En este artículo se muestranlos resultados experimentalesobtenidos en diversos trabajosde investigación desarrolladosen el Centro IFAPA LaMojonera (Almería)relacionados con la influenciade la aplicación de distintastécnicas de gestión de climaen invernadero sobre laabsorción hídrica y mineral encultivos hortícolas.

Evangelina Medrano,M Cruz Sánchez-Guerrero, M' Luisa García,Francisco J. Alonso y Pilar Lorenzo.

DOSSIER INVERNADEROS

EFECTOS DEL ENRIQUECIMIENTO CARBÓNICO, SOMBREADO DE LA CUBIERTA Y NEBULIZACIÓN EN LOS CULTIVOS PROTEGIDOS

Influencia de la gestión del climaen invernadero sobre la absorciónhídrica y mineral de los cultivos

Área de producción Agraria. IFAPA Centro La Mojonera. Almería.

La estrategia de enriquecimiento carbónico aplicada no afectó al consumo hídrico y éste fue condicionado por la intensidad de la radiación solar incidente

L

a actuación sobre el clima en el inte-rior del invernadero influirá en mayor omenor medida en el consumo hídricode la planta en función de la depen-

dencia de dicho consumo con el parámetro cli-mático modificado en cuestión. Los factores queprincipalmente afectan al consumo hídrico sonla radiación, el déficit hídhco del aire y el des-arrollo foliar del cultivo. Puede ocurrir que la ac-tuación influya sobre los tres factores antehor-mente citados con diferente intensidad o bien in-cluso que la influencia sobre uno de ellos seacontrarrestada por la influencia sobre otro. El es-tado hídrico de la planta se relaciona con el ba-

lance entre los flujos de transpiración y de ab- 1.sorción de agua. Si bien el flujo de transpiraciónestá directamente relacionado con el clima, laabsorción de agua está condicionada ademáspor otros factores como la disponibilidad y com- 2.posición de la solución nutritiva y el nivel de aire-ación y temperatura del entorno radical.

En cuanto a la absorción de nutrientes, esinteresante mencionar los tres tipos de mecanis-mo de transporte de los iones a través de lamembrana radical (Taiz y Zeiger, 1998):

Difusión simple, donde los iones atraviesan lamembrana desde regiones con alta concen-tración iónica a regiones de baja concentra-ción.Difusión facilitada, desde regiones de alta aregiones de baja concentración, mediantetransportadores específicos que son básica-mente proteínas formando un complejo solu-ble por la capa lipídica, por lo que la tasa dedifusión facilitada es mayor que la de difusiónsimple.

34 Vida RURAL (15/Noviembre/2010)

25

20

15 r v ,

o10 '

\r

4

o0 00 8.00 16.00 0:00 8 00 16:00 0 00 8.00 16.00 0.00 8 00 16:00

b)

CO2 tasugo

—CO2 enriquecido

Rg n ncidente

a)

EnriquecidoTesugo

800

600

400

200

16.00 000

Hora solar

o0.00 8 00 16:00 0 00 8.00 0 00 16 008. 008.00 16.00

3. Transporte activo a través de la membrana encontra del gradiente de concentración, el cualnecesita una fuente de energía externa.

El movimiento de los iones desde el exteriorde las raíces hasta el xilema es altamente sensi-ble a los cambios de temperatura de la raíz, a laconcentración de oxígeno en la solución nutritiva,a inhibidores metabólicos, a la luz ya la disponi-bilidad de carbohidratos.

Se puede establecer que la absorción de nu-thentes es un proceso autónomo que no estáúnicamente relacionado con la absorción deagua, siendo estos dos mecanismos fisiológica-mente distintos e independientes el uno del otro.La tasa de absorción de nutrientes está determi-nada por la demanda de la planta, que a su vezdependerá de su tasa de crecimiento y del propiocontenido nuthcional de la solución nutritiva. Lasactuaciones sobre el clima que impliquen unamodificación en la tasa de crecimiento del culti-vo y en su disthbución de asimilados influirán asu vez en la absorción mineral (Gieling, 2001;Roca, 2009). La radiación solar, al ser la energíaque determina el crecimiento de la planta, es de-terminante de la absorción mineral. Así mismo, latemperatura de la zona radical tiene efecto sobrela absorción. Dicha temperatura depende delmedio de cultivo donde se desarrolle la planta(suelo/sustrato) así, debido a que los sustratostienen menos inercia térmica que el suelo, en in-vernaderos sin calefacción la temperatura míni-ma del entorno radical es menor en el sustrato

que en el suelo. En el caso de utilizar calefac-ción, cuando se trata de generadores de aire di-chas temperaturas se igualan y si se utilizan tube-rías radiantes de agua caliente dispuestas en tor-no al sustrato la temperatura mínima de éste esmayor que la del suelo (Lorenzo y col., 1997).

Las relaciones entre la absorción hídrica y lanuthcional se establecen desde el punto de vis-ta de la disponibilidad de los nutrientes en el en-torno de las raíces. La cantidad de nutrientes in-corporados a la superficie radical de la plantadepende de la tasa de transpiración y de la con-centración en la solución aportada. Cuando laconcentración jónica es baja la transpiración noafecta a la disponibilidad de nuthentes, sin em-bargo a las concentraciones con las que normal-mente se trabaja en cultivos en invernadero, latranspiración puede afectar dicha disponibilidad.Por tanto, cualquier factor climático que influyasobre la transpiración también repercutirá en elsuministro de nuthentes a la raíz. Si bien la con-centración de absorción de un elemento (mmol1- 1 ) no tiene sentido desde un punto de vista fi-siológico, su determinación puede orientar en laformulación de las soluciones nutritivas, según eltipo de cultivo y los factores climáticos (Sonne-veld, 2000). Normalmente, con elevados nive-les de radiación la absorción de agua prevalecea la de nuthentes, siendo una práctica habitual,en la zona mediterránea, reducir la concentra-ción de la solución nutritiva en las horas de má-xima radiación.

Enriquecimientocarbónico

El aumento de la concentración de CO2 delaire provoca un cierre parcial de los estomas quereduce la transpiración foliar. Cuando se realiza elenhquecimiento carbónico asociado a la ventila-ción (Sánchez-Guerrero y col., 2005) en inverna-deros de clima cálido, los valores máximos deconcentración de CO2 se alcanzan a primera ho-ra del día y a última hora coincidiendo con unabaja intensidad de radiación solar por lo que suefecto sobre la transpiración es menor.

En la figura la se presenta la transpiraciónde plantas de pimiento registrada, de forma si-multánea, cada 5 minutos en un invernadero en-hquecido (800 pmolCO2 mol- 1 con ventanas ce-rradas; 400 pmolCO2 mol- 1 con ventanas abier-tas) frente a un invernadero no enriquecido. En lafigura lb se muestra la diferente evolución de laconcentración de CO 2 en los invernaderos conuna misma radiación incidente. Como se puedeobservar la estrategia de enriquecimiento aplica-da no afectó al consumo hídrico y éste fue con-dicionado por la intensidad de la radiación solarincidente. El consumo total al final del ciclo fue si-milar en ambos invernaderos con valores de 2951 m -2 en el cultivo no enriquecido y 291 1m -2 enel enriquecido.

El aumento de la concentración de CO2 pro-mueve el crecimiento de la planta y por lo tantouna mayor demanda de nutrientes. En cultivo de

FIGURA 1.

a) Evolución de la transpiración de un cultivo de pimiento registrada cada cinco minutos simultáneamente en uninvernadero enriquecido con CO2 y en otro no enriquecido. b) Evolución de la concentración de CO2 en ambosinvernaderos y la radiación solar incidente sobre los cultivos.

(15/Novembre/2010) Vida RURAL E3

CUADRO LAbsorción de nutrientes de pimiento por planta y ciclo enun cultivo enriquecido con CO2 frente a otro noenriquecido. Eficiencia de la absorción de nutrientes (EUN)en relación con la producción de fruto.

Testigo Enriquecido %

Absorción

nutrientes

(mmol p1 1 ciclo 1 )

N 1.271 1.355 6,6

K 727 767 5,5

ca 395 428 8,4

EUN produccion

(g mmol 1)

N 2,61 2,89 5,11

K 4,59 9,16 10,7

Ca 8,41 11,3 8,9

CUADRO II.

Volumen de agua aportada y consumida en un cultivo depepino durante dos ciclos de otoño (Rull, 2005;Sánchez-Guerrero y col., 2009).

Pepino 97/98 Pepino 98/99

Aporte de agua(1m-2)

Consumo deagua (I m-2)

Aporte deagua (I m- 2)

Consumo deagua (I m-2)

Testigo 239 153 307 213

Enriquecido 202 147 252 189

DOSSIER INVERNADEROS

pimiento se han detectado incremen-tos en la absorción de entre el 6 y el8% (cuadro 1) unido a una mayor efi-ciencia del uso de los nutrientes en re-lación a la producción de fruto. En cul-tivo de pepino se obtuvieron mayoresextracciones de N, K, Ca y Mg al au-mentar la concentración de CO2,mientras que el contenido de nuthen-tes en porcentaje de materia seca to-tal fue similar.

Cuando el cultivo se desarrolla ensustrato, la mayor absorción de nu-Mentes promovida por el aumento dela concentración de CO2 induce unamenor concentración de los nutrien-tes en la solución lixiviada y por tantouna menor conductividad eléctrica(CE). Normalmente la gestión del negoen un cultivo en sustrato está asocia-da a mantener un valor de CE consig-na en la solución lixiviada, por tantocuando se aplique enriquecimientocarbónico las necesidades de lixivia-ción serán menores.

En un cultivo de pepino enhqueci-do frente a un cultivo testigo se realizó un menoraporte de agua en el cultivo enhquecido frenteal testigo para consumos hídhcos similares. Elahorro de agua en dicho cultivo alcanzó valoresde 55 I m-2 (cuadro II) y, al igual que sucedíaen un cultivo de pimiento, donde los consumoshídricos fueron ligeramente infehores en el culti-vo enhquecido con CO2.

Refrigeración

Entre las posibles actuaciones para reducir latemperatura del invernadero se encuentran elaporte de vapor de agua mediante sistemas denebulización y la reducción de la radiación me-diante sombreado.

Sistemas de nebulizaciónCon los sistemas de nebulización el aumen-

to del vapor de agua en el aire reduce el déficitde presión de vapor (DPV) que incide directa-mente en la transpiración, provocando su reduc-ción en mayor o menor intensidad dependiendodel cultivo. Para condiciones similares de radia-ción y DPV, Lorenzo y col. (2006) obtuvieron va-lores supehores de la transpiración foliar en to-mate que en pepino, lo cual implica que una re-ducción del DPV del invernadero de 2 a 1 kPa,

debida a la nebulización, provocará una reduc-ción en la transpiración foliar de la planta de to-mate mayor que en la de pepino, tal y como que-da reflejado en la figura 2.

Sombreado de la cubiertaCuando se utiliza el sombreado de la cubier-

ta como método de refhgeración se actúa phnci-

CUADRO III.

Absorción total de nutrientes por planta yciclo de cultivo de tomate cv. Boludo.Eficiencia del uso de los nutrientes enrelación a la producción de fruto(Medrano y col., 2005).

Absorción nutrientes (mmol planta . ' ciclo")

Sombreado Nebulización

N 1.405 1.759

K 1.155 1.207

Ca 554 661

Mg 197 247

Na 338 813

CI 532 1.043

Eficiencia usonutnentes (kg mot 1)

1,82 1,34

palmente sobre el nivel de radiaciónque incide sobre el cultivo, pero la re-ducción resultante de la temperaturaafecta al DPV del invernadero ya que,para una misma concentración de va-por de agua en el aire, el déficit de pre-sión de vapor disminuye a medida quese reduce su temperatura. En la figura3a se presenta la evolución durantedos días consecutivos de los paráme-tros climáticos registrados en un inver-nadero sin sombreado y en otro pro-visto de una malla móvil colocada enel extehor de la cubierta, en este casoel sombreado se activaba cuando latemperatura del invernadero era supe-rior a 27°C. La acción del sombreadoreduce la radiación incidente sobre elcultivo hasta valores en torno a 300Wm-2 y el DPV se reduce de 3 a 2 kPa.La acción intermitente de la malla desombreo provoca una recuperación to-tal de la radiación cuando ésta se re-coge pero el DPV no llega a alcanzarlos valores que se registran en el testi-go, por lo que el consumo hídrico del

cultivo sombreado es menor que en el testigo in-cluso en las fases en que la malla se encuentrarecogida (figura 3b). La reducción del consumohídrico semanal superó los 10 I m-2 , con un cóm-puto total del ciclo de 345 I m- 2 en el cultivo sinsombreado frente a 240 1m-2 en el sombreado.

Absorción de nutrientes encada sistema

La comparación entre la absorción de nu-trientes en un cultivo de tomate con la aplicaciónde nebulización y sombreado (cuadro III) mues-tra el mayor condicionamiento que sobre esteproceso ejerce la intensidad de radiación inci-dente frente al nivel de humedad en que se des-arrolla el cultivo, ya que en el invernadero som-breado donde hubo menor intensidad de radia-ción también la absorción fue menor. En estecaso la producción de fruto total fue mayor en elcultivo con nebulización, si bien la producción co-mercial fue similar en ambos invernaderos debi-do a la mayor incidencia de necrosis apical en elcultivo con nebulización. Esta fisiopatía se relacio-na con el contenido de Ca en el fruto, cuya mo-vilidad está limitada al xilema y por tanto congran dependencia de la transpiración del cultivo.La intensidad de radiación incidente en el cultivocon nebulización favorece una mayor tasa de cre-

123 VIdaRURAL (15/Noviembre/2010)

3525 3015 20

DPV (kPa

05 10

tomate

Mil111"111 %p i-nao

00

160

120

-7"

80E

o

Boquilla utilizada en los sistemas de nebulización.

Sistema de distribución de CO 2 puro.

cimiento y como consecuencia una mayor demanda de nuthentes,mientras que la disponibilidad de Ca en el fruto puede verse limita-da en este caso por su transporte mayoritario hacia los órganos conmayor capacidad de transpiración como son las hojas.

Los valores medios obtenidos de la concentración de absorción(mmol 1- 1 ) de cada macronuthente en un cultivo de tomate (figura4), pueden servir de referencia para la formulación de la solución nu-thtiva, especialmente cuando se trabaja en sustratos inertes comoson la lana de roca y la perlita.

FIGURA 2.

Mción entre la transpiración foliar (EL, en términosde energía) y el déficit de presión de vapor (DPV)del aire del invernadero en tomate y pepino.

15*t

(((

YARA

YaraLivaTM Calcinit es una fuei Le Je Nitrato de LaLuuSuperior Soluble que mantiene la fruta y la verdurafresca durante más tiempo.Mejorando la estructura celular, no sólo se alarga lavida postcosecha, sino que también se consiguemayor resistencia y firmeza del fruto, mayor creci-miento de las raices y un cultivo de mejor calidad engeneral.El aumento de la calidad del cultivo hará aumentar larentabilidad.

YaraLiva

YaraLiva M Calcinit

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Hora solar Hora solar

1000

E 8003

5- 600

2 400

2

14 50

-E 4010

30

6 8 20o4

2003

10

äoeo 4:00 eeo 1200, 16e0 20700 0 00 4:00 aeo 12:00 1600 20:00 0:00

O

000 4 00 800 12 00 16 00 20 00 000 400

O

8-00 12 00 Neo 20 00 000

2

Rs Sombreado

— Rs Testigo

DPV Sombreado

- DPV Tesogo

a) Sombreado móvil —Testigo b)

Tomate cv. Boludo

• Nebulización O Sombreado móvil A Solución Nutritiva

14

12

10

NO3 K Ca Mg Na Cl 504

11-71-7Ír-11r i1 •

—11111Fir4

2

o

FIGURA 4.-ner""1".

Concentración de absorción media de cada uno delos nutrientes en uncultivo de tomate con nebulización frente a un cultivo con sombreado móvil.Los triángulos representan la correspondiente concentración media en lasolución nutritiva de riego.

DOSSIER INVERNADEROS

FIGURA 3.

Evolución de: a) los parámetros climáticos radiación y DPV y b) el consumo hídrico registrado simultáneamente cadacinco minutos, en un invernadero sin sombreado frente a otro provisto de malla móvil en el exterior de la cubierta.Cultivo de pepino en campaña de primavera. •

Ahora bien, la relación entre la concentracióndel nutriente en la solución nutritiva aportada y laconcentración en la que es absorbido mostró suvariación con el desarrollo del cultivo y con cadanutriente. En la primera fase del ciclo de cultivolos nuthentes fueron absorbidos a una concentra-ción mayor que la aportada con la solución nuth-tiva y en mayor medida en el cultivo con mayor in-tensidad de radiación incidente como es el refri-gerado mediante nebulización. Una veztranscurrida la phmera fase de desarrollo, el NO3y el Ca fueron absorbidos a la mitad de la con-centración en que eran aportados mientras queel K se mantuvo próximo al dicho valor.

Conclusiones

Las interrelaciones que se establecen entrelas actuaciones sobre el clima en el que se desa-rrolla la planta y la absorción hídhca y mineralson muy diversas.

Las técnicas de sombreado (blanqueo de lacubierta, utilización de mallas interior/exterior),cuya finalidad última es la reducción de la tem-peratura en el invernadero, provocan una dismi-nución de la radiación incidente sobre el doselvegetal y reducen el déficit hídhco lo cual incidesobre la absorción hídhca y mineral.

Los sistemas de nebulización reducen la

temperatura y el déficit hídrico del invernadero li-mitando a su vez el consumo de agua.

El enhquecimiento carbónico del aire provo-ca un aumento de la tasa de fotosíntesis que in-fluye directamente sobre la absorción mineral,así mismo el aumento de la concentración deCO2 reduce el intercambio de vapor de agua a ni-vel estomático, si bien su efecto sobre la transpi-ración del cultivo es limitado. •Agradecimientos

La información recogida en este texto ha sido financiadapor el INIA, los fondos FEDER, Programa INCO-MED UE yel Instituto Andaluz de Investigación y Formación Agraria,Pesquera y Alimentaria (IFAPA).

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