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lunes, 9 de marzo de 2015

CONTROL CLIMÁTICO EN CULTIVOS INTENSIVOS BAJO PLÁSTICO. PRIMERA PARTE.

             A lo largo de esta pequeña historia del blog, en cuanto a cultivos intensivos bajo plástico se refiere, hemos seguido un proceso de producción poniéndonos en el caso de lo que haría un agricultor en un cultivo intensivo bajo plástico: primero aprendimos diferentes características del proceso inicial de producción, que sería conocer diferentes facetas de los semilleros de plántulas hortícolas, posteriormente hemos aprendido diferentes características de la construcción de nuestro invernadero, y lo siguiente debe ser, antes de poner la planta en el invernadero, dotarlo de  diferentes medidas de “control climático en  invernaderos”, algo de vital importancia en la producción posterior, como veremos a continuación.

Un buen control de clima va a influir en muchos aspectos de la
producción de un invernadero
         Vamos a abordar diferentes capítulos de este proceso, y como siempre lo haremos intercalando otros capítulos de diferentes aspectos de la agricultura en general.
     
            Ahora, lo que vamos a hacer es un resumen a lo largo de una serie de posts, de todas las cosas a tener en cuenta en cuanto a control climático, y luego pasaremos a una segunda fase que sería abordar cada uno de estos aspectos que hemos abordado a modo de resumen, con mucha mayor profundidad.   



          El cultivo bajo invernadero siempre ha permitido obtener  producciones  de calidad y mayores rendimientos, en cualquier momento del año, a la vez que permiten alargar el ciclo de cultivo, permitiendo producir en las épocas del año más difíciles y obteniéndose mejores precios. Aquí radica el éxito de los cultivos en invernadero en el sureste español.


              Este incremento del valor de los productos, permite que el agricultor
El control de clima influye en la planta
pueda invertir tecnológicamente en su explotación, mejorando la estructura del invernadero, los sistemas de riego localizado, utilizar mejores variedades de plantas, utilización de productos fitosanitarios, abonos, ácidos húmicos, etc.


         Pero de todos estos factores de producción, muchas veces nos olvidamos del control climático del invernadero, que sin lugar a duda, es el más importante.
En ocasiones encontramos la planta parada, y queremos acelerar su crecimiento mediante un abonado foliar, sin controlar previamente las condiciones medioambientales en las que se encuentra la planta.


            En muchos momentos nos gastamos gran cantidad de dinero en agua y abonos, tratamientos fitosanitarios, diferentes técnicas de cultivo, etc., sin realizar un buen control del clima, mediante el cual…. sería el  primer tipo de gasto de inversión que haría mucho más rentables los posteriores ciclos de cultivo.


       
En invierno mediante calefacción aumentamos la
producción
 ¿ Cómo podemos pretender que la planta, por ejemplo en invierno, que es cuando el precio del género suele ser más alto por las bajas producciones europeas, pueda producir mucho, si está a una temperatura por debajo de lo que necesita?. Esto mismo, pero inversamente, lo podemos aplicar en épocas calurosas. Este gasto de inversión es “mínimo” comparado con el “incremento y calidad de las producciones” que tendríamos después.


         Otras veces, nos encontramos con gran cantidad de plagas, enfermedades o virus, que podrían evitarse en gran medida, realizando un buen control de clima.


            En los últimos años son muchos los agricultores que han iniciado la instalación de distintos componentes,  que permiten la automatización de la apertura de las ventilaciones, luxómetros que indican el grado de luminosidad en el interior del invernadero, instalación de equipos de calefacción, etc.

           Por ello, a lo largo de una serie de capítulos, vamos a ir exponiendo aquellos parámetros más relevantes que intervienen en el control climático de los invernaderos, así como una breve descripción de los sistemas para la gestión del clima que se pueden encontrar actualmente. 

2.- PARÁMETROS A CONSIDERAR EN EL CONTROL CLIMÁTICO.


         El desarrollo de los cultivos, en sus diferentes fases de crecimiento, está condicionado por cuatro factores ambientales o climáticos:

      -Temperatura      -Humedad relativa      -Luz
      -y CO2.


        Para que las plantas puedan realizar sus funciones, es necesaria la conjunción de estos factores dentro de unos límites mínimos y máximos, fuera de los cuales las plantas cesan su metabolismo, pudiendo llegar a la muerte.   

2.1.- TEMPERATURA.


      Este es el parámetro más importante a tener en cuenta en el manejo del ambiente dentro de un invernadero, ya que es el que más influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Normalmente la temperatura óptima para las plantas hortícolas en general, se encuentra entre los 20 y 30º C.


      La mayoría de las plantas que se cultivan en los invernaderos son
originarias de latitudes subtropicales, por lo que necesitan regímenes térmicos “menos variables” y más suaves, que los que dan en España.


       Para el manejo de la temperatura, es importante conocer las necesidades y limitaciones de la especie cultivada. Así mismo, se deben aclarar los siguientes conceptos de temperaturas, que indican los valores a tener en cuenta para el buen funcionamiento del cultivo y sus limitaciones:


-Temperatura mínima y máxima letal. Son aquellas por debajo o por encima de
las cuales, se producen daños irreversibles en la planta, que llevan a su muerte.
-Temperaturas máximas y mínimas biológicas. Indican valores, por encima o por debajo respectivamente del cual, no es posible que la planta alcance una determinada fase vegetativa, como floración, fructificación, etc.-Temperaturas nocturnas y diurnas. Indican los valores aconsejados para un correcto desarrollo de la planta, en diferentes fases del día.             
Los países nórdicos de Europa recurren a la iluminación artificial
    La temperatura en el interior del invernadero, va a estar en función de la radiación solar, comprendida en una banda entre 200 y 400 mm, (lo que se conoce como radiacción PAR). “Cuanta más luz, mayor es la producción”. Por eso, en los países nórdicos recurren tanto a la iluminación artificial. Este aspecto siempre a jugado a favor nuestra (tenemos el promedio de horas de luz al año más alto de Europa, con
 una media de tres mil horas de sol y 106 días despejados al año). Hay que decir también que por eso, el sector del turismo es tan importante también en esta zona de España.


         La misión principal del invernadero será la de acumular calor durante las
Existen plásticos fotoselectivos que solo dejan pasar la radiacion PAR
épocas invernales, para acelerar los ciclos de producción.


     El calentamiento del invernadero se produce cuando el infrarrojo largo, procedente de la radiación que pasa a través del material de cubierta, se transforma en calor. Esta radiación es absorbida por las plantas, y los materiales de la estructura y el suelo. Como consecuencia de esta absorción, éstos emiten radiación de longitud más larga que tras pasar por el obstáculo que representa la cubierta, se emite radiación hacia el exterior y hacia el interior, calentando el invernadero.


             El calor se transmite en el interior del invernadero por irradiación, conducción, infiltración y por convección, tanto calentando como enfriando.

            La conducción es producida por el movimiento de calor, a través de los materiales de cubierta del invernadero.

         La convección tiene lugar por el movimiento del calor por las plantas, el suelo y la estructura del invernadero.

        Y la infiltración se debe al intercambio de calor del interior del invernadero y el aire frío del exterior,  a través de las juntas de la estructura. La radiación, por el movimiento del calor a través del espacio transparente.   

2.2.- HUMEDAD RELATIVA


            La humedad es la masa de agua en unidad de volumen, o en unidad de masa de aire. La humedad relativa es la cantidad de agua contenida en el aire, en relación con la máxima que sería capaz de contener a la misma temperatura.


            Al contrario de lo que mucha gente piensa, existe una relación inversa de la temperatura con la humedad, por lo que a elevadas temperaturas, aumenta la capacidad de contener vapor de agua y por tanto disminuye la HR. Por eso en
En invierno la humedad relativa aumenta y por eso hay más riesgo
de enfermedades
verano, se suelen utilizar mucho los nebulizadores en invernaderos como veremos posteriormente. En cambio, con temperaturas bajas, el contenido en HR aumenta y por eso hay tanto riesgo de enfermedades.


             Cada especie tiene una humedad ambiental idónea para vegetar en perfectas condiciones: al tomate, al pimiento y berenjena les gusta una HR sobre el 50-60%; al melón, entre el 60-70%; al calabacín, entre el 65-80% y al pepino entre el 70-90%. Esto depende también mucho de la masa foliar de la especie; no es lo mismo una hoja de tomate por ejemplo que una de pepino.


    
La humedad relativa de una especie depende de su
superficie foliar
          La HR del aire es un factor climático que puede modificar el rendimiento final de los cultivos. Cuando la HR es excesiva, las plantas reducen la transpiración y disminuyen su crecimiento, se producen abortos florales por apelmazamiento del polen y un mayor desarrollo de enfermedades criptogámicas.

Por el contrario, si es muy baja, las plantas transpiran en exceso, pudiendo deshidratarse, además de los comunes problemas de mal cuaje.


          Para que la HR se encuentre lo más cerca posible del óptimo el agricultor debe ayudarse del higrómetro. El exceso puede reducirse mediante ventilación, aumento de la temperatura y evitando el exceso de humedad en el suelo. La falta
Podemos aumentar la humedad relativa en épocas de calor
pulverizando el medio ambiente
puede corregirse con riegos, llenando canalillas o balsetas de agua, pulverizando agua en el ambiente, ventilando y sombreado. La ventilación cenital en invernaderos con anchura superior a 40 m es muy recomendable, tanto para el control de la temperatura como de la HR.


        En la superficie de las hojas de una planta hay una gran cantidad de pequeños poros que se llaman estomas, que mediante ellos la planta realiza el intercambio gaseoso con la atmósfera.


        La planta cierra y abre los estomas dependiendo de ciertas condiciones externas e internas a la planta como: nivel de agua en la planta, humedad relativa del aire, intensidad de luz y nivel de CO2 en el aire, etc.


       
Estoma
Cuando la planta abre los estomas pierde agua en forma de vapor, con ello la planta consigue enfriarse, por lo que podemos decir que la transpiración es una forma de refrigeración propia de la planta.


        Si la planta pierde más agua por transpiración que la que toma por las raíces, la planta empieza a marchitarse y cierra los estomas. El agua que pierde la planta a través de la transpiración, en forma de vapor de agua, eleva la humedad relativa del invernadero. Es por ello que cuando el cultivo está en una etapa de desarrollo alta, se sube la humedad relativa del invernadero.


        La transpiración del cultivo se ve influenciada por:


         -La diferencia de humedad relativa entre el estoma y el aire del invernadero. En el estoma la humedad relativa es del 100 %, es decir cuando en el aire del invernadero la humedad relativa es inferior al 100 %, saldrá agua de la planta.


        -La resistencia estomática. El estoma puede estar más o menos abierto dependiendo de la situación del agua en la planta y de la concentración de CO2 en el aire del invernadero. Con una alta concentración de CO2 en el aire, el estoma se cierra y disminuye la transpiración. Cuando la planta pierde más agua por transpiración que la que toma por las raíces, cierra también sus estomas. El cierre estomático provoca una parada de la actividad fotosintética de la planta.


       - La diferencia de temperaturas que existe entre la planta y el aire del invernadero. La presión de vapor de agua depende de la humedad relativa y de la temperatura. Si la temperatura de la planta, principalmente de la hoja, es superior a la del aire, provocará un incremento de presión en el interior.

 
    En el proceso de transpiración se requiere calor para evaporar el agua que hay dentro de la planta, por ello cuando se da la transpiración, la planta toma el calor de su alrededor y con ello baja la temperatura.


La planta puede llegar a perder de 10 a 12 litros por metro cuadrado en un día soleado de verano. Si disponemos de agua suficiente cuando la transpiración es máxima, la producción también lo es. Esto es debido a que la transpiración provoca mucho movimiento de agua en la planta, que provoca refrigeración y rápido suministro de nutrientes. Este es un aspecto que muchas veces obviamos.

2.3.- ILUMINACIÓN   
        En primer lugar debemos explicar que la relación entre luminosidad y fotosíntesis, no tiene máximo, es decir, a mayor iluminación mayor fotosíntesis y
Relación entre la fotosíntesis en amarillo, la radiación en negro
y la temperatura en rojo dentro de un invernadero en un día
mayor producción; el inconveniente lo tenemos en que a mayor iluminación, normalmente tenemos mayor temperatura.

        En el caso de plantas de semillero, debido a que la planta se encuentra pequeña, a partir de ciertas intensidades de luz se satura y no incremente su tasa de fotosíntesis. Esto se debe a que la planta no tiene todavía estructuras suficientes (hojas principalmente) para producir asimilados, ni órganos suficientes para gastar estos productos.       
         A mayor luminosidad en el interior del invernadero, se debe aumentar la temperatura, la HR y el CO2, para que la fotosíntesis sea máxima; por el contrario, si hay poca luz pueden descender las necesidades de otros factores. 

           Para mejorar la luminosidad natural se usan los siguientes medios:


         -Materiales de cubierta con buena transparencia.
En estos últimos años se está poniendo el suelo de los
invernaderos blanco para aumentar y mejorar la luminosidad
        -Orientación adecuada del invernadero.        -Materiales que reduzcan el mínimo las sombras interiores.        -Aumento del ángulo de incidencia de las radiaciones sobre las cubiertas.       - Acolchados del suelo con plástico blanco.


           En épocas calurosas  para reducir la luminosidad se emplean:


     
El blanqueo de invernadero es la operación generalizada
para disminuir temperaturas
    -Blanqueo de cubiertas.
         -Mallas de sombreo.        -Acolchados de plástico negro.        -Pantallas térmicas.


             Es interesante destacar el uso del blanqueo, ya que esta labor está en función del desarrollo del cultivo y de las temperaturas, y tiene efectos contradictorios, que hay que conocer para hacer un correcto uso. 

          Como veremos en próximos capítulos, es mucho más productiva una pantalla térmica que el blanqueo, ya que este último reduce la luminosidad todo
Con una pantalla de sombreo regulamos mejor la temperatura y luminosidad
 del invernaderos que con el blanqueo
el día, y con la pantalla podemos regular mejor la luminosidad en el invernadero a lo largo de un día.


         Hay que saber que la planta sombreada se ahila y se producen abortos de flores en determinadas especies sensibles a la luz (especialmente tomate, pimiento y berenjena), por lo que el manejo del riego y de la solución nutritiva, tiene que ir unida al efecto que produce el blanqueo. Los plásticos sucios o envejecidos provocan el mismo efecto que el blanqueo.         2.4.- CO2


           El anhídrido carbónico de la atmósfera es la materia prima imprescindible de la función clorofílica de las plantas. El enriquecimiento de la atmósfera del invernadero con CO2, es muy interesante en muchos cultivos, tanto en hortalizas como en flores.


          La concentración normal de CO2 en la atmósfera es del 0,03%. Este índice debe aumentarse a límites de 0,1-0,2%, cuando los demás factores de la producción vegetal sean óptimos, si se desea el aprovechamiento al máximo de la actividad fotosintética de las plantas. Las concentraciones superiores al 0,3% resultan tóxicas para los cultivos.


        En los invernaderos que no se aplique anhídrido carbónico, la concentración de este gas es muy variable a lo largo del día. Alcanza el máximo de la concentración al final de la noche y el mínimo a las horas de máxima luz que coinciden con el mediodía.

          En un invernadero cerrado por la noche, antes de que se inicie la ventilación por la mañana, la concentración de CO2 puede llegar a límites mínimos de 0,005-0,01%, que los vegetales no pueden tomarlo y la fotosíntesis es nula. En el caso que el invernadero esté cerrado durante todo el día, en épocas demasiado frías, esa concentración mínima sigue disminuyendo y los vegetales se encuentran en situación de extrema necesidad en CO2 para poder realizar la fotosíntesis.


        Los niveles aconsejados de CO2 dependen de:


       -La especie o variedad cultivada,
      - De la radiación solar,
     - De la ventilación, de la temperatura      - Y de la humedad.

    El óptimo de asimilación está entre los 18 y 23º C de temperatura, descendiendo por encima de los 23-24º C. Respecto a la luminosidad y humedad, cada especie vegetal tiene un óptimo distinto.


        El efecto que produce la fertilización con CO2 sobre los cultivos hortícolas es:


        -Un aumento de la precocidad de aproximadamente un 20%.       - Aumento de los rendimientos en un 25-30%.       - Y mejora la calidad del cultivo, así como la de su cosecha.


 
Distribución de co2 mediante mangas
de plástico microperforadas
Es un sistema de instalación de alto precio, pero como siempre, debemos de hacer balance entre lo que nos gastamos, con el incremento de producción que eso va a suponer

           Sin embargo, no se puede hablar de una buena actividad fotosintética, sin una óptima luminosidad. La luz es factor limitante, y así, la tasa de absorción de CO2 es proporcional a la cantidad de luz recibida, además de depender también de la propia concentración de CO2 disponible en la atmósfera de la planta. Se puede decir que el periodo más importante para el enriquecimiento carbónico es el mediodía, ya que es la parte del día en que se dan las máximas condiciones de luminosidad.
         El control ambiental está basado en manejar de forma adecuada todos aquellos sistemas instalados en el invernadero: sistema de calefacción, la ventilación y el suministro de fertilización carbónica, para mantener los niveles adecuados de la radiación, temperatura, humedad relativa y nivel de CO2, y así conseguir la mejor respuesta del cultivo y por tanto, mejoras en el rendimiento, precocidad, calidad del producto y calidad del cultivo.   


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