Aporte de CO2 en un invernadero

Productores de hortalizas de todas partes del mundo han estado enriqueciendo el ambiente del invernadero con dioxido de carbono (CO2) durante muchos años, por lo que los beneficios de incrementar la concentracion de CO2 en el invernadero son bien conocidos y estan bien documentados.

La cuestion es si con concentraciones mas altas de CO2, se incrementa el rendimiento del cultivo en el verano. La respuesta es: cualquier incremento en la concentracion atmosferica de CO2 en el invernadero aumenta la velocidad de la fotosintesis y la cantidad total de azucar producida por el cultivo.

Con objeto de maximizar el efecto del CO2 a traves del año y obtener el maximo rendimiento potencial posible, debemos considerar tres elementos: cual es la relacion optima de enriquecimiento para la cantidad de luz disponible para el cultivo; como va a reaccionar el cultivo ante el CO2 adicional suministrado, y como va afectar el CO2 adicional al equilibrio y a la produccion de la planta.

Douglas Marlow desarrollara este tema en su presentacion durante el Congreso Internacional del Tomate que se celebrara del 25 al 27 de julio, 2012 en Queretaro, Qro. (Mexico)

CO2 como nutriente

El CO2 es esencial para que se produzca la fotosintesis. Las plantas toman CO2 del aire y agua de las raices y luego utilizan energia luminosa para transformar estos componentes en azucar (carbohidratos) y oxigeno. Si no existe un suministro de CO2 adecuado y disponible para las plantas, el ritmo de fotosintesis se reduce.

Una concentracion optima de CO2 tendra 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 concentracion, provoca una fuerte influencia generativa en las plantas, dando como resultado una floracion prematura (las flores se abren mas cerca de la punta de la planta de tomate), desarrollo de flores mas fuerte y rendimiento de frutos mas alto en cuanto a tamaño y peso de frutos. En consecuencia, como en el caso de cualquier otro fertilizante, los productores deberian pensar en el CO2 como un nutriente de plantas esencial.

El punto de entrada del CO2 esta formado por celulas especiales que se encuentran en el enves de las hojas. La apertura y el cierre de estas celulas depende de la concentracion de CO2 en el exterior de las hojas, nivel de luminosidad, temperatura de la hoja y del ambiente, humedad relativa y estres hidrico. Cuanto mayor sea la concentracion de CO2 en el exterior de las hojas, mayor sera la toma de CO2 por las plantas.

Algunos productores enriquecen el aire en el invernadero a 1,000 ppm tanto en dias soleados como nublados. Otros tratan de controlar el costo de enriquecimiento con CO2 utilizando una dosis de 450 a 550 ppm en dias nublados y 900 ppm en dias soleados.

En localidades o epocas del año en las que el sol luce fuerte e intensamente, se recomienda que la concentracion 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, tambien se recomienda reducir la concentracion de CO2 para evitar que los estomas se cierren, en cuyo caso se restringiria el transporte de agua y calcio a traves de las plantas.

En general, se recomienda reducir la concentracion de enriquecimiento con CO2 a 450-550 ppm cuando la intensidad luminosa supera 750 W. este es el punto de saturacion luminosa en el cultivo de tomate.

Una concentracion optima de CO2 tendra 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 fotosinteticamente podria reducir los niveles de CO2 a menos de 120 ppm, la concentracion minima para la fotosintesis del tomate, incluso cuando la ventilacion maxima permite la entrada de CO2 del exterior.

Investigaciones han revelado que el enriquecimiento con CO2 a niveles de 375, 450 y 525 ppm incremento el rendimiento total en tomates y pepinos. En los tres años de duracion del experimento, el rendimiento de fruto de tomate comercializable se incremento en 2.65 (+/-0.201) kg/m2 por cada 100 ppm agregados al promedio de concentracion de CO2 sobre 340 ppm, que es la concentracion 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 concentracion promedio de CO2.

Las perdidas en el rendimiento de tomate seran de aproximadamente 2.5 a 5% por cada descenso de 35 a 70 ppm en la concentracion 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, habra escaso o nulo intercambio neto del gas. Como resultado, no hay razon para no enriquecer con CO2, incluso si las ventilas estan abiertas del 15 al 20%.

Cuando se debe aportar CO2

Las plantas son mas activas fotosinteticamente durante las primeras cuatro a cinco horas despues 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 mas altos de CO2 (800-900 ppm) en el invernadero. Sin embargo, a medida que se incrementa el estres debido a temperatura, luminosidad, disponibilidad de agua (y/o alta humedad) hacia la mitad del dia, los estomas comienzan a cerrarse en respuesta a dicho estres y se reduce la toma de CO2. En consecuencia, cuando las plantas estan estresadas se recomienda reducir o detener el enriquecimiento con CO2 y mantener un nivel de 350 ppm a traves de ventilacion natural (si las ventilas estan completamente abiertas). Esto asegura que las plantas tengan la cantidad suficiente de CO2 para la fotosintesis pero no a un nivel que cause mas estres a las plantas. Cuando el estres por temperatura, luminosidad y agua desciende en el cultivo por la tarde, puede incrementarse la concentracion de CO2 de nuevo hasta una hora antes del ocaso para tomar ventaja de la luz disponible.

El aporte de CO2 deberia detenerse cuando las ventilas esten abiertas 20-25% ya que el numero de intercambios de aire por hora se incrementa y se pierde mas CO2 hacia el exterior. El enriquecimiento con CO2 es posible durante los meses de invierno cuando es posible lograr el control de ventilacion, pero a medida que se incrementa la temperatura en el exterior durante la primavera, las ventilas estaran abiertas la mayor parte del dia y el numero de intercambios de aire por hora se incrementa.

Equilibrio del cultivo

Para obtener el maximo beneficio del CO2 adicional aplicado al cultivo es importante tener un cultivo equilibrado. Esto significa que el numero de frutos en las plantas y la velocidad con la cual las flores nuevas forman frutos deben estar en equilibrio. El registro o bitacora del cultivo es una herramienta ideal para ayudar a los productores a realizar decisiones practicas e informadas sobre la estrategia de crecimiento. Las medidas del diametro de tallo junto con la distancia del racimo floral a la punta de la planta, realizadas en una muestra representativa de plantas, podrian indicar al productor el nivel de equilibrio del cultivo. Al representar estas cifras en un grafico el productor puede comprobar como las estrategias de manejo de clima (temperatura y CO2) y de agua afectan al cultivo. Y lo que es mas 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 direccion adecuada.

Los cultivos con tendencia generativa debil se caracterizan como aquellos cuyo diametro 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 tendra un diametro 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 tendra un diametro 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 esta disponible a partir de varias fuentes y normalmente la fuente se relaciona con el nivel de tecnologia del invernadero.

Por ejemplo, los invernaderos de alta tecnologia con un sistema de calefaccion por agua caliente suelen tomar el CO2 del gas de escape resultante de quemar el gas natural. Los invernaderos de tecnologia media y baja pueden quemar gas natural o propano en generadores de CO2 especiales suspendidos en el invernadero. estos deben ser adquiridos de un fabricante confiable para evitar la produccion de etileno que podria dañar gravemente al cultivo. Un tercer metodo para introducir CO2 en el invernadero es a traves 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 tecnologia del invernadero, todos los productores podrian beneficiarse de la adicion de CO2 para mejorar el desarrollo de las plantas y obtener rendimientos superiores.

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