Cultivo en contenedores

Cómo elegir el sustrato y cómo planificar el riego, utilizando la curva de retención de agua. Un trabajo de investigación de la Facultad de Agronomía de la UBA.

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La relación entre contenido hídrico volumétrico (θ)  y el estado energético del agua (ψ) se representa por la función θ = f (ψ) que se grafica como la curva de retención de agua (CR) y expresa la distribución de tamaño de poros asociada a las fuerzas de retención de agua.

Se caracterizaron, física e hidráulicamente, dos sustratos: M1: 80% de perlita + 20 % turba de Tierra de Fuego y M2: 20% de perlita + 80% turba de Tierra del Fuego, y se trazaron las CR y las curvas de conductividad hidráulica no saturada en función del contenido hídrico volumétrico ajustada según van-Genuchten.

Los parámetros de caracterización física de M1 y M2 han servido de base para estimar su comportamiento respecto al agua-aire, sin embargo, se obtuvo una información más detallada al trazar las CR ajustadas.

La CR también sirvió de base para una modelización de la conductividad hidráulica no saturada, permitiendo planificar un riego en función de las resistencias del sustrato al flujo del agua.

Toda la información obtenida resultó apropiada para la elección del sustrato y el manejo del riego en la planificación, demostrando que la curva de retención de agua es una buena herramienta para estimar estos dos factores dentro de una visión sistémica del cultivo en contenedores.

Estos resultados también deberán ser calibrados con el factor plantas ya que distintos sistemas radicales podrían producir otras respuestas.

• Responde la Ing. Lilia Vence **

En otras palabras, ¿cómo se lleva a cabo en el campo de trabajo del sector?

La curva de retención de agua es un análisis que se realiza en laboratorio y debe ser interpretado por un técnico del sector, y ayuda en la toma de decisiones respecto a la elección del sustrato y al manejo del riego. Se construyó en base a medición de los pares θ- ψ de la función θ = f (ψ) donde  θ representa el volumen de agua retenida en el sustrato cuando este se encuentra sometido a una tensión ψ. Esta tensión es el potencial mátrico del agua, su estado energético, o sea, la capacidad que tiene esa agua para moverse dentro del sustrato al ser sometida en el contenedor a la fuerzas del drenaje durante el riego y, posteriormente, a la absorción por parte de las raíces. Estos pares corresponden a consideraciones estáticas de la energía, sin embargo, es importante, además, el  concepto de la disponibilidad de agua en equilibrio dinámico teniendo en cuenta parámetros como la conductividad hidráulica, que expresa la resistencia del sustrato al flujo de agua.

En este trabajo se realizó una curva de retención de agua estimada en  laboratorio, y la determinación analítica consistió en aplicar sucesivas  tensiones ψ a una muestra de cada sustrato M1 y M2. Se aplicaron 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80 y 100 hPa de tensión mediante un lecho de arena construido según norma europea EN13041, se midió el agua retenida  y se calculó θ en cada tensión y, de esa manera, se obtuvieron los pares θ-ψ, que son los puntos con los que se graficaron la curva de retención de agua. Luego se estimó la curva de retención de agua en forma continua según modelo de van-Genuchten, y en base a estos datos, se estimó la conductividad hidráulica no saturada.

Las unidades de ψ en hPa coinciden en valor absoluto con cm de columna de agua, por lo tanto, se puede realizar una analogía entre las tensiones y la altura del contenedor en el cual se usará ese sustrato pudiendo a través del parámetro θ estimar que volumen de agua quedará retenido para un contenedor de altura h y su correspondiente porosidad de aire. El contenido hídrico θ puede expresarse como porcentaje o fracción cm3cm-3. Para la tensión de 5 hPa se obtuvo: θ de 45% en el sustrato con mayor proporción de perlita  y de 87% en el de mayor proporción de turba, lo que indica que para bandejas multiceldas de baja altura o cajoneras de propagación, el primer sustrato se podrá usar para enraizar esquejes con requerimientos de aireación y el segundo, para semillas que requieran alto contenido de humedad. 

Para el manejo del riego y la elección del sustrato, según el contenedor, ¿qué podrías explicitar?

La forma que adquiere la curva de retención de agua está relacionada con la distribución de tamaño de poros del sustrato ya que existe a través de la ley de capilaridad, una relación directa entre el tamaño del poro y el agua que queda retenida en él al ser aplicada una tensión determinada.

En las curvas de retención de agua graficadas se obtuvo una brusca pendiente en el sustrato a base de perlita, ya que en el rango de 0-10 hPa (siendo el θ a 10 hPa= 35%),  liberó un 60% de agua de los poros que a su vez se han llenado de aire, que se corresponde  con el tamaño de los poros > a 0,3 mm llamados  macroporos. Por el contrario, en el sustrato a base de turba en ese mismo rango, el sustrato liberó 24% de agua evidenciando menor cantidad de macroporos y mayor cantidad de microporos que retienen agua a esas tensiones, presentando una pendiente más suave. Además, se evidencia una meseta en este rango que representa la presión de entrada de aire del sustrato.

Este parámetro nos indica a qué valor de la tensión aplicada, el sustrato permite la entrada de aire pasando así del régimen de flujo saturado a flujo no saturado. Esta tensión en hPa y su correspondiente equivalente en cm  nos indica, aproximadamente, la altura de la “tabla de agua” (zona cercana a la  saturación) que se formará en la base de cualquier  contenedor, ya que depende de la distribución de tamaño de poros del sustrato, que en caso de M2 tendrá, aproximadamente, una altura de 3-4 cm y en M1 no se formará.

En el rango 10-50 hPa de la misma forma se analiza el agua libera por los dos sustratos siendo que M1 liberó solo 15% de agua respecto de su volumen,  mientras que  M2 a base de turba liberó 36% de su volumen de agua. Estas consideraciones son útiles para la toma de decisión de la elección del sustrato según el contenedor y para el criterio en el manejo del riego de acuerdo al sistema integral del cultivo. Para un determinado tamaño de contenedor, el sustrato M1 necesitará riegos más frecuentes para cubrir el agua fácilmente disponible para la planta, siendo más apropiado su uso cuando hay un sistema de riego automatizado; por el contrario, el sustrato M2 presenta mayor capacidad de liberar agua fácilmente disponible entre riegos y, por tanto, es más apropiado en un sistema donde el aporte de agua es un factor limitante. Sin embargo,  podría presentar problemas de anoxia en plantas cultivadas en macetas pequeñas.

La curva de retención de agua sirvió de base para estimar la conductividad hidráulica no saturada en función del contenido hídrico, permitiendo cuantificar el umbral de riego como el momento en que es necesario regar para permitir que se restablezca el flujo de agua disponible y su correspondiente par de θ-ψ para ambos sustratos, resultando para M1: el punto 31%-13 hPa y para M2: 40%-40 hPa

* Elección del sustrato y manejo del riego utilizando como herramienta las curvas de retención de agua. Por L. B. Vence, O. R. Valenzuela, H. A. Svartz, C. L. Boschi. ** Coautora del trabajo.

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