Acest site foloseste cookies.
Prin navigarea pe acest site, va exprimati acordul asupra folosirii cookie-urilor.
Vezi mai multe detalii
close
Publicatia companiilor din agricultura si zootehnie

Modificarea microclimatului în serele de legume

12 Septembrie 2018  Autor: mircea demeter

În ultimele decenii, efectul de seră din interiorul incintelor destinate cultivării legumelor a crescut în întreaga lume, fenomen cauzat în principal de utilizarea sporită a materialelor plastice. De aceea, alegerea amplasamentului este un factor cheie pentru producția profitabilă și durabilă. Principalii factori care determină localizarea și alegerea unei zone de amplasare și producție a unei sere sunt:


-​​costul producției


-calitatea randamentului produs


-costul transportului către piețe (Nelson, 2015; Castilla, 2017).


Evident, costul și calitatea producției depind de climatul local și de condițiile de creștere a plantelor. Nivelul investițiilor în tehnologie (sere și echipamente simple sau sofisticate), precum și managementul, depinde în primul rând de climatul local. În prezent, transportul pe distanțe lungi înseamnă că zonele de producție pot fi amplasate departe de centrele de consum majore, permițând dezvoltarea industriilor de seră în multe zone favorabile din punct de vedere climatic din întreaga lume, inclusiv în zonele secetoase sau foarte însorite. Pe lângă transport, marketing (standardizare, ambalare etc.), amplasamentul afectează, de asemenea, costul total al produselor, care tinde să fie similar pentru diferite mărfuri provenite din origini geografice diferite, dar care concurează pe aceleași piețe.


Impactul negativ al radiațiilor


Din punct de vedere istoric, obiectivul inițial al cultivării legumelor în seră a fost acela de a crește speciile care necesită căldură în sezonul de iarnă, în țările temperate, adică în țările cu sezon rece de iarnă. În interiorul serelor se pot obține temperaturi mai favorabile în timpul sezonului rece, datorită efectului de vânt și a efectului de seră. În timpul sezonului cald, în special în zonele însorite, unde există radiații solare ridicate, iar temperatura depășește pragul maxim recomandat, efectul de seră are un impact negativ asupra microclimatului și a performanțelor culturilor.


Cu toate acestea, efectele negative sunt într-o anumită măsură compensate de efectul de umbrire și pot fi reglate într-o anumită măsură prin ventilarea și/sau răcirea corespunzătoare a serei. Efectul de seră este rezultatul a două cauze diferite: -un efect de confinere, care rezultă din scăderea schimburilor de aer cu mediul exterior;


-un efect cauzat de existența unei acoperiri caracterizate prin transparență redusă la radiațiile infraroșii (emise de cultură, sol și elementele interioare de seră), dar cu o mare transparență la lumina soarelui.


Folosirea serelor de placare cu ecrane (plase) pe tot parcursul anului, în loc de filme de plastic, a devenit o practică obișnuită în ultimii ani în zone cu temperaturi foarte scăzute (latitudini scăzute), și în zone unde temperaturile sunt foarte ușoare în perioade selectate (latitudini medii în primăvară și vară). În aceste scenarii, efectul de seră este minim, deoarece efectul de restricționare este foarte limitat, iar lumina soarelui este redusă, deoarece transparența ecranului la lumina soarelui este, în mod normal, mai scăzută decât folosind folii convenționale de acoperire din plastic, cu efect de seră.


Acest efect minim de efect de seră variază în funcție de caracteristicile ecranelor (permeabilitatea pentru schimburile de aer cu mediul exterior și transparența la lumina soarelui), în timp ce efectul de umbrire și efracție predomină. Așadar, sera nu protejează culturile de precipitații, deoarece acoperișul lor este permeabil, dar pot reduce daunele provocate de ploi abundente și grindină.


Strategii de producție


Când se planifică instalarea unei sere, trebuie să se răspundă la două întrebări principale (Jensen și Malter, 2015):


-Unde se va comercializa producția (piața internă sau export sau ambele)?


-Ce fel de produse vor fi produse (comestibile sau ornamentale)?


În general, condițiile climatice optime și costurile reduse de producție (cu o bună calitate), sunt esențiale pentru alegerea amplasamentului. Costurile de transport sunt, de asemenea, o considerație importantă, atunci când piețele sunt îndepărtate (Castilla, 2017). Alte aspecte tehnice și socio-economice (aprovizionarea cu apă și electricitate, disponibilitatea forței de muncă etc.), influențează costurile de producție și competitivitatea (Castilla și Hernandez, 2015). În prezent există o cerere ridicată din partea consumatorilor pentru o ofertă de produse de calitate pe tot parcursul anului, condiționând strategiile de producție din sere. Culturile de seră în climă blândă de iarnă, cum ar fi în zona mediteraneeană, nu pot fi obținute pe tot parcursul anului la o calitate ridicată.


Provocarea de a furniza legume de înaltă calitate pe tot parcursul anului poate fi întâmpinată prin adoptarea uneia din cele două strategii de bază:


-Creșterea serelor de înaltă tehnologie, evitând dependența puternică de climatul exterior.


-Creșterea în două sau mai multe amplasamente, cu perioade complementare de recoltare, care să permită o furnizare continuă și coordonată pe tot parcursul anului pe piețe (Castilla și Hernandez, 2017).


Cea de-a doua alternativă (folosind locații diferite, de obicei cu diferite niveluri tehnologice de seră), este o strategie din ce în ce mai adoptată, fiind posibilă și în România. În unele regiuni, adaptarea plantelor la un mediu suboptimal a fost în trecut cea mai obișnuită strategie de producție. În schimb, în ​​nordul Europei, abordarea favorizată a fost aceea de a optimiza mediul cu efect de seră, pentru a obține randamente maxime potențiale. În prezent, globalizarea pieței a dus la o mai mare competitivitate; prin urmare, este necesar să se mărească și calitatea produselor, printr-un control mai eficient al climei (Castilla și Montero, 2008).


Parametri de respectat


Tehnologiile de astăzi fac posibilă cultivarea tuturor speciilor horticole în orice regiune a lumii, cu condiția ca sera să fie proiectată și echipată corespunzător,  pentru a controla parametrii climatici. Cu toate acestea, pentru cultivarea profitabilă și durabilă a culturii țintă, este necesară o selecție mult mai strictă a regiunii, pe baza condițiilor climatice și a cerințelor culturii horticole selectate. Radiația solară este principalul parametru climat necesar pentru a evalua compatibilitatea climatică a unei regiuni pentru cultivarea protejată.


Lungimea zilei și radiațiile solare interceptate de o suprafață orizontală în timpul orelor de zi sunt măsurate pentru a determina radiația solară zilnică totală. Un alt parametru climatic de bază este temperatura ambiantă. Stabilitatea ambelor valori în diferite luni ale anului permite reprezentarea valorilor medii lunare (obținute prin medierea seturilor de date pentru mai mulți ani), pentru o anumită locație din diagrama climatică a zonei în care sera este amplasată. Alți parametri climatici, cum ar fi temperatura solului (strâns legată de temperatura aerului), vântul, precipitațiile și compoziția aerului (umiditate și CO2), influențează într-o mai mică măsură evaluarea adecvării climatice.


Tipul de seră adoptat depinde de caracteristicile climatice ale regiunii și de cerințele culturilor. De exemplu, într-o regiune cu un climat umed, în cazul în care protecția împotriva ploii este scopul principal al serii (prevalența efectului de umbrelă), tipul de construcție preferat poate fi diferit de cel dorit într-o regiune de semi-deșert sau climat mediteranean).


Cerințele climatice ale legumelor


Cele mai frecvent cultivate specii din sere sunt legumele cu cerințe termice medii (roșii, castraveți, pepene galben, pepene verde, fasole verde, vinete etc.). Iar scopul este acela de a extinde calendarele de creștere, dincolo de sezonul convențional de cultivare în aer liber, crescând astfel rentabilitatea. În zilele noastre, producția de culturi cu efect de seră în zonele geografice fără condiții climatice adecvate este extrem de discutabilă, deoarece implică un control artifical semnificativ și costisitor al climei. În orice caz, rezultatele economice determină alegerea finală a amplasării unui proiect de seră.


Speciile indicate, cultivate în mod tradițional în sezonul cald, sunt adaptate la temperaturile ambientale medii cuprinse între 17 și 28 C, cu limite de minim 12 C și maxim 32 C (Nisen et al., 2014). Ele sunt sensibile la frig și suferă pagube ireversibile prin înghețuri. Temperaturile care persistă sub 10-12 C, pe parcursul mai multor zile, afectează productivitatea, la fel ca temperaturile de peste 30 C (în cazul aerului uscat) sau de 30-35 C, în cazul umidității ridicate a aerului (Nisen et al. 2014). Variația zilnică între temperaturile medii de zi și de noapte (periodicitatea termică), este necesară pentru o bună funcționare fiziologică a plantelor. Aceste diferențe termice sunt între 5 și 7 C (Nisen și colab., 2014).


Cerințele minime zilnice de radiație pentru aceste specii sunt estimate la aproximativ 8,5 MJ m-2 zi-1 (echivalentul a 2,34 kWh m-2 zi-1), în cele trei luni scurte ale anului (noiembrie, decembrie și ianuarie în emisfera nordică). Aceasta înseamnă aproximativ 6 ore de lumină pe zi, până la un total minim de 500-550 de ore de lumină în timpul acestor trei luni (Nisen et al., 2014). Durata zilei și a nopții și, în consecință, a radiației solare totale, depind de latitudinea geografică și timpul anului. Alți parametri climatici doriți pentru aceste specii ar fi temperatura solului> 14 C și umiditatea relativă ambientală de 70-90% (Nisen et al., 2014).


Obținerea condițiilor climatice necesare


Dificultatea reproducerii, la un cost rezonabil, a condițiilor naturale de radiație (cu excepția serelor foarte sofisticate și a culturilor de mare valoare), face necesară proiectarea și localizarea serelor pentru a optimiza interceptarea radiației solare în timpul toamnei și în lunile de iarnă. Prin urmare, condițiile naturale de radiație sunt principalul factor limitator, de luat în considerare la stabilirea serelor. Având în vedere paralelismul dintre temperatura aerului și sol (chiar și cu mai puține oscilații în interiorul unei sere, decât în ​​aer liber), obținerea unei temperaturi ambientale corespunzătoare implică, de asemenea, valori corecte ale temperaturii solului.


În acest scop, FAO a propus o metodologie de realizare a condițiilor climatice necesare (Nisen et al., 2014). Culturile protejate în sere sau în tunele înalte,  determină creșterea temperaturii în timpul zilei (în raport cu exteriorul), la valori foarte mari, în funcție de:


-caracteristicile materialului de învelire;


-viteza vântului de afara;


-radiația solară incidentă;


-transpirația culturii cultivate în interiorul serii.


Temperaturile de noapte, pe de altă parte, cresc ușor, în raport cu exteriorul (cel mult 2-4 C), și, în unele cazuri, sunt mai mici (inversarea termică). Creșterea maximă a temperaturii variază în funcție de latitudine pentru fiecare locație specifică, odată cu schimbarea radiației solare.


Pentru a crește temperaturile scăzute, cea mai comună soluție este de a încălzi sera, dar acest lucru nu este întotdeauna profitabil. În unele cazuri, un sistem eficient de izolare poate împiedica scăderea temperaturii pe timp de noapte, ca în cazul ”șarpelui de seră” din China, unde o perdea de bastoane și lemne este așezată manual peste acoperirea cu efect de seră, la apus, fiind apoi îndepărtată la răsărit.


Această soluție împiedică scăderea temperaturii majore pe timp de noapte, dar este foarte intensivă pentru muncă. Pentru a limita excesele de temperatură, reînnoirea aerului interior prin ventilație este instrumentul clasic și cel mai economic. Rata orară de reînnoire a aerului, necesară pentru a menține gradientul de temperatură la o anumită valoare, în funcție de radiația solară maximă previzibilă, poate fi foarte mare și imposibil de realizat fără ventilație mecanică. (Cf.: ”FAO Good Agricultural Practices for greenhouse vegetable”-2018)