Importancia del O2 en el sustrato

Nota del autor: En el numero de marzo 2009 de Productores de Hortalizas discutiamos la conexion entre riego y oxigeno, asi como la utilidad de la estrategia de riego para fomentar un flujo continuo del vital elemento en la zona de la raiz. El presente articulo versa sobre la funcion del oxigeno en cuanto a optimizacion de eficiencia de las raices, productividad de la planta y calidad de frutos.

Las raices son organos aerobicos, por lo que una deficiencia de O2 podria ser fatal. El crecimiento de las raices ” fase de la actividad de la planta que requiere una cantidad de O2 adecuada ” y toda la actividad biologica que tiene lugar en la zona de la raiz, consume O2 de manera continua, dia y noche. La optimizacion del contenido de O2 en la raiz es critica para la absorcion eficiente de nutrientes suministrados al cultivo. Las raices que crecen en un ambiente con mas de 85% de humedad (anegado) o menos del 30% (arido) sufren estres y presentan un ritmo de actividad extremadamente bajo y en consecuencia, un ritmo bajo de absorcion de nutrientes y de agua.

Las raices que crecen lentamente o que producen pocos terminales nuevos, no absorben calcio adecuadamente (riesgo de pudricion apical) ni otros nutrientes que podrian desembocar en problemas fisiologicos de maduracion de fruto. El Ca es absorbido por la zona no suberizada mas joven, ubicada inmediatamente detras de los terminales de las raices en crecimiento.

Consumo de oxigeno

Algunos productores piensan que cuando riegan proporcionan a las raices de las plantas una cantidad de O2 mas que suficiente. Esto no es asi, debido al ritmo de consumo de O2 por las raices de las plantas y al intervalo de tiempo entre sesiones de riego.

Las raices solo pueden tomar el O2 disuelto en agua en los poros llenos de aire en el sustrato. A una temperatura del agua de 20 ºC, la cantidad de O2 que puede ser disuelta en el agua de riego es 9.1mg/L. A 30 ºC, es menos de 7.1mg/L.

Cada planta adulta consume en el sustrato, de 46 a 184 mg de O2/h o de 0.77 a 3.1 mg de O2/min, con un rango de temperatura de sustrato de 20 a 31 ºC. Cuanto mas calido este el sustrato, mayor sera el ritmo de consumo de O2 por las raices, como resultado de un ritmo de respiracion mas elevado a nivel de las raices. En consecuencia, el O2 contenido en el agua y entregado a las plantas a traves del sistema de goteros, no puede sostener por si solo la actividad de las raices.

Ademas, a medida que desciende el nivel de O2 en la zona radicular, los niveles de productos de respiracion de las raices (CO2 y etileno) ascienden. Las acumulaciones de estos productos pueden inhibir el crecimiento radicular, ya que es importante que este presente la composicion completa del gas en la zona radicular para el desarrollo general de la planta. Grable (1996) sugirio que las raices al respirar consumen unas nueve veces su volumen de O2 cada dia. Por tanto, es necesario que el O2 absorbido por las raices en la zona radicular sea remplazado a un ritmo suficiente o peligrara la respiracion, o lo que es lo mismo, el funcionamiento adecuado de la planta entera.

Raices y estomas

La investigacion ha indicado claramente que existen varios factores que interaccionan para afectar a la relacion entre disponibilidad de O2 en la zona radicular y grado de cerramiento estomatal. Estos factores incluyen temperatura en la zona radicular, edad de la planta, estado de nutricion mineral y duracion y grado de hipoxia. A medida que el contenido de O2 desciende, la acumulacion de acido abscisico en las hojas asciende y ello provoca el cerramiento de estomas, lo cual causa una reduccion en la absorcion de CO2 por las hojas, resultando en un descenso de la actividad fotosintetica. Con la reduccion de la fotosintesis viene la reduccion del crecimiento de la planta, del desarrollo de las raices y de la produccion de frutos.

Por esta razon, los productores deben regar con mucha frecuencia en los momentos del dia en los que el consumo de O2 en las raices (ritmo de respiracion) es mas alto, con el fin de generar un drenaje suficiente de manera que el O2 sea empujado hacia el interior del sustrato para contribuir a una actividad optima de las raices.

Una estrategia de riego apropiada crea un equilibrio entre los espacios de los poros repletos de agua y los repletos de aire en el sustrato y crea drenaje suficiente para que el O2 penetre en el sustrato en cantidades adecuadas para satisfacer la demanda de respiracion en las raices.

Actividad biologica

Las raices no son las unicas que consumen grandes cantidades por minuto, sino tambien la actividad biologica en el sustrato. Esta actividad biologica se manifiesta en forma de organismos beneficos (Trichoderma, Gliocladium, Steinernema, etc.) que han sido agregados por el productor, asi como organismos patogenos (Pythium, Phytophthora, Verticillium, etc.) que hayan invadido el sustrato.

En el caso de sustratos organicos tales como fibra de coco, debe tomarse en consideracion la edad o madurez del sustrato. Materiales inmaduros o no compostados en los cuales el nivel de actividad biologica es muy alto (p.ej. el proceso de compostaje no ha sido completado), no solo contendran un nivel alto de acidos Grasos Volatiles (AGV) sino que el ritmo de consumo de O2 tambien sera muy alto debido a la presencia de organismos biologicamente activos que estan presentes y en proceso de descomponer la materia organica. Se ha demostrado que la presencia de AGV en la composta ha demorado el crecimiento de plantas de hortalizas cultivadas en recipientes. Los sustratos inorganicos no presentan tendencias de reduccion de O2 como resultado de un proceso de compostaje incompleto, no se descomponen ni contienen, al menos al principio, organismos biologicamente activos que puedan consumir O2.

Configuracion del sustrato

Esto nos lleva al asunto relativo a la configuracion del sustrato discutido en articulos previos. Una columna de sustrato alta (25 a 30 cm) se drena demasiado rapido; es decir, el agua pasa a traves de las raices con demasiada rapidez como para que las raices sean capaces de absorber agua u O2. Ademas, la zona mas activa de la raiz se encuentra de 5 a 7 cm por debajo de la superficie del sustrato. esta es la zona en la cual son generadas la mayor parte de las raices nuevas, y en consecuencia es la zona con mayor actividad en cuanto a absorcion de nutrientes tales como calcio (El Ca es absorbido mas activamente tras la cofia de la raiz en raices no suberizadas).

Por otra parte, existe la falsa creencia de que las raices en una columna alta de sustrato tienen acceso a gran cantidad de aire. Lamentablemente, las raices de tomate, pepino y pimientos no pueden absorber oxigeno directamente del aire. El O2 debe ester disuelto en agua para que las plantas puedan absorberlo. En consecuencia, es esencial que la zona con raices mas activas tenga la cantidad de agua y O2 adecuada presente en todo momento para mantener un desarrollo saludable de las raices y la absorcion de nutrientes.

La configuracion optima del sustrato para produccion de tomate, pepino y pimiento es una con forma de salchicha de 100 x 20 x 12 cm en el caso de sustrato de fibra de coco, y de 100 x 20 x 7.5 cm para lana de roca. Esta configuracion proporciona la mejor oportunidad para crear un equilibrio entre los espacios de los poros de aire y los de agua; proporciona el contenido de agua adecuado a traves del sustrato y un ritmo de drenaje controlable y apropiado a lo largo del dia. Los productores que no proporcionan el drenaje suficiente durante el dia estan sofocando a sus plantas.

Drenaje suficiente

El uso de plantas de tomate injertadas no solo tiene la ventaja de proporcionar una planta mas vigorosa, mejor calidad de fruto y una produccion mejorada en la segunda etapa del cultivo, sino que el portainjertos esta mejor adaptado al uso eficiente del agua, absorcion de nutrientes, resistencia a enfermedades y habilidad de soportar niveles de O2 mas bajos en el sustrato. Pero ¿que significa drenaje suficiente  a traves de un dia de riego? Pensemos en un dia de riego con cuatro (4) periodos:

En el Periodo 1 (entre el alba y las 10:00 de la mañana) el productor debe preocuparse principalmente de incrementar el contenido de agua en el sustrato de manera que este preparado para las demandas de transpiracion del cultivo. La cantidad total de drenaje durante P1 requiere un promedio del 15% de drenaje y normalmente tiene lugar en la ultima sesion de riego del periodo.

El Periodo 2 (pico de luminosidad solar o desde las 10:00 h a las 15:00 h) o periodo de drenaje,  es empleado para proporcionar suficiente O2 (y agua) a las raices, para mantener el control sobre CE y pH en el sustrato, y para eliminar algunos productos de respiracion no deseables. Durante P2 las demandas de transpiracion, y en consecuencia las demandas para funcionamiento eficiente de las raices, seran las mas elevadas. Dependiendo de la intensidad luminosa prevaleciente (luminosidad total), P2 va a crear la mayor cantidad de drenaje, y durante la epoca del año mas calida y con mayor luminosidad, podria ser necesario obtener un drenaje de 40 a 50% para satisfacer las demandas de O2 de las plantas y proporcionar influencia vegetativa.

El Periodo 3 es de transicion antes de la noche y se define como el intervalo de tiempo entre las 15:00 h y el ocaso. El drenaje en P3 puede oscilar entre 15 y 20%.

El Periodo 4 se emplea solo si la temperatura nocturna es elevada (>25 ºC) y en consecuencia el ritmo de respiracion de las raices es todavia elevado. Como resultado, las sesiones de riego durante la noche son la excepcion y no la regla y solo se aplican si el sustrato lo requiere.

Conclusiones

Si a los productores les preocupa el costo asociado con los porcentajes de drenaje, deberian adoptar un programa de reciclaje. Esto no solo reduce sus costos de fertilizante en un 30% aproximadamente, sino que tambien preserva el medioambiente. Aunque el productor no pueda ver la actividad en la zona radicular, debe ser consciente de las necesidades de O2 de las raices, de modo que estas puedan operar de manera optima. Si se presta atencion cuidadosa a las necesidades de las raices, sera posible optimizar la produccion y la calidad del fruto a lo largo del año.

universidadagricola.com

Artículos Relacionados