Actualmente, la producción de tomates de invernadero se basa en sustratos de lana mineral, pero al mismo tiempo crece la demanda de medios respetuosos con el medio ambiente. Los científicos han evaluado la idoneidad de alternativas orgánicas para las plántulas de tomate destinadas al cultivo en sistemas de alambre y consideran aconsejable desarrollar una industria de sustratos de corteza de pino.
En un artículo de un equipo de investigadores de la Universidad de Oregón y del Servicio de Investigación Agrícola del USDA, que están desarrollando tecnologías de sustrato orgánico para tomates de invernadero de alto rendimiento.
En su artículo, los autores escriben lo siguiente: “El tomate pertenece a la familia de las solanáceas y es rico en compuestos beneficiosos, como vitaminas, carotenoides y fenoles, que favorecen la salud y previenen algunas enfermedades y disfunciones crónicas. Además de consumirse frescos, los tomates también se procesan para obtener diversos productos como jugos, salsas y sopas.
La producción de tomates en invernaderos, especialmente en invernaderos de alta tecnología, permite que los rendimientos por unidad de superficie sean 6,4 veces mayores que en campo abierto. Sin embargo, este indicador de rendimiento depende en gran medida de la calidad de las plántulas de tomate.
¿Qué afecta la calidad de las plántulas de tomate en un invernadero industrial?
Varios factores ambientales, incluida la temperatura, la humedad, las condiciones de luz, el medio de cultivo, el riego y las concentraciones de nutrientes, influyen en la germinación y el establecimiento de las plántulas de tomate en invernadero.
Seleccionar un sustrato o medio de cultivo adecuado es fundamental, ya que sirve como depósito de humedad y nutrientes alrededor de las raíces de la planta, y el espacio poroso del sustrato también proporciona oxígeno, que es necesario para la germinación y el enraizamiento de las semillas.
Los sustratos se pueden dividir en dos grupos: sintéticos y orgánicos. Ejemplos de sustratos sintéticos incluyen lana de roca, espuma de poliestireno, perlita, toba, arena y poliestireno, mientras que la fibra de coco, la fibra de madera, la turba y la corteza de pino son sustratos orgánicos sin suelo comúnmente utilizados.
Los sustratos sintéticos ofrecen ventajas como una alta capacidad de retención de agua y aire, disponibilidad en una variedad de tamaños y formas, durabilidad y resistencia a la degradación. Sin embargo, no son biodegradables, pueden tener niveles de pH elevados y contienen muy poco carbono para las poblaciones microbianas.
Por otro lado, los sustratos orgánicos se derivan de fuentes biológicas, lo que los hace más biodegradables y ambientalmente sostenibles. También proporcionan un ambiente adecuado con suficiente capacidad de retención de agua, aireación y contenido de nutrientes. Además, crean un entorno favorable para las poblaciones microbianas. Sin embargo, muchos de estos sustratos son hidrófobos. Si se secan, tardarán mucho en volver a humedecerse.
Los cubos de lana de roca se consideran el sustrato estándar para las plántulas de tomate en la industria de los invernaderos.
Las mezclas a base de turba también son populares. También contienen perlita y vermiculita, que proporcionan equilibrio de humedad y retención de nutrientes.
La fibra de coco es un sustrato ampliamente utilizado que exhibe una excelente capacidad de retención de agua y perfiles estables de agua y salinidad, y es una alternativa popular a los sustratos sintéticos en la producción de cultivos con soporte de alambre.
Los sustratos de madera, incluida la corteza de pino y la fibra de madera, suelen proporcionar suficiente espacio de aire y una alta conductividad hidráulica saturada. Estos sustratos se consideran más sostenibles que la turba, y más accesibles y rentables que la turba y la fibra de coco; sin embargo, este ámbito está poco desarrollado, incluso para los tomates de invernadero.
El riego es otro factor crítico que afecta la germinación y el establecimiento de las semillas. Es muy importante la cantidad adecuada de riego junto con los fertilizantes en el momento adecuado.
El riego para la propagación de semillas se puede dividir en dos grupos: aspersión y subirrigación.
Ejemplos de riego por aspersión incluyen aspersores de pulso y barras de aspersión, mientras que los métodos de subirrigación incluyen sistemas de flujo y reflujo, canales y sistemas de piso inundado.
Los sistemas de riego para cultivos altos pueden incluir estos sistemas o versiones modificadas de estos sistemas estándar según los recursos disponibles.
Con el riego por aspersión, la cobertura del dosel a veces limita la cantidad y la uniformidad del agua que ingresa al sustrato, mientras que el subirrigación se considera más eficiente ya que el agua se aplica desde debajo de los contenedores y el sustrato se satura debido a la acción capilar del agua.
El riego secundario también reduce la pérdida de agua y fertilizantes asociados con los sistemas tradicionales de riego por aspersión utilizados en los invernaderos.
Sustratos orgánicos prometedores para la producción industrial de tomates
Dada la variedad de sistemas de riego y la esperada introducción de nuevos sustratos en la producción de tomates en invernadero, existe una necesidad de conocimiento sobre los métodos de riego para cultivos de alambre alto.
Para los productores que están adaptando nuevos sustratos orgánicos para la producción, es fundamental contar con opciones de sustratos orgánicos para propagar plántulas de tomate de calidad. Estos pueden ser sustratos orgánicos como turba, corteza de pino, fibra de coco, fibra de madera y varias combinaciones de los mismos, que funcionan de manera similar, y en algunos estudios a veces mejor, que los sustratos sintéticos (como la perlita) en el cultivo de tomates y pepinos usando alambre alto.
Además, el impacto de las prácticas de fertirrigación en el período de propagación (germinación de semillas y formación de plántulas) es un aspecto crítico que a menudo se pasa por alto. El propósito de este estudio fue comparar diferentes sustratos para la propagación de tomate bajo diferentes protocolos de fertirrigación.
El experimento se llevó a cabo en un invernadero de vidrio Venlo ubicado en la Universidad Estatal de Ohio en Worcester. Se utilizó tomate “Favorita F1” como cultivo modelo.
Las semillas de tomate se sembraron a una profundidad de 0,63 cm en sustratos presaturados y se cubrieron con el mismo sustrato a excepción de la lana de roca que se cubrió con vermiculita gruesa.
Los sustratos evaluados fueron lana mineral, fibra de coco, mezcla de fibra de madera y fibra de coco, corteza de pino de calidad media, fracciones de corteza de pino <0,64 cm y <0,32 cm.
Los sustratos se prepararon humedeciendo o saturando individualmente 24 horas antes de la siembra de semillas utilizando los siguientes procedimientos. La lana de roca se empapó en agua, la fibra de coco se regó desde arriba y el interior, la fibra de madera se empapó en agua caliente y los sustratos de corteza de pino se irrigaron desde arriba. Se utilizó un fertilizante comercial completamente soluble en agua.
Se realizaron tres experimentos separados para determinar el sustrato óptimo para la propagación de tomates utilizando diferentes protocolos de riego. El primer experimento evaluó la germinación de semillas de tomate y el desarrollo de plántulas/trasplantes en sustratos sintéticos y orgánicos con riego superficial. El segundo experimento determinó cómo la altura del recipiente (el efecto de la capilaridad del agua) afecta la germinación de las semillas y el desarrollo de las plántulas. El tercer experimento evaluó el efecto de la concentración de nutrientes y el tipo de sustrato en la propagación de las plántulas.
El experimento de selección de sustrato se realizó en dos etapas: una etapa de germinación y una etapa de resiembra, cada una con una duración de dos semanas.
Durante la etapa de germinación, se colocaron en el banco de pruebas un total de 30 bandejas de semillas (6 sustratos × 5 réplicas) en un orden completamente al azar. Cada bandeja de semillas contenía 10 celdas pequeñas y se colocó en bandejas de riego suplementarias para recolectar y almacenar el lixiviado.
Durante las primeras dos semanas, las bandejas de los tapones celulares se irrigaron diariamente desde arriba usando un rociador de bomba equipado con boquillas de niebla fina.
El riego se llevó a cabo utilizando una solución nutritiva hasta que se saturó y el exceso de lixiviación se acumuló en una bandeja de riego suplementaria para imitar los métodos de riego utilizados para la propagación de cultivos hidropónicos. Cuando se utilizó lana mineral, se dejó una capa de agua de 1,25 cm en la bandeja de riego automático para imitar la práctica industrial. Durante los primeros tres días, las bandejas se irrigaron con 40 ml de solución nutritiva dos veces al día y luego con 100 ml una vez al día.
La etapa de trasplante comenzó dos semanas después de la siembra de las semillas. Se trasplantaron cinco plántulas de cada tratamiento de sustrato a cubos o contenedores más grandes (en etapas) que contenían el mismo medio de cultivo que en la etapa de germinación.
Por lo tanto, las plántulas se trasplantaron desde las células a cubos de lana mineral y fibra de coco (10 × 10 × 7,6/cc) o a contenedores de 0,6 L llenos de sustrato suelto (es decir, corteza de pino y fibra de madera).
Se colocaron cubos o contenedores en bandejas de riego automático y se colocaron cinco réplicas de cada tratamiento en un orden completamente aleatorio.
Los recipientes y cubos se regaron con 50 ml de solución nutritiva y se vertieron 500 ml en bandejas de lana mineral a una profundidad de 1,25 cm. Las aguas residuales de otros sustratos se acumularon en la bandeja de semillas durante el riego por encima, pero no se reguló la cantidad de riego adicional. , a diferencia de la lana mineral.
Generalmente, la germinación y emergencia de las semillas dependen en gran medida del contenido de agua del sustrato, y el contenido de agua depende de las propiedades físicas del sustrato. En este estudio, se observaron efectos significativos de los sustratos, los métodos de fertirrigación, la altura de los contenedores y las concentraciones de nutrientes en la propagación del tomate.
El experimento midió los parámetros de germinación y crecimiento, incluida la altura, el diámetro del tallo, el número de hojas, el área de las hojas, los niveles de clorofila de las hojas y el peso de los brotes frescos y secos.
En el primer experimento, donde se utilizó riego por aspersión, la germinación del tomate fue más rápida y alcanzó un mayor porcentaje con un espesor de corteza de pino <0,64 cm en comparación con otros sustratos. Sin embargo, cuatro semanas después del trasplante, el rendimiento del crecimiento fue similar o mejor al de la fibra de coco que al de la lana de roca.
Para el segundo experimento de riego automático únicamente a diferentes alturas de contenedores, la turba produjo el mayor crecimiento en todos los parámetros, seguida de una mezcla de fibra de madera y bonote en todas las alturas de contenedores, mientras que la corteza de pino tuvo el menor crecimiento en todos los parámetros medidos.
En el tercer experimento con riego por aspersión a diferentes dosis de fertilización, una mezcla de fibra de madera y bonote, así como una mezcla a base de turba y lana de roca, fueron los sustratos con valores más altos para todos los parámetros evaluados.
Aunque todos los sustratos orgánicos mostraron potencial para su uso en la propagación del tomate, en términos generales, en términos de efectos positivos acumulativos, la corteza de pino <0,32 cm y una mezcla de fibra de madera y bonote parecieron ser el mejor medio de germinación y mostraron potencial para su uso como sustituto de la lana de roca. .”
Basado en un artículo de un grupo de autores (Milon Chowdhury, Alexandra Espinosa-Ayala, Uttara K. Samarakoon, James E. Altland, Teng Yang), publicado en la revista Agriculture 2024 en el portal www.mdpi.com.
