| Validación en la puesta en marcha del prototipo de veranero de 36 m2 del CIES: Respuesta biológica
Validation on the Starting Period of CIES 36 m2 Veranero:
Biological Response
Manuel Álvarez1, Lisandro Vázquez1, Juan M. Bermúdez2 y Graciela Olivares3
1Centro de Gestión de la Información y Desarrollo de la Energía (CUBAENERGÍA).
2Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES).
3Empresa de Construcciones Militares No. 1 (ECM).
malvarez@cubaenergia.cu
lisandro@cubaenergia.cu
Resumen
El presente trabajo muestra los resultados obtenidos durante el cultivo de diversas especies vegetales cultivadas experimentalmente en la cámara, para la validación de la instalación durante el período de puesta en marcha. Esta experiencia está destinada a conocer la respuesta biológica del cultivo, principalmente en cuanto a germinación y desarrollo de las plantas, o sea, a conocer si dentro de las condiciones climáticas de la cámara pueden germinar y desarrollar su ciclo vital.
Palabras clave: Energía solar, cámara de clima controlado, fotosíntesis, filtro óptico líquido, veranero.
Abstracts
This paper contains the results obtained during the cultivation of several vegetal species which grow in the chamber under experimental basis for the validation of the installation during the starting period. This experience is aimed at knowing the biological response of the crop, especially when the period of germination and development of the plant takes place, i.e. the main goal is to know if the vegetal species can complete their vital cycle in the climatic conditions of the chamber.
Key words: Solar energy, climate controlling chamber, photosynthesis, liquid optical filter, veranero.
Introducción
El veranero es una cámara de clima controlado en la cual se cultivan vegetales y otras especies de plantas típicas de temporada invernal durante todo el año. En la cámara pueden crearse todas las condiciones climáticas para cada cultivo. En el Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES) se concluyó un proyecto de I+D titulado «Veranero para el cultivo de plantas tropicales», que además de la evaluación del comportamiento de los parámetros térmicos y ópticos [Bérriz, et al., 1992 y 1996], abarcó el análisis de la respuesta biológica de diversas especies en regímenes de trabajo diseñados para esta instalación.
Materiales y métodos
En el interior del veranero se colocaron seis canaletas de asbesto-cemento de 30 cm de ancho, dos de las cuales se ubicaron en los extremos Este y Oeste con una longitud de 5,5 m, y las restantes, de 5 m de longitud cada una, se colocaron en dúos con una distancia de separación de 1,3 m. Fuera de la cámara se colocó una canaleta de igual ancho para realizar el cultivo de tomate, que se utilizó como referencia.
El sustrato utilizado está compuesto por 66,6 % de tierra aluvial, y el resto de abono orgánico procedente de ganado vacuno. En el fondo de las canaletas se colocó una capa de gravilla blanca de 7 cm de espesor para facilitar el drenaje. Con el sustrato se completó hasta una altura de 25 cm.
La mezcla utilizada como sustrato se analizó en el laboratorio y sus resultados son los siguientes:
CE = 2,85 Mnh/cm; pH = 8; P2O5 = 27,48 ppm; K2O = 888 ppm; MgO = 164,26 ppm.
Las mediciones de longitud se realizaron con cinta métrica y con pie de rey con precisión de 0,05 mm. El peso se verificó con una balanza analítica, con precisión de 0,001 g.
Esta experiencia tuvo como objetivo conocer la respuesta biológica del cultivo, principalmente en cuanto a germinación y desarrollo de las plantas; o sea, conocer si dentro del rango de valores de los parámetros que determinan las condiciones climáticas de la cámara pueden germinar y desarrollar su ciclo vital. Además, se controlaron los siguientes parámetros:
En el tomate se controlaron el tiempo y el porcentaje de germinación, la longitud promedio de la planta en determinados días después de la germinación (DDG), el porcentaje de floración a los 50 días, el tiempo de fructificación en DDG, el tiempo de comienzo de la cosecha en DDG, así como el número, el tamaño y el peso promedio de los frutos.
En la habichuela se determinaron el tiempo de germinación, la longitud del tallo a determinados DDG, el tamaño promedio de las vainas y el número promedio de semillas por vaina.
En la zanahoria y la remolacha se determinaron el número promedio de hojas, las longitudes máxima y promedio de las hojas, y la longitud, el diámetro máximo y el peso promedio de la raíz.
En el caso de la lechuga se realizó un estudio cualitativo y se pesaron algunas muestras.
Las condiciones de trabajo de la cámara en régimen de explotación para estos cultivos fueron el mantenimiento de un nivel de radiación solar superior a 150 W/m2, los niveles de temperatura diurna en un rango de 25 a 28 ºC y nocturna de 15 a 17 ºC. Para esto fue necesario efectuar mediciones de estos parámetros cada 15 minutos y en dependencia de los valores obtenidos por los instrumentos de medición, accionar manualmente el sistema de climatización a través de la bomba centrífuga de agua fría, y el nivel de altura del filtro óptico líquido a través de las correspondientes válvulas de carga y descarga.
Análisis de los resultados
Los resultados obtenidos en el cultivo del tomate se muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Parámetros controlados en el cultivo del tomate
No. de
canaleta |
Germinación
Días y % |
% floración
50 DDG |
Fructificación
DDG |
Inicio de
cosecha
DDG |
Diámetro
polar
(mm ) |
Diámetro ecuatorial
(mm) |
Peso del fruto (g) |
Co |
7 (83,3) |
100 |
54 |
82 |
42,6 |
46,3 |
48,3 |
C2 |
7 (94,4) |
82 |
56 |
106 |
56,7 |
47,5 |
68,1 |
C4 |
7 (29,4) |
88 |
64 |
96 |
56,7 |
47,5 |
68,1 |
En la tabla 1 se aprecia que no existió diferencia en el tiempo de germinación, pero el porcentaje de germinación tuvo valores diferentes. En la canaleta C4 se obtuvo un valor bajo, debido fundamentalmente a la baja homogeneidad de la mezcla del sustrato y al hecho de que el abono orgánico no tenía la calidad requerida.
El comienzo de la floración se manifestó igualmente dentro y fuera de la cámara. Para un DDG = 36 en todas las canaletas se presentaron esbozos florales. La floración en el interior de la cámara reportó un retraso y se observó que el porcentaje de floración a los
50 días era menor entre 12 y 18 %, cuando la canaleta exterior ya había llegado a 100 %. Esto contribuyó a que el tiempo de fructificación también se extendiera un poco más, entre 2 y 10 días para las canaletas C2 y C4, respectivamente, con relación a la canaleta de control, y la canaleta C4 tuvo mayor diferencia, pero también fue la de mayor crecimiento.
En cuanto al tamaño promedio de los frutos se observó una diferencia marcada en el diámetro polar (aproximadamente 14 mm) y el peso promedio fue de 19,8 g; se destaca que los resultados obtenidos en las dos canaletas interiores fueron similares (Fig.1).

Fig. 1. Comportamiento de la longitud del tallo en función del tiempo.
Como se puede apreciar en la figura 1, las diferencias en la longitud entre las plantas que estaban dentro de la cámara (C2 y C4) con la de control (C0) no son significativas hasta el DDG = 25, cuyo valor está alrededor de los 2 cm. A partir de aquí se puede observar un incremento de la diferencia de longitudes entre ambos grupos, con valores de alrededor de 8 cm para DDG = 54 y alcanzando un máximo de alrededor de 75 cm para DDG = 82.
Se observa, asimismo, una ligera diferencia de longitudes entre C2 y C4 de 5 cm para
DDG = 54 y de 17 cm para DDG = 82. Pero en este aspecto debe profundizarse en próximos experimentos, ya que los valores promedio de longitudes se obtuvieron a partir de cinco plantas seleccionadas por cada canaleta (deben considerarse todas las plantas en cada canaleta, para tener una valoración más exacta de la influencia de la sombra y de la temperatura).
Los resultados obtenidos para los cultivos de zanahoria y remolacha se muestran en la tabla 2.
Tabla 2. Parámetros de crecimiento de las zanahorias
y remolachas en centímetros y gramos
Número
de
canaleta |
Número promedio
de hojas |
Longitud máxima
promedio
de hojas |
Longitud
promedio
de las
hojas |
Longitud
promedio de la raíz |
Diámetro máximo promedio de la raíz |
Peso promedio
de la raíz |
C1
Zanahoria |
9 |
75,8 |
55,4 |
10,3 |
3,1 |
45,6 |
C5
Remolacha |
15 |
51,6 |
41,7 |
7,6 |
4,8 |
36,4 |
Estos dos tipos de hortalizas se cultivaron con las mismas condiciones de cultivo establecidas para el tomate. En este caso la prueba principal fue la obtención de una respuesta de las plantas y la demostración de que podían desarrollarse en estas condiciones de iluminación, radiación solar, temperatura y humedad. Estos valores no son representativos para hacer estudios y conclusiones de productividad.
En la tabla 3 se muestran los valores que se obtuvieron para la habichuela.
Tabla 3. Parámetros controlados de la habichuela (días y cm)
DDG |
10 |
14 |
21 |
25 |
32 |
36 |
39 |
Longitud del tallo |
11,05 |
18,96 |
24,82 |
26,62 |
38,9 |
77,4 |
102,2 |
Además, el tiempo de germinación en este caso fue de 4 días; el tamaño promedio de las vainas, de 30,6 cm, y el número promedio de semillas por vaina, de 12.
Conclusiones
1. La respuesta biológica de las especies cultivadas en el período de validación del prototipo de veranero de 36 m2, puesto en marcha en el polígono del CIES, fue positiva y aportó datos de interés para las investigaciones de la variedad de tomate INCA-33.
2. La etapa experimental que se reporta avala al veranero como cámara de clima controlado en condiciones de clima tropical húmedo como el cubano.
Bibliografía
Bérriz, L.; L. Vázquez y M. Álvarez. «Controled climate chambers using solar energy to agricultural applications for tropical countries». World Renewable Energy Congress. Proceedings. Vol. III. Denver, Colorado, USA. 15-21 de junio de 1996. Editado por A. A. M. Sayigh. Pergamon. pp. 1876-1879.
-------------------.«Veranero para el cultivo de vegetales en clima tropical. Propuesta de desarrollo». Informe del CIES, marzo de 1992.
-------------------.«Veranero para el cultivo de vegetales en clima tropical. Principios básicos y concepción general». Informe del CIES, octubre de 1992.
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