Optimización de la Radiación Solar en la Fotosíntesis de Cultivos Bajo Invernadero

Cálculo de la Fracción de Radiación Solar Utilizada en la Fotosíntesis

La fracción de la radiación solar que se utiliza en el proceso de fotosíntesis se calcula a partir de la radiación global y/o PAR (Radiación Fotosintéticamente Activa) que intercepta el cultivo. Gallager y Biscoe definen la radiación global del cultivo como: ag=Gabs/Gi=(Gi-Gr-Gt)/Gi, donde:

• Gi es la radiación solar incidente sobre el cultivo.
• Gr es la radiación global reflejada.
• Gt es la radiación global transmitida al suelo.
• Gabs es la radiación global interceptada por el cultivo.

Influencia del Poder Dispersante y la Luz Difusa

El poder dispersante o difusión de la luz de un material se suele asociar con una cualidad positiva, al suponer que es más efectiva para la fotosíntesis, a igualdad de radiación total, la que tenga un mayor porcentaje de radiación difusa. La luz difusa no es direccional y penetra mejor entre la vegetación. Sin embargo, Stanhill (1973) indica que la radiación directa es más eficiente y rápidamente interceptada por la cubierta vegetal que la difusa. Los cambios en la absorción de los componentes directos de la radiación y los efectos de la estructura, orientación y material de cerramiento del invernadero sobre la relación difusa/directa son los factores no relacionados con las plantas más importantes en la determinación de la absorción de la radiación por la cubierta vegetal.

Efecto de la Rectangularidad y Densidad de Plantación

El efecto de la rectangularidad y de la densidad de plantación del cultivo de tomate bajo invernadero ha sido muy estudiado, encontrándose una penetración más profunda de la PAR en cultivos con mayor espaciamiento. La mayor absorción de la PAR se observa cuando el índice de área foliar muestra valores próximos a 4.

Eficiencia en el Uso de la Radiación (RUE)

La proporción de radiación solar interceptada que es utilizada en el proceso fotosintético puede estimarse mediante la eficiencia en el uso de la radiación (RUE), también denominada eficiencia de conversión o eficiencia biológica: RUE = Es / [R, donde Es (MJ m²) es la energía equivalente almacenada en la producción de materia seca (m.s.) debida a la integral de radiación recibida durante un periodo de tiempo (ciclo de cultivo, año).

Relación entre RUE y Rendimiento

La RUE está directamente relacionada con el rendimiento YR (g/MJ) mediante el equivalente calorífico C de la materia seca (tomado como 16 MJ/(kg m.s.)): YR= RUE/C=m.s./[R. Monteith (1977) ha propuesto la anterior expresión basada en la cantidad de radiación y su eficiencia en conversión de materia seca. Esa expresión ha sido empleada por diversos autores tanto para estimar como para analizar el crecimiento de los cultivos. Los trabajos publicados se refieren a cultivos de plantas al aire libre, donde la RUE depende principalmente de la estructura del cultivo, genotipo y prácticas culturales.

Factores que Afectan la RUE en Invernaderos

La eficiencia en el uso de la radiación en cultivos bajo invernadero también dependerá de su transmisividad y de la estrategia de control ambiental adoptada.

Rendimiento Máximo en Cultivos de Tomate

El rendimiento máximo obtenido por los productores de tomate, de ciclo largo, en esta región es de unos 45 MJ/(m² año), expresado en materia fresca, con aportación de CO₂ y cuidadoso control climático. Considerando un índice de cosecha de 0,66 y el contenido en materia seca del 6% se llega a una producción total de materia seca de 4 kg/(m² año).

Fracción de Radiación Solar Utilizada en la Fotosíntesis

La PAR utilizada por el cultivo para la producción de materia seca varía entre el 4% y el 10%, siendo este último el valor máximo alcanzado hasta ahora por los mejores agricultores. La fracción de la radiación solar incidente sobre el cultivo que es empleada en el proceso fotosintético varía entre el 4% y el 10% cuando nos referimos a la PAR y entre el 2% y el 5% cuando nos referimos a la global.