elocation-id: e4030
En México la extracción de tierra de monte para la producción de plantas ornamentales causa un impacto ecológico negativo, este material representa el principal sustrato usado para la producción de plantas ornamentales. El objetivo de este estudio fue caracterizar y validar diferentes proporciones de tres materias primas obtenidas de desechos y residuos de otras actividades económicas. Para ello se caracterizaron fisicoquímicamente diferentes mezclas de residuos de jardinería (RJ), el aserrín (AP) y corteza de pino (CP) en diferentes proporciones y un sustrato testigo; para potencial sustituto de sustratos en la producción de plantas ornamentales. Se evaluó granulometría, densidad aparente, porosidad total y de aireación, capacidad de retención de agua, potencial de hidrógeno (pH) y conductividad eléctrica (σ) como propiedades principales en la selección de sustratos. Los resultados de este estudio demuestran la posible sustitución de tierra de monte (no sustentable), en la elaboración de sustratos para producción ornamental, por sustratos regionales de bajo costo de producción. Los sustratos S3 (25RJ+25CP+50AP), S4 (20RJ+30CP+40AP) y S5 (50RJ+25CP+25AP) están en los intervalos convenientes para la producción de planta, según las propiedades físicas.
aserrín, corteza, restos de poda, sustentabilidad, sustratos alternativos
Un sustrato es cualquier material poroso, usado puro o en mezcla para cultivar plantas en contenedor el cual proporciona anclaje y suficientes niveles de agua y oxígeno para el desarrollo óptimo de las plantas (Vence, 2008). La importancia de conocer estas propiedades radica en que de éstas dependerá el manejo adecuado de la fertilización y del riego (Pérez, 2009).
La producción de planta ornamental es un sector que consume una gran diversidad de sustratos, creados a partir de diferentes mezclas de materiales disponibles en cada región o bien, de acuerdo con los requerimientos de cada especie (Abad et al., 2004). En 2001, México requirió cerca de 500 000 m3 de sustrato para la producción de plantas ornamentales en contenedor, en la actualidad se ha triplicado el valor de esta demanda. Entre los cultivos con mayor demanda en el mercado según el Sistema de Información Agroalimentaria y Pecuaria (SIAP, 2022) se encuentra el geranio (Pelargonium spp.) con un valor de producción mayor a 100 mil pesos, rosa (Rosa spp.) y margarita (Dimorfoteca spp.) como flor de corte.
Existe una preocupación notable a causa de que la extracción inmoderada de tierra y hojarasca de áreas forestales del país, lo que lleva a la búsqueda de sustratos alternativos, las materias primas se mezclan frecuentemente siguiendo dosis específicas y definidas. Dichas dosis se determinan de manera empírica basándose en la experiencia acumulada por los productores (Campos et al., 2025), sumado a eso, la inadecuada formulación de sustratos para la producción ornamental genera una baja productividad y alta mortalidad de plantas por las propiedades no óptimas que presentan las diferentes mezclas de materias primas (Ruiz et al., 2008) teniendo como consecuencia una pérdida económica para productores (Prisa y Caro, 2023).
El costo alto de los sustratos importados sugiere la necesidad de disponer de un sustrato producido localmente, estable, inocuo y de probada calidad, lo que abre nuevas expectativas a materiales autóctonos que hasta hace tiempo no eran considerados. Se ha prestado atención a la clasificación, el reciclaje, la reutilización, la reducción de materiales orgánicos para el desarrollo sostenible de los ecosistemas y recuperación de residuos orgánicos para la utilización en la agricultura (López, 2011).
Actualmente es primordial en el sector productivo ornamental y académico, la obtención y recomendación de nuevos medios de cultivo que ayuden a obtener plantas ornamentales de mejor calidad y a menor costo pues comparando los costos de producción de los sustratos elaborados a base de restos de jardinería, aserrín y corteza de pino ($45.35), en comparación con los sustratos comerciales importados ($528.00) y con la tierra de monte ($90.00) (precio según la zona de adquisición), por lo que este estudio tuvo como objetivo establecer, caracterizar y validar proporciones de tres materias primas para la elaboración de sustratos ornamentales elaborados a partir de material composteado procedente de la industria maderera y residuos del sector jardinero urbano.
El estudio se llevó acabo en el Laboratorio de Química del Instituto Tecnológico Superior de Salvatierra, localizado en Janicho, Salvatierra, Guanajuato; situado en 20.197044° latitud norte -100.90635° longitud oeste y 1 902 msnm (Google earth, 2017). En laboratorio se determinaron, por triplicado, las propiedades físicas y químicas de diferentes mezclas de sustratos.
El diseño experimental fue completamente al azar. Antes de realizar el análisis de varianza, se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas mediante Shapiro-Wilk, la comparación de medias se efectuó con la prueba de Tukey (p ≤ 0.05). Las variables que no cumplen los requisitos de normalidad y homogeneidad de varianza se analizaron mediante pruebas no paramétricas, utilizando el método de Kruskal Wallis (Bracho et al., 2009).
Los materiales implementados para la formulación de un sustrato de plantas ornamentales en contenedor alternativo fueron los residuos de jardinería (RJ), aserrín de pino (AP) y corteza de pino (CP) composteada. Posterior a la colecta de los restos de jardinería (poda de ramas y hojas) se trasladaron a un área para el manejo de los residuos, en donde se molieron los RJ y CP con ayuda de un molino de martillos núm. 16, de 14.91 kW, con una criba correspondiente a un tamaño de partícula < 2 cm, dichos materiales triturados se compostearon se protegieron de la acción de los vientos manteniéndolos húmedos y cubiertos con plástico por separado en pilas menores de 1.5 m de altura (Pérez y Martínez, 2008). El resto de los materiales no necesitaron otro proceso.
Se elaboraron mezclas, en diferentes proporciones (vol/vol) de residuos de jardinería (RJ), aserrín de pino (AP) y corteza de pino (CP) (Cuadro 1). Las proporciones de los sustratos (S2, S3, S5) modificados de González et al. (2018).
| Sustrato | Mezclas |
|---|---|
| S1R2* | 40% A + 40% TM + 20% TL |
| S1M2* | 25% A + 50% TM + 25% PC |
| S2 | 30% RJ + 20% CP + 50% AP |
| S3 | 25% RJ + 25% CP + 50% AP |
| S4 | 30% RJ + 30% CP + 40% AP |
| S5 | 50% RJ + 25% CP + 25% AP |
La caracterización fisicoquímica de las diferentes mezclas utilizadas como tratamientos experimentales se realizó en el laboratorio del Instituto Tecnológico Superior de Salvatierra, siguiendo las técnicas descritas por Acosta-Durán (2012); Tello y Vega (2015). Se determinaron las siguientes propiedades: retención de agua mediante una prueba rápida; porosidad (% de espacio poroso) en condiciones secas, densidad aparente, calculada con el método de la relación entre partículas sólidas y volumen; y conductividad eléctrica y pH, medidos directamente en el sustrato con un conductímetro portátil y un medidor de pH Ohaus® ST20M.
La granulometría se obtuvo utilizando tamices de 71, 40, 32, 13 y 4 NOP (número de orificios por pulgada), colocados en orden descendente. El material seco al aire se agitó manualmente durante tres minutos (Quesada, 2014).
Las propiedades físicas de un sustrato son las más importantes, debido a que difícilmente pueden ser modificadas una vez establecido el cultivo: por lo que su caracterización previa es imperativa (Cabrera, 2003). En la producción de plantas ornamentales en recipientes bajo condiciones de vivero las raíces son las más expuestas a las fluctuaciones de las condiciones del ambiente físico de las plantas ya que la relación área/volumen de los contenedores es grande por lo que existe una baja capacidad amortiguadora contra variaciones del medio.
El sustrato usado en la producción de plantas debe promover el soporte físico y al mismo tiempo proporcionar agua, aire y nutrimentos a la planta para el correcto funcionamiento de las raíces (Pire y Pereira, 2003).
Los tamices de esta investigación que brindaron partículas útiles en la retención de humedad y nutrientes son los tamices T1 con 193 OP (orificios por pulgada) (polvo < 0.3 mm), T2 con 71 OP (< 0.5 mm) y T3 con 40 OP (> 0.5 a < 1 mm), el resto de tamices (T4 a T10) con tamaño de partículas superior de 1 mm corresponde a las partículas gruesas encargadas de brindar un mayor espacio poroso, por consecuencia incrementa la capacidad de aireación, aumentando el drenaje; por ello un porcentaje alto de partículas finas afecta la capacidad de aireación y eleva la retención de agua.
Tras la determinación de la distribución granulométrica de los sustratos estudiados, expresada como porcentaje en peso de cada fracción, los resultados se han presentado en forma de columnas apiladas (Figura 1). El porcentaje acumulado de partículas finas (polvo < 0.3 a > 1 mm) de acuerdo con el volumen fue de 70% para los sustratos testigos y superiores a 50% para los sustratos S2, S4 y S5.
El análisis granulométrico (Cuadro 2), indicó diferencias estadísticas entre los orígenes de la fracción fina (T1, T2 y T3) y la fracción gruesa (T4, T5 y T6): notándose mayor diferencia entre los S1R y S1M con respecto a los sustratos S2, S3, S4 y S5 los cuales presentaron mayor heterogeneidad, presentando una distribución de tamaño de partículas de los sustratos S3, S4 y S5. Consecuentemente, se presentó un porcentaje acumulado mayor de partículas gruesas en los sustratos propuestos lo que indica un incremento en el contenido de macroporos facilitando intercambio de oxígeno en la zona radicular.
Los materiales de textura gruesa, con tamaño de partícula superior a 0.9 mm, con poros grandes, superiores a 0.1 mm, retienen cantidades reducidas de agua, pero están bien aireados. Los materiales finos, con partículas inferiores a 0.25 mm y tamaño de poros inferior a 0.03 mm, retienen grandes cantidades de agua difícilmente disponible y favorece condiciones de anoxia (Ballester, 1993). El mejor sustrato se define como aquel material de textura media a gruesa, con una distribución del tamaño de los poros entre 0.03 mm y 0.3 mm, equivalente a una distribución del tamaño de las partículas entre 0.25 mm y 2.5 mm, el cual retiene suficiente agua fácilmente disponible y presentando un adecuado contenido de aire (Ballester, 1993).
La homogeneidad del sustrato, tanto dentro de un mismo lote como entre diferentes lotes a lo largo del tiempo, constituye un factor esencial para garantizar la calidad comercial, la estandarización y la fiabilidad de los productores (Prisa y Caro, 2023; Campos et al., 2025). La retención de agua es muy sensible a las variaciones de la granulometría del sustrato (Hernández et al., 2014; López, 2016).
Esencialmente debe existir un equilibrio apropiado entre el agua retenida que va a absorber la planta y de macroporos para permitir el intercambio de aire con el medio externo (Pire y Pereira, 2003). La porosidad total (PT) es la diferencia entre el volumen total y el volumen ocupado por los sólidos (Schafer y Lerner, 2022). El valor de referencia de esta propiedad es de 85% del volumen de los sustratos, con drenaje, después de un riego a saturación, que permita aireación de al menos 10% respecto del volumen del sustrato.
Valenzuela et al. (2014); López et al. (2016), define como aceptable de 20 a 50% PT dependiendo el cultivo; sin embargo, otros autores recomiendan de 60 a 80% PT como rango adecuado para el desarrollo de especies forestales y ornamentales (García et al., 2001).
La granulometría (distribución del tamaño de partícula) y su tamaño es un factor de importancia en los sustratos para plantas ya que influyen en la dinámica de aire y agua del medio de cultivo, las cuales son críticas y a menudo no pueden modificarse una vez establecido el cultivo (Campos et al., 2025). Los sustratos evaluados presentaron una porosidad total (PT) mayor a 50%, no se detectaron diferencias estadísticas en esta variable por efecto del tipo de sustrato. Aunque el S5 tuvo 57.2% en PT (Cuadro 3) con una composición de 25% de corteza de pino, el cual es un material que proporcionan drenaje y aireación a largo plazo, necesario para el desarrollo óptimo radicular de la planta y 50% de restos de jardinería que contribuye al drenaje en su etapa inicial de utilización y el otro 25% que corresponde a aserrín de pino material de retención de humedad.
| Sustrato | Propiedades químicas | |
|---|---|---|
| pH | σ (dS m-1) | |
| S1M | 6.45 abc | 1.1 abc |
| S1R | 6.83 ab | 0.73 abc |
| S2 | 6.14 c | 0.41 c |
| S3 | 6.14 c | 0.58 bc |
| S4 | 6.33 bc | 1.29 ab |
| S5 | 6.68 ab | 1.51 a |
| p * | 0.0003 | 0.0056 |
| CV | 2.21 | 32.61 |
Por otra parte, el S2 compuesto por 50% de AP y el menor porcentaje de CP (20%) presenta la PT mayor con 72.79% y menor PA con 46%, pese a estos resultados López (2016) asegura que sustratos de menor porosidad son usados ventajosamente en cultivos de mayor requerimiento hídrico o en épocas de escasez. En suma, la porosidad total (PT) de los sustratos S3, S4, S5 y los testigos se encuentran dentro del rango recomendado (60-80% PT).
Es definida como la cantidad total de agua retenida por el sustrato una vez saturado y drenado, en ausencia de evaporación; en la mayoría de los sustratos los rangos recomendados oscilan entre 55-70% (Abad et al., 2004; Barrón, 2013) de 25 a 55% (Landis et al., 1990). Los resultados de la caracterización demostraron tener diferencias altamente significativas en los sustratos testigo contra los sustratos propuestos; siendo estos los de mayor CRH tal como lo establece Patrón (2014).
En la caracterización de sustratos a base de aserrín de pino con 53% de CRH al presentarse rangos óptimos de CRH no confiere a las mezclas las propiedades adecuadas para el desarrollo de los cultivos, siendo necesaria la conjunción de otras características físicas para que se obtengan óptimos resultados. La investigación de González et al. (2018) obtuvieron valores de 41.8% y 44.8% en sustratos con 30% turba de musgo + 20% de corteza de pino + 50% de aserrín de pino y 25% turba 25% de corteza de pino + 50% de aserrín de pino respectivamente, ratificando que al incrementar el porcentaje de aserrín aumenta la retención de humedad, derivado de la capacidad de absorción que posee el aserrín; por el contrario de la corteza de pino. Autores como Hernández-Zarate et al. (2014) obtuvieron cifras similares (40% y 41%) en sustratos con 40% de corteza composteada +60% de aserrín y 60% de corteza composteada + 40% de aserrín. En los sustratos evaluados se obtuvieron rangos superiores a los valores óptimos recomendados siendo el S4 con 175.8% de capacidad de retención de humedad.
Se presentaron diferencias estadísticas entre las diferentes mezclas (Cuadro 3), el rango óptimo para esta característica es de 0.15 a 0.6 g ml-1 (García et al., 2001). Es decir, el sustrato debe ser suficientemente pesado para mantener la planta en posición vertical, evitando el volcamiento y al mismo tiempo sin excesos de peso que dificulte la manipulación o transporte de plantas. Se observó que los sustratos propuestos a base de restos de jardinería, corteza y aserrín de pino (S2, S3, S4 y S5) están dentro de los rangos óptimos para este parámetro importante para calificar a un buen sustrato, éste debe demostrar una baja densidad aparente (Murciano, 2013) que se encuentre dentro del rango establecido, ya que densidades demasiado bajas, son densidades no deseadas en sustratos ornamentales usados en viverismo (Cabrera, 1999).
Tanto las propiedades físicas como el pH y la fertilidad de un sustrato constituyen una parte fundamental para el desarrollo de los cultivos en contenedor (Yong, 2004). Un excelente potencial de hidrógeno en el sustrato hace posible la disponibilidad de nutrientes para las raíces de las plantas. En cultivos sin suelo el pH ideal oscila entre 5.5 y 7 (Acosta-Duran, 2012). Luego del análisis químico de las diferentes mezclas compuestas por AP, CP y RJ, se comprobó que estadísticamente existe variación en el pH de todos los sustratos incluidos los testigos (p = 0.0089) debido a las proporciones diferentes de cada materia prima. El pH obtenido de los sustratos propuestos es ligeramente ácido por debajo de valores de 7, siendo más adecuados para el establecimiento de cultivos ornamentales el S2 y S3, tomando en cuenta que los requerimientos edáficos de las diferentes especies varían, por lo que se afirma que los sustratos llegan a proporcionar una adecuada disponibilidad de nutrimentos.
La concentración de sales solubles presentes en la solución de un sustrato es la medida de la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica, en general se recomiendan valores menores a 1 dS m-1 lo que facilita el manejo de la fertilización y evita fitotoxicidad (Bárbaro et al., 2014); por otra parte, los valores aceptables para la mayoría de los cultivos ornamentales en contenedor varían de 0.76 y 1.25 dS m-1 (Acosta-Duran, 2012). Los resultados observados para la conductividad eléctrica demostraron ser diferentes estadísticamente (p = 0.011), el S2 y S3 demostraron tener baja conductividad eléctrica en comparación a los sustratos testigo.
La sustitución de tierra de monte, arena y tierra lama es factible en la elaboración de sustratos para producción ornamental, con base a los resultados mostrados, sustituyéndolos por materiales regionales reciclados o reutilizados como son los restos de actividades de mantenimiento de áreas verdes urbanas e industria maderera (restos de jardinería, aserrín y corteza de pino) en las proporciones evaluadas y validadas. Si bien la caracterización física de los sustratos (granulometría, Da, CRH y PT) es fundamental para comprender los procesos de crecimiento de las plantas cultivadas en contenedor, resulta difícil obtener una materia prima que reúna todas las características deseables.
En esta investigación las propiedades físicas derivadas de las mezclas potenciales (S3= 25% RJ + 25% CP + 50% AP; Da= 0.42 g cm-3, CRH= 172.67%, PT= 75.16%, S4= 30% RJ + 30% CP + 40% AP; Da= 0.35 g cm-3, CRH = 175.83%, PT = 79.5% y S5= 50% RJ + 25% CP + 25% AP; Da= 0.34 g cm-3, CRH= 165.3%, PT= 80.72%) están dentro de los intervalos convenientes (Da= < 0.04 g cm-3, CRH= 55-70%, PT= > 85%) para ser utilizados para la producción de planta.
A su vez en cuanto a las propiedades químicas el pH y conductividad eléctrica, aun siendo propiedades muy variables en las mezclas aquí detalladas, los valores que presentan los sustratos S2= 30% RJ + 20% CP + 50% AP y S3= 30% RJ + 30% CP + 40% AP se ubican dentro de los valores de referencia; no obstante, las mezclas restantes evaluadas presentan valores aceptables y ajustables en la producción de plantas ornamentales en contenedores.
González-Orozco, M. M.; Prieto-Ruíz, J. Á.; Aldrete, A. M.; Hernández-Díaz, J. C.; Chávez-Simental, J. A. y Rodríguez-Laguna, R. 2018. Sustratos a base de aserrín crudo con fertilización y la calidad de planta de Pinus cooperi Blanco en vivero. México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales. 9(48):203-225.
