Productores de hortalizas de todas partes del mundo han estado enriqueciendo
el ambiente del invernadero con dióxido de carbono (CO2) durante muchos años,
por lo que los beneficios de incrementar la concentración de CO2 en el
invernadero son bien conocidos y están bien documentados.
La cuestión es si con concentraciones más altas de CO2, se incrementa el
rendimiento del cultivo en el verano. La respuesta es: cualquier incremento en
la concentración atmosférica de CO2 en el invernadero aumenta la velocidad de la
fotosíntesis y la cantidad total de azúcar producida por el cultivo.
Con objeto de maximizar el efecto del CO2 a través del año y obtener el
máximo rendimiento potencial posible, debemos considerar tres elementos: cuál es
la relación óptima de enriquecimiento para la cantidad de luz disponible para el
cultivo; cómo va a reaccionar el cultivo ante el CO2 adicional suministrado, y
cómo va afectar el CO2 adicional al equilibrio y a la producción de la
planta.
Douglas Marlow desarrollará este tema en su presentación durante el Congreso
Internacional del Tomate que se celebrará del 25 al 27 de julio, 2012 en
Querétaro, Qro. (México)
CO2 como nutriente
El CO2 es esencial para que se produzca la fotosíntesis. Las plantas toman
CO2 del aire y agua de las raíces y luego utilizan energía luminosa para
transformar estos componentes en azúcar (carbohidratos) y oxígeno. Si no existe
un suministro de CO2 adecuado y disponible para las plantas, el ritmo de
fotosíntesis se reduce.
Una concentración óptima de CO2 tendrá un efecto positivo en desarrollo y
vigor de la planta en general y en tamaño de fruto en particular. El uso de CO2
en el invernadero, dependiendo de la concentración, provoca una fuerte
influencia generativa en las plantas, dando como resultado una floración
prematura (las flores se abren más cerca de la punta de la planta de tomate),
desarrollo de flores más fuerte y rendimiento de frutos más alto en cuanto a
tamaño y peso de frutos. En consecuencia, como en el caso de cualquier otro
fertilizante, los productores deberían pensar en el CO2 como un nutriente de
plantas esencial.
El punto de entrada del CO2 está formado por células especiales que se
encuentran en el envés de las hojas. La apertura y el cierre de estas células
depende de la concentración de CO2 en el exterior de las hojas, nivel de
luminosidad, temperatura de la hoja y del ambiente, humedad relativa y estrés
hídrico. Cuanto mayor sea la concentración de CO2 en el exterior de las hojas,
mayor será la toma de CO2 por las plantas.
Algunos productores enriquecen el aire en el invernadero a 1,000 ppm tanto en
días soleados como nublados. Otros tratan de controlar el costo de
enriquecimiento con CO2 utilizando una dosis de 450 a 550 ppm en días nublados y
900 ppm en días soleados.
En localidades o épocas del año en las que el sol luce fuerte e intensamente,
se recomienda que la concentración de CO2 no supere 800 ppm con objeto de evitar
la posibilidad de estresar a la planta, quemar las puntas y ennegrecer el fruto
en el cultivo de pepino. Cuando la humedad en el invernadero es alta, también se
recomienda reducir la concentración de CO2 para evitar que los estomas se
cierren, en cuyo caso se restringiría el transporte de agua y calcio a través de
las plantas.
En general, se recomienda reducir la concentración de enriquecimiento con CO2
a 450-550 ppm cuando la intensidad luminosa supera 750 W. Éste es el punto de
saturación luminosa en el cultivo de tomate.
Una concentración óptima de CO2 tendrá un efecto positivo en desarrollo de la
planta y vigor en general, y en tamaño de fruto en particular.
Incremento del rendimiento
El enriquecimiento de CO2 agrega kilogramos al rendimiento. Sin dicho
enriquecimiento, un cultivo activo fotosintéticamente podría reducir los niveles
de CO2 a menos de 120 ppm, la concentración mínima para la fotosíntesis del
tomate, incluso cuando la ventilación máxima permite la entrada de CO2 del
exterior.
Investigaciones han revelado que el enriquecimiento con CO2 a niveles de 375,
450 y 525 ppm incrementó el rendimiento total en tomates y pepinos. En los tres
años de duración del experimento, el rendimiento de fruto de tomate
comercializable se incrementó en 2.65 (+/-0.201) kg/m2 por cada 100 ppm
agregados al promedio de concentración de CO2 sobre 340 ppm, que es la
concentración que se produce en el aire de forma natural (a nivel de ambiente).
Con respecto a los pepinos, la respuesta fue cerca del doble que para el tomate,
con 5.43 (+/-0.455) kg/m2 por cada incremento de 100 ppm en la concentración
promedio de CO2.
Las pérdidas en el rendimiento de tomate serán de aproximadamente 2.5 a 5%
por cada descenso de 35 a 70 ppm en la concentración de CO2 por debajo de los
niveles del ambiente. En consecuencia, el productor debe prevenir el descenso de
los niveles de CO2 en el invernadero por debajo de 350 ppm, lo cual consigue con
el enriquecimiento con CO2. Si los niveles de CO2 en el interior y el exterior
del invernadero son similares, habrá escaso o nulo intercambio neto del gas.
Como resultado, no hay razón para no enriquecer con CO2, incluso si las ventilas
están abiertas del 15 al 20%.
Cuándo se debe aportar CO2
Las plantas son más activas fotosintéticamente durante las primeras cuatro a
cinco horas después del alba y cuando la temperatura del tejido es igual o
superior a 19°C. En este punto es cuando es necesario mantener los niveles más
altos de CO2 (800-900 ppm) en el invernadero. Sin embargo, a medida que se
incrementa el estrés debido a temperatura, luminosidad, disponibilidad de agua
(y/o alta humedad) hacia la mitad del día, los estomas comienzan a cerrarse en
respuesta a dicho estrés y se reduce la toma de CO2. En consecuencia, cuando las
plantas están estresadas se recomienda reducir o detener el enriquecimiento con
CO2 y mantener un nivel de 350 ppm a través de ventilación natural (si las
ventilas están completamente abiertas). Esto asegura que las plantas tengan la
cantidad suficiente de CO2 para la fotosíntesis pero no a un nivel que cause más
estrés a las plantas. Cuando el estrés por temperatura, luminosidad y agua
desciende en el cultivo por la tarde, puede incrementarse la concentración de
CO2 de nuevo hasta una hora antes del ocaso para tomar ventaja de la luz
disponible.
El aporte de CO2 debería detenerse cuando las ventilas estén abiertas 20-25%
ya que el número de intercambios de aire por hora se incrementa y se pierde más
CO2 hacia el exterior. El enriquecimiento con CO2 es posible durante los meses
de invierno cuando es posible lograr el control de ventilación, pero a medida
que se incrementa la temperatura en el exterior durante la primavera, las
ventilas estarán abiertas la mayor parte del día y el número de intercambios de
aire por hora se incrementa.
Equilibrio del cultivo
Para obtener el máximo beneficio del CO2 adicional aplicado al cultivo es
importante tener un cultivo equilibrado. Esto significa que el número de frutos
en las plantas y la velocidad con la cual las flores nuevas forman frutos deben
estar en equilibrio. El registro o bitácora del cultivo es una herramienta ideal
para ayudar a los productores a realizar decisiones prácticas e informadas sobre
la estrategia de crecimiento. Las medidas del diámetro de tallo junto con la
distancia del racimo floral a la punta de la planta, realizadas en una muestra
representativa de plantas, podrían indicar al productor el nivel de equilibrio
del cultivo. Al representar estas cifras en un grafico el productor puede
comprobar cómo las estrategias de manejo de clima (temperatura y CO2) y de agua
afectan al cultivo. Y lo que es más importante, es posible estimar la tendencia
en el desarrollo del cultivo en un periodo de dos a tres semanas. De esta manera
pueden emprenderse las acciones pertinentes en la estrategia de clima y riego
para orientar al cultivo en la dirección adecuada.
Los cultivos con tendencia generativa débil se caracterizan como aquellos
cuyo diámetro de tallo es inferior a 11 mm y la distancia al racimo floral desde
la punta es inferior a 15 cm (el racimo floral es aquel con al menos una flor
abierta). Un cultivo vegetativo fuerte tendrá un diámetro de tallo superior a 11
mm y una distancia de la punta de la planta al racimo floral, superior a 20 cm.
En consecuencia, un cultivo equilibrado tendrá un diámetro de tallo de 9 a 11 mm
y una distancia de la punta al racimo floral de 15 a 20 cm.
Fuentes de CO2
El CO2 está disponible a partir de varias fuentes y normalmente la fuente se
relaciona con el nivel de tecnología del invernadero.
Por ejemplo, los invernaderos de alta tecnología con un sistema de
calefacción por agua caliente suelen tomar el CO2 del gas de escape resultante
de quemar el gas natural. Los invernaderos de tecnología media y baja pueden
quemar gas natural o propano en generadores de CO2 especiales suspendidos en el
invernadero. Éstos deben ser adquiridos de un fabricante confiable para evitar
la producción de etileno que podría dañar gravemente al cultivo. Un tercer
método para introducir CO2 en el invernadero es a través de un sistema de tubos
de polietileno suspendidos entre las hileras del cultivo y alimentados por un
tanque de CO2 licuado.
Sin importar el nivel de tecnología del invernadero, todos los productores
podrían beneficiarse de la adición de CO2 para mejorar el desarrollo de las
plantas y obtener rendimientos superiores.
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