Alfalfa Uno de los métodos usados para acelerar los procesos de selección es indudablemente el cultivar durante una, dos, tres o más veces determinadas generaciones de un material seleccionado. Para estos fines se utilizan invernaderos, cámaras de clima artificial e invernáculos en los cuales las plantas son cultivadas en anaqueles o en macetas que contienen suelo de cultivo mezclado con compostas y materiales como gravilla, tepetate, tezontle, ladrillo triturado a tamaños pequeños y otros. Es evidente que la contaminación de los suelos causada por elementos nocivos que provocan enfermedades en los cultivos agrícolas, al igual que el ensuciamiento con malezas se manifiesten como determinadas dificultades en los cultivos de plantas en condiciones de clima artificial. Además de esto durante el riego del suelo, frecuentemente en las macetas tiene lugar un efecto de flotación que provoca su desmejoramiento y además obstruye el acceso del aire hacia las raíces Por esta razón surge la necesidad de sustituir el suelo por un sustrato puro que tenga la capacidad de retener la humedad, que no flote o emerja durante la irrigación y que no sufra agrietamiento en caso de sequía o falta de agua. Este elemento sustituto debe presentar propiedades que lo caractericen como medio neutro, desinfectarse fácilmente y ser adecuado para ser utilizado muchas veces. En la actualidad se conocen varios sustratos de relleno que se emplean durante los procesos de cultivos hidropónicos de las plantas y entre ellos se distinguen materiales tales como el granito, ladrillo desmenuzado, escoria de toba, carbón de piedra, vidrio triturado, tobas, perlita, vermiculita calcinada, diorita, keramzita. Sin embargo ninguno de ellos satisface de manera total todas las exigencias anteriormente citadas. El material menos usado y que se puede emplear como sustrato de manera muy exitosa son sin lugar a dudas las zeolitas naturales y especialmente la clinoptilolita. Se tiene conocimiento de experimentos realizados con cultivos de vegetación en zeolitas sintéticas. De acuerdo a los datos y resultados obtenidos se pudo observar el grado de accesibilidad que presentaban los cationes de intercambio en estos hidroalumosilicatos cristalinos y su nivel de desplazamiento hacia las plantas. Durante este tipo de estudios la clinoptilolita triturada se adicionó en suelos de césped cenizo observándose una reducción en la acidez y se tuvo una influencia muy favorable en los niveles de cosecha. En este trabajo se investigó la posibilidad de utilizar diferentes fracciones de zeolitas como sustrato para el cultivo de un material seleccionado de alfalfa en condiciones de invernadero. Se utilizaron 3 muestras de clinoptilolita con diferentes grados de trituración que fueron proporcionadas por el Instituto de Recursos Minerales. Las plantas de alfalfa utilizada fueron de la clase “Raduga” (Arco Iris) y se trabajaron en recipientes o macetas del sistema “Bagner “ con una capacidad de 5 litros. Cada maceta fue llenada con un contenido de 4 Kgs de zeolita. Los recipientes de control se llenaron con la misma 5 Sur 4932 Residencial Boulevares, Puebla, Pue. 222-599-0959 42*13*76195 [email protected]

cantidad de suelo seco aireado, suelo de tierras negras (chernoziom) altamente arcilloso del Sur de la URSS. Teniendo en cuenta que la muestra 3 fue de un tamaño bastante grande (86,6%) que variaba entre 1,5 y > 4 mm y que por esta razón se dificultaba el proceso de sembradío de las semillas se resolvió entonces añadir en la parte superior una fracción de la muestra 2 con tamaños de 0,4-1,0 a 1,5-2,5 mm en una cantidad de 0,5 Kgs. Como soluciones nutrientes se utilizaron un medio Knopp y un abono industrial complejo B (UPSSME) que contenía 11% de nitrógeno, 10-11% de P2O5 , 10-11% de K2O mezclado con microelementos como B, Mo, Mn ,Cu, Zn y elaborado por el combinado químico de Gomel. Se utilizó una solución con una concentración de 1g/lt. El riego se realizó de manera constante utilizando mezclas nutrientes. Los recipientes que contenían zeolitas se mantuvieron en condiciones de saturación total de humedad y con el suelo a un 80% de su capacidad de humedad se estudió un número diferente de plantas en las macetas. En el primer experimento se cultivaron 2 plantas por recipiente y en el segundo se utilizaron 5 plantas en 4 repeticiones. Los datos de los cálculos se trabajaron matemáticamente utilizando un método de análisis de dispersión según Dospiekhi. Una de las condiciones importantes para el desarrollo normal de las plantas es el aseguramiento de un medio más favorable para un determinado cultivo y con un nivel adecuado de humedad. En el caso de la alfalfa se considera que el nivel de humedad óptimo debe estar entre 70 y 80% y el medio debe ser neutro o débilmente alcalino (pH=7-8). Por esta razón, para un cálculo correcto de las normas de riego y para la regulación del pH del medio se determinó la capacidad total de humedad de las muestras zeolíticas, del suelo y el pH de los correspondientes extractos acuosos antes del inicio de los experimentos. En la tabla 1 se da la composición fraccional de las muestras de la clinoptilolita,% , en tanto que en la tabla 2 se muestra la capacidad total de humedad del suelo y pH del medio









Muestras





tamaño de partículas, mm

0

0,25

>0,25 >0,4

>1,0

Zeolita 1

8,5

2,9

31,6

Zeolita 2

4,3

0,9

Zeolita 3

5,6

1,2















>1,25 >1,5

>2,5

>4,0

21,9

14,1

13,1

6,2

1,7

17,6

19,5

19,4

38,3

---

---

3,5

1,4

1,7

31,1

42,0

13,5





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Tabla 1

Tabla 2

Capacidad total de humedad en relación a la muestra absolutamente seca

Material suelo control sin abono

% 37,42











pH 7,40

Zeolita 1



35-42











7,40

Zeolita 2



33,12











7,20

Zeolita 3



25,32











7,20







Los datos de la tabla 2 muestran que el material estudiado presenta prácticamente una reacción débilmente alcalina, pero difiere significativamente respecto a los índices de la capacidad total de humedad. Teniendo en cuenta que la capacidad total de humedad de todas las fracciones de las zeolitas es menor y que la estructura fofa (blanda) contribuye a que tenga lugar un efecto de evaporación de mayor intensidad, entonces el aseguramiento de humedad para las plantas cultivadas en el suelo y en las zeolitas será indudablemente diferente en caso de que la humedad se mantenga también en un nivel de 70-80% respecto a su capacidad total de humedad. Para crear condiciones iguales de aseguramiento de humedad para las plantas, los recipientes que contienen zeolitas se irrigaron con una cantidad de solución nutriente necesaria para crear un nivel de humedad de 80% respecto a la capacidad de humedad del suelo. En el fondo de las macetas había un caudal de agua libre para asegurar un nivel de humedad normal en las capas superiores de las zeolitas. Junto con la humedad y pH del medio de cultivo, un factor importante para el crecimiento y desarrollo de las plantas es la presencia de los elementos nutricionales. El análisis de la clinoptilolita se realizó en el Instituto de Recursos Naturales y de acuerdo a los resultados se pudo observar la existencia de un contenido pequeño de K y P (potasio y fósforo) y una ausencia total de N2 (nitrógeno). Para poder asegurar la alimentación de las plantas se eligieron una mezcla nutritiva de Knopp y un abono industrial complejo con micro elementos B ( UPSSME). En la mezcla de Knopp se añadieron también microelementos. Los resultados de los estudios mostraron que la influencia del medio de Knopp y UPSSME al abonar con ellos la zeolita y el suelo fue desigual. Así en el experimento 1 en el cual se cultivaron 2 plantas por recipiente se observó que la cosecha de sustancia seca de la masa

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superficial del suelo y de las raíces de la alfalfa fue más alta al abonar la zeolita con la solución UPSSME con una concentración de 1g/lt según se puede observar de las tablas 3 y 4























Tabla 3 Cosecha de la sustancia seca de la masa superficial de alfalfa en el experimento 1 Variante



4 repeticiones promedio

desviación respecto al control, %





3,83







100,0

ción de Knopp



4,34







113,3

zeolita 2 + B



6,32







165,0





Tabla 4

Suelo control ( sin abono) Zeolita 2 +solu-





Masa de la sustancia seca de las raíces en el experimento 1, g Variantes



Suelo control

4 repeticiones promedio



desviación respecto al control, %



1,22







100,0



1,24







101,6



3,17







259,8

(sin abono) zeolita 2 + solu- ción de Knopp zeolita 2 + B



De acuerdo a los datos obtenidos de estas tablas se observa que las diferencias en el nivel de cosechas de la masa superficial de las plantas expresadas en el suelo en ausencia de fertilizantes y en la zeolita irrigada con la mezcla de Knopp fueron insignificantes, la masa de las raíces secas en estas variantes no varió de manera sustancial, es decir, no se observó una gran diferencia. El experimento 2 se realizó con la aplicación de diferentes fracciones de zeolitas utilizando 5 plantas por recipiente. Los datos obtenidos permitieron establecer el nivel de influencia ejercido sobre las plantas no sólo en función del tipo de abono, sino también en dependencia del grado de trituración del sustrato. De manera muy significativa influyó en las diferencias que se tuvieron en 5 Sur 4932 Residencial Boulevares, Puebla, Pue. 222-599-0959 42*13*76195 [email protected]

el nivel de cosecha y en el aumento del número de plantas en las macetas. Así, en el experimento 1 se observó un incremento (165%) en la cosecha de la sustancia seca de la masa superficial en comparación con el control (tabla 3), en tanto que en el experimento 2 fue de 287,9% (tabla 5).







Tabla 5

Cosecha de sustancia seca de la masa superficial de la alfalfa en el experimento 2, g Variantes



4 repeticiones promedio

desviación respecto al control, %





3,46







100





7,27







210,1

zeolita 1 + B



9,96







287,9

zeolita 2 + B





7,90







228,3

zeolita 3 + B





6,84







197,7

suelo + Knopp



4,65







131,8

zeolita 1 + Knopp



7,14







206,3

zeolita 2 + Knopp



5,37







155,2

zeolita 3 + Knopp



4,95







143,1



Suelo control (sin abono ) suelo + B

El máximo nivel de cosechas se obtuvo al trabajar con la fracción de zeolita más pequeña durante la irrigación con la solución B (UPSSME). En el suelo control, es decir sin abonar, el nivel de cosecha es confiablemente menor que en las restantes variantes. Las plantas de las variantes adicionales de control con fertilización del suelo empleando la mezcla de Knopp y la solución B (UPSSME) fue significativamente menor que en las plantas cultivadas en los materiales de las zeolitas 1 y 2 trabajadas con el mismo fertilizante. La introducción de UPSSME diluida en el suelo y en la fracción de la zeolita 3 permitió obtener un nivel de cosecha mayor en el suelo y en el caso de emplear el medio de Knopp las diferencias no fueron muy confiables. El sistema de raíces de las plantas en el experimento 2 se desarrolló mejor en el suelo y en las fracciones de las zeolitas 1 y 2 fertilizados con UPSSME según puede verse de la tabla 6









Tabla 6

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Masa de sustancia seca de las raíces de la alfalfa en el experimento 2 , g Variantes

4 repeticiones promedio



desviación respecto al control, %

Suelo control

0,86











100,0

Suelo + B



1,39











161,6

Zeolita 1 + B



1,57











182,5

Zeolita 2 + B



1,25











145,3

Zeolita 3 + B



0,99











115,1

Suelo + Knopp

1,09











126,7

Zeolita 1 + Knopp

1,09











126,7

Zeolita 2 + Knopp

1,09











126,7

Zeolita 2 + Knopp

0,94











109,3

Zeolita 3 + Knopp

0,84











97,7

La masa de las raíces del control y de las variantes zeolita 3 + B, zeolita 3+ mezcla Knopp, zeolita 2 + mezcla Knopp es prácticamente igual. En las restantes variantes se observó un aumento confiable del control en cuanto a la masa de las raíces. Los resultados del experimento vegetal respecto al cultivo de la alfalfa en el sustrato clinoptilolítico demostraron que éste no influye negativamente en las plantas y que si se elige una fracción de tamaño óptimo y se elige también un régimen nutricional óptimo se pueden esperar resultados positivos. Las muestras estudiadas presentaron diferencias muy significativas en cuanto al tamaño de las fracciones que las componían, observándose que en la zeolita 3 con tamaños de granos más grandes, las plantas se desarrollan en menor grado incluso en comparación con el suelo bien fertilizado. Al analizar las formas de fertilización empleadas en los experimentos se puede deducir que el fertilizante preparado industrialmente puede sustituir con éxito a las mezclas nutricionales artificiales de estructuras complejas y que para su elaboración demandan el uso de reactivos químicos puros. No obstante que el abono UPSSME dio mejores resultados al ser introducido en el suelo y en las zeolitas se requiere todavía calcular con mayor exactitud sus dosis en futuros estudios.

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El hecho de que las plantas se hayan desarrollado con mayor efectividad en las variantes de las zeolitas 1 y 2 trabajadas con la solución UPSSME y en las zeolitas tratadas con la mezcla nutricional de Knopp en comparación con el suelo trabajado con elementos nutricionales semejantes se puede explicar si se considera que los sustratos tienen una estructura fofa, es decir porosa blanda y que las soluciones nutricionales se distribuyen más uniformemente por todo el volumen del recipiente. En este caso la efectividad de aplicación de los fertilizantes es mayor. Una cualidad o propiedad positiva de los sustratos se manifiesta en un efecto que implica una mejor aireación y ésta influye en el desarrollo de los cultivos. La ventaja que presenta el abono UPSSME sobre la mezcla de Knopp está condicionada por un mayor contenido de elementos nutricionales básicos, es decir más importantes. Así, en caso de elegir una concentración de 1 g/lt de la solución UPSSME , las dosis de los microelementos están representadas por 0,10-0,11 de nitrógeno, 0,10-0,11 de pentóxido de fósforo y 0,10-0,11 g/lt de óxido de potasio. La mezcla de Knopp contiene 0,094 g/lt de N2, 0,76 g/lt de P2O5 y 0,16 g/lt de K2O Pepinos y tomates Uso de zeolitas naturales como componente y elemento aflojador del sustrato de invernadero. Para 1980 se consideraba alcanzar en la Georgia soviética una superficie de invernaderos de 500-600 ha, razón por la cual esta rama de la agricultura se desarrolló con mucha intensidad. Sin embargo uno de los mayores escollos a vencer en este caso radicaba en que se requería contar con la presencia de diferentes componentes necesarios para la preparación de sustratos. En dependencia de las condiciones naturales, el sustrato para invernaderos se prepara a partir de tobas, suelo de pastizales (césped), estiércol y otros componentes. En las regiones del Norte de la URSS predominaban terrenos con tobas (60-100%), en tanto que en el Sur predominaban los suelos de pastizales con estiércol, tobas y otros materiales que aflojan la tierra haciéndola más fofa, es decir menos compacta. De acuerdo a las normativas, para 1 ha de invernadero con un grosor de 30 cm se requieren 3000 m3 de sustrato. De esta cantidad un 50-60% corresponde a un suelo de césped (pastizales), es decir 1500-1800 m3. Teniendo en cuenta las pérdidas durante la transportación y las mermas que se tienen en los invernaderos (hasta 30%) se requiere entonces en promedio 5 Sur 4932 Residencial Boulevares, Puebla, Pue. 222-599-0959 42*13*76195 [email protected]

para 1 ha hasta 2000 m3 y para toda la superficie considerada (600 ha) 1.2000-000 m3 o 1.560.000 toneladas de tierra de pastizales (césped). Al extraer 20 cm de capa húmica (humus) de cada hectárea para preparar la cantidad de tierra de césped requerida se necesitan 800-1000 ha de tierra arable. En el este del estado de Georgia, en las zonas montañosas en donde es inadmisible desde un punto de vista de conservación de la Naturaleza extraer 20-25 cm de capa húmica arable sin provocar un proceso de erosión, se tiene tierra de pastizales adecuada para la preparación del sustrato de invernadero. Por esta razón la tierra de césped se recoge en Georgia de territorios anegados para diferentes fines (Presa de Dmanici, Zhinvali ). Todo lo anteriormente señalado pone de manifiesto cuan actual es el problema de elección de un buen sustituto para la tierra de pastizales. Como elemento sustituto de este tipo de suelos en las montañas de Georgia existen en grandes cantidades y muy difundidos materiales representados por zeolitas naturales, especialmente clinoptilolitas en las localidades de Dzegvi y Khekordzula en la región de Mtskhetsk. Con el fin de establecer la posible aplicación de las zeolitas anteriormente citadas como componente y aflojador de sustratos para invernadero se utilizó una masa triturada de la siguiente composición mecánica: Composición fraccional de la clinoptilolita de Khekordzula







Diámetro, mm

Tamaños de las fracciones

>5

5-1