Los Sustratos
Las plantas han vivido en su ambiente natural, casi sin excepción, asociadas al suelo. Éste provee de cuatro necesidades básicas para las plantas: agua, nutrientes, oxígeno y soporte. Con los avances de la ciencia se ha conseguido proveerlas de estas necesidades de una forma artificial por medio del cultivo en sustrato o incluso sin él. Dentro del medio donde se desarrollan las raíces aparecen tres factores:
Aquellos relacionados con factores físicos como pueden ser la radiación solar que actúa aumentando o disminuyendo la temperatura del medio de cultivo y facilitando o no, la disponibilidad para la planta de oxígeno de la disolución nutritiva.
Contenido químico, según la concentración de sales del medio del cultivo, que evidentemente están muy estrechamente relacionado con lo anterior, a través de la presión osmótica radical, la conductividad eléctrica, entre otros.
Características físicas del sustrato y su influencia en la tensión de retención del agua. Factores innatos de la propia raíz, que es la dotación genética.
Es importante destacar que el tipo de sustrato de por sí (sobre todo si es químicamente inerte) no interacciona con el consumo de agua de la planta, aunque las características del sustrato deban tenerse en cuenta en la gestión del riego para el cálculo de la dosis a aplicar, en un ensayo realizado en melón con idéntico manejo del fertirriego con un volumen total aportado en el ciclo igual, pero con diferente tipo de sustrato el consumo de las plantas es prácticamente el mismo aunque en el porcentaje de drenaje aparezcan diferencias entre uno y otro tipo de sustrato. Al final requerimos conocer la demanda hídrica por el cultivo.
El déficit de oxígeno depende de las condiciones térmicas de la disolución nutritiva y también que dependerá del nivel de radiación externo del cultivo. Niveles elevados de temperatura están directamente relacionados con valores elevados de déficit de oxígeno. Por otro lado, la relación diaria entre el contenido en oxígeno y la radiación solar presenta un claro fenómeno de histéresis. La variación del contenido en oxígeno de la disolución nutritiva está asociada a la actividad respiratoria de las raíces y depende en mayor o menor medida de la especie. Para un mismo nivel de radiación solar, el contenido en oxígeno alcanza niveles más bajos por la tarde que por la mañana como consecuencia de un aumento de la temperatura de la solución nutritiva. El contenido en oxígeno presenta, además, una disminución progresiva en el curso de la mañana que es también correlativa con un aumento de la demanda respiratoria de las raíces a medida que aumenta la radiación solar, y consecuentemente el nivel de fotoasimilados utilizados como sustrato en el proceso de respiración.
De forma general, las deficiencias de oxígeno en el medio radical producen un efecto negativo en el crecimiento de las raíces y en el consumo de nutrientes, puntualizando que la falta de oxígeno nocturno puede ser una de las causas de la podredumbre apical (blosson end rot) en tomate por problemas en la asimilación de calcio. Por razones similares, la temperatura del medio radical debe mantenerse dentro de un intervalo razonable, si la temperatura de la disolución nutritiva es muy baja, la absorción de agua y nutrientes se reduce y el crecimiento de las plantas también, que unido a una carencia de oxígeno tiene un efecto negativo en la productividad de los cultivos. En esta línea, experimentos realizados en los años 80’s han dejado bien patente la relación entre la temperatura del medio ambiental donde están las raíces y el consumo de agua por las plantas, así como la relación de ambos factores con la radiación solar.
Sin embargo, cuando la temperatura de la disolución nutritiva aumenta, la oferta de oxígeno permanece relativamente estable debido a la existencia de dos efectos físicos antagonistas: la solubilidad del oxígeno disminuye mientras que su capacidad de difusión aumenta. Esto explica que la demanda de oxígeno aumente en proporciones superiores a la oferta, generando en el medio un déficit que puede inducir una inhibición parcial de la apertura estomática, y por ello una limitación del flujo de transpiración. Por otro lado, la absorción de nitrato es un proceso energético y depende de la energía suministrada por la respiración de las raíces. Así, al aumentar la temperatura de la disolución nutritiva, aumentan también las necesidades energéticas de los componentes de mantenimiento de la respiración radical quedando menos energía disponible para la absorción mineral.