Copiado del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales de Ontario. Autores originales: Andrew Bootsma, especialista en recursos agrometeorológicos de Agricultura Canadá; D. Murray Brown, Departamento de Ciencias de los Recursos Terrestres de la Universidad de Guelph [1]
Contenido
Abstracto
Los daños a los cultivos causados por las temperaturas heladas provocan pérdidas de rendimiento en algún lugar de Ontario todos los años. Estos daños van desde la pérdida de la alfalfa por el frío en primavera hasta la pérdida de tomates en un huerto familiar en otoño. Algunas de estas pérdidas se pueden prevenir. Existen varios métodos diferentes para prevenir los daños causados por las heladas en los cultivos. Es importante que los productores los conozcan para poder evaluar qué procedimientos son factibles y económicos para combatir los daños causados por las heladas. Esta hoja informativa proporciona información sobre los distintos métodos de prevención de las heladas que existen.
Los métodos se describen en términos de técnicas activas y pasivas. Los métodos activos son aquellos que se utilizan cuando existe peligro de heladas e incluyen técnicas como la aplicación de calor y la cobertura con cultivos. Los métodos pasivos son aquellos que se utilizan mucho antes de la helada e incluyen la programación adecuada de la siembra y la cosecha dentro del período seguro libre de heladas, la selección adecuada de cultivos y campos, entre otros. Se analizarán con más detalle ejemplos específicos de ambos métodos.
Los términos helada y congelación se utilizan a menudo indistintamente. En esta hoja informativa, la palabra congelación se utilizará para las condiciones de temperatura bajo cero que causan daños a los cultivos y tiene el mismo significado que "helada letal". La palabra helada se referirá a la condición que existe cuando las temperaturas del aire caen al punto de congelación del agua (0 °C), o menos, pero que puede o no provocar daños por congelación a los cultivos.
Tipos de heladas
Las heladas se clasifican con frecuencia como advectivas o radiactivas, según las condiciones atmosféricas en las que se producen. Una helada advectiva se produce cuando el aire frío de otra región se desplaza hacia una zona y los vientos siguen siendo relativamente fuertes. Las heladas radiactivas se producen localmente y se producen únicamente durante las noches despejadas y tranquilas (véase la hoja informativa de OMAFRA sobre el comportamiento de las heladas en Ontario, Agdex 079, Orden n.º 85-055).
Efectos de las temperaturas bajo cero en los cultivos
Para evaluar adecuadamente el beneficio de los métodos de prevención de heladas es necesario comprender el efecto de las temperaturas bajo cero en los cultivos en cuestión. Algunos efectos son bien conocidos, mientras que otros son menos claros y requieren más investigación. La temperatura mínima (conocida como temperatura "crítica") que se debe alcanzar antes de que se produzcan daños puede verse influida por muchos factores. Entre ellos se incluyen la especie de planta, la variedad, la etapa de crecimiento o desarrollo, el vigor de la planta, las condiciones del suelo, la cobertura de la superficie; la intensidad y duración de las heladas; las condiciones de deshielo, las condiciones de nubosidad y viento durante las heladas; y otros.
Muchas plantas tienen menos resistencia a las heladas cuando alcanzan la madurez que durante las primeras etapas de crecimiento. Una planta sana y en crecimiento suele resistir mejor las heladas que una planta débil.
Las temperaturas críticas necesarias para que se produzcan daños pueden variar según el tiempo que permanezcan las temperaturas por debajo del punto de congelación. Por ejemplo, los brotes de los árboles frutales pueden resultar dañados si se exponen a -20 °C durante más de 24 horas, pero pueden sobrevivir si se exponen a -60 °C durante menos de 2 horas. Por lo tanto, la temperatura crítica para una helada radiactiva que dura solo unas horas a primera hora de la mañana puede ser inferior a la de una helada advectiva que puede continuar incluso durante las horas del día.
Las condiciones de descongelación suelen afectar el grado de daño después de una helada. Por ejemplo, se sabe que las hojas de tabaco que se descongelan gradualmente después de la congelación sufren menos daños que si la descongelación es rápida.
El efecto de las temperaturas heladas sobre los cultivos varía. En algunos casos, se produce una pérdida total de las partes de la planta afectadas. Por ejemplo, las flores de manzano congeladas no producen frutos. En otros casos, solo se produce una disminución del rendimiento o la calidad. Si las hojas de las patatas se congelan prematuramente, el resultado será solo una pérdida parcial del rendimiento o la calidad de los tubérculos. Una helada prematura puede afectar tanto al rendimiento como a la calidad del maíz para ensilado y de los cereales, así como a otros cultivos de cereales. A veces, una helada puede provocar una disminución de la capacidad de almacenamiento de un cultivo. Por ejemplo, las patatas parcialmente congeladas pueden descomponerse antes durante el almacenamiento y también provocar el deterioro de otros tubérculos sanos. La rentabilidad o no de los métodos de prevención de las heladas dependerá en gran medida de la cantidad de pérdida de rendimiento o calidad del cultivo que se produzca como consecuencia de una helada. Por lo tanto, los productores deben ser muy conscientes de los efectos de las temperaturas bajo cero sobre sus cultivos.
La Tabla 1 indica las temperaturas críticas aproximadas para algunos cultivos que se cultivan en Ontario. Estas son las temperaturas del cultivo, no las que se muestran en una pantalla meteorológica a 1,5 metros por encima del suelo. Tenga en cuenta que la temperatura del cultivo puede estar por debajo del punto de congelación aunque la temperatura que se muestra en la pantalla meteorológica esté varios grados (C) por encima del punto de congelación. (Lo contrario también es común para cultivos como los tubérculos de papa que se encuentran debajo de la superficie del suelo).
Protección contra congelamiento: métodos pasivos
Los métodos pasivos que se utilizan mucho antes de que se produzca el peligro de congelación son probablemente los más económicos y eficaces. Algunos de ellos son puramente de sentido común y ya se utilizan ampliamente, pero no por ello deja de ser útil enumerarlos. A continuación se presentan algunos ejemplos de métodos pasivos que se pueden utilizar.
- Selección del sitio La tierra seleccionada para cultivar un cultivo sensible a las heladas debe tener un período adecuado sin heladas. Para cultivos de alto riesgo, evite los campos bajos donde el aire frío tiende a drenar y quedar atrapado. Los cortavientos densos, las áreas boscosas, los terraplenes de las carreteras u otras obstrucciones pueden dar lugar a "charcos" de aire frío al impedir que el aire frío baje por las laderas. Por lo tanto, el riesgo de congelación por encima de tales obstrucciones puede aumentar. Sin embargo, el riesgo de congelación de las áreas de tierra debajo de los cortavientos situados a lo largo de una pendiente puede reducirse ya que el movimiento del aire frío desde terrenos más altos se evita parcialmente. Los cinturones de protección ubicados correctamente pueden crear un clima más favorable que promoverá la maduración temprana de los cultivos amantes del calor y, por lo tanto, reducirá el riesgo de daños por congelación en el otoño. Los lugares cercanos a grandes masas de agua suelen ser menos propensos a las heladas, ya que las masas de aire sobre el agua se enfrían menos rápidamente por la noche que sobre la tierra. Las áreas costeras con frecuencia experimentan brisas terrestres por la noche que ayudan a prevenir las heladas. La plantación de huertos en laderas orientadas al norte ha ayudado a retrasar la floración hasta que haya pasado el peligro de heladas en algunas áreas. Los productores deben conocer el riesgo de heladas primaverales y otoñales en su zona y estar al tanto de las variaciones que pueden esperarse en sus explotaciones. En otra hoja informativa de OMAFRA, The Behavior of Frost in Ontario, Agdex 079, se han descrito los patrones típicos de temperatura que existen tanto en dirección horizontal como vertical sobre los cultivos en diferentes tipos de situaciones de heladas. Lo ideal es saber cuándo es probable que las partes susceptibles de la planta alcancen las temperaturas críticas necesarias para que se produzcan daños. Si bien se puede obtener mucha información a través de la experiencia, a veces puede ser útil realizar mediciones de la temperatura mínima en varios lugares de la explotación, en particular si el terreno es montañoso o si la explotación está cerca de un lago. Los registros de temperatura también pueden ser útiles para ajustar los pronósticos de temperatura mínima a las condiciones de la explotación. La información de las estaciones climáticas cercanas a menudo puede ser útil para determinar el riesgo de heladas, aunque la estación no siempre represente con precisión las condiciones de la explotación. En general, es mejor buscar la ayuda de un meteorólogo o climatólogo agrícola experimentado si se van a recopilar e interpretar datos de temperatura.
- Desbroce del terreno El aclarado de setos o el desbroce de zonas boscosas pueden reducir en ocasiones el riesgo de heladas en terrenos en pendiente al permitir que el aire frío se escurra hacia zonas más bajas. Es preferible buscar asesoramiento profesional antes de intentar este método, ya que en ocasiones puede aumentar el riesgo de heladas por debajo del cortavientos. En los pequeños claros de los bosques, el riesgo de heladas aumenta con el tamaño del claro hasta aproximadamente una hectárea. Sin embargo, a medida que los claros se hacen más grandes que unas pocas hectáreas, el riesgo de heladas suele reducirse al permitir un mayor movimiento del aire.
- Manejo de cultivos Seleccione especies y variedades de cultivos que maduren dentro del período disponible sin heladas. Por ejemplo, al cultivar maíz para grano, se deben seleccionar híbridos que alcancen la madurez antes de las heladas devastadoras. Si las heladas de primavera son una amenaza para las flores de las fresas, puede resultar útil cultivar variedades de floración tardía o retrasar la eliminación del mantillo de paja. Los manzanos enanos pueden verse más afectados por las heladas que las variedades más altas, ya que las capas de aire cerca del suelo tienden a ser más frías que en los niveles más altos durante las noches con heladas.
- Plante y coseche cultivos sensibles a las heladas dentro del período libre de heladas disponible en su granja. Plante lo suficientemente temprano para garantizar que los cultivos maduren antes de que se produzcan las heladas devastadoras en el otoño. Puede ser ventajoso asumir un riesgo ligeramente mayor en primavera que en otoño con algunos cultivos que se pueden replantar si se producen daños por heladas. Plante alrededor de una fecha de riesgo relativamente bajo (por ejemplo, una que daría lugar a daños por heladas en menos de 1 año de cada 10, o un riesgo del 10 %) en lugar de la fecha promedio que daría lugar a daños en 5 años de cada 10 (riesgo del 50 %). Si es deseable plantar antes de que pase el riesgo de temperaturas heladas en primavera para captar mercados tempranos y de precios más altos, entonces plante solo las hectáreas que se puedan proteger con uno de los métodos activos de prevención de heladas. Conozca el riesgo de sufrir heladas en primavera y otoño en el campo en el que se cultiva el cultivo. Algunas plantas se pueden endurecer para soportar las heladas exponiendo las semillas o las plántulas jóvenes a condiciones de temperatura variables, aunque gran parte de este trabajo todavía está en la etapa experimental. Las plantas de invernadero suelen endurecerse mediante la exposición a condiciones externas antes de trasplantarlas al campo. Se ha demostrado que el tratamiento de las semillas con determinados productos químicos aumenta la resistencia de algunas plantas. La aplicación de cantidades adecuadas de los nutrientes necesarios también puede ayudar a mantener la resistencia de las plantas.
- Manejo del suelo La condición del suelo afectará el riesgo de daño por congelamiento tanto a las partes de la planta que están por encima como por debajo del suelo. Las superficies de suelo sueltas reducen la conducción de calor a la superficie durante la noche y, por lo tanto, tienden a tener temperaturas superficiales más bajas que los suelos compactados. Por lo tanto, es aconsejable no cultivar el suelo justo antes de que se espere una helada mortal si es necesario proteger las partes de la planta cercanas al suelo.
La humedad del suelo tiene algunos efectos contraproducentes. Los suelos excesivamente húmedos obtienen menos energía térmica durante el día, ya que una mayor parte de la energía del sol se destina a evaporar la humedad. Esto puede reducir el calor disponible para el cultivo durante la noche. Por otro lado, los suelos excesivamente secos son peores conductores del calor y pueden almacenar menos calor, por lo que dan lugar a un mayor riesgo de heladas. Un suelo de turba seco es un conductor térmico particularmente deficiente y tiene una capacidad de almacenamiento de calor muy baja, por lo que las temperaturas mínimas nocturnas sobre dichas superficies pueden ser considerablemente más bajas que sobre los suelos minerales. Es posible mejorar las características térmicas del suelo de turba mediante la adición de tierra mineral.
Los mantillos sobre la superficie del suelo aumentan el riesgo de heladas al actuar como aislantes. El suelo absorbe menos calor durante el día y lo libera menos durante la noche. Sin embargo, los mantillos pueden ayudar a evitar los daños por heladas si cubren completamente las partes sensibles de la planta. Retrasar la eliminación de los mantillos de paja de las fresas en primavera puede ayudar a retrasar la fecha de floración más allá del momento en que existe peligro de heladas. Sin embargo, la paja también retrasará el calentamiento del suelo y, si permanece debajo de las flores en el momento de las heladas, aumentará el riesgo de daños.
Los cultivos de cobertura bajo los huertos frutales actúan de manera similar a los mantillos y, por lo tanto, pueden aumentar el riesgo de heladas. Sin embargo, pueden tener otros efectos beneficiosos, como la reducción de la erosión del suelo, que compensan el factor de riesgo de heladas.
Cubrir las partes de la planta que se encuentran debajo de la superficie del suelo con una capa de tierra es una forma de protegerlas contra las heladas. Las papas bien aporcadas son menos propensas a sufrir daños por heladas en los tubérculos que si los aporcados están mal formados. Los suelos secos se enfrían más rápidamente cerca de la superficie y, por lo tanto, agregar humedad al suelo a veces puede ayudar a reducir el riesgo de daños por heladas en los tubérculos.
Si bien las prácticas de manejo del suelo pueden brindar solo unos pocos grados (C) de protección, incluso esta pequeña cantidad podría afectar las fechas de congelación en 1 a 2 semanas o más, y en algunos casos podría significar la diferencia entre una pérdida total del cultivo y un daño relativamente pequeño.
Vale la pena adoptar los métodos pasivos de protección contra las heladas antes mencionados, ya que los métodos activos no son necesarios en la mayoría de las temporadas porque estos últimos son caros y solo se pueden permitir cuando el cultivo tiene un alto valor por unidad de área.
Protección contra el congelamiento: métodos activos
La protección activa se lleva a cabo justo antes y durante la aparición de las heladas, después de que se haya emitido una advertencia en el pronóstico meteorológico. Normalmente, solo son eficaces en condiciones de heladas radiactivas, cuando los vientos son suaves o calmados, y son más adecuadas en zonas bajas propensas a las heladas. Las heladas advectivas normalmente no se pueden prevenir con medios activos.
Es muy importante tener buenas previsiones de las temperaturas mínimas en la explotación y de las condiciones del viento para una protección activa contra las heladas. Además, es necesario conocer las temperaturas críticas que provocan daños a los cultivos. Los agricultores deben conocer las variaciones de temperatura nocturnas que se producen en sus tierras y qué campos son más propensos a las heladas, de modo que se puedan tomar medidas en esos campos primero. El concepto básico de estos métodos es muy sencillo. Dependen de la reducción de la pérdida de calor de la superficie, agitando el aire para romper la inversión térmica o añadiendo calor para mantener la temperatura por encima del punto de peligro.
Para determinar si es rentable invertir en equipos, materiales y mano de obra para la protección activa contra las heladas, se deben tener en cuenta muchos factores, como el grado de riesgo, la duración y la gravedad probables de las heladas, el valor del cultivo y la eficacia del método que se utilizará. A continuación se describen algunos de los métodos activos.
- Cobertura Este método reduce la pérdida de calor de la superficie. Los jardineros domésticos y los cultivadores de pequeñas superficies de cultivos comerciales de bajo crecimiento a menudo utilizan materiales como mantillo de paja, cajas, papel alquitranado, plástico, etc. para reducir la pérdida de calor de la superficie. El costo de los materiales, su almacenamiento y el tiempo y la mano de obra necesarios para colocar las cubiertas son los principales inconvenientes de este método para grandes áreas de cultivos. También se han utilizado espumas experimentalmente para proteger las plantas, pero los materiales y aplicadores no están fácilmente disponibles a nivel comercial. Algunos materiales son más eficaces para reducir la pérdida de calor por radiación que otros. El plástico transparente puede transmitir algo de radiación de onda larga, mientras que las cubiertas oscuras y opacas no lo hacen. Cualquier cubierta es eficaz para reducir la pérdida de calor por convección. Cuando se colocan cubiertas, en particular materiales delgados como plásticos, se debe tener cuidado para evitar el contacto con la planta para reducir la pérdida de calor por conducción, ya que la temperatura de la superficie expuesta suele ser inferior a la del aire debajo de ella. Los mantillos de paja deben cubrir todas las partes de la planta, ya que las hojas que sobresalen son más susceptibles a sufrir daños por congelación. Los mantillos debajo de las plantas evitan que el calor que sale del suelo por la noche llegue a ellas y, por lo tanto, dan como resultado temperaturas más bajas para las plantas. Las cubiertas deben retirarse durante el día, ya que la humedad del aire sería mayor debajo de la cubierta y esto aumentaría el peligro de ciertas enfermedades de las plantas.
- Niebla o humo Las nubes y la niebla son bien conocidas por su capacidad para reducir la pérdida de calor por radiación de la superficie. El humo de los recipientes para el humo o de los neumáticos quemados o de los desechos y la niebla de las boquillas de agua fina se han utilizado en los intentos de reducir esta pérdida de calor. Dado que es difícil mantener el humo sobre la zona de cultivo sensible y producir gotas del tamaño óptimo para interceptar la radiación de onda larga, este método no es muy eficaz. Además, nuestras leyes ambientales ahora prohíben el uso de este método, cuando hay humo de por medio.
- Máquinas de viento Durante las heladas que se producen en noches tranquilas y despejadas, la capa de aire cercana al suelo es más fría que el aire de arriba. Esto se conoce como inversión térmica. A veces se utilizan máquinas de viento o helicópteros para llevar el aire más cálido hasta el nivel del cultivo para reemplazar la capa de aire frío en la superficie. Este método puede ser eficaz cuando hay grandes diferencias de temperatura entre las capas de aire cercanas a la superficie y las que se encuentran más arriba. Los costos de equipo y de operación son altos. La efectividad varía en un rango de 1 a 4 grados C.
- Aspersión Una tasa muy baja de aplicación de agua a través del riego puede ser eficaz para prevenir daños por congelación a través de la liberación de calor durante el enfriamiento y la congelación. Se ha informado de protección contra temperaturas de congelación tan bajas como -60 °C para cultivos de bayas y vides de bajo crecimiento, cuando se aplicó de 1,5 a 2,5 mm por hora de agua. La aspersión del cultivo debe comenzar con el inicio de las condiciones de congelación y mantener una película de agua de forma continua hasta que las temperaturas hayan subido por encima del nivel de congelación (0 °C). Si la aspersión se interrumpe prematuramente, se extraerá calor de las hojas para derretir el hielo y se pueden producir daños por congelación. Este método crea otro problema si la helada dura demasiado tiempo, porque las plantas deben poder soportar el peso adicional del hielo que se acumula en las hojas y las ramas. Una previsión de la duración que se espera que las temperaturas permanezcan por debajo del punto de congelación es muy útil cuando se utiliza este método. A pesar de los problemas, este método ha demostrado ser eficaz para cultivos de bajo crecimiento como fresas, tomates, frijoles, pepinos, pimientos y calabazas, así como cultivos de vides y árboles frutales. Es importante reconocer que este método sólo evita que la temperatura de la planta protegida caiga por debajo del punto de congelación. No calienta las partes de la planta ni aumenta la temperatura del aire de manera apreciable. Además, los aspersores deben proporcionar una cobertura constante y uniforme. Existe controversia sobre el uso del riego como método de protección antes de la aparición de heladas. La humedad adicional tiene los efectos beneficiosos de aumentar la capacidad del suelo para almacenar calor y mejorar la conducción del calor a la superficie. Sin embargo, el calentamiento del suelo durante el día se reduce porque el aumento de la evaporación consume energía térmica. La humedad también puede cambiar la temperatura crítica que se necesita para causar daños por congelación a un cultivo. Dado que existen factores que lo contrarrestan, no se puede hacer una recomendación general.
- Calefacción Este método tiene como objetivo añadir suficiente calor a la capa de aire que rodea el cultivo y a través del calor radiante al cultivo para mantener la temperatura por encima del punto de congelación. Muchos calentadores pequeños espaciados uniformemente por todo el cultivo son los más eficaces para lograr esto. Los fuegos o calentadores grandes crean un "efecto chimenea" y atraen aire frío hacia la superficie, lo que puede crear condiciones más frías en partes del área del cultivo (Figura 1). Los costos de combustible son altos, ya sea que se utilicen ladrillos de combustible sólido, calentadores de petróleo o gas propano. Los costos de capital y mano de obra se suman al gasto y, por lo tanto, solo los cultivos que tienen un valor muy alto por unidad de área pueden protegerse de las heladas utilizando este método. Los cultivos más altos, como las uvas y los árboles frutales, se protegen de manera más efectiva. Los mejores resultados se obtienen cuando el aire está en calma, de modo que existe una inversión de temperatura pronunciada. Este método puede proporcionar protección contra las heladas a temperaturas tan bajas como -4 °C.
Resumen
Los cultivos pueden protegerse de los daños causados por las heladas mediante la selección adecuada del sitio y determinadas prácticas de manejo del suelo y del cultivo (métodos pasivos) o tomando medidas cuando se emiten avisos de heladas. En este artículo se describen los diversos métodos pasivos y activos de prevención de las heladas. Se definen los términos helada y congelación y las condiciones atmosféricas en las que se puede adoptar una prevención activa de las heladas. No se incluye ningún análisis de los aspectos económicos de la prevención de las heladas.
