Producción de flores en contenedor

^{Ansorena (1994)} indicó que el término contenedor aplica a cualquier tipo de recipiente que aloja un sustrato y en el cual se desarrolle una planta. En la la horticultura ornamental el contenedor puede usarse para producir: 1) flor de corte, como: agapando, gladiola, lilium, nardo, ave del paraíso, rosa, girasol, Lissianthus, alcatraz y estatice; 2) follajes, como: Ficus, helechos, araucarias, teléfonos, hiedras, coleos, cedros, Cissus y Phylodendrum; 3) planta en maceta con flores, como: impatiens, petunias, kalanchoes, nochebuenas, anturios, crisantemos (Chrysanthemum morifolium Ramat), zempasúchil, pensamientos, begonias, vincas, alcatraz, Spathiphyllum, Lilium, bromelias, orquídeas, hortensias, Gerberas y Cyclamen. La superficie cultivada en contenedor es variable y en 2004 para la producción en contenedor de flor de corte y maceta se uso: Europa 54 104 ha, África 5 697, Asia 224 418 ha y América 45 980 ha; en México, 21 129 ha para el cultivo de flor de corte y maceta (^{SAGARPA, 2006}). Pero, México en 2009 ocupó el cuarto lugar por superficie cultivada de ornamentales (23 417 ha) en el mundo, de las que 75 % se cultivaron en áreas abiertas e incluyeron gladiola, clavel, girasol y nube; el otro 25 % se cultivó en invernaderos y viveros, para producir rosas, gerberas y plantas en maceta (^{SAGARPA, 2011}). El Estado de México contribuye 60 % del valor de la producción total; y el resto lo aportan Puebla, Morelos, Distrito Federal, Baja California, Chiapas, Jalisco, Colima, Veracruz, Yucatán, Michoacán y Guerrero (^{SAGARPA, 2013}).

México tiene un valor de consumo interno mayor a 1000 millones de dólares anuales en flor de corte y follaje; en ocasiones, se exportan anualmente ornamentales con un valor de 30 millones de dólares. El 95 % de la producción se vende en el país, y 3 a 7 % de la producción se exporta. México también exporta bulbos de tulipán y de gladiola, orquídeas, rosas, claveles, crisantemos, Gypsophilia, statice, gerbera, margarita, anturio, ave de paraíso, follajes y hojas. Del total se exporta 90 % a EE.UU. y 10 % Canadá, Holanda, Bélgica, Alemania, Ucrania, Sudáfrica (^{SAGARPA, 2009}). Además, México importó ornamentales, principalmente rosas de Ecuador y plantas vivas, esquejes sin enraizar e injertos con valor de un millón de dólares en el 2009, de Costa Rica, Alemania y Guatemala (^{AGEXPORT, 2010}).

El éxito del cultivo en contenedor depende del sustrato adecuados (^{Mascarini et al., 2012}; ^{Urrestarazu, 2015}). Las plantas cultivadas en contenedor presentan tasas altas de transpiración, demandan agua abundante, y probabilidad de salinización por la pérdida acelerada de humedad. Por esto es necesaria las caracterización física, química y biológica de sustratos diversos y determinar si son adecuados, solos o mezclados (Valenzuela et al., 2004)⁴.

Las características físicas deben determinarse antes de establecer el cultivo, ya que después es difícil corregirlas (^{Ansorena, 1994}; ^{Baixauli y Aguilar, 2002}; ^{Castellanos, 2003}). Las características químicas pueden modificarse después del establecer el cultivo mediante la aplicación de elementos nutritivos (^{Abad et al., 2005}). Las características biológicas se determinan sólo en sustratos orgánicos o activos, pues son inestables termodinámicamente porque la materia orgánica se degrada por la acción de microorganismos y por reacciones químicas de hidrólisis (^{Burés, 1997}; ^{Cruz et al., 2013}).

Características físicas y químicas del sustrato

Los estudios con sustratos no convencionales para floricultura y plantas ornamentales en América Latina se basan en las características de las plantas y menos en la calidad de los sustratos (Valenzuela y Gallardo, 2006)⁵. Es conveniente caracterizar los materiales nuevos, antes de proponerlos como una opción (Masaguer, 2013)⁶. Las características físicas que deben considerarse para seleccionar un sustrato, son: densidad aparente, granulometría, porosidad, retención de humedad (^{Ansorena, 1994}; ^{Urrestarazu, 2015}), tipo de empaque y permeabilidad (^{Burés, 1997}). La densidad aparente es la masa seca contenida en 1 cm³ de medio de cultivo y de ésta dependerá del volumen del contenedor (^{Cruz et al., 2013}). El recomendado para el cultivo de plantas en contenedor en invernaderos por ^{Abad y Noguera (2000)} es 0.15 g cm^-3, ^{Baudoin et al. (2002)} menciona 0.22 g cm^-3 y ^{Quintero et al. (2011)} 0.50 a 0.75 g cm^-3. De la densidad del sustrato depende la porosidad y esta característica afecta directamente la velocidad de filtración del agua y retención de humedad, y sería la característica física más significativa para la horticultura ornamental en contenedor (^{Cabrera, 1999}; ^{Mascarini et al., 2012}). La porosidad la determina el porcentaje de volumen que no está ocupado por la fase sólida (^{Ansorena, 1994}; ^{Burés, 1997}); y se recomienda que la porosidad total sea más de 85 % del volumen (^{Morales y Casanova, 2015}). La distribución del tamaño de las partículas en un material define la granulometría la cual, a su vez, determina el tamaño de los poros; partículas de 0.25 a 1 mm son esenciales en la relación agua-aire, la disminución del tamaño de partícula reduce la porosidad total y como consecuencia la capacidad para retenr agua (^{Vargas et al., 2008}; ^{Anicua et al., 2009}). Es importante que no todos los poros estén cubiertos por agua, para permitir la oxigenación de las raíces y el intercambio de gases entre la atmósfera y sustrato; para lo cual se sugiere 10 a 30 % del volumen del sustrato con aire (^{Morales y Casanova, 2015}).

Esta característica se denomina capacidad de aireación y es la proporción del volumen del sustrato que contiene aire después de haberse saturado con agua y permitido drenarse (^{Abad et al., 2004}). La distribución de partículas del sustrato de 0.25 a 2.5 mm es adecuada para cultivos hortícolas (^{Quintero et al., 2011}). La mezcla de materiales orgánicos con inorgánicos, con partículas mayores a 1 mm respecto al orgánico, favorecen la formación de poros con empaquetadura compleja que, favorecen la retención de humedad (^{Gutiérrez et al., 2011}; ^{Morales y Casanova, 2015}).

Las barreras físicas y el espacio limitado que genera el contenedor reducen el volumen de las raíces y la capacidad amortiguadora de pH, aumentan el requerimiento de agua y nutrimentos, y la sensibilidad a factores que afectan el sistema radical, como aire, agua, nutrimentos, pH y conductividad eléctrica (CE) (^{Terés, 2000}). El agua retenida por el sustrato no es uniforme a lo largo del contenedor (^{Ansorena, 1994}; ^{Mascarini, 2012}); por lo tanto, el sustrato deberá tener capacidad adecuada de retención de humedad, que se relaciona directamente con la porosidad, y ambas dependen de la distribución, composición, estructura interna, forma y tamaño de las partículas, que además influyen en la relación agua-aire del sustrato (^{Anicua et al., 2009}). La humedad aprovechable es la diferencia entre la cantidad de agua que retiene el sustrato después de mojado y drenado, y el agua retenida por el sustrato que la planta no puede extraer; el valor óptimo es 20 a 30 % del volumen del sustrato, pero hay variaciones según las necesidades y tolerancia cada especie (^{Abad et al., 2004}; ^{Cruz, 2013}).

Entre las características químicas de los sustratos debe considerarse contenido de nutrimentos, capacidad de intercambio catiónico (CIC), pH, CE, relación C/N y contenido de elementos fitotóxicos (^{Ansorena, 1994}; ^{Burés, 1997}; ^{Puerta et al., 2012}). La CIC es la capacidad de un sustrato de adsorber e intercambiar iones entre los coloides cargados negativa y positivamente en el medio y se relaciona con el pH y la disponibilidad de nutrimentos (^{Burés, 1997}). Su valor óptimo dependerá de la frecuencia de la fertirrigación; si es permanente el valor de CIC no tiene efecto; si es intermitente el valor debiera ser medio o alto (>20 meq 100 g^-1) (^{Abad et al., 2004}). La CE se determina por la cantidad de iones en la solución; una concentración alta ocasionará potencial hídrico bajo el cual puede causar pérdida de agua por la planta, por esto el sustrato debe tener contenido bajo de sales (≤2 dS m^-1) (Boudin et al., 2002).

La relación C/N se utiliza como un indicador del origen, el grado de madurez y la estabilidad de la materia orgánica (^{Burés, 1997}; ^{Domeño et al., 2011}). Los sustratos con valor inferior a 40 se consideran maduros y estables (^{Abad et al., 2004}). En materiales crudos (aserrín de pino y fibra de coco) como sustratos la relación C/N mayor dará estabilidad mayor a través del tiempo y su relación C/N recomendada es 30 a 300. Los materiales con relación C/N elevada son más estables y evitan las pérdidas de N por fijación, la fitotoxicidad por la presencia de compuestos orgánicos producidos en el proceso de degradación, cambios en la CIC o incrementos de la salinidad (^{Domeño et al., 2011}).

Sustratos utilizados en el mundo

Los sustratos se usan por la necesidad de transportar las plantas de un lugar a otro, el agotamiento de suelos agrícolas, la salinidad y el riesgo de enfermedades (^{Pastor, 2000}; ^{Cruz et al., 2013}). La producción de sustratos inició en los años sesenta en los Países Bajos, con sustratos como turba, arena, arcilla, perlita y vermiculita; en los años ochenta se diversificaron los sustratos y emergieron residuos y subproductos, como la fibra de coco (^{Petit y Villegas, 2004}; ^{Urrestarazu, 2013}).

En el norte de Europa la turba es el sustrato principal y le siguen la fibra de coco (que superó a la lana de roca en las últimas dos décadas), corteza y perlita. En el sur usan mezclas de turba con cortezas, arena, productos de madera, productos volcánicos, compost con residuos de origen vegetal y estiércoles (^{López et al., 2007}; ^{Blok y Urrestarazu, 2010}; ^{Alonso et al., 2012}). En España se usa lana de roca, perlita y fibra de coco; y la aplicación y comercialización de roca volcánica, para el cultivo de hortalizas y plantas de ornato, por su disponibilidad en yacimientos de la península ibérica ha despertado interés (^{Urrestarazu, 2013}; ^{Pozo et al., 2014}). En Argentina usan las cortezas de pino, suelo, arena, turba, acículas, estiércol vacuno, estiércol de caballo, viruta de madera blanda, y cáscara de arroz (Oryza sativa); pocos productores utilizan la perlita y vermiculita (^{Acosta et al., 2008}; ^{Barbaro et al., 2011}; ^{Barbaro et al., 2014}). En República Dominicana usan carboncillo de arroz y fibra de coco (Pérez et al., 2010)⁷; similar a Venezuela donde además se usa bagazo de caña (^{Cásares y Maciel, 2009}). En Brasil se usa suelo, arena, estiércol de bovinos, cama de aves, cáscara de arroz, corteza de confieras, compost orgánicas, vermiculita, perlita, lana de roca y polvo de coco (^{Acosta et al., 2008}). En Colombia la cascarilla de arroz, parcialmente quemada o tostada, es el sustrato principal y se usa con lana de roca, perlita, fibra de coco y escoria de carbón (^{Quintero et al., 2011}).

En México se usa principalmente tierra de monte, turba (peat moss), productos de madera (corteza, aserrín, virutas), compost de materia orgánica o desechos de jardinería, polvo de coco, lodos de depuradora, fango, estiércol, paja, cascarilla de arroz y de cacahuate, y materiales inertes, como tepojal, tezontle, basalto, perlita, arena, vermiculita, arcilla calcinada y piedra pómez (Iskander, 2002⁸; Zamudio, 2008; ^{Ojodeagua et al., 2008}). Pero, la búsqueda de materiales locales es permanente para reciclarlos, con énfasis en los de costo bajo y sin impacto ambiental (^{Bracho et al., 2009}; Avilés et al., 2010⁹; Urresterazu, 2013; ^{Valenzuela et al., 2014}; ^{Cruz et al. 2016}).

En los estados productores de ornamentales (Estado de México, Puebla, Distrito Federal, Morelos y Michoacán, seguidos de Baja California, Guerrero, Jalisco, Querétaro y Oaxaca) se usan sustratos inertes mezclados con tierra de monte y turba (peat moss) (^{García et al., 2001}). En Veracruz, ^{Benítez et al. (2002)} reportaron que en viveros gubernamentales para coníferas usan tierra de monte combinada con arena, tierra de hoja o tepezil, en relación 1:1. La mezcla de cascarilla de arroz con tierra de hoja (1:1) se usa para especies tropicales. Los productores de nochebuena (Euphorbia pulcherrima Willd. ex Klotzsch) en Morelos usan tierra de hoja de encino (Quercus resinosa, Q. insicnis, Q. crassipes y Q. mexicana), ocochal obtenido del ocote (Pinus montezumae), mezclas de tierra de hoja-compost-aserrín (50:30:20 v/v) y tierra de hoja-ocochal (50:50 v/v) (^{Galindo et al., 2012}). Los viveros comerciales de plantas de ornato en contenedor en Tabasco usan la cáscara de cacao mezclada con suelo de la región. En Yucatán se usa el bagazo de henequén (Agave fourcyoydes Lem.), gallinaza, cerdaza, Tsi´tsilche (Gimnopodium floribundum) y suelo para el cultivo de hortalizas en contenedor (^{Borges, 1998}). Los materiales orgánicos se usan mezclados, y los inorgánicos son más usados individualmente en cultivos hidropónicos.

Beneficios de los sustratos en la producción de plantas de ornato

Las aportaciones de los residuos orgánicos como sustratos para producir plantas de ornato son diversas, como presencia de nutrimentos de absorción fácil por la planta, reguladores de crecimiento vegetal, microorganismos que facilitan la absorción de nutrimentos, y son medio para el crecimiento de organismos controladores de patógenos para las plantas (^{Puertas e Hidalgo, 2009}; ^{Puerta et al., 2012}). ^{Ayala y Valdez (2008)} usaron sustrato a base de fibra de coco para evaluar la primera etapa de crecimiento de especies ornamentales de flor, como Dianthus chinensis (clavelina), Gazania rigens (gazania), Tagetes erecta (marigold), Viola wittrockiana (pensamiento), Antirrhinum majus (dragón) y Petunia x hybrida (petunia). Los resultados mostraron que las plantas cultivadas en polvo de coco retardaron su crecimiento, y los autores señalaron esto como ventaja, porque las plantas altas ocasionan volcamiento del contenedor (^{García et al., 2010}) y la calidad de la flor no se afectó.

^{Flores et al. (2008)} usaron polvo de coco para producir Cyclamen persicum Mill. y no observaron diferencias en área foliar o materia seca respecto a las plantas cultivadas en un sustrato comercial a base de turba. ^{Jaramillo et al. (2004)} usaron fibra de coco mezclada con tierra de hoja y perlita para cultivar malvón (Pelargonium sp.), la mezcla aumentó el crecimiento de la planta (radicular, biomasa y número de hojas) y mejoró la retención de humedad el crecimiento comparada con los mismos sustratos individuales. La fibra de coco también se evaluó mezclada con cáscara de arroz para producir Anthurium x Cultorum cv. Arizona (^{Cásares y Maciel, 2009}); los resultados mostraron estabilidad física mayor del sustrato (ausencia de contracción), lo cual favoreció el crecimiento y número de inflorescencias comparada con la combinación de cáscara de arroz y bagazo de caña de azúcar. La vermicompost aumentó crecimiento, floración, y desarrollo de raíz en Ageratum hustonianum y Petunia hybrida. La cachaza en forma de lodo, derivado del proceso de clarificación del jugo de caña durante la fabricación de azúcar, mezclada con peatmoss, y tezontle se usó para producir estacas apicales de Kalanchoe blossfeldiana (Poelln.) ‘Sensation’; la mezcla aumentó el número de raíces, exploración de raíz, diámetro de tallo y absorción de K (^{Villanueva et al., 1998}). Mezclas de bagazo de henequén, cerdaza y dzilziché (Gimnopodium floribundum) combinadas con proporciones diferentes de suelo se usaron para producir crisantemos; de ellas, la combinación suelo:bagazo de henequén (70:30) propició plantas con la calidad mayor de inflorescencia (^{Villanueva et al., 2010}). ^{Alonso et al. (2012)} evaluaron mezclas de pollinaza con paja o serrín, más turba negra y rubia, en crisantemo cv. Albanor amarillo en contenedores; la aplicación de pollinaza a la turba negra aumentó significativamente la cantidad de flores, pero hubo muerte de la plantas con el aumento de pollinaza.

Los residuos orgánicos son inestables y se deben ampliar los estudios relacionados con las proporciones a utilizar. El uso de residuos orgánicos para la producción hortícola generó investigaciones; además, los materiales inorgánicos, como el tezontle, son de interés como sustrato agrícola (^{Ojodeagua et al., 2008}; ^{Vargas et al., 2008}; ^{Anicua et al., 2009}; ^{Gutiérrez et al., 2011}; ^{Rodríguez et al., 2013}; ^{Trejo et al., 2013}).

Los estudios del uso de sustratos también han mostrado resultados desfavorables. Así, hubo supresión de la producción de semillas en petunias (Petunia x hybrida Hort), reducción del crecimiento en pensamiento (Viola × wittrockiana subsp. Delta) y prímula (Primula acaulis subsp. Oriental) (^{García et al., 2010}; ^{Lazcano y Domínguez, 2010}; ^{Acosta et al., 2014}).

Sustratos alternativos para el cultivo de ornamentales

Las investigaciones para encontrar opciones, y reemplazar el uso de la tierra de hoja como sustrato en el cultivo de plantas ornamentales han sido diversas. La zeolita es un material inerte, de origen sedimentario, del grupo de los aluminosilicatos, que se usa con esos fines. En México en al menos 13 estados hay yacimientos (^{Urbina et al., 2011}). Las características físicas de zeolita fueron evaluadas por ^{Anicua et al. (2009)} y comparadas con las de tezontle. Los resultados mostraron que el potencial hídrico y osmótico cambian con el tamaño de las partículas de la zeolita; los autores concluyeron que la zeolita se podría usar como alternativa, con resultados similares a los obtenidos con tezontle, porque no hay efectos ni interacción con la granulometría.

La corteza de pino (abundante en el estado de Oaxaca) se caracterizó fisicoquímicamente y se evaluó compostada y mezclada con estiércol bovino, turba, arcilla, vermiculita, bagazo de maguey, aserrín crudo y sustrato comercial. La mezcla con turba, vermiculita y bagazo de maguey mostró características físicas en los intervalos adecuados para el cultivo de las plantas (Masaguer et al., 2013)¹⁰. El bagazo de café (Coffea arabica L.) y el residuo de palma de sombrero (Brahea dulcis) (^{Sustaita, 2009}) también se caracterizaron, y ambos tienen características físicoquímicas apropiadas. El bagazo de agave tequilero (Agave tequilana Weber) en vermicompost y compost mezclada con estiércol de ovino (4:1; v/v) es un sustrato potencial para la agricultura (^{Rodríguez et al., 2010}).

^{Padrón et al. (2004)} incorporaron cáscara de cacao a espuma de poliuretano, y observaron que las las características fisicomecánicas de resistencia a la deformación por compresión mejoraron, aumentó la degradabilidad y la capacidad de absorción de agua por lo tanto, se puede usar como sustrato para zonas semidesérticas. ^{García et al. (2010)} documentaron la mitigación del efecto negativo de la salinidad (contenidos de sodio y cloro, principalmente) de las compostas en el crecimiento de las plantas.

Retos de la producción de sustratos

A pesar de los avances en la composición y caracterización de algunos sustratos, sus usos enfrentan diversos retos, como el impacto ambiental, los costos, la disponibilidad y la estandarización (^{Burés, 1997}; ^{Abad et al., 2004}). Respecto al impacto ambiental, la explotación de recursos naturales no renovables como material para sustratos, falta resolver problemas referentes al aprovechamiento irracional de la tierra de monte, pues causaría serios problemas al ecosistema por erosión y pérdida de productividad del suelo (^{Diario Oficial de la Federación, 1996}). Además, las reservas de turbas son limitadas (^{Fernández et al., 2006}), el costo alto y la explotación no sostienen la producción del peat-moss y puede impactar al ambiente (^{Abad et al., 2004}; Block y Urrestarazu, 2010). El uso de sustratos inertes también causa problemas, como el drenaje de disoluciones nutritivas que contaminan el suelo y manto freático, Block y Urrestarazu (2010) indicaron algunos inconvenientes en la producción de sustratos, como la dificultad para producir el tamaño de partícula (8 mm) en perlita y la pérdida de volumen por reorientación de las partículas de tablas de cultivo de fibra de madera.

Los precios altos, el impacto ambiental y la disponibilidad futura cuestionable de los materiales usados ahora como sustratos resaltan el uso de materiales orgánicos autóctonos y con disponibilidad local. El uso de materiales de origen animal y vegetal en la agricultura orgánica, como abonos verdes, mulch, compost, estiércoles u otros, es una alternativa para fertilizar, mejorar el suelo y cubrir la necesidad de cultivar plantas con fines sustentables (FIRA, 2003)¹¹. También, los residuos orgánicos locales, tienen inconvenientes, como el suministro inestable en el tiempo y la heterogeneidad del material (^{Abad et al., 2004}). ^{Pineda et al. (2012)} evaluaron la variación de las características físicas del sustrato a base de aserrín de pino (Pinus sp.) mezclado con tezontle, en cinco ciclos de cultivo de jitomate (Licopersicum esculentum L.), y observaron cambios significativos en las características físicas de porosidad, retención de humedad y capacidad de aireación. Por lo tanto, es necesario estudiar la estabilización de los materiales antes de considerarlos como sustratos.

Block y Urrestarazu (2010) señalan aspectos que deben considerarse en la producción de sustratos, como el consumo de energía, la liberación de CO₂, el transporte y consumo de agua para la producción sostenible, inocua y sustentable económicamente. ^{Pastor (2000)} y ^{Abad et al. (2004)} indican que respecto a la fabricación los retos son: eficiencia en el proceso de compostaje y elaboración de mezclas, mecanizar los procedimientos y caracterizar las mezclas finales. También deben ser materiales fáciles de manejar, asequibles, económicos, estables, rehidratables y fáciles de mezclar.