La incorporación de sustratos biodegradados durante la germinación de cultivos hortícolas ha mostrado respuestas favorables en diferentes cultivos; sin embargo, la mayoría de estos estudios evalúan su efecto solo en los primeros días de vida de las plántulas y no hacen un seguimiento del proceso de producción en condiciones de invernadero o campo abierto. El objetivo de este estudio fue evaluar el desarrollo fenológico de plántulas de tomate en invernaderos que fueron germinadas con sustrato biodegradado mezclado con turba. Para encontrar la mejor condición de rendimiento de las plantas y determinar si el sustrato biodegradado permite obtener plantas de tomate con las condiciones para su producción, se utilizaron la metodología de superficie de respuesta (RSM) y la red neuronal artificial (ANN). Se desarrollaron tres modelos de superficie de respuesta y tres modelos de red neuronal para analizar el crecimiento de la planta, la longitud de las hojas y el ancho de las hojas. Los resultados obtenidos muestran que la altura de la planta durante los primeros días presentó diferencias estadísticamente significativas entre los diferentes tratamientos, con una altura promedio inicial de 5,3 cm. La longitud de las hojas en el trasplante fue estadísticamente diferente, manteniendo una longitud de 2,4, y el ancho de las hojas en el trasplante fue de 1,8 cm. Los modelos RSM y ANN permitieron la estimación del valor óptimo de la cantidad adecuada de sustrato degradado para germinar y reducir el uso de turba. El coeficiente de determinación (r) indica que las ANN presentaron un mejor ajuste de datos (r > 0,99) para predecir las condiciones experimentales que maximizan las variables del estudio; en este sentido, las plantas obtenidas con 100% de sustrato biodegradado mostraron un mejor desarrollo, lo que sugiere su uso como sustrato alternativo en el proceso de germinación y para reducir el uso de turba.