Factores en la absorción de agua en plantas en invernadero

Por Jongyun Kim, Marc Van Iersel y Stephanie Burnett

Estudiar la forma en la que las plantas usan el agua inicia con el estudio de los sustratos que sirven como depósitos de agua para las plantas. Hay algunos conceptos básicos que los ayudarán a entender la importancia que tiene la selección del sustrato en la disponibilidad de agua para las plantas. La capacidad del recipiente (o capacidad de retención de agua) es la cantidad máxima de agua que puede retener un cierto sustrato.

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Cómo hacer el cálculo

Para calcular la capacidad de retención de agua de su sustrato, llenen el recipiente con sustrato seco y sellen los orificios.

suelo fibra de cocoDespués de medir la cantidad de agua que requieren añadir para llenar por completo el recipiente, coloquen el recipiente sobre un fregadero o en algún lugar de drenado y retiren los sellos. Permitan que el recipiente drene durante una hora y midan la cantidad de agua que se drenó del sustrato. La capacidad del recipiente (volumen para saturar y drenar) se divide entre el volumen del contenedor. Después se multiplica esa cifra por 100 por ciento. Por lo general, los sustratos sin suelo tienen una capacidad de retención del agua del 60 al 70 por ciento.

Otro concepto importante es el espacio total de poros. Los poros son los huecos entre las partículas del substrato. Las partículas grandes de sustratos como la corteza y la perlita forman poros grandes, mientras que las pequeñas partículas como la turba y el coco, forman poros pequeños. Se puede calcular el espacio total de poros al dividir la cantidad de agua que se requiere para llenar el recipiente, entre el volumen total del recipiente. Generalmente los sustratos tienen una porosidad total entre el 80 y el 85 por ciento.

Finalmente, se puede calcular el espacio de aire restando la capacidad del recipiente de la porosidad total y el resultado casi siempre es entre el 10 y el 20 por ciento. Si el espacio de aire es menor, es probable que el sustrato se encharque, lo cual puede dar como resultado enfermedades radiculares.

Perfil de sustratos

cultivo en perlita

cultivo en perlita

Por lo general, los sustratos con mucha turba o fibra de coco tienen una capacidad de retención de agua elevada, mientras que los sustratos con mucha corteza o perlita tienen baja capacidad de retención de agua. Esto se debe a los distintos tamaños de los poros que se forman en sustratos como la turba y la fibra del centro del coco (poros pequeños), a diferencia de la corteza y la perlita (poros más grandes).

Normalmente los poros más grandes se llenan de aire en lugar de agua y proporcionan oxígeno a las raíces. Los poros de tamaño mediano se llenan con agua que puede ser extraída con facilidad por las raíces.

Sin embargo, puede haber casos en que las raíces no puedan extraer agua de los poros muy pequeños, debido a que el agua puede estar ligada fuertemente al sustrato.

Los buenos sustratos requieren una mezcla de poros grandes y medianos para asegurar tanto la aireación como la disponibilidad suficiente de agua.

Movimiento del agua

Las raíces absorben el agua en los sustratos principalmente por medio del flujo de agua. Cuando la raíz absorbe el agua, deja un espacio vacío en los poros la rodean. Otras moléculas de agua llenan esos poros antes de moverse hacia las raíces.

Cuando el agua está en las raíces se mueve dentro de la planta a través del xilema. El xilema es el sistema de transporte que lleva agua a toda la planta. Las células del xilema parecen popotes muy delgados y no están vivas. Debido a que el xilema conecta todas las partes de las plantas (desde las raíces hasta los tallos y de ahí hacia las hojas) el agua en el xilema crea una cadena gigantesca de moléculas que se adhieren entre sí, al igual que se adhieren al xilema.

Para que las plantas transporten el agua de las raíces a las hojas y puedan utilizarla en otras funciones, se requieren otras estructuras llamada estomas. Los estomas son pequeños poros en las hojas que las plantas pueden abrir y cerrar conforme sea necesario.

Si se abren, el agua se mueve fuera de los estomas y se evapora en el aire. Esto ocurre debido a que las moléculas de agua se difunden, desde el aire húmedo dentro de la hoja, hasta el aire mucho más seco que rodea la hoja. Cuando esto sucede, la cadena de agua es jalada desde las raíces hacia arriba, hasta llegar a las hojas.

Este proceso es importante porque el agua participa en una serie de procesos vegetales. El agua es uno de los reactivos necesarios para la fotosíntesis. Transporta nutrientes en toda la planta y es la fuerza motriz de la elongación celular y finalmente del crecimiento de la planta. Esto explica la razón por la que muchos productores utilizan la técnica de sequía para reducir el crecimiento de los brotes.

La importancia del agua

El agua también ayuda a regular la temperatura de las hojas. La transpiración ayuda a mantener frías las hojas de la misma manera en que nuestros cuerpos regulan la temperatura por medio del sudor.

Cuando el agua es limitada, las plantas favorecen el crecimiento radicular en lugar del crecimiento de los brotes; con el fin de absorber más agua del sustrato y perder menos agua mediante la transpiración. Los agricultores que producen plantas tolerantes a la sequía pueden aprovechar esta característica y cultivar sus plantas bajo condiciones secas para mejorar su desempeño.

Factores en la absorción de agua

La absorción de agua es influida por una serie de factores ambientales. Entender los efectos ayuda a determinar cuándo regar y cuánta agua aplicar a las plantas. Los principales factores ambientales son la luz, la humedad relativa, la temperatura y el viento.

Hemos encontrado que la luz es uno de los factores ambientales que tienen gran efecto en la absorción de agua. Puede haber muchas razones para ello, sin embargo la luz influye en el agua principalmente porque los niveles de luz elevados aumentan la pérdida de agua a través de los estomas.

El déficit de presión de vapor (VPD), una medida de la sequedad del aire, se calcula a partir de la humedad relativa y de la temperatura, y es el factor que produce la pérdida de agua de las hojas. El déficit de presión de vapor y el consumo de agua se incrementan con el aumento de temperatura y la disminución de la humedad relativa.

Cuando hay menos agua en el aire (mayor VPD), se evapora más agua de las hojas hacia el aire, jalando esa cadena de agua a través del xilema desde las raíces, hasta reabastecer el agua de las hojas. Sin embargo, si hay humedad en el ambiente (VPD baja), el aire ya está tan lleno de agua que se evapora menos en las hojas.

Debido a que VPD es tan importante para determinar el consumo de agua de las plantas, puede utilizarse para automatizar el riego. Los controladores VPD monitorean y acumulan la VPD de manera constante para regar cuando se alcanza un cierto umbral.

Los controladores VPD pueden ayudar a ajustar el riego para diferentes condiciones climatológicas; sin embargo no toman en cuenta los cambios de tamaño de las plantas.

Es preciso realizar ajustes a estos controladores a lo largo del ciclo de crecimiento de estos cultivos, para obtener todos sus beneficios.

El viento es un factor importante en el consumo de agua. La mayor velocidad del viento facilita la extracción del agua de los estomas abiertos y aumenta la pérdida de agua de las hojas. Aun cuando es más fácil imaginar los efectos del viento en el exterior, el viento no afecta la absorción de agua dentro de los invernaderos.

Los ventiladores utilizados para el enfriamiento con pared húmeda y los ventiladores de flujo horizontal pueden producir viento, haciendo que las plantas más cercanas pierdan agua con más rapidez. Asimismo, puede haber pequeñas corrientes de viento en las orillas de las bancas; las cuales, combinadas con los efectos de la humedad relativa baja descritos anteriormente, forman zonas más secas en las bancas y en las camas.

Puede haber gran variabilidad espacial en el consumo de agua en las diferentes áreas del invernadero; debido a que la humedad, la temperatura, la luz y el movimiento de aire no son uniformes.

Incluso entre las plantas de la misma banca puede haber distinto consumo de agua. Por lo general, las plantas en las orillas de las bancas perderán la humedad con más rapidez que las plantas del centro.

El centro de las bancas tiende a ser un sitio más húmedo y con menos viento. Asimismo, el sombreo entre las plantas del centro de las bancas reduce su consumo de agua.

Las mejores prácticas de riego tienen muchos beneficios, incluyendo menos escurrimientos de fertilizante, menos presión de las enfermedades y mejor calidad de las plantas. El hecho es que si entienden bien las relaciones entre el sustrato y el agua de las plantas, pueden mejorar sus utilidades en gran medida.


Fuente: Brunett es profesora asociada de horticultura de la Universidad de Maine, Van Iersel es profesor de horticultura de la Universidad de Georgia y Kim es investigador de la Universidad de Maryland. Articulo originalmente publicado por Greenhouse Grower, revista hermana de Productores de Hortalizas.