copia de microtuneles

EFECTO DE LOS MICROTUNELES SOBRE LOS FACTORES

MICROMETEOROLOGICOS Y RESPUESTAS DE LAS PLANTAS DE

CULTIVO

Felipe Sánchez Del Castillo

INTRODUCCION

La micrometeorología estudia los fenómenos físicos que tienen

lugar en las capas más bajas de la atmósfera donde se desarrollan

plantas y animales.

Los factores y los fenómenos meteorológicos que ocurren en estas

capas impactan fuertemente el crecimiento y desarrollo de los cultivos,

lo que se refleja directamente en los rendimientos, la calidad y la

productividad de la actividad agrícola.

El mejor entendimiento de las respuestas fenológicas y fisiológicas

de los cultivos a estos factores y fenómenos posibilita el desarrollo y

manejo adecuado de técnicas y procedimientos para incrementar la

eficiencia del proceso productivo.

La productividad agrícola de nuestro país, uno de los pilares en que

según los principales economistas y políticos a de fincarse nuestro

desarrollo se encuentra prácticamente estancada. Las razones son

complejas e involucran la interacción múltiple de factores climáticos,

edáficos, económicos y sociales.

La accidentada topografía de la mayor parte del Territorio ha sido el

principal obstáculo para que se aumente la superficie agrícola. En los

terrenos planos las principales limitantes son la insuficiente e irregular

precipitación y la falta de agua para irrigar (25).

FELIPE SÁNCHEZ DEL CASTILLO

Mientras que el aumento de la superficie agrícola a quedado

prácticamente detenido, la población, sobre todo en el centro y sur del

País a mantenido una alta tasa de crecimiento, lo que esta ocasionando

un aumento en el número de productores y en el número de predios o

parcelas pero cada vez con una menor superficie por productor, de

origen ya pequeñas por las limitantes orográficas impuestas por nuestra

Fisiografía (Proceso al que se le ha dado el nombre de minifundismo y

que ha conducido a los problemas de subocupación o desocupación)

(25).

Una de las pocas opciones para que un agricultor pueda obtener

ingresos suficientes para satisfacer sus necesidades básicas de

superficies tan pequeñas como 1 a 2 hectáreas es el de volverse más

productivo intentando hacer más intensiva su producción (más

rendimiento por unidad de superficie y, sobre todo, más rendimiento a

través del tiempo) y utilizando especies de alto valor económico (7, 25,

26).

La productividad no sólo se ha visto afectada por la falta de

espacio sino también en el tiempo, pues aunque en la mayor parte del

Territorio las temperaturas medias mensuales parecen apropiadas para

el desarrollo de muchas especies vegetales durante casi todo el año,

existe un régimen muy extendido de lluvias tardías combinado con

heladas que, en general, empiezan a aparecer temprano (octubre) y a

desaparecer muy tarde (abril). Esto afecta muy seriamente a los

agricultores ya que:

- Se restringe el calendario de siembra de muchas especies (sobre

todo las de valor económico y las cosechas se concentran en una

pequeña parte del año creando generalmente sobre-ofertas, situación

que ocasiona que les paguen muy bajos precios por su producto

haciendo poco rentable su inversión.

- Aun contando con riego se limita el número de especies de alto

valor que se pueden cultivar por el intervalo tan corto sin riesgo de


heladas o de temperaturas desfavorables que afecten el rendimiento y

la calidad.

- Igualmente el número de ciclos de cultivo que pueden obtenerse

por año se ve limitado por la presencia de estos fenómenos

metereológicos, afectando la productividad económica de los

agrícultores.

Existe un intervalo de tiempo donde la oferta esta por debajo de la

demanda y la ganancia para el agricultor que se arriesga a producir

fuera de época para cosechar en ese intervalo puede ser bastante

mayor, pero el riesgo de fracaso es también muy alto, debido a la

mayor probabilidad de ocurrencia de los fenómenos meteorológicos ya

señalados. El productor que sigue este camino generalmente gana

mucho un año pero puede perder en varios seguidos.

El rendimiento, la calidad y/o la productividad que los productores

puedan lograr se puedan ver agravadas todavía más por la presencia de

otros fenómenos meteorológicos como las sequías o lo azaroso de las

lluvias; las inundaciones o precipitaciones excesivas que causan falta

de oxigenación radicular y enfermedades parasitarias; los vientos fríos o

intensos; las altas insolaciones y el granizo entre otros.

Producir en este contexto implica considerar a la agricultura de una

forma diferente a la convencional. Corresponde a las agrónomos

generar, adaptar y/o evaluar tecnologías adecuadas a las condiciones

señaladas. Esa búsqueda deberá basarse principalmente en el

conocimiento de los factores y fenómenos físicos, ambientales y

micrometeorológicos y en las respuestas fenológicas y fisiológicas de

los cultivos a ellos.

Dentro de las tecnologías que se han usado con éxito en otros

países para intensificar la producción, tanto en espacio como en

tiempo, están el uso de cubiertas protectoras como los invernaderos y

los microtúneles (17, 23, 24, 25, 28).


Los invernaderos, aún construidos con estructuras ligeras y

materiales plásticos, cuando se diseñan y manejan apropiadamente

permiten un alto grado de control sobre varios de los factores

metereológicos limitantes para la producción agrícola (no sólo contra

las heladas y las bajas temperaturas como comúnmente se piensa)

(26,28):

-bajas y altas temperaturas

-heladas

-intensidad luminosa

-vientos

-precipitación excesiva

-granizo

-plagas (i. e. si las ventanas son protegidas con mallas

mosquiteras)

-enfermedades (indirectamente el controlar precipitación y

vectores)

-Humedad relativa-CO2

Cuando además se tiene cuidado con el manejo del suelo y su

fertilidad, se logran altos rendimientos y mayor calidad por unidad de

superficie, se puede cultivar de manera ininterrumpida durante todo el

año y con menos riesgo de fracaso; además se pueden programar las

cosechas de cultivos de alto valor para las fechas en que los precios

son más elevados por la falta de oferta o mayor demanda (25, 26, 28).

El principal problema para hacer extensiva esta tecnología es el alto

costo de inversión que actualmente se tiene que realizar por unidad de

superficie (entre N$ 400,000.00 y N$800,000.00 por hectárea), muy

lejos de las posibilidades del promedio de los productores del País,

además del alto grado de destreza técnica requerido y de la necesidad

de una comercialización eficaz.

La observación de que en la mayor parte de la República Mexicana,


por predominar un clima subtropical, las condiciones de temperatura en

el invierno son menos drásticas que en los paises nórdicos donde más

se ha desarrollado la tecnología de invernaderos, permite pensar que

una alternativa tecnológica económicamente más factible para nuestras

condiciones y que también posibilita un cierto grado de control sobre

varios de los factores metereológicos señalados (desde luego que no

tanto como los invernaderos) es el uso de microtúneles.

DEFINICION Y DESCRIPCION DE LOS MICROTUNELES

El microtúnel se puede definir como una estructura a base

materiales simples (alambre, alambrón, varas, etc.) y con una cubierta

transparente o semitransparente. Esta basado en principios muy

semejantes a los del invernadero, pero es de mucho menores

proporciones. Su trata de cultivar y mantener a las plantas,

generalmente durante sus primeras fases vegetativas (1 a 2 meses

después de la siembra o trasplante), en mejores condiciones

microambientales que a cielo abierto. Generalmente se colocan a lo

largo de los surcos o hileras de plantas (7, 22, 23, 24, 31).

Su principal finalidad (como se verá más adelante hay muchas

otras) es la de adelantar la época de cosecha en cultivos hortícolas de

alto valor mediante la protección que se logra contra heladas ligeras y

el incremento de las temperaturas subóptimas del aire y del suelo,

frecuentes durante el invierno o principios de la primavera, acelerando

así la acumulación de unidades calor por los cultivos (7, 12, 13, 17,

21, 22, 23, 24, 31).

El tamaño, la forma, las características del material de cubierta y el

diseño de los microtúneles dependen de la especie que se quiera

cultivar, el periodo que va a permanecer cubierta, las condiciones

microambientales prevalecientes y el grado de control que se pretende

lograr sobre el microclima del cultivo (10,17, 21, 22, 23, 24, 31). Más

adelante se discuten los criterios de decisión sobre el tipo de microtúnel


a utilizar según el caso, por ahora sólo se mencionan algunas

generalidades.

Las dimensiones más comunes de los microtúneles son de 30 a

100 cm de altura y de 50 a 120 cm de ancho el largo puede ser muy

variable (hasta más de 100 m) (7, 21, 22, 23, 24).

Las películas más utilizadas como cubierta son el polietileno

transparente normal o térmico, el polietileno de color blanco, el

policroruro de vinilo transparente (PVC), las fibras de poliester o de

poliestireno prensadas y el nylon. Para el caso de los plásticos el grosor

de las películas más comúnmente usadas es de 25 a 100 µm (100 a

400 galgas). Para las fibras la densidad más común es de 14 a 20

g/m².

Las estructuras son muy simples, arcos de alambre o alambrón o

varas son los materiales más comunes. Las sujeciones de la cubierta a

la estructura se pueden hacer enterrando los bordes de las películas al

suelo, con alambre y/o con cordones (7, 21, 22, 23).

Finalmente el diseño involucra la selección de varios de los

aspectos señalados como el tamaño y forma del microtúnel, tipo, color

y grosor del material de cubierta, etc., y otros más como la forma de

ventilar, la orientación de los microtúneles, el uso o no de un acolchado

complementario, etc.

Las formas principales de los microtúneles son: el semicircular, el

triangular y el pentahédrico (7). Pueden estar completamente cerrados

o tener algún mecanismo de ventilación, por ejemplo:

-Cordones cruzados que permiten levantar uno o los dos costados

-Cubiertas multiperforadas con agujeros de 5 a 10 mm de díámetro

a distancias regulares

-Cubiertas ranuradas a distancias regulares

-Dos hojas de cubierta que son abatibles, sostenidas por ganchos


-Grandes perforaciones (alrrededor de 10 cm de diámetro) arriba de

cada planta

-Cubiertas con poros pequeños (poliester, nylon, polipropileno)

En las figuras 1 a 3 se ilustran algunas de estas variantes.

Son muchos los autores que mencionan que los microtúneles

presentan varias ventajas técnicas sobre el cultivo a cielo abierto como

la protección contra heladas, incremento de temperaturas tanto del aire

como del suelo, protección contra ciertas plagas y enfermedades, etc.,

y que estas ventajas se reflejan en beneficios de tipo económico, tales

como el adelanto en las fechas de cosecha de los cultivos, mayor

rendimiento y calidad, etc.

Sin embargo, con frecuencia los productores que los usan

manifiestan tener problemas con el manejo de los mismos, ya sea

porque se presentan temperaturas excesivas o por humedades relativas

muy altas en el interior que afectan procesos como la floración, la

fecundación o procesos fisiológicos como la fotosíntesis o la

transpiración, o simplemente porque no se logró la protección anti-

helada que se esperaba con el consecuente daño a los cultivos. No

obtienen de su inversión el beneficio que se podría lograr si los

microtúneles se hubieran diseñado y manejado no por "receta" sino con

conocimiento de causa.

El problema radica en que la información existente sobre el tema de

los microtúneles está muy fragmentada y generalmente no integra

todos los factores y principios micrometeorológicos involucrados,

mismos que son la base para desprender los criterios y técnicas de

diseño, control y manejo de los mismos.

En este ensayo se pretende explicitar qué factores del

microambiente que rodea a la planta son modificados por los

microtúneles, cómo es que se modifican, y (basándose en ese

conocimiento) que grado de control se logra y qué mecanismos de


manejo se pueden utilizar. Se quiere también analizar cómo esos

cambios micrometeorológiocs afectan los procesos fisiológicos de los

cultivos así como sus expresiones finales en precocidad y rendimiento.

Así pues, es conveniente analizar a continuación los efectos que

producen los microtúneles en relación a los factores microclímaticos

más importantes en el crecimiento y desarrollo de los cultivos, pues de

este análisis es posible desprender la gran versatilidad que se atribuye

al uso de los mismos en la producción hortícola.

Se puede decir que la eficacia de los microtúneles como técnica

para la producción de cultivos radica en tres postulados:

1.- La cubierta del microtúnel, actúa como una barrera entre la

parte aérea del cultivo y la atmósfera ocasionando una serie de

modificaciones tanto en el microambiente que rodea a la planta como a

la porción del suelo donde se encuentran sus raíces.

2.- Las modificaciones provocadas en el microambiente y en la

rizósfera pueden afectar favorablemente los procesos fisiológicos

relacionados con el crecimiento y desarrollo de las plantas.

3.- El crecimiento más rápido y continuo y el desarrollo de las

plantas con menos cantidad de factores limitantes posibilita la

obtención de cosechas fuera de época, más precoces, de más altos

rendimientos y de mayor calidad

A continuación se desarrollan con cierto detalle cada uno de estos

aspectos:

EFECTOS MICROCLIMATICOS PROVOCADOS POR LOS

MICROTUNELES

En términos generales se puede señalar que los microtúneles


pueden modificar en mayor o menor grado los siguientes aspectos en

su interior:

1.- La cantidad y calidad de radiación solar.

2.- La temperatura mínima, media y máxima del aire.

3.- La temperatura mínima, media y máxima del suelo.

4.- La humedad relativa del aire.

5.- La humedad del suelo.

6.- La velocidad el viento.

7.- La tasa de descomposición de la materia orgánica del suelo.

8.- La concentración de CO2.

9.- La incidencia de ciertas plagas y enfermedades.

10.- La aireación del suelo.

11.- La pérdida de nutrientes por lixiviación.

12.- El daño por granizadas.

Cantidad y calidad de radiación solar.-

La mayor parte de los plásticos usados como cubierta son muy

transparentes a la radiación de onda corta (80 a 90%), las telas de

poliester o nylon trasmiten alrededor del 75 % (23, 31). En la figura 4

se muestra el porcentaje de trasmitancia de dos materiales (tela

poliester y polietileno transparente ranurado) tanto para condiciones de

día soleado como nublado.

Petterson y Taber, 1991 (19) midieron la trasmitancia de la

radiación fotosintéticamente activa con un sensor cuántico (LI-COR,

Lincon, Neb.) en un día soleado en microtúneles de 36 cm de altura.

Esta fue de 78% para cubierta de polietileno blanco lechoso, 86 % para

polietileno transparente ranurado, y 90 % para polietileno transparente

multiperforado o con perforaciones grandes.

El ángulo de inclinación con respecto a la fuente luminosa puede

provocar una mayor o menor reflexión, por lo tanto la forma y la

orientación de los microtúneles pueden ser factores a considerar en el


manejo, según se desee captar más o menos radiación solar (sobre

todo para lograr una temperatura interior adecuada). No se encontraron

reportes al respecto, pero se antoja un aspecto interesante de estudiar.

También puede ser importante propiciar que la luz pase al interior

de los microtúneles en forma difusa para que la planta se ilumine en

todo su contorno y no solamente en la parte superior. El porcentaje de

dispersión de la luz visible que se puede lograr con los materiales de

cubierta es un factor que requiere atención y actualmente no parece

estarse tomando en cuenta. Las gotas de agua que se condensan en el

interior de los microtúneles en las mañanas, aunque reducen la

trasmisión de luz propician su dispersión.

El control de la intensidad en inviernos o primaveras soleados

(sobre todo para disminuir las temperaturas excesivamente altas) puede

lograrse en buena medida, mediante el uso de películas con diferentes

grados de opacidad, por ejemplo el polietileno de color blanco lechoso,

el polietileno ahumado, y el uso de mallas sombra (por encima de los

plásticos o actuando como única cubierta).

El-Aidy 1986 (10), por ejemplo a utilizado con éxito las mismas

estructuras para producir jitomate en Egipto todo el año. En invierno

cubriendo con plásticos transparentes para subir las temperaturas y en

verano con mallas plásticas que proporcionan diferentes grados de

sombreamiento para bajarlas. Lo que se busca es bajar la intensidad a

un grado tal que disminuya la temperatura máxima pero que no limite

ostensiblemente el proceso fotosintético por falta de luz.

En relación a la calidad de la luz es mucho lo que se puede hacer

en investigación. Entre otras cosas es posible colocar cubiertas

traslucidas de diferentes colores. Se señala por ejemplo que utilizando

películas verdes de PVC disminuye el crecimiento y la producción de

materia seca de varios cultivos, en cambio utilizando una película

violeta la producción de materia seca se incrementa (23). En otro

ensayo (20) se obtuvieron incrementos significativos en rendimiento de


frijol ejotero con láminas plásticas traslucidas de color rojo y amarillo

Temperatura del aire y del suelo.-

Las modificaciones de la temperatura del aire y del suelo que se

pueden lograr con los microtúneles son indudablemente los aspectos

que más se han explotado comercialmente por los agricultores,

principalmente para producir hortalizas fuera de época.

Se a establecido por varios autores que en lugares con inviernos

moderados en el interior de los microtúneles:

1.- La temperatura mínima del aire (cuando está es cercana a los 0

ºC) puede ser de 2 a 4 ºC mayor que la exterior (7, 17, 21, 22, 23,

24, 29, 31).

2.- La temperatura promedio del aire es entre 5 a 10 ºC mayor que

el exterior(7, 17, 23, 24, 31).

3.- La temperatura máxima del aire en microtúneles no ventilados

puede llegar a ser, en días soleados, hasta 20 ºC mayor que la exterior

(7, 23, 24, 31)

4.- La temperatura media del suelo a 5 cm de profundidad, debajo

del microtúnel puede ser de 5 a 10 ºC mayor que la del suelo sin cubrir.

La diferencia puede acentuarse si además del microtúnel el suelo se

acolcha con plástico transparente (4, 7, 17, 23, 24, 31).

Los mecanismos de control para la lucha contra las heladas y las

bajas temperaturas son:

-Cierre hermético de los microtúneles en la noches para evitar

perdidas por filtración (7, 23).

-Utilizando materiales opacos a la radiación de onda larga (calor).


En ese sentido el PVC es mucho mejor que el polietileno normal (15 %

contra 70 % de trasmisión de onda larga respectivamente) (23)

-Propiciar humedad relativa alta dentro de los microtúneles a fin de

provocar la condensación de agua en las paredes interiores de la

cubierta. Como lo señalan Wells y Loy, 1985 (31) la mayor retención

de calor y protección contra heladas del polietileno se debe a la

condensación de agua en la superficie interna de las cubiertas que

actúa como una barrera térmica ya que el agua si es opaca a la

radiación de onda larga. Incluso si esta agua llegara a congelarse se

liberaría calor (calor latente de fusión ) que protegería a las plantas

(siempre y cuando se ventilaran los microtúneles antes de que dicha

agua se descongelara absorbiendo calor del medio).

Debe considerarse el hecho de que si la humedad relativa dentro

del microtúnel es baja y el punto de rocío no es alcanzado a bajas

temperaturas, las temperaturas en el interior pueden incluso llegar a ser

menores que en el exterior (23).

-La mayor cantidad de energía captada por el suelo durante el día,

sobre todo si se complementa con un acolchado de plástico

transparente ayuda a aportar más calor durante la noche retrasando o

evitando el efecto de la helada (23, 24).

-Utilizando doble cubierta separada por un espacio de aire se han

logrado protecciones hasta de 5 ºC y añadiendo tubos plásticos llenos

de agua a lo largo de las hileras de cultivo hasta 6 ºC, pero el costo se

incrementa considerablemente (11, 18, 23).

El grosor de la cubierta y el tamaño del microtúnel son factores

menos importantes de protección y el costo se incrementa

notablemente.

Lo que si se ha utilizado con buenos resultados en latitudes

relativamente altas contra de heladas de tipo advectivo es orientar los


microtúneles en la dirección este oeste, colocando paja, palma u otros

residuos vegetales sobre la cubierta del microtúnel que da al lado norte.

Como en el invierno el sol se encuentra orientado al sur en estas

latitudes, los residuos vegetales no sombrean a los cultivos pero si dan

protección extra contra los vientos fríos del norte (23).

Con materiales de cubierta como los plásticos multiperforados

(para ventilación) o las telas como el poliester o el nylon se logran

protecciones de sólo 1 a 2 ºC contra las temperaturas mínimas pero en

relación a las temperaturas medias se logran incrementos entre 5 y 10

ºC (7, 17, 23, 24, 31).

Las temperaturas excesivamente altas que se pueden presentar en

el invierno o principios de la primavera en días soleados dentro de los

microtúneles se pueden controlar:

-Con ventilación cenital, la cual se puede lograr diseñando los

microtúneles con dos hojas de material plástico (en vez de una sola

pieza) enterradas de un lado en el suelo y sujetadas por ganchos u otro

mecanismo a uno o dos alambres que corren por encima, dejando un

hueco por donde puede salir el aire caliente (7, 23, 31). Si el calor es

excesivo se puede abatir una o incluso las dos hojas (ver figura 3).

-Con ventilación lateral, misma que se puede lograr de varias

maneras. La más fácil consiste en hacer un amarre cruzado con cordón

entre las estructuras, lo que permite subir y bajar el plástico con

facilidad como se puede apreciar en la figura 1 (21, 23, 24,)

-Utilizando materiales de cubierta con perforaciones (7, 12,17, 19,

21, 23, 24, 30, 31). Entre más área perforada se logra una mayor

ventilación pero debe considerarse que se van perdiendo los demás

atributos de los microtúneles (ver figura 2).

-Con telas de poliester, nylon o polipropileno que son relativamente

porosas y por lo tanto más frescas que los materiales plásticos (7, 17,


31)

-Utilizando materiales con cierto grado de opacidad y/o de reflexión

para que penetre menos energía solar (10, 12, 19, 23, 30).

Como lo señalan Wells y Loy, 1985 (31), Con los materiales que

actualmente se pueden usar como cubierta, se tiene un compromiso entre

el grado de protección contra heladas y temperaturas nocturnas bajas que

se desea, contra temperaturas del día que no lleguen a ser tan altas para

limitar el crecimiento y la fructificación. Para varias situaciones climáticas,

la reducción en la trasmitancia térmica para el control de heladas, resulta

a menudo en temperaturas excesivas para la mayoría de los cultivos

hortícolas. Algunas cucurbitáceas como el melón, pepino y calabacita

pueden tolerar temperaturas bien arriba de 30 ºC y se adaptan bien al

manejo con microtúneles; otras como el jitomate o el chile son

relativamente tolerantes cuando crecen vegetativamente, pero el amarre

de frutos es afectado con temperaturas diurnas arriba de 30 ºC

sostenidas unas pocas horas al día.

En la figura 5 (19) se ven los efectos de diferentes tipos de

cubierta sobre temperaturas del aire en un clima de primavera calurosa.

Se puede apreciar que mientras las temperaturas mínimas son similares

las máximas del día varían mucho según el tipo de cubierta, desde 25

ºC para el testigo a cielo abierto hasta más de 40 ºC con el polietileno

transparente multiperforado, situación que se reflejo en el menor

rendimiento temprano de jitomate para este tratamiento.

Uno de los mejores trabajos en relación a los efectos de diferentes

cubiertas de microtúneles sobre la temperatura del aire y del suelo es el

realizado por Tan, Papaddopulos y Liptay, 1984 (30).

Ellos hicieron varios ensayos experimentales con microtúneles de

80 cm de altura y 1 m de ancho con diferentes tipos y materiales de

cubierta y con o sin acolchado de polietileno negro. Para medir la

temperatura del aire (dentro y fuera del micrutúnel a 25 cm de altura) y


del suelo (2.5 cm de profundidad) usaron termistores (UUT51J1). Sus

resultados se pueden resumir en cinco párrafos:

1. Las temperaturas del suelo bajo túneles de polietileno

transparente tanto sin acolchar como acolchados con polietileno negro

fueron similares pero más altas que a cielo abierto con o sin acolchar

con polietileno negro.

2. Las temperaturas del aire más altas durante el día se obtuvieron

bajo el túnel de polietileno transparente acolchado con polietileno

negro. Indican que la radiación solar incidente es absorbida por el

acolchado negro y convertida a calor sensible, la mayoría del cual es

reirradiado sin calentar apreciablemente el suelo, pero si el aire dentro

del microtúnel, cuyas temperaturas durante el día fueron en promedio

10 ºC más altas que a cielo abierto en este último tratamiento (figura

6).

3.- Probando varios materiales de cubierta (polietileno transparente,

polietileno 50 % opaco, PVC transparente y testigo a cielo abierto)

encontraron grandes variaciones en temperatura del aire, sobre todo en

días soleados. Durante días nublados las diferencias disminuyen pero

aun son distinguibles. Las más altas temperaturas se obtuvieron con

cubierta de polietileno transparente, seguida de PVC; sin embargo, el

polietileno transparente tuvo la temperatura más baja durante la noche,

casi tanto como el testigo a cielo abierto. El PVC proporcionó la

temperatura más alta durante la noche y al amanecer, seguida por el

polietileno 50 % opaco (ver figuras 7 y 8). Se concluye que la pérdida

de radiación en el túnel de PVC fue menor que en el de polietileno

transparente debido a la menor trasmitancia de onda larga del PVC,

por lo que este puede ser más efectivo que el polietileno para controlar

heladas.

4. En otro ensayo se manejaron túneles de PVC y túneles de doble

capa de cubierta ( polietileno transparente sobre PVC) separados por un

espacio de aire. Las máximas temperaturas del aire y del suelo dentro


de los túneles de una sola capa fueron en promedio 15.2 y 11.8 ºC,

las mínimas 2.9 y 3.5 ºC y las medias 7.6 y 6.4 ºC mayores que a

cielo abierto. La doble capa dio sólo un ligero incremento en las

temperaturas del aire y del suelo que la capa sencilla por lo que no se

justifica la inversión extra en función de lo que se ganará en protección

(ver figura 9). Cuando se presentó una temperatura mínima del aire de -

3 ºC, dentro del microtúnel de PVC de una capa se tenían 2 ºC y en el

de doble capa de 3 ºC (5 y 6 ºC más respectivamente).

5. Para los mismos tratamientos, en dos días consecutivos con

helada la temperatura del suelo sin cubrir llegó a 0 ºC, mientras que en

el microtúnel de una capa se tenían 4 ºC y en el de doble capa 5 ºC

figura 10).

Humedad relativa

La humedad relativa del aire es otro de los factores que se modifica

fuertemente en el interior de los microtúneles, esto es una

consecuencia de que el aire del interior del túnel se carga más

rápidamente con vapor de agua, resultado de la evapotranspiración, al

no tener una fácil salida y poco movimiento. Es muy frecuente, sobre

todo en microtúneles no ventilados, ver la condensación de agua en la

cara interna de la de la cubierta como resultado de la saturación del

aire. Esta agua eventualmente precipita formándose un pequeño ciclo

hidrológico que conserva la humedad, del suelo por más tiempo (7, 23,

30, 31).

La humedad relativa puede controlarse dentro de ciertos límites

mediante el grado de ventilación que se proporcione a los microtúneles,

ya sea mediante ventanas, perforaciones o porosidad de las materiales

usados (7, 17, 23, 31).

El acolchado del suelo dentro del microtúnel disminuye la humedad

relativa al eliminar casi por completo el componente de evaporación.

Aún así, la transpiración continua manteniendo niveles más altos que


en el exterior, y la ventilación sigue jugando un papel preponderante en

el manejo de este factor (17,23).

Humedad del suelo

La humedad del suelo, particularmente en los primeros centímetros

de profundidad tiende a ser más alta que en el exterior del microtúnel

(excepto cuando hay precipitación) y a conservarse por más tiempo. la

razón es, como ya se señaló, que una buena parte del agua

evapotranspirada es recirculada al condensarse en la superficie interna

de la cubierta y precipitar de regreso al suelo (7, 23, 24).

El efecto puede ser mucho mayor si el microtúnel es acompañado

de un acolchado al suelo, lo que daría por resultado la conservación del

agua y a tensiones más bajas en el suelo y por largos periodos de

tiempo.

Entonces, la presencia o no de un acolchado y el grado de

ventilación que se de a los microtúneles va a determinar el magnitud

del efecto sobre la humedad del suelo.

Velocidad del viento

Los microtúneles actúan como una barrera contra la velocidad del

viento. Si se diseñan bien pueden resistir velocidades altas, creando un

microclima más confortable para las plantas (23).

La velocidad de movimiento del aire se puede controlar con el

grado de ventilación que se le de a los microtúneles, o bien con el

número y tamaño de perforaciones con que se diseñen las cubiertas.

Descomposición de la materia orgánica del suelo


Como consecuencia del aumento en la temperatura y la humedad

del suelo se incrementa la actividad de los microorganismos ahi

presentes. La descomposición de la materia orgánica se acelera

liberando nutrientes a una mayor tasa (incluyendo el CO2 de la

respiración). Temperatura y humedad aumentan también la

solubilización de los cationes adsorbidos en las arcillas. La

consecuencia final es una mejora en las condiciones de fertilidad del

suelo (22).

La presencia de un acolchado transparente en el interior del

microtúnel puede hacer más notorios estos fenómenos.

Concentración de CO2 .

El efecto neto de los microtúneles sobre la concentración de CO2

es un poco difícil de evaluar. Por un lado, durante la mañana, la

concentración puede ser mayor que en la atmósfera exterior al

microtúnel en las primeras horas de la mañana como consecuencia de

la respiración de las plantas en una atmósfera casi encerrada; pero al

cabo de poco tiempo la fijación fotosintética puede revertir esta

situación ya que de permanecer cerrada esta estructura se dificulta el

paso de CO2 atmósferico al interior. Por otro lado, como ya se señaló,

la incrementada actividad metabólica de los microorganismos del suelo

produce CO2 a una tasa mayor y este difunde hacia el interior del

microtúnel tendiendo a incrementar la concentración; este último

proceso puede ser todavía más eficiente si además el suelo del interior

se encuentra acolchado, pues en es e caso el CO2 del suelo fluiría a

través de las perforaciones donde se colocan las plantas de cultivo

facilitando su fijación (21, 23).

El grado de ventilación y el tiempo y la forma en que ésta se realice

son los mecanismos de control de que se dispone para manejar (con

muchas limitaciones desde luego) las concentraciones de CO2 en el

interior de los microtúneles. Como se verá más adelante, actualmente

se están desarrollando formas de proporcionar CO2 de manera


económica a través de los sistemas de riego por goteo.

Plagas y enfermedades

Los microtúneles que no se ventilan a aquellos en que la

ventilación es a base de cubiertas porosas o de múltiples perforaciones

pequeñas, actúan como barrera física para muchas especies de

insectos, haciendo difícil que se constituyan como plaga dentro de los

mismos. Al controlarse vectores como los áfidos o la mosquita blanca,

también se controlan las enfermedades virosas trasmitidas por ellos, o

por lo menos se retarda su aparición hasta tiempo después de la

remoción de los microtúneles (1, 17, 31).

Por otro lado, aunque pudiera pensarse que en este mismo tipo de

túneles las altas humedades relativas presentes son propicias para el

desarrollo de enfermedades de tipo fungoso, la realidad es que parecen

presentarse con menor frecuencia, lo cual puede deberse a que la

ausencia de vientos fuertes, de escardas (cuando se acolcha con

plástico negro o se usan herbicidas efectivos), de gotas de lluvia que

salpiquen lodo sobre las plantas o de fenómenos meteorológicos como el

granizo, evitan daños mecánicos en las estructuras de las plantas

dificultándose así la penetración del inóculo (condición necesaria para

que se desarrolle la enfermedad. Desde luego que este control se va

perdiendo conforme las temperaturas (sobre todo de primaveras

calientes) obliguen a mayores niveles de ventilación, pero siempre serán

mejores condiciones que a cielo abierto.

Algunos autores señalan que el prolongar el tiempo de remoción de

los microtúneles si puede traer, entre otras consecuencias, el ataque de

ciertas enfermedades fungosas como el tizón temprano en jitomate (1).

Por otro lado, debe considerarse que el sostener altas humedades

relativas por periodos prolongados de tiempo puede ser

contraproducente, ya que ocasiona disminuciones en la tasa de

transpiración y, consecuentemente en la absorción de agua y nutrientes


lo que puede llevar a las plantas a condiciones de deficiencia nutricional

(2).

Aireación del suelo

Generalmente, al preparar el suelo para la siembra se deja este muy

mullido, apto para captar agua y a la vez mantener un buen volumen de

aire. En los suelos sin cubierta, las lluvias progresivamente van

compactando esa capa del suelo haciéndole perder esa condición

inicial. Cuando se utilizan microtúneles (o acolchados) la estructura y

agregación inicial del suelo se mantienen ya que la cubierta actúa como

una barrera física impidiendo que las gotas de lluvia apelmacen el suelo.

Lixiviación de nutrientes

La cubierta de los microtúneles también puede usarse como una

barrera física contra la lixviación de nutrientes del perfil del suelo por

las lluvias en exceso que arrastran los nutrientes hacia capas

profundas. Adicionalmente se protege al suelo cubierto de la erosión

hídrica, e incluso de pudriciones provocadas por el salpicado (7, 23,

24).

Protección contra el granizo

Eventualmente en la primavera el granizo puede ocasionar severos

daños a productos hortícolas de alto valor. Con los microtúneles se

logra una protección completa al actuar estos como barrera física (24).

EFECTOS SOBRE LOS PROCESOS FISIOLOGICOS

Evidentemente que el manejo apropiado de los factores

microclimáticos que se pueden controlar con los microtúneles debe

producir efectos favorables sobre los procesos fisiológicos relacionados

con el crecimiento y desarrollo de las plantas.


Para muchas especies hortícolas las bajas temperaturas del suelo

durante el fin del invierno o principios de la primavera actúan como

factores limitantes para su germinación y después para su crecimiento

y desarrollo ya que los procesos de absorción de agua y nutrientes se

encuentran muy limitados por la baja tasa de respiración celular en esas

condiciones. Por ejemplo raíces de cultivos como el pepino o el melón

son incapaces de absorber agua a temperaturas de suelo menores a 8

ºC y sólo a temperaturas mucho más altas son capaces de abastecer a

la parte aérea de manera adecuada.

Un experimento realizado por Dunlap, 1986 (9) con diferentes

variedades de melón muestra la gran influencia de la temperatura del

suelo sobre esta especie. Se manejaron cuatro niveles de temperatura

del suelo (ambiente, 21, 27 y 32 ºC. Aunque hubo diferencias

varietales a mayor temperatura se obtuvo mayor área foliar, longitud y

peso seco de tallo y número de flores femeninas; además se adelanto

la floración de flores femeninas. Al final del experimento la acumulación

de días-grado o unidades-calor era de 858 para la temperatura ambiente

y de 1117 para la de 32 ºC.

Ya se señaló que los incrementos de la temperatura y la humedad

del suelo provocados por los microtúneles traen como consecuencia

mejores condiciones de fertilidad, Desde el punto de vista fisiológico se

logra una mayor velocidad de respiración y crecimiento de raíces, y son

posibles mayores tasas de absorción y transporte de agua y nutrientes

en caso de ser exigidas por las condiciones microclimáticas de la parte

aérea.

También a fines de invierno y principios de primavera, en muchas

localidades de clima templado o subtropical (aunque no se presenten

heladas) el efecto de las bajas temperaturas del suelo es agravado

porque las temperaturas medias del aire suelen estar por debajo de las

necesidades de muchos cultivos hortícolas considerados como

termófilos, y en esas condiciones su fotosíntesis y su metabolismo en


general están muy disminuidos. Las plantas no se desarrollan o su

crecimiento es muy lento.

Con el uso de microtúneles las temperaturas medias del día se

pueden incrementar notablemente lo que afecta favorablemente las

tasas de fotosíntesis, respiración y metabolismo en general de este tipo

de cultivos, acelerando su desarrollo. Si las temperaturas llegaran a ser

excesivas se recurre a la ventilación.

Para el caso de cultivos en que el problema de producir fuera de

época son las altas intensidades luminosas o las altas temperaturas

asociadas a ellas, el diseño de los microtúneles se basa en las cubiertas

relativamente opacas y muy porosas (por ejemplo mallas), a fin de

favorecer una ventilación muy eficiente (10). Con ello es posible

mantener tasas de fotosíntesis relativamente altas, sin una respiración

excesiva. Además se tiene protección contra el granizo, los pájaros,

varias especies de insectos-plaga y la precipitación erosiva (17, 24).

En la producción de cultivos a cielo abierto, factores como el

incremento de la tensión del agua del suelo y de la velocidad del viento,

así como la disminución de la humedad relativa, conducen a una

reducción importante de la fotosíntesis durante una buena parte del día

como consecuencia del cierre estomático.

La mayor humedad del suelo, la mayor humedad relativa del aire y

la menor velocidad del viento dentro de los microtúneles, son factores

que contribuyen a sostener altas tasas de fotosíntesis durante periodos

más largos durante el día, debido a que estas condiciones tienden a

mantener abiertos los estomas por más tiempo (mayor conductancia)

(6, 29).

Por ejemplo en un experimento con jitomate en microtúnel

acolchado con polietileno transparente (16), se estimuló la actividad de

la raíz, así como la actividad fotosintética de la hoja que alcanzó hasta

10 a 12 g/cm²/día.


La importancia de manejar correctamente la humedad relativa

queda ilustrada en un ensayo realizado por Bakker 1989 (2). En el se

demostró que para el cultivo de chile dulce (Capsicum annum L.) el

número de flores y frutos se incrementa significativamente con

aumentos en el déficit de presión de vapor durante la noche (en el

rango de 0.27 a 0.86 kPa). En cambio, el número de frutos amarrados

y de semillas por fruto fue mayor a menores déficits de presión de

vapor durante el día (en el rango de 0.3 a 0.75 kPa).

Hacen falta trabajos para evaluar la contribución a los procesos

fisiológicos de plantas cultivadas bajo microtúneles de factores como el

CO2 extra de la mayor respiración del suelo contra su disminución en

ausencia de ventilación y el uso de cubiertas fotoselectivas en contra

de la disminución de la intensidad luminosa ocasionada por ellas.

En síntesis, varios factores microambientales en los microtúneles

pueden manejarse para propiciar incrementos en las tasas de

fotosíntesis, respiración de la raíz, absorción y translocación de agua y

nutrientes y trabajo metabólico, lo que se refleja en un mejor y más

rápido crecimiento y desarrollo.

RESPUESTAS DE IMPORTANCIA ECONOMICA EN PLANTAS

El uso de microtúneles se ha convertido en diversas partes del

mundo en una práctica cultural común para la producción de cultivos

hortícolas de alto valor (Japón 40,000 has., Francia, 11,000 has, Italia

10,000 has, España 5000 has). Desde hace unos 10 años esta técnica

se ha estado usando, cada vez con mayor frecuencia en el Noroeste de

México, donde actualmente se estima una superficie de 4000 hectáreas

cubiertas con microtúneles (7, 14, 21, 23, 24).

El costo extra de los microtúneles se paga con creces gracias a la

ganancia adicional que se obtiene al adelantar la producción, al mayor


rendimiento total y a la calidad obtenida (7, 14, 23, 24)

La prueba real de las bondades teóricas del uso de microtúneles

sobre los aspectos fisiológicos señalados, se da en el campo y en

condiciones limitantes (no se va a ver el efecto antihelada si no hay

helada). Las respuestas de los cultivos que se citan con más frecuencia

por los investigadores o productores en relación al cultivo a cielo

abierto son:

-Protección de los cultivos contra heladas ligeras.

-Mayor porcentaje y más rápida germinación de semillas.

-Mayor sobrevivencia de plantas a bajas temperaturas.

-Aceleración de las etapas fenológicas de los cultivos

(acumulación

más rápida de unidades calor).

-Anticipación de las fechas de cosecha.

-Mayores rendimientos tempranos y totales.

-Mayor calidad de los productos cosechados.

Las respuestas más favorables reportadas son de cultivos

hortícolas sensibles a las bajas temperaturas como el melón, la sandia,

la calabacita, pepino, chiles, jitomate, cultivados en los microtúneles en

localidades de inviernos moderados con el propósito fundamental de

adelantar su producción.

A continuación se muestran algunos ejemplos de resultados

experimentales.

Sarooshi et al, 1982, (27) con el propósito de forzar el melón para

cosechas tempranas probaron el efecto de acolchados de polietileno

negro y polietileno transparente y el microtúnel de polietileno

transparente sobre la temperatura del suelo. El polietileno transparente

elevó considerablemente la temperatura del suelo, pero lo hizo aún más

el microtúnel (ver figura 11), lo que tuvo un marcado incremento en el

porcentaje de germinación de semilla, acortó el número de días a la


germinación y al inicio de cosecha. Los rendimientos más altos también

se obtuvieron con el acolchado o el microtúnel de polietileno

transparente.

Konyeva y Korzinikova, 1983 (15) reportan que en un cultivo de

jitomate, el incremento de temperatura en microtúneles acolchados

(ambos con polietileno transparente) aumentó el número de

inflorescencias por planta en 56% el número de flores en 65%, el

amarrado de fruto en 62 %, el numero de frutos en 31% y el peso de

frutos en 21 % con respecto a un testigo sin cubrir ni acolchar.

Por su parte Gerber et al, 1988 (12) trabajando con microtúneles

de sólo 38 cm de altura, muestran el efecto de diferentes tipos de

cubierta sobre algunos aspectos fenológicos de importancia económica

en al cultivo de chile Bell (ver cuadro 1). Encuentran que 52 días

después del trasplante las plantas cubiertas alcanzaron 10 cm más de

altura, más del doble de peso fresco, el doble en el número de ramas y

más del doble en rendimiento temprano que las que quedaron sin

cubrir; todo esto como consecuencia de que las mayores temperaturas

del aire y del suelo bajo cubierta permiten una acumulación más rápida

de unidades-calor, es decir un metabolismo más rápido.

En otro artículo del mismo autor (13) se indica sin embargo, que

los rendimientos de chile tipo Bell pueden disminuir por altas

temperaturas dentro de los microtúnel durante la etapa de floración que

ocasionan la aborción de flores. Esto puede suceder por temperaturas

mayores de 32 ºC sostenidas por algunas horas en días consecutivos, o

por temperaturas extremas de corta duración arriba de 40 ºC. Como las

temperaturas dentro de los túneles varían según el material usado,

sugieren un método a base del registro de unidades calor dentro de los

mismos para predecir la fecha óptima para quitar las cubiertas.

Su fórmula es:


UC = ( Tmax +Tmin ) /2 - 10 ºC Donde:

UC =unidades calor

Tmax =temperatura diaria máxima

Tmin =temperatura diaria mínima

Según ellos la etapa óptima de remoción de los microtúneles para

chile Bell es entre 600 y 700 unidades calor.

Estudios semejantes pueden ser útiles para cultivos sensibles a las

altas temperaturas durante la floración, como el jitomate.

Trabajando con melón, Bravo y Ripoll, 1986 (5) por su parte

encuentran un adelanto de 8 días al inicio de cosecha y un incremento

de 500 a 800% en rendimientos tempranos (15 primeros días de

cosecha. Reportan también 35 ton/ha de fruto en microtúneles

acolchados con plástico negro, 30 ton/ha en microtúneles sin acolchar

y 21 ton/ha en plantas a cielo abierto sin acolchar.

Loy y Wells, 1989 (17) trabajando con el mismo cultivo

compararon el microtúnel de polietileno transparente ranurado contra

tela de poliester prensada colocada sin estructura encima de las

plantas. Los rendimientos totales fueron 33 % mayores al testigo

acolchado con polietileno negro pero a cielo abierto. Los rendimientos

tempranos fueron alrededor de 15% más altos con la tela de poliester

que con el polietileno ranurado, probablemente porque la primera

moderó un poco más las temperaturas máximas del día.

Plantas de jitomate manejadas en microtúneles cubiertos con

muselina o polietileno por 30 días dieron mucho más altos rendimientos

que el testigo sin cubrir (más mosquita blanca y enfermedades virosas

en este caso) o aquellos tratamientos donde se quitó la cubierta a los

50 ó 70 días después del trasplante (en este último caso la merma se

debió a altas temperaturas y al tizón temprano) (1).


Wells y Loy, 1985 (31) reportan aumentos de rendimiento, tanto

temprano como total en chile y jitomate como consecuencia del uso de

microtúneles. Sin embargo, también como efecto de las altas

temperaturas del aire (más de 32 ºC) durante la floración de chile

'Greenboy' no encontraron diferencias significativas entre rendimientos

totales en 1983 (ver figuras 12 y 13)

El-Aidy op cit (10), a partir de las mismas estructuras a podido

obtener dos ciclos de jitomate por año en Egipto, uno en invierno y otro

en verano, cambiando sólo los materiales de la cubierta (polietileno

transparente en invierno y malla sombra en verano). Un resumen de sus

resultados en cuanto a rendimiento se muestra en los cuadros 3 y 4.

Hartz et al, 1991 (14) idearon un sistema para inyectar CO2 a

través de las cintas de riego por goteo (cuando no se esta regando) que

permite mantener una concentración entre 700 y 1000 ppm dentro de

los microtúneles a un costo que puede resultar rentable para cultivos

como el jitomate. En la figura 14 se muestran los resultados obtenidos

con esta técnica para los cultivos de pepino, calabacita y jitomate en

cuanto a peso seco de planta, rendimiento temprano y rendimiento

total. El CO2 es proporcionado sólo durante aproximadamente un mes,

que es el tiempo en que los cultivos están cubiertos por los

microtúneles.

La rentabilidad real de la producción con microtúneles queda bien

ilustrada en un ensayo comercial con un productor de sandía del Valle

del Yaqui reportado por Piña e Ibarra, 1991 (24) durante el ciclo 84-85

se comparó el rendimiento y la utilidad neta de sandía cultivada a cielo

abierto y con microtúnel de polietileno transparente. Con microtúnel los

costos de producción fuero de $3'053,000/ha, pero se obtuvieron 80

toneladas para el mercado de exportación con un valor de

$285,000/ton, lo que dejó una utilidad neta de $21'462,000/ha,

mientras a cielo abierto, aunque los costos de producción fueron de

$947,000/ha, se obtuvieron sólo 18 toneladas para el mercado de

exportación lo que aportó una utilidad neta de $4'729,000/ha. Esto


representa una utilidad neta 454 %mayor para el cultivo protegido con

microtúnel.

Razo, 1992 (22) en un ensayo realizado en invierno en Abasolo

Guanajuato con Chile 'College 64' estima un beneficio neto de

$43'201,000/ha para el cultivo con microtúneles contra

$18'339,000/ha sin cubierta.

En entrevistas personales que hemos realizado con productores de

hortalizas que usan la técnica de los microtuneles en cultivos de

jitomate, chile, pepino y melón, durante viajes de estudio al Noroeste

(principalmente Sonora y Baja California), se ha evidenciado que más

que aumentar rendimientos lo que buscan con la protección de los

microtúneles es adelantar las cosechas para exportar sus productos,

antes que los productores de California salgan al mercado, pues así

logran precios unas 5 veces mayores a lo normal.

Hemos visto también que algunos productores de Milpa Alta usan

microtúneles para el cultivo de nopal; lo que buscan es aumentar la

temperatura del aire y del suelo para acelerar la producción de nopales

para la cuaresma que es cuando alcanzan un alto precio (hasta 10

veces más el precio normal) debido a la poca oferta y gran demanda.

Se puede concluir el presente trabajo subrayando que el uso de

microtúneles para la producción de cultivos hortícolas de alto valor es

una técnica factible y puede ser muy rentable, sin embargo no es una

panacea, y su manejo mécanico, por receta y sin conocimiento de los

principios de manejo microambiental involucrados, puede llevar al

fracaso y al desaliento en el uso de una técnica que puede ser muy útil

para la producción hortícola en México.

Es, como ya se señaló, una herramienta que los productores

pueden empelar para luchar contra varias las adversidades que impone

el microclima de una localidad. Pero como cualquier otra técnica hay

que aprender a manejarla, a usarla y/o a adaptarla en diferentes


contextos, para lo cual la receta es insuficiente, haciéndose necesario

el conocimiento y la aplicación de los principios micrometeorológicos

involucrados.

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copia de microtuneles

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