Resumen de Sistemas de refrigeración en un invernadero de malla: efectos sobre el microclima, productividad y respuestas de las plantas de un cultivo de tomate
La introducción del invernadero de malla como alternativa al cultivo protegido bajo plástico durante la época estival en zonas de clima templado está siendo ampliamente extendida en países como por ejemplo: México, Italia, Israel o España. En zonas de interior en el área Mediterránea, el uso de invernaderos de malla durante los meses de Mayo a Octubre, ha demostrado ser un sistema viable y complementario a la producción de hortícolas bajo invernadero de plástico en la costa Mediterránea (Octubre-Junio). Sin embargo, los cultivos de tomate durante el ciclo estival en invernaderos Mediterráneos, a menudo no logran sus óptimos de temperatura (21-27 ºC) y humedad relativa (HR) (alrededor del 60%), al estar sometidos a valores de 40 ºC de temperatura y de 20% de HR durante el mediodía solar. Recientemente se ha iniciado la incorporación de sistemas de nebulización bajo malla en zonas semiáridas y del Mediterráneo, como técnicas para reducir la temperatura, al convertir el calor sensible en latente. Sin embargo, el sistema adolece del aislamiento suficiente durante su funcionamiento, que hace que una gran parte del agua dispersada se pierda hacia el exterior de la estructura, donde las condiciones de temperatura y sequedad son extremas. La introducción de una pantalla plástica podría evitar dichas pérdidas y mantener las condiciones higrométricas proporcionadas por el sistema de nebulización.
Para comprobar la eficacia de estos sistemas refrigerativos complementarios a la cubierta de malla se desarrolló este estudio en el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, IFAPA Centro Camino de Purchil, ubicado en la Vega de Granada, dentro del término municipal de Granada (Latitud: 37º 10¿ 21¿¿N; Longitud: 3º 38¿ 10¿¿O; Altitud: 600 m), en cuyas instalaciones se construyó el invernadero de malla. La cubierta estaba constituida por malla mono-filamento de polietileno natural blanca-negra de 9 x 6 hilos cm-2 (58% de porosidad). Las bandas de la estructura del invernadero se realizaron con malla negra de 16 x 10 hilos cm-2 en todo el perímetro y rafia plastificada impermeable al aire.
En el sistema de nebulización, la frecuencia de los pulsos se fijó en 90 segundos y el déficit de presión de vapor (DPV) de consigna fue de 2,5 kPa, con un intervalo de funcionamiento durante el día de 6 horas alrededor del mediodía solar (entre las 10:00h y las 16:00h GMT). La instalación de una pantalla extensible de plástico tricapa de alta transparencia se realizó con el fin de evitar la pérdida de las gotas de agua dispersadas a través de la malla de cubierta porosa y, de esta forma, mejorar el efecto refrigerante conseguido por la nebulización.
Para la evaluación de los tres tratamientos propuestos (cultivo bajo invernadero de malla (M), cultivo bajo invernadero de malla con un sistema de nebulización (MN) y cultivo bajo invernadero de malla con un sistema de nebulización y una pantalla plástica sobre él (MNP)), se llevaron a cabo dos ciclos de cultivo durante Mayo-Octubre de 2010 y 2011, con plantas de tomate cherry (Solanum lycopersicum L. cv Alina) injertadas sobre Maxifort.
Por tanto, los principales objetivos de esta tesis doctoral estuvieron dirigidos hacia el estudio de los parámetros microclimáticos generados en un invernadero de malla por un sistema de nebulización con y sin una pantalla plástica complementaria y su efecto sobre el desarrollo de la planta, el rendimiento productivo, la respuesta antioxidante y la calidad nutricional de los frutos del cultivo de tomate cherry. Otro punto de vista a tener en cuenta para la tecnificación del invernadero es el aspecto económico, pues sería necesario realizar un balance de los costes añadidos que supondrían la adquisición de estos sistemas refrigerativos y la demanda de recursos hídricos, materiales y técnicos que conllevan.
En ambos ciclos, la integral de radiación global sobre el cultivo disminuyó con la incorporación del sistema de refrigeración y la incorporación de la pantalla plástica bajo el invernadero de malla (MN/ MNP; 14%/ 34% y 14%/ 36%, en el primer y segundo ciclo). De la misma manera, la radiación PAR fue un 19% y 23% menor en MNP durante 2010 y 2011, respectivamente, frente a los valores obtenidos en M. Los valores medios de temperatura máxima durante el período de funcionamiento del sistema de nebulización más altos se registraron en MNP y los más bajos en MN, aunque esta reducción fue más atenuada en 2011. Sin embargo, el DPV máximo de MNP fue similar al registrado en MN debido a que en este tratamiento, la pantalla plástica mantuvo la humedad relativa en valores en torno al 54% y 55% en ambos ciclos.
El aumento de temperatura junto con la reducción de la radiación incidente sobre las plantas bajo MNP, fueron las principales causas por las que disminuyó el número de frutos, permitiendo el aumento de su peso fresco medio. Este hecho conllevó que la producción comercial de tomate cherry no se viera afectada por la adopción de las distintas estrategias de control climático, aunque al alterar la carga de frutos en la planta, también se vio afectada la distribución de peso seco que se dirigió hacia ellos, mostrando los niveles más bajos del índice de cosecha. En estas plantas se favoreció el crecimiento vegetativo frente al generativo, incrementando la superficie foliar y todos los índices relacionados con el desarrollo foliar como el índice de área foliar (LAI), el área foliar específica (SLA) y la razón de área foliar (LAR). Sin embargo, el desarrollo del LAI en MNP repercutió negativamente sobre la tasa de asimilación neta (NAR) y, por tanto, afectó a la tasa media del crecimiento del cultivo (CGR). No obstante, un menor valor de CGR en condiciones adversas podría suponer una ventaja adaptativa para este tratamiento, ya que el mantenimiento de biomasa tendría un menor coste energético para la planta. Una de las ventajas adaptativas de un bajo CGR en condiciones estresantes para la planta, sería la absorción y transporte de agua y nutrientes. MNP mejoró el estado fisiológico del cultivo, teniendo un efecto positivo sobre la concentración de N en hoja. Los valores de DPV máximo en M, junto con los mayores valores alcanzados de temperatura foliar y ETc, pudieron propiciar un posible cierre estomático como consecuencia del estrés hídrico, que perjudicó la absorción de agua y este nutriente por la planta.
Otra de las posibles ventajas adaptativas, sería la inversión en otros mecanismos de respuesta frente al estrés, que en este estudio se analizaron a través de la respuesta antioxidante y su repercusión sobre la calidad nutricional del fruto. Los tratamientos con nebulización, MN y MNP, presentaron menor peroxidación lipídica puesto que la formación de H2O2 a través de la actividad superóxido dismutasa (SOD) fue menor durante los dos ciclos. El efecto de los sistemas de refrigeración en MN y MNP sobre las enzimas del metabolismo oxidativo: guaiacol peroxidasa (GPX), ascorbato peroxidasa (APX) y dehidroascorbato reductasa (DHAR) no fue estable, ya que dependió del tratamiento nebulizado y el ciclo analizados. Sin embargo, la reducción de la radiación solar proporcionada por la pantalla durante las horas de mayor insolación, pudo ser suficiente para la reducción en la concentración de estos indicadores de estrés, evitando la necesidad de la activación de la respuesta antioxidante.
El aumento de humedad relativa en MNP afectó negativamente a la calidad organoléptica de los frutos de tomate cherry, al reducir los parámetros de relación azúcar: ácido e índice de dulzor. Sin embargo, la reducción de la radiación proporcionada por la pantalla no afectó a los compuestos que definen la calidad nutricional del fruto como la concentración de licopeno y ß-caroteno, manifestando resultados similares a MN.
En concusión, MN y MNP no mostraron diferencias significativas en la producción comercial de tomate cherry, ni en la concentración de antioxidantes en sus frutos, por lo que otro punto a tener en cuenta para la tecnificación del invernadero es el económico. En este aspecto, la adquisición de una pantalla plástica sobre el sistema de nebulización supondría un aumento de los costes de producción, llegando a superar el umbral de rentabilidad del cultivo.
Finalmente y considerando todos los datos obtenidos en este trabajo de investigación se propone el uso de sistemas de refrigeración del tipo nebulización, sin la adquisición de una pantalla plástica durante su funcionamiento, debido a su alto umbral de rentabilidad, para obtener producciones de tomate cherry de mayor rentabilidad y calidad nutricional bajo un invernadero de malla durante los meses de Mayo a Octubre en zonas de la región Mediterránea.
