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martes, 29 de marzo de 2016

CULTIVO SIN SUELO: TERCERA PARTE.

Son muchos los aspectos a fijarse en cultivo sin suelo, y uno fundamental es la relación agua/aire.
11.- CURVAS DE RETENCIÓN:AGUA-AIRE
Veamos un ejemplo de curvas de retención de agua para dos diferentes sustratos.
Los dos sustratos tienen comportamientos completamente diferentes. Sustrato B drena más fácilmente y retiene menos agua que sustrato A, en cualquier altura determinada (tensión). Por ejemplo, a 20 cm el medio A posee 60% de agua, mientras que el medio B posee
sólo 23%. Esto se debe a que sustrato A contiene un mayor porcentaje de poros pequeños.
        Por lo tanto, bajo las mismas condiciones un productor que decide cultivar en sustrato B, tiene aplicar riegos más frecuentes. Por otra parte, si el productor decide cultivar en sustrato A, su principal
preocupación sería probablemente la falta de aireación.
          Más información que podemos aprender de las curvas de retención de agua es la cantidad de agua disponible para las raíces de las plantas.
        Sabemos que muy los poros pueden retener el agua muy bien, pero también pueden contener el agua con tanta fuerza, que la planta no puede absorber. En los sustratos de cultivo, el agua a presiones generalmente, se considera fuera del alcance de la planta, ya que se
Drenaje en perlita.

conserva en muy pequeños poros.

        Además, alto contenido de agua de reserva puede estimular enfermedades causadas por hongos y otros patógenos que están presentes en condiciones de alta humedad.
        La conductividad hidráulica es la velocidad a la que se transmite el agua en un sustrato. No es una medida rutinaria en el laboratorio. Sin embargo, es extremadamente importante comprender su significado.
        La conductividad hidráulica es en realidad el factor limitante de la absorción de agua por la planta en un sustrato, en lugar de la cantidad del agua en él.       
Cuando la tasa de transpiración excede la conductividad hidráulica del sustrato, la planta no puede usar eficientemente el agua contenida en el sustrato y se puede marchitar.
En los materiales utilizados como sustratos, la conductividad hidráulica disminuye exponencialmente a medida que el sustrato se seca. Esto se debe a que la continuidad de agua se interrumpe después de que los poros grandes se vacían.
        La disponibilidad de agua de un sustrato y su relación con las plantas queda perfectamente explicado en la curva de desorción o liberación de agua.
Es el volumen total del sustrato de cultivo no ocupado por partículas orgánicas o minerales. El valor óptimo de porosidad es superior al 85%, razón por la cual podemos cultivar con volúmenes reducidos de sustrato, dejando un gran volumen disponible al aire y a la solución nutritiva.
El total de poros se mide en microporos, que son los encargados de retener el agua, y los macroporos que permiten la correcta aireación y drenaje del sustrato.
Arcilla expandida
La porosidad puede ser: intraparticular (poros en el interior de las partículas), que podrá estar conectada al exterior o cerradas, esta última no será efectiva y se le conoce como porosidad ocluida ó interparticular, poros existentes entre las diferentes partículas.
Como ejemplo tenemos la perlita, que presenta una porosidad efectiva inferior a la total, debido a la existencia de poros cerrados hasta en un 13,6%, con porosidad efectiva del 81,3% y total de 94,9%.
Es la proporción de volumen de sustrato y de cultivo que contiene aire, después de que dicho sustrato ha sido saturado con agua y dejado drenar (tensión de 10 cm de columna de agua).
El valor óptimo se sitúa entre el 20-30%, siendo dicho valor el encargado de suministrar aire y por lo tanto, oxígeno a las raíces de la planta. Un mismo volumen de sustrato retendrá más agua cuanto menor sea la altura del contenedor, debiendo adecuar la altura al tipo de sustrato empleado.
El agua fácilmente disponible es la diferencia entre la cantidad de agua retenida por el sustrato después de haber sido saturado con agua y dejado drenar a tensión de 10 cm de columna de agua y la cantidad de agua presente en dicho sustrato tras una succión de 50 cm de columna de agua.
Como bien dice el nombre, es la succión efectuada por la planta en su alimentación sin necesidad de realizar un gran esfuerzo. Muchos experimentos han demostrado que, una tensión de agua superior a 0,7 Kg/m2 puede afectar desfavorablemente al crecimiento y el desarrollo de las plantas. El valor óptimo es 20-30%.
El agua de reserva es la cantidad de agua (% de volumen) que
libera un sustrato al pasar de 50 a 100 cm de columna de agua de de absorción. Su valor óptimo es del 4-10%.
          El agua total disponible viene dada por la suma del agua fácilmente disponible más el agua de reserva. Su nivel óptimo se encuentra entre el 24 y el 40% de volumen.
                 El agua difícilmente disponible es el volumen de agua retenida por el sustrato tras ser sometido a una tensión superior a 100 cm. columna de agua. En muchos casos se produce una incapacidad por parte de la planta de extraer el agua del sustrato, pudiendo llegar incluso a mostrar síntomas de marchitez.
 12.- EQUIPOS DE RIEGO  Y FERTILIZACIÓN.
Aunque los componentes básicos son similares a los de una instalación de fertirrigación para cultivos en suelo, existen algunas características diferenciales que es necesario tener en cuenta:
§  Cabezal de formulación y ltrado: dado que en cultivos sin suelo la solución nutritiva debe ser formulada (o ajustada en el caso de sistemas
recirculantes) con una mayor precisión que en los cultivos de suelo, debido a la menor inercia de aquéllos, el cabezal de riego va a resultar más sosticado en el primer caso.
Así pues, dado que en nuestra zona es muy frecuente la utilización de venturis, para inyectar las soluciones madre, y éstos se ven afectados por la altura del agua en el depósito, resulta conveniente instalar un bidón pequeño de nivel intermedio entre el depósito de solución madre y el punto de inyección, de manera que desde aquél, se realice la aspiración y se mantenga en él
constante el nivel de agua, mediante una boya.
En el cabezal de riego también se pueden presentar otras diferencias con respecto a los cultivos en suelo, especialmente en lo que se reere a la automatización del sistema, la cual no es necesaria en suelo, mientras que resulta imprescindible en los sin suelo debido al elevado número de riegos, que se realizan a lo largo del día.
§  Red de distribución: este elemento de la instalación  no diere en gran medida  con respecto a los cultivos en suelo, si exceptuamos  los automatismos,  que resultan imprescindibles en los sin suelo.
No obstante, hay que tener en cuenta que el cálculo hidráulico, debe ser realizado con especial esmero con el n de conseguir  un coeciente  de uniformidad mínimo del 90%, ya que de lo contrario  existirán  excesivas diferencias en la cantidad de agua suministrada a distintas plantas, y ello repercutirá en un desarrollo des igual del cultivo.
En este sentido, puede ser conveniente  la instalación  de reguladores de presión al inicio de los distintos subsectores, con el n de mantener una presión uniforme en todo el sector de riego.
Así mismo, resulta frecuente establecer un mayor número de subsectores, que en cultivos en suelo, con el propósito de conseguir una adecuada homogeneidad de presiones.

§  Emisores: aunque  en los cultivos sin suelo pueden utilizarse emisores capilares y de laberinto, si la nivelación del terreno lo permite, se utilizan electroválvulas  en los subsectores para conseguir  una buena  uniformidad  del riego y evitar descargas de las tuberías.
En nuestra  zona lo más frecuente es el empleo de emisores de membrana  autocompensantes,  los cuales tienen  un amplio margen  de autorregulación, y arrojan  un caudal constante  en un gran intervalo  de
presiones. Aunque éstos también se emplean en cultivos en suelo, cuando se trata de terrenos de elevada pendiente, y no es frecuente su uso solo en invernaderos, como frutales,  por lo que suponen  otra diferencia a considerar, entre los cultivos con y sin suelo.
Además de mantener constante el caudal, los goteros autocompensantes presentan otra gran ventaja, que es el cierre del oricio de salida, cuando la presión es inferior a unas 4 Kg/cm2, lo que evita la descarga de las tuberías entre riegos y que, de este modo, se aporte más agua a las plantas situadas en cotas más bajas.


§  Frecuencia de riego. Constituyen  la principal diferencia entre los cultivos con y sin suelo, ya que en los primeros no son necesarios al darse un riego diario como máximo, mientras que sí lo son en los segundos, en los
que pueden darse veinte o más riegos al día.
Dentro de estos elementos tenemos a los autómatas  de riego, que son los encargados de gobernar el resto de automatismos,  por lo que constituyen  el corazón de toda la instalación.  A ellos se les indica las órdenes necesarias para efectuar la fertirrigación (tiempo o volumen de riego, ritmo de inyección de fertilizantes, orden de apertura  de las válvulas de sectorización, etc).
§                   Otros automatismos importantes  son las electroválvulas y las válvulas
hidráulicas, las cuales se encargan  de abrir y cerrar la tubería en la que se colocan, dejando o no pasar el agua a través suya respectivamente.
Las primeras están gobernadas por señales eléctricas, mientras que las segundas presentan un accionamiento  hidráulico.
§  Finalmente, cabe hacer mención a los automatismos  de demanda  para la programación de los riegos.
El sistema más extendido es el de bandeja a la demanda.
Este sistema consta de una bandeja soporte sobre las que se sitúan unidades de cultivo representativas (generalmente dos unidades), el agua se acumula en la parte más baja de la bandeja (que lleva un orificio para
desalojar parte del excedente drenado) donde se sitúan uno o varios electrodos que cierran un circuito eléctrico cuya señal impide el inicio del riego.
Cuando los procesos evaporativos y de succión directa de las raíces, hacen descender el nivel de agua, el circuito eléctrico queda abierto y se acciona el inicio del riego.
 Este sistema permite la obtención del drenaje prefijado de forma uniforme lo que evita despilfarros de agua y fertilizantes o estrés salino temporal si el drenaje estimado es el idóneo, ya que el aporte hídrico se
corresponde con la evapotranspiración que en cada momento sufre la planta.Existe otro sistema mediante una boya, que funciona igual que cualquier aparato doméstico.
Estos sistemas de riego por demanda ajustan la frecuencia de los riegos, mientras que la dosis de los mismos, se mantiene fija, en función de las características físico-químicas del sustrato y de las condiciones culturales y ambientales.

En cualquier caso interesan riegos numerosos y cortos, al tratarse de sustratos con volumen limitado por planta y mantener siempre un estado hídrico óptimo.
Todo esto resulta  muy importante  en cultivos sin suelo ya que el volumen  de riego es pequeño  y, por tanto,  el número  de riegos elevado. 
Además, el intervalo  entre riegos resulta variable  según el periodo
Medición de extracto saturado
      de pH y CE de fibra de coco
del día, y las necesidades de riego pueden  cambiar  enormemente  de un día a otro.
Por tanto,  la jación  de unas determinadas horas de riego en base a la información que se dispone de días anteriores en cuanto a volumen y conductividad  eléctrica del drenaje, no es totalmente  exacto y resulta conveniente  la instalación  de los mencionados  automatismos  de demanda,  de los cuales existen diferentes tipos:
        El cultivo sin suelo la ventaja que tiene respecto al suelo, es que
puedo saber la cantidad de agua que le estoy dando a la planta, cuanto se está consumiendo y cuál es la que no se consume. El agua de drenaje sirve para arrastrar sales, para meter nuevas soluciones nutritivas.
        La calidad del agua tiene también una gran influencia en el diseño de la solución nutritiva. Cuanta más salina es el agua mayor es el porcentaje de drenaje que necesitaremos. Por ejemplo, si queremos hacer un drenaje del 25 por ciento, se correspondería al volumen total de la tabla a drenar. Con esto aumentaremos o no la frecuencia de los riegos.
        13.-MANEJO DE LOS CULTIVOS SIN SUELO.
12.1.-Fertilización.
En los cultivos sin suelo con sustrato  inerte, o sin sustrato, el medio radicular no aporta nada a la planta, que no haya sido previamente  aportado  al agua.
Es por ello que en estos sistemas de cultivo, más que de fertilización hablamos de fertirrigación. Donde va el agua, van los fertilizantes  y podemos entender como fertilización, la preparación  de la solución nutritiva  que vamos a emplear en el riego.
v Solución nutritiva
La planta  toma por la raíz, la solución de su entorno: el agua y los
nutrientes que necesita. Si ambos se encuentran  disponibles en forma fácil y abundante,  la planta los incorpora selectivamente a unas concentraciones determinadas (concentraciones de absorción), que se encuentran  a su vez en un cierto equilibrio (entre cationes y entre aniones).
Las concentraciones  de absorción no son jas y variarán  ligadas a las tasas de transpiración de la planta, pero guardando  prácticamente  el mismo equilibrio entre ellas.
 Este equilibrio cambia con la especie cultivada y con la fase del ciclo del cultivo (vegetativo, productivo, etc). Para que esto sea así, los iones a
incorporar  deberán encontrarse  de forma disponible y en cantidad  suciente  en el entorno  de la raíz pues, en caso contrario,  se produce deciencia  del elemento determinado  y los equilibrios iónicos de absorción se alterarán.
Vemos pues, que es necesario un equilibrio y concentración  de iones nutrientes,  en lo que podríamos llamar solución nutritiva  del entorno radicular, que permita la absorción por la raíz de cada ion, a su coeciente particular.
Diseño y adecuación de la solución nutritiva:
Con la solución nutritiva de aporte, pretendemos reponer los
consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta, de forma que se mantengan constantes  los niveles de la solución de entorno, que se suponen idóneos a unas determinadas condiciones.
Ahora bien, los equilibrios de consumo de la planta, no son exactamente los de la solución de entorno y, por tanto, tampoco lo deberán ser los de la solución entrante, que pretenden su reposición.
La planta  presenta  una  mayor facilidad para incorporar  ciertos elementos  (K, P, NH4, etc) que otros (Ca, Mg, etc), por lo que los equilibrios en la solución estática, deberán ser tales que corrijan estas
tendencias, para evitar consumos de lujo para unos que pueden llegar a ser peligrosos (NH4) o de deciencias en otros.
Así pues, la solución entrante tendrá en general menor concentración  en los iones difíciles, y mayor en los fáciles que la concentración  de entorno.
 Aunque esto es muy difícil de conseguir que ocurra así exactamente,  debemos tener en cuenta estos coecientes, o al menos su equilibrio, a la hora de diseñar la solución nutritiva  entrante.
Otro condicionante  de primer orden a tener en cuenta es la calidad del agua de riego, la cual nos obligará a un porcentaje de descarte determinado. También habrá que atender a ciertos condicionantes  climáticos o de calidad, que aconsejen algunas modicaciones.
v Formulación de la solución nutritiva:
Una vez establecidas las concentraciones teóricas de cada elemento, anotamos las aportadas por el agua, y la diferencia será lo que debemos añadir por medio de abonos minerales.
Si tenemos en cuenta que éstos son mayoritariamente sales que aportan dos elementos, tenemos varias posibilidades, utilizando  unos u otros abonos de llegar a la formulación  nal.
Todo esto lo explicamos en el artículo dedicado a

Calculo de abonados.

OBSERVACIÓN: El vídeo que verás a continuación está hecho con material de archivo. La empresa que aparece (Futerra) ya no existe y ha sido sustituída por ISPEMAR, empresa con un gran desarrollo y amplios conocimientos en el mundo de la fibra de coco.

martes, 22 de marzo de 2016

CULTIVOS SIN SUELO: SEGUNDA PARTE

6.- PERSPECTIVAS DE LOS CULTIVOS SIN SUELO.
Actualmente la superficie de cultivos sin suelo está estancada en el sureste español, pero la exigencia del mercado por productos de mayor calidad organoléptica,   favorece a los cultivos sin suelo ya que, al reducir éstos la incidencia de enfermedades radiculares, será posible, por ejemplo, la vuelta al cultivo de sandía sin injertar.
Otros factores que igualmente favorecerán en el futuro el desarrollo de los cultivos sin suelo frente a los de suelo, son los siguientes:
• La disminución  de los riesgos de contaminación, infección o degradación  del suelo.
• La necesidad de ahorrar agua, que llevará a la recirculación de las soluciones nutritivas para eliminar o, al menos, reducir los drenajes emitidos al medio. Hicimos un artículo y un vídeo tratando este tema.
7.- SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO. PRINCIPIOS BÁSICOS.
La absorción  de agua  y nutrientes  desde la rizosfera al interior  de la raíz y su posterior translocación  hacia la parte aérea de la planta,  es fundamental  para la producción de fotoasimilados  en ésta

última.

Una parte de los mismos son destinados  a la generación de elementos plásticos (necesarios para el crecimiento vegetal), mientras que otros sirven como elementos energéticos, los cuales pueden permanecer en reserva o bien ser oxidados,  mediante  el proceso de respiración  para proporcionar  la energía que necesitan las células en sus funciones vitales.
Así por ejemplo, el propio proceso de absorción radicular requiere, en los casos de transporte  activo, el gasto de energía en forma de ATP.
Si los elementos que necesita la planta (agua, nutrientes,  oxígeno, etc) se encuentran  en óptimas condiciones y bien equilibrados, dicho gasto energético será menor y, por tanto, un mayor porcentaje  de carbohidratos  se destinarán  a nes productivos.
Esto es lo que ocurre en los sistemas de cultivo  sin suelo cuando  se manejan  correctamente,  ya que en ellos es más fácil controlar las condiciones de la rizosfera a las que está sometido el cultivo.
En este sentido, los riegos deberán ser sucientemente  cortos para evitar que la solución de aporte  altere en exceso la existente  en la rizosfera. Así mismo se deberán evitar cambios bruscos  de iones de la solución nutritiva.
8.-CARACTERÍSTICAS  DIFERENCIALES CON LOS CULTIVOS EN SUELO.
Las características  diferenciales entre los cultivos con y sin suelo se centran  básicamente a nivel radicular. Así, debido a las mayores necesidades energéticas de los primeros, éstos requieren una mayor tasa de respiración de la raíz, lo que implica que las necesidades de oxígeno a nivel radicular deban ser igualmente mayores.
Sin embargo, la temperatura  máxima aérea a partir de la cual, la planta cierra sus estomas debido a la existencia de un décit de presión de vapor excesivamente  alto, es mayor en los cultivos sin suelo ya que, al estar más disponible el agua en el sustrato, y reponerse más fácilmente la que se evapora, el punto de deshidratación  se desplaza hacia una mayor temperatura.
Por otro lado, el suelo tiene más inercia térmica, mientras que los sustratos presentan mayores oscilaciones de temperatura  a lo largo

del día. Esto hace que, aunque  se registren temperaturas nocturnas inferiores, el sustrato se caliente más rápidamente por la mañana,  entrando  la planta antes en actividad, con lo cual se consigue una mayor precocidad en los cultivos sin suelo.

La inercia de los sustratos está más condicionada por el volumen y la forma del contenedor  que por la naturaleza  del mismo ya que, al estar completamente  humedecido, su coeciente  de transmisión  caloríca  varía muy poco de uno a otro, y es muy próximo al del agua.
El sustrato  resulta más homogéneo, suelto y ligero que el suelo, de forma que la fracción sólida que presenta  es muy baja y el porcentaje  de uidos retenidos (agua y aire) muy elevado. Por ello, aunque en cultivos sin suelo el volumen unitario por planta es muy pequeño, el porcentaje de espacio útil es muy grande.
Además, se utilizan sustratos que presenten una adecuada
relación aire/agua,  de forma que las raíces del cultivo están bien aireadas pero, a su vez, disponen de un suministro suciente de agua. Finalmente, la fuerza de retención de agua en los sustratos es muy pequeña, de manera que sufre oscilaciones en su fuerza de retención mucho menores que en el suelo.

En lo que se reere al comportamiento  químico, en el suelo siempre se presenta algún tipo de actividad química (reacciones, solubilizaciones, hidrólisis, etc), mientras que en los sustratos va a depender del tipo del que se trate, de forma que puede existir (sobre todo si son naturales, como la arenas calizas) o no (en sustratos articiales especialmente fabricados para tal n).
En cultivos sin suelo se pretende que el sustrato no interera en la composición de la solución nutritiva  aportada,  con el propósito de que el cultivo esté sometido a las condiciones concretas que se deseen, y para ello es interesante que su capacidad de intercambio catiónico sea nula o muy baja.
Esto sucede sobre todo en los sustratos minerales, mientras que en los orgánicos suele ser alta, aunque ello no supone un gran problema, ya que puede vencerse fácil y rápidamente debido al poco volumen de sustrato que se utiliza.
Frente a esto, en el suelo es difícil y lento controlar la solución de la rizosfera, debido a su capacidad de intercambio catiónico y el poder tamponante.
En los sustratos también se busca que exista una alta estabilidad física, con el n de que no se degraden y conserven intactas sus propiedades de partida, ya que de lo contrario se podría ver perjudicado el cultivo. Finalmente, en cuanto  a la actividad biológica, inicialmente  no existe en sustratos inertes, aunque  posteriormente  se desarrolla a lo largo del cultivo una ora parásita  o saprota en las raíces.
Sin embargo en los sustratos orgánicos sí se produce una intensa actividad biológica que origina su degradación y, por consiguiente, el empeoramiento de sus características (compactación, falta de aire) y la competencia de los microorganismos con el cultivo al consumir nutrientes.
En el suelo existe una alta actividad microbiana en un equilibrio de sinergias y antagonismos, que es útil para la planta y cualquier contaminación, o práctica cultural incorrecta puede romperlo, siendo entonces difícil de corregir. En los sustratos  esto no ocurre y, si se produce, es fácil de solventar reponiéndolos  periódicamente.
En denitiva, los cultivos sin suelo presentan una menor inercia en casi todo, y ello exige un manejo más preciso y continuado  que en suelo, pero también permiten alcanzar un equilibrio más favorable para el desarrollo de las funciones radiculares (relación agua/ aire, temperatura,  elementos nutritivos, presión osmótica, etc) y ello puede repercutir en una mayor producción.
 Así mismo, los sustratos tienen características  más homogéneas que el suelo y, por ello, las plantaciones  obtenidas  resultan  también  más parejas.
No obstante, todo no son ventajas a favor de los cultivos sin suelo ya que en éstos, al existir un mayor nivel de humedad, se dan condiciones más favorables al desarrollo de los patógenos.
Además, debido al poder tampón del suelo, éste permite un manejo más amplio del pH, sin causar problemas y, por lo tanto, requiere menos tecnología  y nivel de conocimientos.  Así mismo el riesgo de que la plantación  sufra algún daño debido a cualquier fallo o error de manejo, sobre todo en el cabezal de riego, es inferior.
9.-COMPONENTES Y CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO  SIN SUELO.
Un sistema de cultivo sin suelo comprende:
ü El conjunto  de módulos unitarios  de cultivo (planchas, macetas, sacos,
etc),
ü El equipamiento adecuado (equipo de riego, automatismo, control de temperatura, etc)
ü Y la tecnología necesaria para su correcto manejo. La conjunción  de estos factores garantizará  un resultado satisfactorio del cultivo.
Cada módulo unitario  está compuesto por un medio de cultivo o sustrato, y por un contenedor  o recipiente que da forma y condiciona,  en gran medida las propiedades del contenido.
Esto no siempre es así necesariamente  y hay casos extremos en que el sustrato no existe, estando las raíces inmersas directamente  en la solución nutritiva,  o bien el sustrato es rígido y el contenedor resulta innecesario.
En cualquier caso el módulo de cultivo deberá reunir unas características  tales, que permita el desarrollo de la raíz en perfectas condiciones  de funcionamiento. Entre sus principales exigencias se encuentran:
v Aireación: la raíz obtiene la energía que necesita por medio de la respiración, quemando carbohidratos y necesita por tanto disponer del
oxígeno necesario para ello.
Después de cada riego, en general cortos y numerosos, y una vez establecido el equilibrio hídrico, deberá quedar en el sustrato suciente aire para asegurar el suministro de oxígeno. Las necesidades dependerán  de la intensidad  respiratoria  (temperatura,  fase, etc) pero en cualquier  caso un mínimo de un 20-30% del espacio útil deberá quedar ocupado por aire.
 v Agua: el agua deberá estar continuamente disponible para la planta en

unas condiciones de extracción  muy favorables. El volumen y conguración  de espacios condicionará la reposición y régimen de riegos.

 v Solutos: entre los elementos químicos disueltos deberán encontrarse  todos los necesarios para la nutrición  de la planta en cantidades  sucientes para prevenir las carencias, pero no excesivas para evitar niveles altos de presión osmótica a vencer por la raíz.
 v Temperatura: deberá ser la apropiada para asegurar una óptima actividad biológica en la raíz. Si es demasiado baja, ésta se ralentizará y, si es demasiado alta, el exceso de actividad acarreará un despilfarro de
NGS
energía.
 Según el medio en que se encuentran  las raíces, podemos clasicar  los sistemas sin suelo en tres grandes grupos:
*      Cultivos en sustrato,
*      Cultivos en agua (hidropónicos)
*      y Cultivos  en aire (aeropónicos).
 Cada uno  de estos grupos  admite  gran  número  de subdivisiones según el tipo de sustrato, forma de aporte de solución nutritiva  (estática, recirculante, etc) o sistemas híbridos (recirculantes con sustrato, ujo y reujo, etc).
Cualquier solución que se adopte funcionará  mejor o peor, en tanto proporcione a la raíz las mejores condiciones antes mencionadas. 
Así, los sistemas con sustrato  dependerán muy directamente del manejo del riego en el equilibrio aire/agua, mientras en los hidropónicos  es la aireación el principal problema, contrariamente  a lo que sucede en los aeropónicos en que es la presencia continuada  de agua en la raíz.
                 10.- UNIDAD ELEMENTAL DE CULTIVO.
Podemos denirla, un tanto arbitrariamente, como la unidad básica que comprende un espacio de cultivo común de características determinadas y que es utilizado como rizosfera por una o más plantas  que tienen sus raíces en contacto  directo, empleando conjuntamente dicho espacio (plancha de lana de roca, saco de perlita, maceta de turba, canalón o balseta de hidropónicos, etc).
Estas unidades elementales pueden estar interconectadas (sistemas cerrados) o bien aislados físicamente unas de otras y sin ningún tipo de conexión entre ellas, excepto el espacio aéreo.

Cada unidad elemental tiene dos componentes principales:
§  El contenedor que aisla, determina y condiciona el espacio radicular,
§  Y el contenido que proporciona el medio adecuado al desarrollo de la raíz.

o  Contenedores
Compuestos por materiales  de diversa  naturaleza,  su nalidad 

consiste  en delimitar el espacio radicular, aislándolo  del resto con el objeto de preservarlo de la luz, agentes contaminantes, pérdida de agua por evaporación,  aislamiento térmico, etc.

Cuando el sistema de cultivo utiliza sustratos amorfos, el contenedor con sus características propias inuye directamente en el comportamiento  del sustrato, condicionando sus propiedades físicas al adquirir la forma determinada  por el contenedor. 
Cuando los sustratos son rígidos (Ej.-lana de roca) o no existen

(hidropónicos, aeropónicos, etc), esto no sucede pero aun así condicionan  enormemente  las características  de la rizosfera (pendiente, altura de agua, aislamiento,  etc), por lo que su importancia  es muy grande en el comportamiento  nal del sistema.

En un principio los contenedores  se construían  de materiales pesados y duraderos (hormigón,  hierro,  cerámica,  asfalto,  etc) para  construir  las primitivas  bancadas  de cultivo. Actualmente se utilizan materiales mucho más ligeros, impermeables e inertes, generalmente plásticos (polietileno, polipropileno, etc), rígidos, semirrígidos o exibles, de precio asequible y fácil manejo y reposición.
o  Sustratos
Como se decía anteriormente,  el sustrato no siempre es necesario en

los sistemas de cultivo sin suelo. Actualmente están empezando a utilizarse con interés comercial creciente varios tipos de hidropónicos puros, lo que augura un futuro próximo muy prometedor a este tipo de sistemas.

 La utilización comercial de la aeroponía no parece tan inminente. No obstante en la actualidad, son los sistemas con sustrato de diversos tipos, los que ocupan casi el 100% del mercado de los sistemas de cultivo sin suelo.
Cualquier sustrato  potencial  tiene unas  características  y propiedades  intrínsecas, que debemos conocer y estudiar para diseñar el contenedor  más apropiado,  de forma que el módulo de cultivo resultante,  sometido a un correcto manejo, proporcione a la raíz el medio favorable que veíamos anteriormente.
Entre las principales encontramos:

PROPIEDADES FÍSICAS:
Puesto que la nalidad  última de los sustratos  es actuar como almacén de aire y solución nutritiva,  sus propiedades físicas serán de la mayor importancia.
Ø Porosidad: es el volumen total del medio no ocupado por las partículas
sólidas y, por tanto,  lo estará por aire o agua,  en una cierta proporción.  Su valor óptimo no debería ser inferior al 80-85%, aunque sustratos de menor porosidad pueden ser usados ventajosamente en determinadas  condiciones.

El total de poros se mide en microporos,  que son los encargados de retener el agua, y los macroporos que permiten la correcta aireación y drenaje del sustrato. La porosidad puede ser: intraparticular (poros en el interior de las partículas), que podrá estar conectada al exterior o cerradas, esta última no será efectiva y se le conoce como porosidad ocluida ó interparticular, poros existentes entre las diferentes partículas.

Como ejemplo tenemos la perlita, que presenta una porosidad efectiva

inferior a la total, debido a la existencia de poros cerrados hasta en un 13,6%, con porosidad efectiva del 81,3% y total de 94,9%.


A un buen sustrato le vamos a pedir un comportamiento  similar al de una esponja, es decir, una elevada porosidad, gran capacidad de retención de agua fácilmente disponible,  drenaje rápido, buena aireación, distribución  del tamaño de partículas, baja densidad aparente y estabilidad.

Es muy importante  que el contenedor tenga punto de apertura, pues la porosidad ocluida, al no estar en contacto con el espacio abierto, no
sufre intercambio de uidos con él y por tanto no sirve como almacén para la raíz. El menor peso del sustrato, será el único efecto positivo.

El grosor de los poros condiciona la aireación y retención de agua del sustrato. Poros gruesos suponen una menor relación supercie/volumen, por lo que el equilibrio tensión supercial/fuerzas  gravitacionales se restablece cuando el poro queda sólo parcialmente lleno de agua, formando una película de espesor determinado.
La porosidad ideal se encuentra en torno al 25-30 por ciento, y es cuando la planta absorbe agua con mayor facilidad.
Ø Aireación. Es la proporción   de volumen  de sustrato  de cultivo  que

contiene  aire después de que dicho  sustrato ha sido saturado con agua y dejado drenar (tensión de 10 cm de columna de agua).

El valor óptimo se sitúa entre el 20-30%,  siendo dicho valor el encargado de suministrar aire y por lo tanto, oxígeno a las raíces de la planta. Un mismo volumen de sustrato retendrá más agua cuanto menor sea la altura del contenedor, debiendo adecuar la altura al tipo de sustrato empleado
 Ø Densidad: la densidad  de un sustrato  la podemos referir, bien a la del material sólido que lo compone, y entonces hablamos de densidad
real, o bien a la densidad calculada considerando  el espacio total ocupado por los componentes  sólidos más el espacio poroso, y la denominamos densidad aparente.
La densidad real tiene para los sustratos un interés relativo. Su valor varía según la materia de que se trate, y suele oscila entre 2,5-3g/cm3 para la mayoría de los de origen mineral.
 La densidad aparente es mucho más interesante pues nos indica indirectamente,  la porosidad del sustrato, su facilidad de transporte  y manejo. La densidad aparente es preferible que sea lo más baja posible, hasta un límite (0,07-0,1 g/cm3) que nos garantice una cierta consistencia de estructura.
 Ø Estructura: puede ser granular, como la de la mayoría de los
sustratos minerales, o bien brilar.
La primera no tiene forma estable, acoplándose  fácilmente a la forma del contenedor, mientras que la segunda dependerá de las características  de las bras.
Ø Granulometría: el tamaño  de gránulos o bras condiciona  enormemente  el comportamiento del sustrato, ya que además de su densidad aparente, varía su comportamiento hídrico a causa de su porosidad externa,  que aumenta  de tamaño  de poros, conforme sea mayor la granulometría.

PROPIEDADES QUÍMICAS:
Los sustratos inertes son preferibles a los químicamente  inactivos. La actividad química aporta a la solución nutritiva  elementos adicionales, por procesos de hidrólisis o solubilidad.
Los procesos químicos inciden además en la estructura del sustrato, cambiando sus propiedades físicas de partida, lo que es perjudicial.
La capacidad de intercambio catiónico es la única propiedad físico-química, que en cantidades moderadas, puede ser beneciosa.
El poder tampón que supone para el equilibrio de la solución, minimiza los posibles errores o accidentes en su formulación. Si es demasiado alta, entorpece los cambios de pH que involuntariamente se pueden producir.

PROPIEDADES BIOLÓGICAS:
Cualquier actividad  biológica en los sustratos  es claramente  perjudicial. Los microorganismos compiten con la raíz por oxígeno y nutrientes,  lo que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar el manejo.
Por otra parte, los microorganismos degradan el sustrato y empeoran sus características físicas de partida. Generalmente su capacidad de aireación disminuye, y nalmente se corre el riesgo de asxia radicular.
         La actividad biológica está restringida a los sustratos orgánicos, y a la hora de la elección habrá que descartar aquéllos en los que el proceso degradativo, sea demasiado rápido