Efecto del enriquecimiento carbónico sobre la bioproductividad y la absorción hídrica y mineral del cultivo de pimiento

Resumen

El cultivo en invernadero ofrece la posibilidad de obtener beneficio sobre el crecimiento de las plantas a través del control de la concentración de CO2 (C) del aire. El enriquecimiento carbónico (aumento de C) es aplicado habitualmente en la horticultura bajo invernadero en climas fríos para mejorar la producción, sin embargo, en condiciones de clima mediterráneo la aplicación de la técnica está escasamente generalizada. Las condiciones ambientales en el interior de los invernaderos mediterráneos que implican altas necesidades de intercambio de aire por excesos térmicos, han llevado a la adaptación del manejo del enriquecimiento carbónico en función de la ventilación para evitar pérdidas de CO2. Esto provoca que el tiempo de exposición a elevada C sea escaso y que el aumento de C esté vinculado habitualmente a niveles bajos de radiación (menores requerimientos de ventilación), lo que podría disminuir el efecto potencial del enriquecimiento carbónico. El fin de la aplicación de la técnica de enriquecimiento carbónico bajo invernadero es obtener un aumento productivo económicamente rentable. Un manejo del aporte poco eficaz unido a las limitaciones de aplicación comentadas, pueden llegar a reducir la eficacia de la técnica disminuyendo su viabilidad. Por lo tanto, se muestra de gran interés el conocimiento del efecto de una elevada C bajo el rango de intensidad de radiación frecuente durante la aplicación del CO2 en la práctica, así como el estudio de estrategias de cultivo que puedan mejorar la respuesta productiva al enriquecimiento carbónico. Para llevar a cabo el estudio se eligió el cultivo de pimiento (Capsicum annuum L.) por ser una especie con un alto valor económico dentro de la producción hortícola en invernadero. Los principales objetivos planteados en esta Tesis para responder a las hipótesis planteadas fueron: (1) analizar y cuantificar los principales efectos de la aplicación del CO2 bajo diferentes niveles de radiación fotosintéticamente activa (PAR) frecuentes durante la aplicación de CO2 en condiciones mediterráneas (250 y 500 μmol q m-2 s-1), y (2) evaluar agronómicamente la aplicación de enriquecimiento carbónico, analizando el aporte realizado, en un cultivo de pimiento establecido a diferente densidad de tallos (5 y 7,5 tallos m-2), una estrategia que modifica la relación fuente:sumidero y podría originar una respuesta diferencial de las plantas mejorando la eficiencia de la aplicación. Los experimentos realizados para la consecución del objetivo 1 se llevaron a cabo en cámara de crecimiento en condiciones ambientales similares a excepción de las variables C y PAR, eliminando de este modo el efecto del resto de variables ambientales sobre la respuesta de los parámetros analizados, lo cual no habría sido posible en invernadero. El experimento para alcanzar el objetivo 2, se llevó a cabo mediante el crecimiento y desarrollo de un cultivo de pimiento en sustrato bajo invernadero conducido en las condiciones de manejo habituales en la zona. Se utilizaron dos invernaderos idénticos salvo por la instalación de un sistema de aporte de CO2 puro en uno de ellos. En cada uno de los invernaderos se establecieron dos estrategias de cultivo en relación a la densidad de tallos: 5 y 7,5 tallos m-2. El estudio del modo en el que la elevada C influye sobre las relaciones de intercambio gaseoso, la producción y distribución de materia seca, así como sobre las relaciones hídricas y minerales de las plantas, fue la herramienta para obtener información acerca de la magnitud de la respuesta. Se evaluó la estrategia utilizada en invernadero mediante el estudio, durante todo el periodo experimental, del aporte de CO2 por niveles de radiación y rangos de C. Los resultados obtenidos mostraron que la aplicación de CO2 a elevada C podría realizarse durante todo el fotoperiodo, debido a que el efecto relativo del CO2 sobre la asimilación neta de CO2 fue similar en los niveles de radiación comprendidos en el rango 50-500 μmol q m-2 s-1, frecuentes en el interior de los invernaderos en condiciones mediterráneas durante la aplicación de CO2. Además no existió interacción entre los factores C y PAR sobre la producción de biomasa aérea ni la producción de fruto de las plantas cultivadas a diferentes niveles de ambos factores. La estrategia de aplicación de CO2 utilizada en invernadero es susceptible de ser mejorada, en términos de gasto de CO2, a través de la reducción del aporte modificando su periodo de aplicación, y en términos de eficacia productiva del aporte, utilizando una mayor densidad de tallos. Por otra parte se ha obtenido información exhaustiva sobre la respuesta instantánea del intercambio gaseoso foliar del pimiento bajo la exposición a las variables C y PAR, así como sobre su respuesta tras una exposición prolongada a distintos niveles. Se ha profundizado en la respuesta bioproductiva del pimiento ante una elevada C, y en invernadero se ha analizado el efecto de C sobre el aborto de los órganos generativos durante todo el ciclo productivo. También se ha obtenido información sobre el efecto de mejora de la eficiencia en el uso del agua y los nutrientes, y se han obtenido valores indicativos sobre la nutrición del cultivo de pimiento adaptada a las condiciones de enriquecimiento carbónico. Los datos obtenidos ponen en evidencia la importancia del aumento de C sobre el incremento de la producción de fruto de pimiento bajo invernadero y aportan datos descriptivos de las situaciones de agotamiento de CO2 que pueden producirse en los invernaderos en condiciones mediterráneas.