan el contenido hídrico y el potencial agua. De Boodt & Verdonck (1972) adaptaron la típica curva de liberación de agua para suelos al estudio de los sustratos, marcando que los puntos de mayor interés de la curva son los que corresponden a las bajas tensiones. Se estableció el rango de los valores de tensión entre 0-10 kPa ya que el agua en un contenedor debe estar disponible para las raíces a las más bajas tensiones posibles. Definieron el punto de cero de tensión como el máximo contenido de humedad (saturación) cuyo valor coincide con la porosidad total (PT). Dependiendo de la relación agua-aire aparecen definidos tres nuevos conceptos referidos al volumen total: capacidad de aireación (CA) es el volumen de aire del sustrato sometido a una tensión de 1 kPa; agua fácilmente disponible (AFD) el volumen de agua liberada por el sustrato a una succión entre 1-5 kPa y agua de reserva el volumen de agua liberada a tensiones entre 5-10 kPa. Martinez Farré (1992) agrega y define los siguientes conceptos: capacidad de retención de agua (CRA) como la cantidad máxima de agua en volumen que puede retener un sustrato, bajo unas condiciones de medida normalizadas y agua difícilmente disponible como el volumen de agua retenido por el sustrato a la tensión de 10 kPa, ambos también referidos al volumen total.

La PT es un dato básico e importante en la descripción del material pero nada nos dice respecto al tamaño de dichos poros. La relación agua-aire en los sustratos varía ampliamente de acuerdo a los tamaños de las partículas que predominen en su composición, siendo uno de los factores que definen el tamaño de los poros situados entre ellas. Noguera (1999) en fibra de coco, observó alta correlación del peso de partículas con diámetro mayor a 0,5 mm con la CA, el AFD y la CRA. Verdonck & Demeyer (2004) destacaron la influencia del tamaño de partícula en las relaciones agua-aire en materiales puros y en mezclas, y destacan que una misma fracción de diferentes materiales puede tener características físicas diferentes.

Además del tamaño de los poros, es importante su forma (Handreck & Black, 2002) y cómo se interrelacionan. Caron & Nkongolo (1999) muestran que el abastecimiento de agua para la planta está controlado por el tamaño, la tortuosidad y la continuidad de los poros. Estas variables están influenciadas por el tamaño de las partículas y su forma (Nkongolo & Caron, 1999; Caron et al., 2001). Allaire et al. (2004) obtuvieron una relación entre tamaño y forma de las partículas de diferentes sustratos con rendimientos del cultivo. Campos Motta et al. (2007) confirman el efecto directo de la distribución del tamaño de partícula sobre la disponibilidad de agua y aire en mezclas de perlita: compost y perlita:lombricompuesto. Hillel (1998) define macroporos en suelos, como poros inter-agregados que sirven para la infiltración, drenaje y aireación, y microporos como intra-agregados responsables de la retención de agua. Algunos autores definen los macroporos a los de diámetro superior a 300 μm y los microporos a los de diámetro menor a ese valor (Martínez, 2002; Handreck & Black, 2002). Sin embargo en sustratos la función del poro está relacionada a la tensión a la que está sometido dentro del contenedor y no sólo al tamaño ya que un poro suficientemente grande como para drenar en la porción superior de un contenedor de 15 cm de altura puede no drenar si se encuentra en una minicelda de 2 cm de altura. Dzral et al. (1999) proponen otra clasificación, basado en el efecto de una succión promedio efectiva que se ejerce sobre un poro en la mitad de un contenedor de 11 cm y forma troncocónica invertida, y a partir de esa consideración definen macroporos como poros de diámetro > 416 μm. Al igual que en suelos, existe otra clasificación de poros que se basa en si son externos o internos a las partículas. Los externos se forman entre las partículas y los internos que están dentro del material sólido pueden ser cerrados sin contacto con el medio externo como en la perlita, o abiertos como en las turbas formando una red de canales con el exterior (Burés, 1997; Martínez, 2002). Un sustrato con partículas grandes y con poros internos abiertos garantiza una buena provisión de agua y niveles altos de aireación (Burés, 1997) en el rango de tensiones 1-10 kPa. Del mismo modo que en los suelos, en muchos casos la PT de un sustrato se correlaciona de manera inversa con la densidad, salvo en el caso que el material tenga gran cantidad de poros cerrados que influyen disminuyendo la densidad pero no son totalmente ocupados por agua. No sólo los materiales minerales contienen poros inaccesibles; también puede suceder que materiales orgánicos tengan una fracción significativa de poros que no se saturan debido probablemente a una fuerte hidrofobicidad (Raviv et al., 2002, 2004).

La herramienta más usada para el estudio de la relación agua-aire es la curva de liberación de agua (CLA) (de Boodt et al., 1974b; Gabriels & Verdonck, 1991; Martínez et al., 1991). Es la representación gráfica de la función θ = ƒ (ψ), donde cada punto está representado por θ: contenido hídrico volumétrico del sustrato y ψ: potencial mátrico aplicado expresado en términos de tensión o de presión negativa. En sustratos estas funciones son no-lineales por lo que presentan dificultad para ser ajustadas con precisión. Para la comparación de esta propiedad en diferentes sustratos es esencial representar la curva en forma paramétrica y continua, y describir su comportamiento en los límites de la curva y con un mejor ajuste en la parte menos lineal (Raviv et al., 2002). Wallach (2008) señala que el modelo paramétrico más efectivo y comunmente usado es el van Genuchten (1980).

Dentro del contenedor el θ sigue un gradiente similar al de la curva de liberación de agua de ese sustrato (Fonteno, 1989). White & Mastalerz (1966) introducen el concepto de capacidad de contenedor (CC) como el porcentaje volumétrico de agua que es retenido por el sustrato en un contenedor de altura h, una vez saturado y dejando drenar libremente sin sufrir evaporación. El contenido volumétrico de agua θ respecto al volumen del contenedor variará con h. En recipientes de alturas diferentes, la CC de un sustrato será menor cuanto mayor sea h y dentro del mismo contenedor el θ será menor (más seco) en la superficie y casi saturado en la base si el drenaje está a presión atmosférica (Spomer, 1974) formando una tabla de agua cuya altura dependerá de la distribución del tamaño de poros del sustrato y será independiente de las características del recipiente. Debido a este gradiente de humedades dentro del recipiente, la CC estará también influenciada por el diámetro, el volumen y por la forma del contenedor, o sea por su geometría. Mientras que la CRA es una variable de caracterización del sustrato, la CC nos indica cómo se comporta ese sustrato en cada contenedor en particular. Spomer (1982) estudió el efecto del volumen en el crecimiento de las plantas siendo éste más acentuado y más rápidamente observado a menores volúmenes. Berenguer et al. (2004) compararon cultivos hortícolas en contenedores de 20L y de 40L con fibra de coco encontrando diferencias en los rendimientos y dificultades de encharcamiento y deficiente drenaje en los de menor altura. Bilderback & Fonteno (1987, citado en Handreck & Black, 2002) explicaron los diferentes volúmenes de agua y aire para un mismo material en contenedores de igual altura, pero con diferente geometría, presentando mayor volumen de aire cuanto más acentuada es la forma troncocónica invertida, o sea cuanto menor es el volumen del contenedor en la altura donde se presenta la tabla de agua. Heiskanen (1997) encontró que la forma y el tamaño del contenedor afectan el contenido volumétrico de agua y de aire a CC por influencia en la compactación y en la porosidad del medio.

En sustratos muy macroporosos las restricciones al flujo de agua no son debidas al potencial mátrico sino a una brusca caída en la conductividad hidráulica no saturada (Kns) (Raviv et al., 2002). Analizando los datos de Wallach et al. (1992b) vemos que hay cambios significativos en los valores de Kns aún cuando el contenido hídrico θ está dentro del rango de AFD. Por lo tanto vemos que el contenido de agua es importante, pero más lo es la capacidad de transmitirla, es decir su Kns. Esta propiedad depende de las características del poro como forma, tamaño, bifurcaciones, uniones, tortuosidad; de las características hidrófilas o hidrófobas de las partículas y del θ en el sustrato. Para un correcto diseño y un manejo ajustado en los sistemas de cultivo es de fundamental importancia el conocimiento del movimiento del agua hacia las raíces en el contenedor. No basta que haya suficiente volumen de agua y de aire, éstos tienen que estar realmente disponibles para las plantas. De Boodt et al. (1974a) y Verdonck, (1983) estudiaron las propiedades físicas de los sustratos basadas en el análisis de los estados energéticos del agua; relacionaron el manejo del riego con la PT, la CRA y la CA y consideraron estas variables como los valores medios de lo que sucede en todo el volumen del contenedor. Pero la heterogeneidad en los contenidos de agua y aire y su efecto en las propiedades hidráulicas en estos medios debe ser tenida en cuenta (Michel & Charpentier, 2007). Progresos en el campo de la metrología y la modelización fueron permitiendo el estudio de los flujos de agua y aire (Milks et al., 1989a,b,c). Sin embargo, la medición in situ de la Kns es aún muy compleja y laboriosa (Burés et al., 1997; Caron & Elrick, 2005). A partir del desarrollo de nuevas tecnologías de cultivo sin suelo aparecen además nuevas necesidades de investigación respecto a otros parámetros físicos como capilaridad y mojabilidad. (Rivière & Caron, 2001, Caron et al., 2005; Michel & Dollmayer, 2007). Surgen así las investigaciones sobre las propiedades hidráulicas y flujo de gases en sustratos y comienza a producirse una controversia entre la eficiencia de las variables que determinan los estados energéticos del agua y las hidráulicas como indicadoras de la disponibilidad de agua-aire en sustratos. Marfà et al. (1998) sugirieron la utilidad de la Kns como criterio diagnóstico complementario para la gestión de riego en sustratos granulares como la perlita. Raviv et al. (1999) estudiaron las características hidráulicas de escorias volcánicas hallando que el concepto tradicional de AFD basado en un rango de tensión predeterminado independiente de la Kns del medio no es un parámetro apropiado para el manejo del riego en sustratos. Agregan que la Kns, siendo altamente sensible a variaciones de humedad, indica mejor la real disponibilidad de agua para las raíces y por lo tanto podrá ser usada como control de riego.

El mayor objetivo del riego es incrementar el potencial agua del sustrato, pero la resistencia en el sustrato al flujo de agua (Kns) depende de manera no lineal del θ y del potencial agua. Variaciones pequeñas en estas dos variables representan efectos significativos en Kns (Wallach et al., 1992a, b). Raviv et al. (2001) demostraron el papel crucial de alcanzar una porosidad de aire suficiente en el medio inmediatamente después de la irrigación y sugieren que la Kns es una medida más representativa del agua disponible (AD) que la tensión. Raviv & Blom (2001) encontraron que potenciales mátricos bajos en sustratos son acompañados usualmente por bajas Kns causando zonas localizadas de muy bajos potenciales cercanos a la interfase sustrato-raíz que limitan la absorción de agua por parte de las raíces lo que resulta en un bajo potencial agua en la hoja y en un detenimiento en la expansión de la hoja y la raíz. Raviv et al. (2004) llegan a la conclusión que se puede optimizar simultáneamente agua y oxígeno eligiendo primero el sustrato adecuado y luego aplicando un óptimo control de riego. Dicha elección se hace a menudo de forma empírica basándose en materiales disponibles más que en los principios físicos que gobiernan la retención y el flujo de agua. Agregan que cuantificar esos principios en relación a la necesidad de las plantas deberá ser tema principal de futuras investigaciones. Wallach & Raviv (2005) verificaron una definición alternativa para agua disponible (AD) donde este término expresa el balance entre el déficit de presión de vapor (DPV) y la capacidad del sustrato en satisfacer esta demanda. Además proponen este nuevo concepto de AD como campo de investigación teniendo en cuenta las variables que intervienen en el continuo sustrato-planta-atmósfera. Michel & Charpentier (2007) proponen como futuro desafío incorporar la respuesta de la raíz en función de dinámica de agua- aire y más aún en el manejo del riego. La incorporación de la planta a las investigaciones es de suma importancia ya que su respuesta indicará la sensibilidad de las variables relacionadas con la disponibilidad de agua-aire en el sustrato. Potenciales agua bajos en el sustrato afectan rápidamente procesos fisiológicos, como la disminución del crecimiento antes que ocurra la reducción de la conductancia estomática y la fotosíntesis en la hoja (Taiz & Zeiger, 2006). Gómez del Campo (2007) estudió el efecto del suministro de agua en plantas de olivo a través del área foliar, la actividad estomática, la transpiración y la producción de materia seca. El flujo de absorción es regulado por las resistencias del sustrato, que depende de su Kns, y en la raíz a nivel membrana, que es afectada por factores ambientales causando retardo en la absorción respecto a la transpiración. De manera que existe una relación entre la Kns del sustrato, las condiciones ambientales, el potencial agua en la planta y la conductancia estomática, según la especie cultivada. Baumgarten (2007) informó que ya se han hecho considerables trabajos preliminares con nuevos métodos para la evaluación de la respuesta de la planta a los sustratos y a sus componentes. Respecto al estudio del flujo gaseoso ya Bunt (1991) había estudiado la distribución de los niveles de oxígeno en distintas profundidades del contenedor mediante el coeficiente de difusión de oxígeno y lo relacionó con la porosidad de aire medida en el contenedor. Allaire et al. (1996) estudiaron el crecimiento de Prunus sp. y encontraron correlación positiva con la difusión relativa del gas pero no con la CA. Al mismo resultado llegó Caron et al. (2001) en cultivo en sustratos con partículas de gran tamaño. Las mediciones de flujos gaseosos in situ por el momento, son complejas, costosas, presentan mucha variabilidad y requieren equipamiento especial (Blok et al., 2008) por lo que a pesar de que describen mejor la disponibilidad de oxígeno para la planta, se sigue usando la medición de la variable CA como rutina debido a que es una determinación mucho más simple (Raviv et al., 2002).

FACTORES QUE AFECTAN LAS MEDICIONES DE VARIABLES

En la bibliografía internacional se encuentra numerosa literatura referida a métodos para determinación de variables físicas en sustratos (Verdonck et al., 1978; Fonteno et al., 1981; Bunt, 1983; Bragg & Chamber,1988; Kreij & de Bes,1989; Gabriëls & Verdonck,1991; Martinez-Farré, 1992; Wallach et al., 1992b; Fonteno & Bilderback, 1993; Wever, 1995; Kipp et al., 2000; Fermino, 2003; Fermino & Kämpf, 2005 ; Caron et al., 2005). En general, los métodos difieren en el tratamiento de alguna de las variables que afectan los resultados. En muchos materiales la relación agua-aire está influenciada por el contenido de humedad. Verdonck et al. (1978) concluyen que una muestra representativa para la determinación de la densidad de sustrato (DS) debe tener 50-60% de humedad. Fermino (2003) afirma que la humedad inicial de la muestra interfiere en la determinación de la DS seca modificando la cantidad de sólidos en la muestra. Otra variable que tiene influencia en la relación agua-aire es la compactación que se produce por compresión. Kämpf et al. (1999a, b) consideran que la presión en el enmacetado, el peso propio de las partículas cayendo unas sobre otras, la humedad y el efecto del riego pueden resultar en diferentes densidades de empaquetamiento definidas por Burés (1997) como una modificación en la relación masa/volumen efectivamente observada en un momento dado. Una muestra ocupa un mayor o menor volumen según su grado de compactación (Martínez, 2002). Fermino & Kämpf (2005) estudiaron el efecto de diferentes niveles de humedad en las muestras y formas de llenado del recipiente sobre la densidad de empaquetamiento y su relación con la porosidad y la impedancia mecánica. La geometría y el tamaño del recipiente en que se coloca la muestra es otra variable a tener en cuenta. Si la muestra es escasa puede no ser representativa debido a la alta heterogeneidad que presentan la mayoría de los sustratos. Kämpf et al. (2005) encontró relación entre la heterogeneidad del material analizado y la amplitud de la variación en los resultados.Fernández & Corá (2002) observaron que la altura del cilindro donde se colocó la muestra afectó la determinación de aire en vermiculita. Referido a la saturación, el volumen máximo de agua que contiene el sustrato se toma como PT (Fonteno, 1989) y el agua puede penetrar por diferencia de presión con diferentes velocidades, tiempo de hidratación y temperaturas y que dependerá del material y del método (Terés et al., 1997; Terés et al., 2001). En cuanto a la distribución del tamaño de partícula, las posibles variables que afectan la medición son: la humedad y el volumen inicial de la muestra, el grado de descomposición del sustrato y la duración y velocidad del tamizado (Nemati et al., 2007).

Según Fonteno (1993) la elección de un método depende de varios factores: 1) disponibilidad del equipamiento, 2) la naturaleza del material, 3) el tipo de muestra disponible 4) el conocimiento y la habilidad del operador 5) el rango del parámetro a ser medido 6) y el propósito para el cual las mediciones son hechas. Teniendo en cuenta que los laboratorios pueden optar por el método más conveniente, y que en general hay resistencia al cambio de metodologías, es necesario establecer métodos de referencia. En Europa importantes esfuerzos se han hecho en el camino de la estandarización de métodos de análisis físicos (Schmilewski & Günther, 1988; Verdonck & Gabriëls, 1988; Gabriëls & Verdonck, 1991; Martínez Farré, 1992; Ansorena Miner, 1994; Gabriëls, 1995; Baumgarten, 2001) y también numerosos trabajos interlaboratorios (Verdonck et al., 1978; Gabriëls et al., 1991; Wever & van Winkel, 2004) para establecer límites confiables de reproducibilidad y repetitividad. Rivière & Caron (2001) propusieron que los resultados de las investigaciones deberían estar integrados para establecer referencias y normas para propósitos comerciales.

LOS SUSTRATOS EN LA ARGENTINA

A nivel nacional en la década de los '90 debido a la relación peso-dólar favorable comenzaron a importarse sustratos de excelente calidad a base de turbas negras y rubias de musgo Sphagnum, a los que los productores se adaptaron rápidamente. Surgieron así empresas dedicadas a la producción de 'plugs' para propagación de: forestales, frutales, hortícolas, florícolas, ornamentales, tabaco, etc., con las ventajas de uniformidad, eliminación de patógenos y estrés de transplante. El uso de sustratos también se expandió a la etapa de cultivo de ornamentales, florícolas, hortícolas en ambientes protegidos. A partir del 2002 con la devaluación del peso, las empresas se vieron obligadas a usar sustratos de origen nacional. Se produjo un aumento en la escala de fabricación en la industria nacional de sustratos debido a una demanda creciente de productos de buena calidad (Valenzuela & Gallardo, 2003). La calidad de sustratos fabricados en el país, es aún un desafío a alcanzar, comenzando por el vacío legal que existe en términos de exigencias para el registro comercial de los productos. Desde 1973 está vigente la ley 20.466 y su decreto reglamentario Nº 4830, que se refiere a fertilizantes y enmiendas, y no menciona el término sustrato o concepto similar. Los análisis solicitados se realizan según métodos de referencia para suelos, produciendo interpretaciones erróneas y contradictorias de los resultados. La confusión y falta de normativas claras son causas de la falta de desarrollo de la cadena productiva en el mercado de cultivos en contenedores. La conveniencia de uso de sustratos nacionales y de materiales locales provenientes de residuos de actividades industriales o agropecuarias de las regiones cercanas a los cultivos hace necesario su evaluación agronómica. En la actualidad entre los productores está muy difundida la práctica de fabricar sus propios sustratos sin control de calidad, resultando su uso en prueba y error que hace perder tiempo y dinero (Valenzuela et al., 2008). Estas soluciones regionales y caseras están intentando resolver momentáneamente el problema, pero es de esperar que con el aporte de todos los integrantes de la cadena, el sector se profesionalice y se pueda contar con sustratos industriales de buena calidad, a un costo compatible con la realidad de cada tipo de producción.

AGRADECIMIENTOS

A Osvaldo Valenzuela y Marta Conti por las valiosas sugerencias realizadas y a Atelene Kämpf y Helena Fermino por el generoso aporte de material bibliográfico.

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