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Necesidades climaticas de los cultivos
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Necesidades climaticas de los cultivos

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Waldo Ojeda Bustamante. Necesidades climáticas de los cultivos. 2007. Notas del Diplomado de Agrometeorología. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. 52 pp.

Waldo Ojeda Bustamante. Necesidades climáticas de los cultivos. 2007. Notas del Diplomado de Agrometeorología. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. 52 pp.

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  • 1. Necesidades climáticas de los cultivos Notas del diplomado semi-presencial a distancia sobre Agrometeorología, COFUPRO-IMTA, Abril 2007 Jiutepec, MorelosEl clima afecta nuestras actividades diarias 2WOB-2 1
  • 2. Pero ninguna actividad productiva es tan afectada por el clima como las actividades agropecuarias, principalmente las agrícolas 3WOB-3 Confort residencial 4WOB-4 2
  • 3. Planta-ambiente Es importante monitorear el ambiente en que se desarrollan las plantas. 5WOB-5 Sistema planta-ambiente-manejo 6WOB-6 3
  • 4. Rendimiento en jitomate (kg m-2) • Campo abierto México 2-6 Francia 14 Israel 17 • Invernaderos sin calefacción México (abierto) 15-20 España 25 Francia 24 Italia (abierto) 23 Italia (reciculación) 33 • Invernaderos controlados y cultivo sin suelo Francia 39 Holanda (abierto) 45 Holanda (recirculación) 66 Fuente: ISHS 2004 7WOB-7 La ley del mínimo• El rendimiento de un Fe Zn cultivo esta delimitado CO2 Na Cu B H2O B Ca Mo por el elemento o S Mg factor restrictivo sin P K K N importar que los demás estén en plenitud. 8WOB-8 4
  • 5. Situaciones productivas World Food Production: Biophysical Factors of Agricultural Production (1992) 9WOB-9 Fotosíntesis y Respiración La fotosíntesis es la formación de fotosintatos (carbohidratos) fotosí formació luz CO 2 + H 2 O → O 2 + (CH 2 O) clorofila bióxido de agua oxigeno carbohidratos carbono La respiración es el desdoblamiento de fotosintatos para la respiració liberación de energía util para la planta liberació energí (CH 2 O) + O 2 → CO 2 + H 2 O + energía 10WOB-10 5
  • 6. Efecto de la temperatura en los procesos fisiológicos de la planta Asimilación 11WOB-11 TEMPERATURA Efecto de las variables ambientales en la producción 6
  • 7. Rango de variables ambientales bien definido para los cultivos Temperatura (ºC) (º Rango mínima de germinación 9-10 óptima de germinación 20-30 óptima de sustrato 15-20 mínima letal 0-2 mínima biológica 10-12 óptima diurna 22-26 óptima nocturna 13-16 máxima biológica 26-30 Humedad relativa % 55-60 óptima Anhídrido carbónico 1000-2000 (ppm) óptimo Luz intensidad (lux) 10.000-40.000 duración Indiferente 13WOB-13Efecto potencial de las temperaturas bajas en las plantas • Retardamiento en el desarrollo de los órganos de la planta ya sea en su tasa de elongación o expansión, que disminuye la superficie responsable de los procesos fisiológicos y en consecuencia el rendimiento potencial del cultivo. • Disminución de la absorción de agua y nutrientes debido a un aumento de la viscosidad del agua, aumento de la resistencia del tejido de la planta por la disminución de permeabilidad de la membrana celular, reducción de la absorción y acumulación activa de iones y disminución del crecimiento de la raíz. • Envejecimiento precoz del tejido fotosintético por necrosis celular. 14WOB-14 7
  • 8. Efecto en las plantas de altas temperaturas • Menor firmeza y coloración irregular del fruto. • Cierre potencial de los estomas por alta demanda evapotranspirativa ambiental que genera condiciones de estrés hídrico a la planta • Destrucción de tejidos enzimáticos a altas temperaturas (>40 ºC). 15WOB-15 Fotosíntesis vs Temp-Rs 16WOB-16 8
  • 9. Rangos de temperaturas cardinales de algunos cultivos • Temperaturas letales. • Temperaturas biológicas. • Temperaturas óptimas. Temperatura tomate pimiento berenjena pepino melón sandía Lechuga calabacita mínima letal 0–2 (-)1 - 4 0–2 (-)1 - 4 0-2 0 (-)2 – 0 0-4 mínima biológica 8 - 12 10 - 12 9 – 10 10 - 13 12 - 14 11 - 13 4–6 10 - 12 óptima diurna 22 - 26 22 - 28 22 – 26 24 - 28 24 - 30 23 - 28 15 – 20 24 - 30 óptima nocturna 13 - 16 16 - 18 15 – 18 18 - 20 18 - 21 17 - 20 10 – 15 15 - 18 máxima biológica 26 - 30 28 - 32 30 – 32 28 - 32 30 - 34 30 - 34 25 – 30 30 - 34 máxima letal 33 - 38 33 - 35 43 – 53 32 - 35 34 - 37 34 - 37 ND ND 17WOB-17 Variación temperatura del aire Día Noche 18WOB-18 9
  • 10. HUMEDAD AMBIENTAL Efecto de las variables ambientales en la producción Humedad del aire • La humedad ambiental es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. No debe confundirse el vapor con la neblina, ya que el vapor es un gas invisible y la neblina son gotas de agua pequeñas. El vapor de agua se mueve de las zonas de mayor concentración (áreas cultivadas) a las de menor concentración (áreas desnudas). 20WOB-20 10
  • 11. Formas de expresar la humedad del aire• Existe una gran confusión en expresar la humedad confusió presente en aire ya que existe una gran variedad de formas para realizarlo. Puede expresarse como volumen de agua por unidad de volumen de aire, en peso de agua por unidad de peso de aire seco o húmedo, en hú porcentaje con respecto al aire saturado. Es por eso que existen diversos nombres para expresar la humedad: absoluta, específica o relativa en volumen o peso. especí• Sin embargo, la manera más usual de expresar la má humedad del aire es conocida como humedad relativa (HR), que se define como el porcentaje en peso de la humedad presente en el aire con respecto a las condiciones de saturación. Lo anterior se adapta saturació fácilmente a las condiciones cambiantes que definen el estado de saturación del aire que depende de la saturació temperatura. 21 WOB-21 Humedad relativa • Un valor de HR del 25% indica que el aire solamente contiene la cuarta parte de su capacidad máxima para la temperatura dada. Un valor de HR del 100% indicaría que el aire se encuentra saturado de vapor de agua y ya no puede retener cantidades adicionales. • La expresión de la humedad en forma relativa tiene una gran limitante, no es indicador completo del estado hídrico de las plantas, dos cultivos pueden tener el mismo valor de la HR, y las plantas (misma especie y etapa) pueden estar transpirando a tasas contrastantes. • A mayor temperatura, mayor es el vapor que requiere para saturar el aire. Es por eso que las variables básicas para conocer el estado ambiental de un invernadero son su humedad y su temperatura ambiental. 22 WOB-22 11
  • 12. Humedad a saturación del aire El aire tiene una capacidad finita máxima para retener el vapor de agua. 23WOB-23 Relación humedad-temperatura 24WOB-24 12
  • 13. 25WOB-25 Transpiración y humedad del aire• La transpiración del cultivo adiciona grandes cantidades de vapor de agua al ambiente, lo que en lugares cerrados como un invernadero provoca cambios drásticos en la humedad del aire e inducir efectos dañinos a la planta sino se renueva por aire con menor contenido de vapor.• A 40 oC la máxima capacidad de retención de vapor del aire es de 51 g de vapor por m3 de aire, por lo que para un invernadero de 300 m3 se requieren 15,300 g de agua para saturarlo, lo que es equivalente a la transpiración total de 9 plantas de tomate en su máxima demanda hídrica en un día. Lo anterior resalta la importancia de la ventilación forzada en los invernaderos. 26WOB-26 13
  • 14. Humedad relativa deseable de algunos cultivos Cultivo Humedad (%) Tomate 50-60 Pimiento 50-60 Berenjena 50-65 Pepino 70-90 Melón 60-70 Calabaza 65-80 Sandía 65-75 Fresa 70-80 Lechuga 60-80 Fuente: Serrano, Z. 2002. Construcción de invernaderos. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 499 pp 27WOB-27 Variación humedad del aire 28WOB-28 14
  • 15. DÉFICIT DE PRESIÓN DE VAPOR Efecto de las variables ambientales en la producción Déficit de presión de vapor • Una de las propiedades más importantes del aire es má su presión de vapor que define la presión que ejerce presió presió el vapor de agua presente en el aire. • A mayor contenido de humedad en el aire, mayor es su presión de vapor. presió • Se ha visto que el aire tiene una capacidad máxima má de retención de humedad dependiendo de su retenció temperatura que se conoce como saturación. A saturació mayor temperatura mayor es la capacidad de retención de humedad a saturación del aire. retenció saturació • La presión de vapor a la máxima retención de presió má retenció humedad del aire se le conoce como presión de presió vapor a saturación (es), usualmente expresada como saturació kilopascales o simplemente kPa. kPa. 30WOB-30 15
  • 16. DÉFICIT DE PRESIÓN DE VAPOR • Diferencia entre la presión de vapor a saturación (es) y la presión de vapor actual (ea). DPV=es-ea (expresada en unidades de presión) 31WOB-31 Calculo del DVP• Una forma alterna de calcular el déficit de presión de vapor (DPV) es utilizando la siguiente relación: HR DPV = es (1 − ) 100• Donde es la presión de vapor a saturación y HR la humedad relativa. Por ejemplo para una temperatura de 30 ºC y una humedad relativa del 80%, el déficit de vapor es de 0.84 kPa como se muestra a continuación. 80 DPV = 4.2(1 − ) = 0.84 kPa 100 32WOB-32 16
  • 17. Variación típica DPV 33 WOB-33 Rango optimo del DPV?• Cada especie vegetal responde a un rango óptimo de DPV para su desarrollo. El DPV es útil para identificar condiciones ambientales propicias para el desarrollo de enfermedades. Por ejemplo, existe una regla práctica que hongos patógenos sobreviven mejor a valores de DPV por abajo de 0.5 kPa, siendo su actividad más dañina para valores de DPV por debajo de 0.2 kPa (Prenger y Ling, 2001). Patógenos fungales como “Botrytis” requieren de la presencia de una capa de agua sobre las superficies de la planta para activarse, por lo que controlando la condensación del agua puede efectivamente controlar o prevenir la presencia de enfermedades fungosas. El correspondiente valor de la HR para un DPV de 0.20 kPa aumenta con la temperatura.• Se ha tomado como una regla empírica que valores del DPV mayores de 1.5 kPa generan condiciones de estrés hídrico en los cultivos con el consiguiente cierre de estomas. Los valores del DPV se pueden utilizar como indicadores del momento del riego. 34 WOB-34 17
  • 18. Zona óptima 35WOB-35 RADIACIÓN SOLAR Efecto de las variables ambientales en la producción 18
  • 19. Radiación diaria• El total de radiación diaria que llega a la superficie de la atmósfera es cercana a 30 MJ m-2 día-1 (constante solar), sin embargo disminuye por atenuación atmosférica al llegar a la superficie terrestre teniendo valores de 15-25 MJ m-2 día-1 para días soleados y de 5-15 MJ m-2 día-1 para días nublados y lluviosos. 37 WOB-37 Radiación solar diaria 38 WOB-38 19
  • 20. Radiación horaria 39WOB-39 Radiación-transpiración-riegos Jitomate invernadero Chapingo, Mex 40WOB-40 20
  • 21. Espectro solar 41WOB-41Respuesta de la planta al espectro solar Radiación PAR Radiació 42WOB-42 21
  • 22. Variación Radiación 43WOB-43 PRECIPITACIÓN 22
  • 23. Precipitación efectiva• No toda la precipitación que cae en un lugar es almacenada en la zona de raíces. Por lo que es de interés conocer una parte de esa precipitación que se conoce como precipitación efectiva, la cual no incluye el agua percolada, interceptada, escurrida o evaporada que al precipitarse no se acumula en la zona radical. 45WOB-45 Estimación Pe Pe = K 1 + K 2 P FAO -SCS K1 = -10, K2 = 0.6 para P < 70mm K1 = -24, K2 = 0.8 para valores de P > 70mm 46WOB-46 23
  • 24. VIENTO Efecto de las variables ambientales en la producción Tiempo de caída de una gota Randy Zondag, Ohio State U. 48WOB-48 24
  • 25. Rosa de los vientos 49WOB-49 Rosa vientos (dirección-velocidad) 50WOB-50 25
  • 26. Variación Velocidad del viento 51WOB-51 Preguntas?Para comentarios o preguntas de esta sección:Dr. Waldo Ojeda Bustamantewojeda@tlaloc.imta.mx(777) 329-36-00 ext 445. 52WOB-52 26

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