El clima del invernadero es uno de los principales factores, si no el más importante, para el crecimiento de una planta. Por lo tanto, vale la pena optimizar el clima para mejorar aún más la producción.
Estudios recientes indican claramente los procedimientos que activan el cultivo y demuestran que las plantas se desarrollan mejor con una combinación de temperaturas más altas y, al mismo tiempo, una tasa de humedad relativa (RH) mayor de la que hemos utilizado hasta el momento. Si aumentamos la temperatura dentro del invernadero, la ventilación se reduce y aumenta la cantidad de CO2 del interior. Esto permite una mayor asimilación pero, sin embargo, requiere un aumento en la cantidad de luz o energía. Puede pensar en aumentar la exposición de las plantas a la luz pero no se olvide que la planta también debe ser capaz de aprovechar esta luz extra. Mediante la combinación de los conocimientos de la física con los relativos a las plantas nos es posible optimizar aún más el cultivo.
Activación del cultivo
Durante el día, el sol proporciona la luz necesaria para mantener las plantas activas activadas. Realizando la fotosíntesis y el nivel de evaporación es suficiente. Sin embargo, por la noche y en condiciones de escasa exposición a la luz, la situación es diferente, y para activar las plantas es necesario compensar la insuficiencia de radiación solar. Ello implica tener que estimular y mantener el proceso de evaporación del cultivo. En caso de baja humedad, la evaporación es mucho mayor y hablamos de clima activo. Sin embargo, si la humedad relativa es mayor, la evaporación se reduce y el clima se debe activar artificialmente.
Evaporación en caso de la radiación
Tipos de evaporación
La mayor parte del proceso de evaporación es causado por la radiación, como cuando un hervidor de agua se calienta y elimina vapor de agua. La radiación calienta el agua del interior de la planta y esta se elimina a través de los estomas.
El aire que se calienta y adquiere más temperatura que el aire circundante, tiende a subir. Este movimiento ascendente se denomina convección. La evaporación por convección recibe el nombre de bulbo húmedo y se puede comparar con el proceso de secar la ropa. La evaporación por convección es independiente de la radiación y, por lo tanto, puede tener lugar tanto de día como de noche. El calor necesario para activar este proceso lo proporciona la convección.
Evaporación por convección
Convección
Debido a la convección, la planta es capaz de absorber y liberar energía. Esto se produce cuando el aire del interior del invernadero pasa a través de las hojas y hay diferencia de temperatura entre la hoja y el aire. Si la temperatura de la hoja es mayor que la de aire, se libera energía. Si, por el contrario, es menor, la energía se absorbe. El movimiento del aire es un factor fundamental en todo este proceso. Si el aire está quieto, la temperatura de la hoja y la del aire circundante (la denominada capa límite) son idénticas y no tiene lugar ningún intercambio neto de energía. Por lo tanto, cuanto mayor es la velocidad del aire, mayor será la transferencia de energía.
En caso de radiación insuficiente, la evaporación debe garantizarse a través de la evaporación convectiva. Si la humedad es baja, se alcanza más fácilmente la evaporación requerida. Gracias al movimiento del aire, la transmisión de energía se puede realizar por medio de la convección, de manera que los cultivos pueden poner en práctica el proceso de evaporación, incluso con una tasa de humedad mayor. Un clima de crecimiento activo, por lo tanto, puede crearse a partir de un movimiento de aire adecuado alrededor de las plantas. Por otra parte, de esta forma se reducen las diferencias de temperatura, por lo que se evita la acumulación de humedad alrededor de la planta.
Anthurium para flor cortada en un invernadero con pantalls cerradas
Mayor temperatura y mayor humedad relativa (HR)
Actualmente es una evidencia que las plantas se desarrollan mejor cuando el aumento de la temperatura se acompañada de un incremento del índice de humedad del aire. En otras palabras: una buena forma de combatir el estrés en las plantas es aumentar la tasa de humedad relativa.
Una alta radiación solar combinada con una HR baja puede facilmente causar estrés en las plantas, ya que la planta no es capaz de compensar la pérdida de agua que se lleva a cabo a través de la evaporación. El aumento del índice de HR generalmente favorece un mejor crecimiento de los cultivos porque limita la evaporación y el CO2 se puede absorber mejor. Por consiguiente, ello conduce a una mayor asimilación y a un mayor crecimiento. El anturio no es capaz de absorber una gran cantidad de agua y, por lo tanto, es importante limitar la evaporación.
La mayoría de las plantas libera aproximadamente el 60% del calor radiante a través de la evaporación. El exceso de energía también se elimina por radiación saliente, reflexión y convección. Mientras la relación, es decir, la diferencia entre la absorción y liberación es positiva, puede decirse que el clima es activo: el balance energético es positivo y la planta puede utilizar el exceso de energía para mantener una evaporación constante.
En el caso de exposición a la luz, normalmente la temperatura de la planta suele ser más alta que la temperatura ambiente. En este caso, la evaporación es insuficiente para compensar los efectos de la radiación solar. Por lo tanto, si la planta está en condiciones de alta temperatura, se libera una mayor cantidad de energía por convección y radiación, y se crea un nuevo equilibrio.
La ubicación de los estomas permite a la planta regular la temperatura de la hoja y, con ello, también la proporción de convección/radiación y evaporación. Cuando los estomas se cierran, la temperatura de la planta podría aumentar demasiado. Además, en estos casos, se frena la fotosíntesis porque la cantidad de CO2 que la planta es capaz de absorber es insuficiente.
Un ventilador en cultivación de Phalaenopsis.
Cuando aumenta la humedad en el interior del invernadero, la planta se puede someter a una mayor exposición a la luz porque se reduce el proceso de evaporación. De esta manera, la escasez de agua se produce más tarde, cuando el cultivo ya es capaz de eliminar el exceso de calor por evaporación. Al «estrechar» los estomas en lugar de cerrarlos, el calor causado por la exposición se utiliza principalmente para la asimilación y se libera en gran parte por el proceso de convección.
El agua introducida en el invernadero a través de la utilización de atomización a alta presión, permite reducir la temperatura del aire. Mantener una temperatura y humedad relativas más altas en el invernadero implica que luego se necesitará ventilación y que, al mismo tiempo, va a aumentar la cantidad de CO2, incrementándose así la asimilación. Si no es posible mantener un nivel adecuado de humedad relativa, se deberán prever pantallas de protección para evitar que las plantas sufran estrés (fuente: *).
Pantallas para Phalaenospis
Radiación saliente y cierre de las pantallas
La radiación equivale al calor que sientes al colocarte al lado de una estufa. La radiación saliente es el fenómeno por el cual algo puede enfriarse a través de emitir calor radiante de onda larga. Puede experimentar este fenómeno cuando está en una habitación o en un invernadero cálidos cerca de una ventana fría. La radiación saliente causa un descenso de la temperatura de la planta por debajo del nivel térmico del invernadero, con el riesgo de que descienda por debajo del punto de rocío del aire y humedezca el cultivo (fuente: *).
Si, en condiciones de baja exposición, las pantallas están abiertas, el grado de radiación saliente pronto será mayor que la radiación entrante. Tenga en cuenta que, en caso de cielo despejado (independientemente de la temperatura exterior), la radiación puede llegar fácilmente a 50-100 vatios/m2. Si la radiación saliente es igual a 100 vatios y la entrante es de 100 vatios, el porcentaje de paso de la radiación entrante es del 70% y todavía se produce una pérdida de 30 vatios como resultado de la radiación saliente. Además, también se pierde calor (por convección) si la temperatura del invernadero es mayor que la del exterior. En este caso, la temperatura de las plantas descenderá por debajo de la temperatura del invernadero, lo que dará lugar a una evaporación escasa o incluso ausente.
En caso de bajas temperaturas exteriores, para el anturio la radiación saliente debe estar acompañada por el cierre de las pantallas si la radiación entrante desciende por debajo de ± 150 vatios/m2. Para la Phalaenopsis, a una temperatura exterior de 12 ºC y el uso mínimo de tuberías, se requiere una radiación de unos 120 vatios/m2 para poder abrir las pantallas sin el uso de calefacción adicional.
Para evitar una excesiva radiación, al principio de la jornada a menudo es aconsejable mantener las pantallas cerradas durante más tiempo y anticipar su cierre por la tarde. Con el uso de una lámina, el valor de la radiación saliente se mantiene prácticamente idéntico pero se pierde menos calor por convección. En caso de radiación baja, también se pueden dejar pantallas abiertas, sobre todo en días de cielo nublado, para lograr una mayor exposición a la luz.
Influencia de la altura del sol sobre la cantidad de radiación absorbida por metro cuadrado.
Posición del sol y exposición a la luz
La cantidad de radiación solar que se recibe la superficie de la tierra por metro cuadrado depende de la distancia de la Tierra con respecto al Sol y de la posición de este último. Esta cantidad de radiación varía a lo largo del día, y también durante el año. En las zonas cerca del Ecuador esta oscilación tiene lugar principalmente en las 24 horas del día, mientras que tiende a permanecer constante durante todo el año.
La posición del sol es más baja en los meses de invierno, de modo que la radiación que se recibe por metro cuadrado es menor. En esta posición, por otra parte, también aumenta la cantidad de luz interceptada por la atmósfera, así como por el invernadero y las instalaciones.
Influencia de la altura del sol sobre la cantidad de radiación absorbida por metro cuadrado.
En los Países Bajos, por ejemplo, la radiación total en verano es cerca de diez veces la de la temporada de invierno y la proporción de radiación directa es menor también en invierno que en verano. El porcentaje medio de radiación directa en invierno es de del 20%, mientras que en verano es del 40% aproximadamente.
La proporción de luz PAR en la radiación total varía: en días nublados, el porcentaje de luz PAR aumenta. Cuanto mayor es el grado de nubosidad, menor es la radiación total entrante (ver tabla 1). La altura del sol y el grado de nubosidad influyen en gran medida en la intensidad y la composición de la luz del día.
| Tabel 1: Radiación de luz del día en W/m2 y porcentajes. | |||
| Altura del sol | Cubierta de la nube | Radiación entrante | |
| (en grados) | (%) | (W/m2) | |
| 40 | 0 | 680,7 | |
| 10 | 0 | 52,9 | |
| 40 | 3 | 595,2 | |
| 40 | 10 | 387,9 | |
| 40 | 30 | 200,5 | |
| 40 | 100 | 69,2 | |
Sólo una parte de la radiación total y de la luz PAR penetra en el interior del invernadero. En particular, el cristal o hoja del invernadero es el factor que influye en el grado de transmisión total. Dado que la proporción de radiación natural difusa es alta, la transmisión del cristal o hoja a lo largo del año también es un factor importante. En realidad, la transmisión de la radiación directa también constituye un factor determinante para el total de luz que recibe el invernadero y el cultivo.
Clima y hoja en invierno
Durante el invierno, en los Países Bajos y en los países aún más alejados del Ecuador, la exposición a la luz solar se reduce significativamente, hasta el día más corto del año, debido a la baja posición del sol y la nubosidad. Por lo tanto, en el comienzo del invierno puede permitir un mayor paso de luz, a pesar de que la suma luz total seguirá disminuyendo. Este descenso reduce en gran medida el crecimiento de la planta y provoca la formación de hojas débiles. Como el anturio y la Phalaenopsis no experimentan un rápido crecimiento, las hojas que crecen en invierno se desarrollarán hacia la primavera.
Pocas semanas después del día más corto del año, la exposición aumenta significativamente debido a la que el sol está en una posición más alta y a que la nubosidad disminuye. Esto significa que alrededor de febrero la cantidad de energía disponible para las plantas es mucho mayor que la que había en el momento en que se formaron las hojas. A menudo, la hoja formada en invierno no es capaz de soportar este cambio abrupto y por ello, en esta época, ya es necesario hacer uso de las pantallas, incluso en el caso de que la radiación sea baja. De esta forma permitimos que el cultivo se acostumbre a la luz entrante. Si puede mantener un alto nivel de humedad en el interior del invernadero, la planta será capaz de soportar mejor el paso a una mayor radiación.
Gracias a la información que nos proporciona la física y a los conocimientos que tenemos sobre las plantas, podemos ajustar mejor las condiciones climáticas y así optimizar el cultivo.
Fuente: Van Well, P.A. y van Voogt, J.O. 2012, ‘Physical analysis of the moisture and energy balance of a greenhouse.’ Wageningen University, Cultivation under glass (report GTB1185).
Anthura no se responsabilizan de los daños o perjuicios, tanto directos como indirectos, que resulten de aplicar los consejos sobre cultivo mencionados en dicho artículo.
Opcional (dependiendo del artículo)
- El cultivador es responsable en todo momento de consultar el etiquetado de los productos para la protección de los cultivos.
- La información proporcionada sobre cultivo está pensada para terrenos de cultivo holandeses.
