Aporte de CO2 en un invernadero

Enriquezca el ambiente

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.

 

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.
 

El autor es experto en tecnología de invernadero y actualmente labora como consultor privado para productores de hortalizas y otros cultivos. Parte de este artículo fue publicado como respuesta a la pregunta de varios lectores. Para más información escriba a [email protected]

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5 comentarios en “Aporte de CO2 en un invernadero

  1. el CO2 a inyectar en las hortalizas de que % estamos considerando que sea su pureza? Puede ser un tipo industrial o soldadura, o debe ser tecnico o alta pureza?
    Saludos cordiales

  2. Es un excelente artículo de experiencias prácticas de la aplicación de CO2. Quiero comentar que estamos midiendo el CO2 en 12 ha de invernadero de media a alta tecnología. Nos apoyaremos con el IRGA (Infrared Gas Analizer)y con sistema exprofeso para medir CO2 con la posibilidad de tener los datos via internet. Me gustaria compartir los resultados que obtengamos con el autor del presente artículo. Los resultados estarían a finales del mes de noviembre. Dejo mi correo [email protected] y num de cel 5523902239 para estar en comunicación. Universidad Autónoma Chapingo, Instituto de Horticultura. Saludos

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