Physicochemical characterization of mixtures from organic waste for using as agricultural substrates

Authors

  • Salomé Gayosso-Rodríguez División de Estudios de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Conkal, C.P. 9345. Conkal, Yucatán. México.
  • Eduardo Villanueva-Couoh División de Estudios de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Conkal, C.P. 9345. Conkal, Yucatán. México.
  • Maximiano A. Estrada-Botello División Académica de Ciencias Agropecuarias. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Carretera Villahermosa-Teapa. México.
  • René Garruña CONACYT-Instituto Tecnológico de Conkal, C.P. 9345. Conkal, Yucatán, México.

Keywords:

Biological activity, bulk density, granulometry, porosity

Abstract

The use of locally available materials that meet appropriate physicochemical characteristics represents an alternative to replace commercial substrates of high cost and negative environmental impact. The objective was to characterize organic material mixtures that are available in Yucatan, Mexico, to identify their potential as substrates. Pine chips (VP) and raw sawdust (AP) were mixed with different percentages of henequen bagasse (BH) and coir dust (PC), as follows: 20BH+80AP; 30BH+70VP; 20PC+80AP; 20PC+80VP; 20PC+40AP+40VP; and 20BH+40AP+40VP. Additionally, a peat-based commercial substrate was used. Particle size, bulk density, total porosity, air-water relations, pH, electrical conductivity (CE), organic matter content, biological activity, cation exchange capacity (CEC) and the N, K+, Ca2+, Mg2+ and Na+ content was measured. All the mixtures showed high total porosity. Those containing AP+PC had particle size and water retention capacity similar to the commercial substrate, and the 20PC+80AP and 20BH+40AP+40VP mixtures surpassed it in the percentage of total available water. The 30BH+70VP mixture was superior to all the mixes in the contents of N, P, K+, and Ca2+. All the mixtures showed pH slightly higher than the recommended maximum limit (6.5), CE with values lower than 1.5 dS∙m-1, CEC  with  mid-levels (10  a 15 meq∙100 g-1)  and  low  CO2  production  (3.5 to 4 µmol∙m-2∙s-1)  that  increased  in  the  mixtures  with BH  up  to  9.77 µmol∙m-2∙s-1.  Therefore,  all mixtures  have   appropriate   physical   and   chemical   characteristics  to  consider  them  as alternatives for agricultural substrate.

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References

1. Abad, M., P. Noguera y B. Carrión. 2004. Los sustratos en los cultivos sin suelo. In: Urrestarazu, M. (ed.). Tratado de Cultivo sin Suelo Mundi-Prensa. Madrid. pp. 113-158.

2. Acosta, C. M., S. Gallardo, N. Kämpf, y F. Carvallo. 2008. Materiales regionales utilizados en Latinoamérica para la preparación de sustratos. Investigación Agropecuaria 5(2): 93-106.

3. Aguilera, M., A. Aldrete, T. Martínez y V.M. Ordaz. 2016. Producción de Pinus pseudostrobus Lindl. con sustratos de aserrín y fertilizantes de liberación controlada. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 7(34): 7-20.

4. Anicua, R., M. Gutiérrez, P. Sánchez, C. Ortiz, V. Volke y J. Rubiños. 2009. Tamaño de partícula y relación micromorfológica en propiedades físicas de perlita y zeolita. Agricultura Técnica en México 35(2): 147-156.

5. Ansorena, J. 1994. Sustratos. Propiedades y Caracterización. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid.

6. Barbazán, M., A. Del Pino, C. Moltini, J. Hernández y J. Rodríguez. 2011. Caracterización de materiales orgánicos aplicados en sistemas agrícolas intensivos de Uruguay. Agrociencia Uruguay 15(1): 82-92.

7. Barzegar, Z., M. Mobli y V. Abdossi. 2015. Comparison of different culture media on growth and yield of bell peppers (Capsicum annum). Nov. Appl Sci. 4(8): 900-904.

8. Blok, C., C. De Kreij, R. Baas y G. Wever. 2008. Chapter 7. Analytical Methods Used in Soilless Cultivation. In: M. Raviv y J.H. Lieth (eds.). Soilless Culture: Theory and Practice. Elsevier. Amsterdam. pp. 245-290.

9. Borges, L., M. Soria y N. Ruz. 2003. Contenido de macronutrimentos en sustratos de bagazo de henequén y excretas porcina y su efecto en el desarrollo plántulas de papaya. Revista Chapingo Serie Horticultura 9: 291-304.

10. Borges, L. 1998. Usos de sustratos regionales en la agricultura yucateca. Revista Academia Mexicana de Ciencias. 49: 21-26.

11. Burés, S. 1997. Sustratos. Agrotécnicas S.L. Madrid. 340 p.

12. Cabrera, I. 1999. Propiedades, uso y manejo de sustratos de cultivo para la producción de plantas en macetas. Revista Chapingo Serie Horticultura 5(1): 5-11.

13. Cottenie, A. 1994. Workshop on Standarization of Analytical Methods for Manure, Soil Plant and Water. Commission European Communities. FAO Soils Bulletin 38/2. pp. 28-33.

14. Cruz-Crespo, E., A. Can-Chulim, M. Sandoval-Villa, R. Bugarín-Montoya, A. Robles-Bermúdez y P. Juárez-López. 2013. Sustratos en la Horticultura. Rev. BioCiencias 2(2): 17-26.

15. De Boodt, M., O. Verdonk y I. Cappaert. 1974. Method for measuring the water release curve of organic substrates. Acta Hort. 37: 2054-2062.

16. Gariglio, F., A. Buyatti, A. Bouzo, E. Weber y A. Pilatti. 2004. Use of willow (Salix sp.) sawdust as a potting medium for calendula (Calendula officinalis) and marigold (Tagetes erecta) plant production. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 32(1): 147-151.

17. Gayosso, S., L. Borges, E. Villanueva, M.A. Estrada y R. Garruña. 2016. Sustratos para producción de flores. Agrociencia 50(5): 617-631.

18. Gayosso, S., L. Borges, E. Villanueva, M.A. Estrada y R. Garruña. 2018. Caracterización física y química de materiales orgánicos para sustratos agrícolas. Agrociencia 52(4): 639-652.

19. Gutiérrez, M.D., J. Hernández, C.A. Ortíz, R. Anicua y M. Hernández. 2011. Relación porosidad-retención de humedad en mezclas de sustratos y su efecto sobre variables respuesta en plántulas de lechuga. Revista Chapingo Serie Horticultura 17: 183-196.

20. Handreck, K.A. 1983. Particle size and the physical properties of growing media for containers. Communications in Soil Science and Plant Analysis 14(3): 209-222.

21. Hernández, L., A. Aldrete, V.M. Ordaz, J. López y M.Á. López. (2014). Crecimiento de Pinus montezumae Lamb. en vivero influenciado por diferentes mezclas de sustratos. Agrociencia 48(6): 627-637.

22. Jiménez, A., C. González, M.C. Gutiérrez, M.E. Lara y J.L. García. (2014). Producción de inóculo micorrízico de Gigaspora gigantea en mezclas de sustratos con diferentes tamaños de partícula. Agrociencia 48(3): 239-254.

23. Landis, D., W. Tinus, E. Mc Donald y P. Barnett. 1990. Containers and Growing Media, Vol. 2. The Container Tree Nursery Manual. Agric. Handbook 674. USDA Forest Service. Washington, DC. 88 p.

24. Mateo-Sánchez, J.J., J Bonifacio-Vázquez, R.S. Pérez-Río, L. Mohedano-Caballero y J. Capulín-Grande. 2011. Producción de Cedrela odorata L. en sustrato a base de aserrín crudo en sistema tecnificado en Tecpan de Galeana, Guerrero, México. Ra Ximhai 7(1): 123-132.

25. Mateo, J. J., J. Capulín, M.R. Araujo, A. Suárez, B. Mitjans. 2014. Crecimiento de Acacia retinodes Schltdl. en sustratos a base de aserrín de pino y envases tratados con cobre. Revista Cubana de Ciencias Forestales 2(2): 191-202.

26. Morales-Maldonado, E.R. y F. Casanova-Lugo. 2015. Mezclas de sustratos orgánicos e inorgánicos, tamaño de partícula y proporción. Agronomía Mesoamericana 26(2): 365-372.

27. Pineda-Pineda, C.F. Sánchez-Del Castillo, A. Ramírez-Arias, A.M. Castillo-González, L.A. Valdés-Aguilar y E.D.C. Moreno-Pérez. 2012. Aserrín de pino como sustrato hidropónico. I: variación en características físicas durante cinco ciclos de cultivo. Revista Chapingo Serie Horticultura 18(1): 95-111.

28. Quesada, G. y C. Méndez. 2005. Evaluación de sustratos para almácigos de hortalizas. Agronomía Mesoamericana 16(2): 171-183.

29. Quintero, M.F., C.A. González y J.M. Guzmán. 2011. Sustratos para cultivos hortícolas y flores de corte. In: R. Flórez (ed.). Sustratos, Manejo del Clima, Automatización y Control en Sistemas de Cultivo sin Suelo. Universidad Nacional de Bogotá, Bogotá. pp. 79-108.

30. Rodríguez, S. 1982. Fertilizantes. Nutrición Vegetal. AGT Editores. D.F., México. pp 53-67.

31. Sánchez, T., A. Aldrete, V.M. Cetina, J. López. 2008. Caracterización de medios de crecimiento compuestos por corteza de pino y aserrín. Madera y Bosques 14(2): 41-49.

32. Valenzuela, R., C.S. Gallardo, M.S. Carponi, M.E. Aranguren, H.R. Tabares y M.C. Barrera. 2014. Manejo de las propiedades físicas en sustratos regionales para el cultivo de plantas en contenedores. Ciencia, Docencia y Tecnología 4(4): 1-19.

33. Vargas, J.M., A.M. Castillo, J. Pineda, J.A. Ramírez, E. Avitia. 2014. Extracción nutrimental de jitomate (Solanum lycopersicum L.) en mezclas de tezontle con aserrín nuevo y reciclado. Revista Chapingo Serie Horticultura 20(1): 71-88.

34. Vargas, P., J.Z. Castellanos, J.J. Muñoz, P. Sánchez, L. Tijerina, R.M. López, C. Martínez, J.L. Ojodeagua. 2008a. Efecto del tamaño de partícula sobre algunas propiedades físicas del tezontle de Guanajuato, México. Agricultura Técnica en México 34: 323-331.

35. Vargas, P., J. Castellanos, P. Sánchez, M. Tijerina, R. López y J. Ojodeagua. 2008b. Caracterización física, química y biológica de sustratos de polvo de coco. Revista Fitotecnia Mexicana 31(4): 375-381.

36. Villanueva, E., G. Alcántar, P. Sánchez, M. Soria y A. Larqué. 2010. Nutrición mineral con nitrógeno, fósforo y potasio para la producción de Chrysanthemum morifolium Ramat. con sustratos regionales en Yucatán, México. Terra Latinoamericana 28(1): 43-52.

37. Zhou, Z., L. Jiang, E. Du, H. Hu, Y. Li, D. Chen y J. Fang (2013). Temperature and substrate availability regulate soil respiration in the tropical mountain rainforests, Hainan Island, China. Journal of Plant Ecology 6: 325-334.

Published

2020-05-01

How to Cite

Gayosso-Rodríguez, S., Villanueva-Couoh, E., Estrada-Botello, M. A., & Garruña, R. (2020). Physicochemical characterization of mixtures from organic waste for using as agricultural substrates. Bioagro, 30(3), 179-190. Retrieved from https://revistas.uclave.org/index.php/bioagro/article/view/2716