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Mantenimiento y optimización de microclimas en invernaderos

La principal ventaja que ofrecen los cultivos protegidos es la capacidad que confieren al usuario de modificar a conveniencia determinadas condiciones climáticas y contrarrestar los efectos negativos derivados del medio ambiente como precipitación, temperatura, vientos o plagas.

Los rendimientos en invernadero o malla-sombra son superiores a los obtenidos al aire libre, puesto que la planta trabaja en ambientes más húmedos donde las temperaturas fluctúan con moderación, las corrientes de aire son más débiles y la incidencia de plagas es menor que en ambientes descubiertos.

A todas estas ventajas inherentes a cualquier invernadero o malla-sombra, se le deben sumar las derivadas de un buen manejo del sistema productivo para modificar a conveniencia las condiciones del medio ambiente vegetal de manera que repercutan en una mejora del rendimiento final.

En este artículo se relacionará el manejo de un invernadero o malla sombra, como sistema productivo, con la incidencia que tienen las condiciones climáticas sobre el desarrollo de los vegetales.

Aireación

Mantener unos niveles óptimos de aireación dentro del invernadero es esencial para que exista renovación de aire, aporte natural de carbono en la atmósfera aérea y de oxígeno en la atmósfera radicular.

Al contrario de lo que ocurre al aire libre, en cualquier cultivo protegido la atmósfera vegetal se mantiene estable. Esto supone una ventaja en lo que se refiere a la temperatura y a la humedad relativa, pues en ambientes templados la tasa neta de fotosíntesis se mantiene en unos niveles altos y el metabolismo del carbono es más eficiente que en ambientes secos y cálidos.

La atmósfera se mantiene estable porque existe una baja renovación de aire, y normalmente es necesario ventilar para que entre bióxido de carbono (C02) ambiental y se incorpore al medio ambiente del umbráculo. La deficiencia relativa de carbono implica menor capacidad vegetal para reponerse a condiciones de estrés, tales como las aplicaciones de herbicidas, las intoxicaciones por tratamientos y las enfermedades radiculares. La virulencia de cualquiera de estas condiciones de estrés, es mayor en umbráculos.

La aireación en los surcos de siembra aumenta la incorporación de oxígeno ambiental al agua del suelo. La presencia de oxígeno en el extracto saturado es esencial para que la raíz desarrolle procesos respiratorios, y estados carenciales provocan anoxia (asfixia radicular) que supone la muerte del tejido radicular.

El buen manejo de la aireación es una medida muy eficiente de control integrado para reforzar tratamientos contra Phytophtora infestans, Botrytis, Sclerotinia y la mayoría de hongos y bacterias de la zona aérea.

La aireación de los cultivos se puede regular mediante el uso de cortinas en los invernaderos, modificando los marcos de plantación, realizando labores de poda específicas o mediante ventiladores.

En la gráfica 1 se exponen las diferencias de calidad entre un tomate redondo cultivado en atmósfera enriquecida con C02 y otro de la misma variedad cultivado en condiciones atmosféricas normales. La cantidad en porcentaje de las ordenadas, es el tanto por ciento de la producción total.

La diferencia de producción total fue 20% superior en el cultivo con atmósfera modificada. En condiciones atmosféricas normales, las condiciones óptimas de aireación se reflejan en la calidad y no tanto en la cantidad producida.

Manejo de riegos

Teniendo en cuenta que el invernadero es un medio donde el aire se renueva muy lentamente, un exceso en el tiempo de riego puede provocar encharcamientos o estados de saturación que se prolongarán durante el tiempo que tarde la humedad en incorporarse a la atmósfera aérea.

En invierno las temperaturas descienden hasta el punto de provocar una saturación de humedad en el ambiente del invernadero. Las bajas temperaturas inducen niveles máximos de humedad relativa, que provoca condensación del vapor de agua ambiental que se recoge en forma líquida sobre la superficie foliar. Las gotas de agua son el mejor medio posible para el desarrollo de poblaciones microbianas, por lo que se consideran vehículo de enfermedades criptogámicas.

El exceso de humedad en el ambiente es una de las contrariedades de los sistemas protegidos en invierno, ya que en ocasiones la acumulación de humedad no es remediable a corto plazo si las condiciones para la ventilación son malas.

Un exceso de humedad en el suelo disminuye la tasa de renovación de aire en el suelo, por lo que se reduce la actividad radicular.

Al ser el invernadero una parcela relativamente pequeña y poco permeable, la operación de riego sirve para humedecer el medio ambiente y puede utilizarse como inductor de la tasa de fotosíntesis en horas de máxima sequedad.

Es conocido que, en su proceso respiratorio, las raíces liberan C02 y consumen oxígeno (O2), por lo que la atmósfera edáfica contiene un aire rico en CO2. La operación de riego sirve también para liberar el aire edáfico, cuyo CO2 alimentará los procesos fotosintéticos.

La Deficiencia de Presión de Vapor (DPV) es un parámetro que determina la eficiencia en el aprovechamiento del agua de la planta. Los valores bajos de DPV (inferiores a 0.5 kPa) suelen responder a bajos niveles de transpiración asociados a excesos de humedad relativa, mientras que valores altos (superiores a 1.5 kPa) se asocian a condiciones de estrés hídrico a causa de una atmósfera aérea demasiado seca. La humedad relativa es el factor climático que mayor incidencia tiene en la DPV, como se aprecia en la gráfica 2.

Labores de cultivo

  • Entutorado. En esta práctica se guían las ramas de la planta en vertical, con el objetivo de mejorar la aireación y la luminosidad incidente. Esta práctica puede realizarse en la mayoría de especies que se cultivan en invernadero, pudiendo desarrollarse a 1, 2 ó 3 brazos. El objetivo de esta práctica es mantener una calidad alrededor del 90%.
  • Enfajado. Las plantas se acomodan entre hilos horizontales que se superponen cada 20 ó 30 cm, sacrificando calidad, pero evitando excesivo gasto en mano de obra. En estos casos la aireación suele ser deficitaria, y las escasas labores de poda deben ser muy eficientes. Es recomendable en aquellos cultivos donde no resulte fundamental producir primera calidad, utilizar variedades capaces de amarrar en condiciones de baja intensidad lumínica y alta humedad relativa.
  • Aclareo de frutos. Es muy importante en cultivos cuyos frutos se comercializan por piezas como el tomate en rama o el pepino holandés (europeo). En unas ocasiones el aclareo sirve para eliminar frutos que no van a servir, como pepinos curveados o pimientos partenocárpicos, pero en otras la eliminación de los primeros frutos formados permite que la planta se fortalezca y emita un sistema radicular vigoroso antes de entrar en producción, como ocurre en sandías, melones, pepinos y algunas variedades de pimiento.
  • Enmallado. En algunas variedades de pepino y judía (frijol) de enrame se utilizan mallas que se cuelgan de la parrilla de entutorado, guiando a las plantas para que se desarrollen a lo alto sin que la fruta toque en el suelo, que a su vez dispone de una buena aireación. Esta labor permite mantener todos los tallos sin necesidad de podar, pero da mejores resultados si se seleccionan los tallos más vigorosos de cada planta.

La primera consecuencia de una poda es una mejor ventilación que optimiza la aireación del cultivo, aumentando la fruta de primera calidad. Las funciones de amarre de fruto se optimizan en condiciones no limitantes de luminosidad, que a su vez regulan la actividad microbiana.

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de poda para un cultivo de pimiento (bell pepper), siguiendo el modelo de entutorado holandés:

En este dibujo se representa el modelo de entutorado holandés a doble tallo para bell pepper. El fundamento es que la planta siempre mantenga dos puntas de crecimiento.

La poda acarrea una serie de inconvenientes, entre los que destaca su elevado costo. Además, se provocan heridas en la planta, que suponen un elemento de alto riesgo en un ambiente tan húmedo y propenso a la condensación como es un invernadero, y deben ser selladas regularmente. Cuando las bacteriosis en tallos son muy persistentes en cultivos entutorados, puede ser necesario que un operario repase una a una todas las plantas, aplicando una pasta antibiótica a los tallos dañados.

No obstante la poda mejora la aireación, por lo que dificulta la actividad de microbios patógenos.

Radiación solar incidente

El hecho de disponer de invernadero o malla-sombra permite regular la radiación solar incidente sobre el cultivo. La radiación solar regula el metabolismo vegetal por su influencia en la actividad estomática, la tasa de fotosíntesis neta y la secreción hormonal.

Los niveles altos de radiación solar incidente inhiben la conjugación de auxinas en los tallos en desarrollo, por lo que dichos tallos se alargan menos y la distancia entre horquetas se acorta, promoviéndose una mayor floración. Asimismo, el exceso de radiación provoca quemaduras internas y externas por oxidación de los tejidos, consecuencia de una tasa de fotosíntesis excesiva que sobreexcita a las moléculas de clorofila. A esta fisiopatía se le conoce como golpe de sol, y puede llegar a provocar caída de flores y quemaduras en fruto.

Los niveles bajos de radiación inducen un alargamiento de la planta, consecuencia de unos entrenudos más largos que a su vez son consecuencia de la acumulación de auxinas en los mismos.

En tiempo frío la radiación solar penetrará en el suelo y aumenta su temperatura. Esto favorecerá las funciones de respiración radicular que disminuyen y desaparecen a temperaturas bajas. Dicha radiación evapora moléculas de agua disueltas en el ambiente, y disminuye la humedad relativa.

En tiempo de calor es muy útil sombrear el cultivo, pues con ello aumentará la humedad relativa y en consecuencia descenderá la DPV. Una DPV moderada (inferior a 1.5 kPa) tiene efectos positivos sobre la conductancia estomática (que determina el consumo de CO2). Valores óptimos de conductancia estomática repercutirán en un aumento de la tasa de fotosíntesis neta, optimizando el ciclo de carbono en el conjunto del vegetal.

Textura del suelo

Principalmente la textura del suelo determinará la capacidad del vegetal para desarrollar los procesos de enraizamiento, así como las probabilidades de acumular humedad en el ambiente durante largos periodos de tiempo.

En suelos arenosos la precocidad de los vegetales es significativamente mejor que en suelos pesados, pero la calidad de la fruta suele ser mejor en suelos pesados, ya que acumulan e intercambian mayor cantidad de minerales.

Los suelos arenosos requieren riegos frecuentes, mientras que en los suelos arcillosos los aportes de agua son intermitentes para que se favorezca la aireación del suelo. Debido a que la arcilla retiene gran cantidad de agua no disponible para las raíces, debe ser mantenida con niveles altos de hidratación que dificultan una buena aireación en los surcos.

Los suelos retienen el agua de tres formas y en función de cada una de ellas, se clasifica como:

  • Agua gravitacional: drenaje.
  • Agua útil: retenida por el suelo, pero accesible para la raíz.
  • Agua no disponible: retenida por el suelo con mayor tensión que la que puede ejercer el sistema radicular.

En la gráfica 4 se muestran las características de algunos tipos de suelos.

Las condiciones climáticas condicionan la biosíntesis de hormonas vegetales, por lo que en condiciones desfavorables es necesario regular el metabolismo vegetal para inducir la biosíntesis de fitohormonas específicas. Los productos que se utilizan con ese fin, se denominan fitorreguladores.

La aplicación de fitorreguladores implica efectos positivos a corto plazo pero no necesariamente a medio o largo plazo. Por lo general, los fitorreguladores utilizados en agricultura son auxinas.  HC

Sergio Navarro de Torres
Asesor independiente