Colombia es el segundo exportador mundial de flores de corte, primer exportador de claveles y mini claveles y primer proveedor de los Estados Unidos. La mayor parte de los cultivos de clavel y mini clavel y en menor medida los cultivos de Rosa, alstroemeria, gerberas y los sistemas de propagación de la sabana de Bogotá se encuentra sembrada en un medio diferente del suelo natural, en lo que conocemos como cultivos sin suelo o cultivos en sustratos.

El principal sustrato empleado en estos cultivos es la cascarilla de arroz, ya sea cruda, quemada, tostada, reutilizada o mezclando diferentes tipos de cascarillas o con materiales como compost o fibra de coco, entre otros. Se trata de una alternativa económicamente viable para el control de Fusarium sp; Fusarium oxysporium f. sp. dianthi. (FOD), que causa graves daños económicos en Colombia y en el mundo.

La cáscara de arroz tostada es una alternativa aceptable económica y ambientalmente frente a otros sustratos como la turba, la perlita o la vermiculita. Puede usarse, solo o como mezcla con otros sustratos o subproductos como compost.

Es un tejido vegetal constituido principalmente por celulosa y sílice. Este material se puede usar como combustible por su alto poder calorífico de entre 13,20 a 14,20 Mj*Kg, el residuo de la quema de la cascarilla, su ceniza, se puede utilizar como aditivo en la mezcla de concreto para la obtención de ladrillos entre otros productos. Las propiedades físicas y químicas de la cascarilla de arroz pueden variar según sea su procedencia, la variedad de arroz, el tipo de suelo, las condiciones climáticas y la fertilización aplicada al cultivo.

En general, los compuestos orgánicos más importantes son celulosa (39%), hemicelulosa (20%) y lignina (22%), que representan más del 75% de su masa seca, mientras que el resto lo constituyen grasas y proteínas (3,6%), entre otros.

Sin embargo, la cascarilla de arroz, como medio de cultivo, es complejo de manejar, especialmente en un cultivo sensible a la salinización, como es el clavel, donde un inadecuado manejo y monitoreo de las variables de pH, conductividad eléctrica (CE), volúmenes de riego y drenaje pueden desencadenar una serie de efectos nocivos para la plantación: incremento de la CE, muerte de raíces, aparición de enfermedades y, finalmente, la pérdida de las plantas.

SALINIZACIÓN DEL SUSTRATO A BASE DE CASCARILLA DE ARROZ
En el sistema sustrato-agua se encuentran sales minerales disueltas como una solución acuosa de diversa composición y concentración no homogéneas, conforman la fase líquida del sistema. Esta composición depende, por una parte, del material del que está formado el sustrato, mientras que su concentración depende del contenido de humedad y del espacio poroso, aumentando la concentración a medida que disminuye el contenido de humedad. Esta concentración en la solución acuosa suele ser muy superior a la que es habitual en cultivos en suelo, lo que aumenta el riesgo de acumulación de sales disueltas, provocando salinidad. Por esta razón, muchos investigadores y técnicos han resaltado la importancia de mantener una elevada fracción de lavado en los sistemas de cultivo sin suelo de entre el 20% y 45 %.

Las causas que pueden originar un incremento en la salinidad del sustrato a base de cascarilla de arroz, una vez introducido en el contenedor o cama de cultivo podrían ser:
Presencia de concentraciones elevadas de sales procedentes de algunos de los componentes del sustrato. En el caso de la cascarilla de arroz tostada o mezclas con esta, se presentan elevadas concentraciones de K y Mn.
Aporte excesivo de sales con el agua de riego o con la solución nutritiva. por la utilización de aguas de mala calidad o por la reutilización de los drenajes, como es el caso de algunas fincas de flores en la Sabana de Bogotá.

Presencia en el sustrato de una alta Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) junto a una rápida descomposición del sustrato. Eso libera cantidades excesivas de nutrientes al medio de cultivo.

Muchas de las propiedades químicas y físicas del sustrato y de su solución se modifican: En la medida que avanza el tiempo de uso con el cultivo de clavel y rosa, entre ellas la CIC, lo que modificaría su pH e incrementaría su concentración o almacenamiento de sales.

Esta salinidad puede provocar toxicidades específicas de determinados iones (Mg, Na, B, entre otros). Los efectos de la salinidad se deben generalmente a un aporte excesivo de nutrientes minerales con el fertirriego, respecto de las cantidades absorbidas por las plantas y pérdidas por lixiviación (principalmente N y K) y a la acumulación de otros iones (Na y Cl). El incremento en la salinidad en un sustrato puede corregirse o prevenirse mediante el control en los lixiviados.

Por otro lado, es necesario ajustar las cantidades de fertilizantes requeridas por los cultivos y evitar las aplicaciones excesivas de los mismos. En la práctica del riego en el cultivo en sustrato se aplica agua excedentaria, generando elevadas fracciones de lavado para evitar la acumulación de sales. Este exceso de agua aportada debería variar en función de la época del año, el estado de desarrollo de la planta y la calidad del agua de riego de la finca. El conocimiento de estos factores integrados seguramente redundará en una mayor eficiencia del fertirriego.

PROBLEMA ASOCIADO AL USO DE LA CASCARILLA DE ARROZ EN CLAVEL
El uso de cascarilla de arroz como componente de sustratos para los cultivos de flores de corte en Colombia se ve amenazada debido a tres factores:
Requerimientos ambientales y sociales exigidos por los estándares de certificación (Florverde) para la exportación de flores que permiten tener una adecuada trazabilidad del material. El quemado y/o tostado de la cascarilla está muy cuestionado debido a la contaminación ambiental que genera. Hoy se solicita a las empresas dedicadas a ese proceso tener una certificación en determinados estándares ambientales.

Eventos fortuitos como copiosas lluvias, que provocaron problemas de comunicación entre la zona productora de arroz (Tolima y Meta) y la Sabana de Bogotá, y dificultades durante el tostado de la cascarilla demasiado húmeda, se pueden traducir en disminución de la oferta de sustrato.

La producción de arroz puede verse amenazada en Colombia, por la baja competitividad de este cereal, debido a la entrada en vigencia de tratados de libre comercio, por ejemplo, con EE UU.

Ante este panorama, los productores de flores de corte de la sabana de Bogotá están siempre en la búsqueda de sustratos alternativos que sean económicos, ampliamente disponibles y ambientalmente respetuosos, que permitan la automatización del fertirriego y que presenten una baja incidencia de plagas y enfermedades, básicamente por la severidad de fusarium.

Tras su utilización como sustrato, la cascarilla puede suponer un problema adicional ya que se pueden generar 70 t·ha-1/año-1 de residuos. Si se tiene en cuenta los residuos de este tipo, generados por otros cultivos que se transforman progresivamente a cultivos sin suelo (rosa, gerbera, estatice), la cifra de residuos de sustratos generados en la Sabana de Bogotá podría estar cerca de las 100.000 t/año-1. Por otra parte, estos cultivos generan unas 1.700 t de residuos vegetales, que manejados apropiadamente pueden producir un compost de buena calidad.

Adicionalmente, en Colombia hay una gran cantidad de materiales de residuo o subproductos de actividades agroindustriales como fibra de coco, aserrines y virutas de madera, desechos del cultivo de champiñón, escoria de carbón, entre otros. Estos residuos, podrían utilizarse, con los tratamientos adecuados, como materia prima para generar un medio de cultivo.

En este escenario debe buscarse un sustrato que reúna todas las características, físicas, químicas, biológicas y económicas para que sea una alternativa de cultivo a las casi 1.000 ha de clavel sembradas en la Sabana de Bogotá. Y que sirva de partida para el desarrollo de sustratos para cultivos sin suelo con una tecnología local que sea económica, estandarizada y ambientalmente amigable.

Sin embargo, no hay una estandarización para la caracterización de estos materiales. Localmente tampoco se ha investigado sobre la vida microbiana en estos sustratos ni en la posible incidencia de estos microorganismos sobre el control de plagas y enfermedades, su papel en la nutrición de las plantas y finalmente su influencia sobre la calidad y productividad de las plantas. A futuro, y con el objetivo de mejorar intensivamente la producción de sustratos, se recomienda que se produzca un sustrato cuyas características físicas, químicas y microbiológicas sean explícitamente cuantificadas y conocidas por los agricultores, de tal manera que ello incide directamente en el manejo del fertirriego.