La importancia del CO2 en hidroponía
El dióxido de carbono (CO2) es un requisito esencial para la fotosíntesis, que los productores pueden pasar por alto fácilmente. Inodoro, invisible y solo una pequeña fracción de nuestra atmósfera, el CO2 generalmente no recibe la misma atención que los nutrientes, la luz y otros factores de crecimiento de las plantas.
Sin embargo, el uso de enriquecimiento de CO2 para aumentar la productividad, la calidad y las tasas de crecimiento en la producción hidropónica se usa ampliamente en la horticultura de invernadero comercial y tiene un potencial aún mayor en los espacios cerrados de cultivo. Si bien el bombeo de CO2 adicional puede parecer una opción sencilla, el uso de esta tecnología es un poco más complejo para maximizar su potencial y minimizar los problemas.
Enriquecimiento de CO2
Los niveles ambientales de CO2 en el aire son de poco más de 400 ppm (o 0.04% por volumen); Sin embargo, el tejido vegetal contiene un promedio de 45% de carbono derivado completamente de CO2. Al aumentar los niveles de CO2 alrededor de la superficie de la hoja por encima de los niveles ambientales, la tasa de fotosíntesis aumenta hasta el punto en que se alcanza otro factor, como la tasa a la que funcionan las enzimas vegetales.
Esencialmente, la transferencia de CO2 del aire circundante a los centros de reacción en los cloroplastos de las hojas depende tanto de la diferencia de concentración entre el aire y estos sitios como de la resistencia bioquímica intermedia en varios tejidos de las hojas. Esto significa que si bien el enriquecimiento de CO2 mejora la fotosíntesis, hay un momento en que no se producirán más aumentos y el daño a las plantas será una posibilidad. Determinar este nivel óptimo de enriquecimiento de CO2 para una planta específica o etapa de crecimiento es donde la aplicación de CO2 necesita una consideración cuidadosa.
El enriquecimiento de dióxido de carbono se ha vuelto más popular últimamente entre los productores hidropónicos, utilizando una gama de opciones de alta y baja tecnología para aumentar los niveles de CO2. Los métodos más comunes para generar CO2 incluyen quemar combustibles de hidrocarburos y usar CO2 comprimido y embotellado. Los productores más pequeños con un espacio de cultivo muy limitado pueden usar hielo seco (CO2 sólido y muy frío), que libera CO2 a medida que se "derrite" en condiciones de calor.
La fermentación o la descomposición de la materia orgánica (compostaje y hongos) siguen siendo formas efectivas pero menos precisas de aumentar los niveles de CO2 a través de procesos naturales. Cualquiera que sea el método utilizado para generar CO2, los niveles deben ser monitoreados regularmente, ya sea con un medidor de CO2 portátil o como parte del sistema de control ambiental en el área de cultivo.
Niveles de enriquecimiento
Si se aplica el enriquecimiento de CO2, determinar el nivel correcto es tan importante para este elemento gaseoso como para los niveles de nutrientes. Los beneficios y niveles de enriquecimiento de CO2 dependen de la cosecha, pero la mayoría de las plantas responden bien a niveles en el rango de 500 a 1,500 ppm. Por debajo de 200ppm, el CO2 comienza a limitar severamente el crecimiento de las plantas, pero más de 2,000ppm de CO2 se vuelve tóxico para muchas plantas.
Más de 4,000 ppm es un riesgo para los humanos. El exceso de CO2 causará daños a los cultivos en forma de toxicidad por CO2, que a menudo se diagnostica erróneamente como deficiencias minerales o síntomas de la enfermedad. La toxicidad leve por CO2 puede causar retraso en el crecimiento o síntomas similares a la hoja, mientras que los niveles excesivos pueden causar daños en la hoja, como clorosis (coloración amarillenta), necrosis (muerte del tejido de la hoja), curvatura y / o engrosamiento de la hoja.
Existe un debate sobre qué nivel de enriquecimiento es óptimo para cada cultivo en varias condiciones de cultivo diferentes; sin embargo, el uso más económico del CO2 es enriquecer los cultivos por encima del medio ambiente pero no más de 1,200 ppm. La mayoría de los productores comerciales se enriquecen dentro del rango de 600 a 800 ppm, donde el crecimiento y los rendimientos de entre 20 y 30% son comunes.
Aunque el enriquecimiento de CO2 se usa ampliamente en cultivos frutales como el tomate, el pimiento y el pepino, puede beneficiar a una amplia variedad de especies de plantas. Los jardines de interior con plantas ornamentales, en macetas y con flores también responden al enriquecimiento de CO2 con un mayor crecimiento de las hojas y tasas de área, mayores tasas de floración, más interrupciones laterales, floración previa, mayor cantidad de flores, menor caída de flores y mayor floración. diámetro de flores. Mejora el color de las hojas y reduce el tiempo de madurez. El dióxido de carbono también ayuda al desarrollo de la raíz en esquejes y clones en muchas especies y se puede aplicar mediante enriquecimiento de aire o mediante el uso de neblina carbonatada.
Eficiencia de CO2
Para aprovechar al máximo el enriquecimiento de CO2, se deben considerar y manipular otros factores de crecimiento. El enriquecimiento con dióxido de carbono producirá los mejores resultados en términos de crecimiento de la planta, mayor productividad y menor tiempo de maduración donde haya mucha luz para alimentar niveles rápidos de fotosíntesis.
Si la luz es insuficiente o está por debajo del punto de saturación de luz para la cosecha, las plantas no pueden utilizar los niveles elevados de CO2. La temperatura también juega un papel en el uso eficiente del CO2. Bajo condiciones de alta luz y enriquecimiento de CO2, las temperaturas pueden ser más altas de lo habitual, y esto maximiza el efecto adicional de CO2.
Los estudios han demostrado que para las plantas de tomate, un triple nivel de enriquecimiento de CO2 aumentará la fotosíntesis neta en aproximadamente un 50% tanto en luz opaca como brillante, pero si la temperatura de la hoja también aumenta (a 30 ° C) , el aumento en la fijación neta de CO2 puede alcanzar el 100% con luz brillante. Esto significa que si bien el aumento de CO2 en un sistema hidropónico interno aumentará las tasas de crecimiento, la consideración de la manipulación de otros factores ambientales de luz y temperatura debe considerarse al mismo tiempo si se usa CO2 valioso con la mayor eficiencia.
Otro factor que a menudo se pasa por alto es la distribución de CO2 alrededor de las plantas. Simplemente liberar o generar CO2 para el enriquecimiento del cultivo generalmente no es suficiente para lograr la tasa máxima de fotosíntesis a menos que se dirija y circule en las superficies de las hojas. Una vieja capa límite de aire húmedo agotado por el CO2 debido a la fotosíntesis puede formarse directamente alrededor de la superficie de la hoja y esto requiere una eliminación y reemplazo frecuentes.
Cualquiera que sea la fuente de generación de CO2 que se esté utilizando, es vital que la atmósfera enriquecida se mezcle completamente para que se entregue CO2 valioso a las superficies de las plantas para su absorción y asimilación. Se pueden usar pequeños ventiladores de mezcla para hacer circular suavemente el aire lejos de la fuente de CO2 y hacia la cosecha.
Para monitorear este proceso, los medidores de CO2 portátiles son útiles para verificar los niveles dentro y alrededor del dosel, no solo en el punto de liberación de CO2. Mantener un control de los niveles de CO2 dentro de un área de cultivo pequeña es de vital importancia independientemente de la fuente de CO2 utilizada. Puede ser difícil evaluar la cantidad de CO2 que absorben las plantas y, en entornos de cultivo muy cerrados, puede producirse una acumulación de CO2 y causar daños a las plantas.
CO2 y aclimatación
El enriquecimiento de CO2 es, sin duda, una gran herramienta de promoción del crecimiento para los productores hidropónicos, sin embargo, tiene limitaciones y riesgos.
Las plantas tienen la capacidad de ajustarse y adaptarse a los niveles crecientes de CO2, de modo que con el tiempo se produce la aclimatación. Cuando el enriquecimiento de CO2 se introduce por primera vez en un cultivo, la fotosíntesis y el crecimiento aumentan rápidamente, pero a medida que continúa el crecimiento de las plantas, el efecto de aumentar los niveles de CO2 se vuelve cada vez menor. Entonces, cuando se completa la cosecha, los rendimientos generales no son tan altos como el aumento inicial del rendimiento.
Numerosos estudios han reportado este efecto en plantas cultivadas continuamente a niveles altos de CO2, con una tasa fotosintética que tiende a disminuir con el tiempo. Si un cultivo cultivado a altos niveles de CO2 recibe repentinamente solo CO2 ambiental, se recuperará nuevamente a tasas de fotosíntesis normales dentro de los cinco días.
Algunos productores han intentado evitar dicha aclimatación de cultivos a altos niveles de CO2 suministrando intermitentemente solo CO2 o evitando el uso de enriquecimiento de CO2 hasta que se alcanza una etapa vital de desarrollo, como flores o frutas, cuando se alcanza la mejora del fotoasimilato. . Más valioso para los ingresos. Los estudios han demostrado que el problema de la aclimatación al CO2 puede reducirse o eliminarse si la planta tiene "sumideros" fuertes para el asimilado producido en las hojas.
Estos sumideros para asimilar incluyen tejidos de rápido desarrollo, como brotes, flores y frutas. Las plantas con baja fuerza de hundimiento generalmente terminan acumulando carbohidratos en las hojas bajo el enriquecimiento de CO2, lo que a su vez causa aclimatación y reduce la fotosíntesis. A pesar de la cuestión de la aclimatación de las plantas a altos niveles de CO2, lo que limita el posible aumento general del crecimiento, las plantas enriquecidas con CO2 aún producen tasas fotosintéticas más altas que las cultivadas a niveles ambientales de CO2.
El enriquecimiento de dióxido de carbono es una herramienta valiosa para los cultivadores de interior y de invernadero, comprobada en una amplia gama de especies de cultivos para aumentar las tasas de crecimiento y la productividad. Sin embargo, como con la mayoría de las técnicas de alta tecnología, requiere monitoreo, atención al detalle y una cuidadosa consideración del efecto sobre los procesos bioquímicos. Si el CO2 debe usarse con la máxima eficiencia, tasas de aplicación correctas, ajustes de luz y temperatura, tiempo de enriquecimiento y consecuencias de la aclimatación precisa de CO2.
Buenos cultivos;)
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