PO SIBLES A PLICAC IO NES FUTURAS DE LOS PLÊ

PONENCIA: POSIBLES APLICACIONES FUTURAS DE LOS PLçSTICOS EN
HORTICULTURA
Autor J.V. Maroto Borrego.
Catedr‡tico de Horticultura y Cultivos Herb‡ceos.
E.T.S.I.A. Univ. Polit. de Valencia.
C¼ de Vera,14. 46020. Valencia.
RESUMEN
Al margen de las aplicaciones tradicionales por las que los pl‡sticos se han
expandido ampliamente en la Horticultura del œltimo tercio del s. XX, las nuevas
situaciones surgidas tanto desde la perspectiva de los propios pocesos de elaboraci—n
de pol’meros, como de los nuevos conocimientos b‡sicos adquiridos y las nuevas
problem‡ticas de manejo de los cultivos, nos inducen a pensar que en un futuro se
desarrollar‡n ampliamente aspectos, como los que a continuaci—n se se–alan.
•
L‡minas mixtas que adem‡s de reunir en un mismo film propiedades
—pticas/agron—micas diferentes, resulten f‡cilmente degradables y en las que
los aditivos que mejoran sus propiedades, no resulten contaminantes para el
medio natural.
•
L‡minas o trenzados que proporcionen una protecci—n f’sica a los cultivos
frente a artr—podos, tanto por su car‡cter directo de plaga, como en su
calidad de transmisores de virosis, evitando o disminuyendo la realizaci—n de
tratamientos fitosanitarios convencionales con productos qu’micos.
•
L‡minas pl‡sticas coloreadas (fotoselectivas), en base principalmente a dos
tipos de usos:
− Reforzar la
transmisibilidad de las bandas luminosas refractadas
relacionadas con la eficiencia fotosintŽtica de los cultivos con miras a
incrementar la productividad de los mismos.
− Transmitir un espectro
luminoso
que o bien
sea
disuasorio
de
determinados artr—podos -que pueden o no ser vectores de virus o
micoplasmas-,
o
bien
inhibidor
del
desarrollo
de
diferentes
enfermedades- principalmente criptog‡micas.
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TEXTO COMPLETO DE LA PONENCIA
POSIBLES APLICACIONES FUTURAS DE LOS PLçSTICOS EN HORTICULTURA
Autor: J.V. Maroto Borrego
Catedr‡tico de Horticultura y Cultivos Herb‡ceos.
E.T.S.I.A. Univ. Polit. de Valencia
C¼ de Vera, 14. 46020. Valencia
1.- INTRODUCCIîN
La utilizaci—n masiva de los pl‡sticos se inici— en Espa–a, como en la
mayor parte del mundo, a partir de mediados de la dŽcada de 1960, y su introducci—n
supuso un fuerte cambio tecnol—gico principalmente en la Horticultura protegida de
‡reas clim‡ticamente templadas, ampliando en gran medida las potencialidades
productivas de estas zonas. Todo ello sin desde–ar las amplias repercusiones que tuvo
la introducci—n de piezas y elementos elaborados con pol’meros pl‡sticos en otros
sectores agron—micos, como el del riego, el de la maquinaria agr’cola, el de la
postrecolecci—n, etc, al proporcionar una mayor ligereza, una mayor versatilidad y en
general un costo m‡s asequible por parte de los agricultores.
Como ocurre en todos los ‡mbitos tecnol—gicos con el paso del tiempo a
las indudables ventajas que en su d’a se les adjudicaron a los pl‡sticos, se les han ido
a–adiendo nuevas prestaciones, tanto en un sentido adicional como en un ‡mbito
correctivo de algunos de los aspectos negativos en los que su utilizaci—n pod’a incurrir.
En este œltimo aspecto, los pl‡sticos no ha estado exentos de las cr’ticas de las
corrientes ecologistas en base principalmente a su dif’cil degradaci—n -una de las
razones importantes de las ventajas que entra–— su uso-, y al impacto ambiental que
ello supone.
En referencia a todo este tipo de situaciones vamos a enmarcar el
desarrollo de esta ponencia, tras hacer un resumen de lo que han sido las aplicaciones
tradicionales de los materiales pl‡sticos.
2.- APLICACIONES TRADICIONALES DE LOS PLçSTICOS
2.1.- Aplicaciones relacionadas con los ciclos productivos hort’colas
2.1.1.- Aspectos generales
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Como se ha indicado anteriormente, el empleo de los materiales pl‡sticos
ampli— las bases productivas de la Horticultura de ‡reas de inviernos templados, al
permitir a travŽs de la protecci—n clim‡tica que proporcionaban, un claro alargamiento
de los ciclos productivos en Žpocas en que no pod’an obtenerse cosechas con plenas
garant’as. En general a esta protecci—n se la suele relacionar con la inducci—n de una
mayor precocidad, pero tambiŽn suelen ser importantes los objetivos que se
persiguen en la consecuci—n de cosechas m‡s tard’as.
El ejemplo m‡s claro puede verse en la Horticultura espa–ola en lo
referente a la producci—n de tomates destinados a la exportaci—n. En una primera fase
el empleo de los pl‡sticos como cobertura de invernaderos ligeros en el E. y S.E. de la
pen’nsula IbŽrica iba destinado principalmente a una entrada en producci—n m‡s
precoz (con transplantes de noviembre-diciembre, para cosechar a partir de febrero)
sobre todo en el tomate asurcado, dadas las peculiares restricciones de la Žpoca (a–os
60 y 70 con reglamentaciones protectoras de la producci—n canaria de tomates lisos).
La campa–a de tomate liso peninsular se desarrollaba en el E. y S.E. al aire libre,
entre septiembre y enero, alarg ‡ndose o acort‡ndose m‡s o menos en funci—n de la
incidencia de bajas temperaturas. El desarrollo del cultivo bajo invernadero recubierto
de pl‡sticos (filmes
o
mallas)
en
este ciclo, aseguraba
clim‡ticamente esta
producci—n, alargando su periodo de recolecci—n y mejorando ostensiblemente la
calidad de los frutos, ya no expuestos a las inclemencias del tiempo (bajas
temperaturas, viento,..).
2.1.2.- Utilizaci—n en los sistemas de forzado o semiforzado
La
aplicaci—n
rese–ada
en
2.1.1.
se
efectu—
sustituyendo
o
complementando a los materiales que hasta entonces eran empleados para el forzado
o semiforzado.
En lo referente al forzado, las l‡minas pl‡sticas sustituyeron al vidrio como
cobertura de invernaderos, lo que permiti— el empleo de unas estructuras mucho m‡s
ligeras y por lo tanto menos costosas para el agricultor. La flexibilidad de las l‡minas
o placas pl‡sticas permiti— adem‡s el desarrollo de nuevos prototipos de invernaderos
con cubiertas de geometr’a curvada.
En lo concerniente al semiforzado, los materiales pl‡sticos sustituyeron o
complementaron a otros sistemas, como las espalderas, las estructuras de los
semilleros, las campanas de vidrio, los empajados del suelo, etc, expandiŽndose
ampliamente nuevos sistemas productivos de gran efectividad y versatilidad, como los
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acolchados y los tœneles bajos de gran interŽs y actualidad en la producci—n de
hortalizas diversas como pimientos, cucurbit‡ceas, fresones, etc.
El polietileno normal fue el pl‡stico m‡s introducido en nuestro pa’s para
todas
estas
aplicaciones,
lo
que
en
algunas
circunstancias
tambiŽn
provoc—
utilizaciones controvertidas ante situaciones de inversi—n tŽrmica, problem‡tica que
adem‡s de poder ser evitada mediante el empleo de otros pl‡sticos ligeros (PVC, EVA,
etc), se soslay— tempranamente (a mediados de 1970), mediante la comercializaci—n
de polietilenos tŽrmicos. La escasa durabilidad de los filmes de polietileno normal (1
a–o o campa–a) tambiŽn condujo en fechas parecidas hacia la aparici—n de pel’culas
de mayor duraci—n. A esta mejora de las propiedades de los filmes, se les a–adieron
nuevas ofertas como las pel’culas anti-polvo, anti-goteo, etc (Ashkenazi, 1997).
En muchos de los casos y en el ‡mbito de las coberturas m‡s ligeras, todo
ello se consigui— mediante la utilizaci—n de l‡minas que manten’an el polietileno como
materia b‡sica que era mejorada con la incorporaci—n sobre el pol’mero de adititivos,
algunos de ellos como el niquel coordinado, el PVF, etc, actualmente muy
cuestionados por su impacto ambiental, lo que ha obligado al desarrollo de nuevos
filmes y molŽculas que no planteen estos problemas.
2.2.- Principales aplicaciones relacionadas con otras tŽcnicas o procesos
Los materiales pl‡sticos se han introducido ampliamente en la elaboraci—n
de piezas y materiales de todos los sectores productivos que rodean a la pr‡ctica
agron—mica (Robledo, Mart’n, 1988) como:
•
Elementos para el manejo del riego, en forma de: l‡minas pl‡sticas para el
recubrimiento de embalses; dep—sitos y mezcladores de abonos; tuber’as y
piezas de todo tipo para el riego en todas sus modalidades, en particular para
el riego localizado, consider‡ndose que el uso de los materiales pl‡sticos ha
sido crucial para el desarrollo de este sistema (Maroto, 1998), etc.
•
Elementos para la aplicaci—n de productos fitosanitarios, como tanques,
boquillas, lanzaderas, etc.
•
Elementos de todo tipo en la fabricaci—n de componentes diversos para la
ingenier’a civil y las pr‡cticas agron—micas, como: pilares, cabinas de
tractores, contenedores, mesas de cultivo, tutores, etc.
•
Elementos diversos en toda la industria de la postrecolecci—n, como: cajas de
recolecci—n; envases y componentes de la presentaci—n comercial de los
productos (bandejas, ceretos, cajas, l‡minas de distinta composici—n para el
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recubrimiento de las unidades cosechadas- algunos incluso con clara acci—n
mejoradora de la conservaci—n o Òenvases fisiol—gicosÓ...-), piezas de las
cadenas de confecci—n, etc.
3.- TIPOS Y APLICACIONES DE PLçSTICOS DE POSIBLE EXPANSIîN EN EL
FUTURO
3.1.- L‡minas mixtas
Como se indic— en 2.1.2, ya en la actualidad existe una amplia
disponibilidad de l‡minas que tratan de reunir en un mismo filme propiedades —pticas
y f’sicas que mejoren el rendimiento agron—mico de los pol’meros simples, como los
pl‡sticos tricapa, que concentran en una misma l‡mina propiedades diferentes a base
de haber elaborado el pol’mero con estratos de diferente composici—n qu’mica, en los
que p.e. se conjuga la larga duraci—n, un mayor efecto invernadero, mayor resistencia
mec‡nica, efecto anti-polvo, antigota, etc. En este sentido, como ya fue se–alado en
2.1.2. cada vez se hace m‡s hincapiŽ en la utilizaci—n de aditivos que no afecten
negativamente al medio ambiente. As’ p.e. en la consecuci—n de una mayor duraci—n
de las l‡minas de polietileno, el niquel coordinado ha sido desplazado por HALS
(Hidered Amine Light Stabilizer -aminas estŽricamente impedidas de alto peso
molecular-), cuyo principal inconveniente es que interaccionan negativamente con
algunos pesticidas portadores de azufre o cloro, lo que es un tema que en la
actualidad est‡ siendo investigado y en v’as de soluci—n (Lelli, Gugumus, 1996). En
las l‡minas de varias capas, suelen actualmente utilizarse con fines diversos, estratos
con mezclas de diversos pol’meros, polietilenos de diversos tipos, EVA, PVC, etc,
conjuntamente con distintos aditivos mejorantes. Los coextrusionados de polietilenoEVA est‡n siendo muy utilizados.
En algunos foros se ha llegado a se–alar que en un futuro estas l‡minas
mixtas, podr‡n ser elaboradas Òa la cartaÓ en funci—n de las exigencias de los
cultivadores y del emplazamiento geogr‡fico en el que vayan a desarrollarse los
cultivos (L—pez, 1996).
3.2.- L‡minas de recubrimiento, trenzados o hilados, mallas.
Tanto en forma laminar como en trenzado agrotextil, cada vez se utilizan
m‡s preparados a base de mezclas en las que intervienen productos como los
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polietilenos de diversos tipos, poliamidas, polipropilenos, poliŽster, que suelen ser
utilizadas como manta tŽrmica o cubiertas flotantes, con claras ventajas respecto a
los acolchados y tœneles, que adem‡s de proporcionar una cobertura eficaz frente a
las bajas temperaturas, permiten un manejo m‡s sencillo del cultivo y una
recuperaci—n del pl‡stico mucho m‡s eficaz y menos contaminante. Adicionalmente
este tipo de protecciones se han mostrado muy eficaces al actuar como barreras
f’sicas frente a insectos vectores de virosis, como pulgones, tisan—pteros y aleur—didos
(ThicoipŽ, 1992; Miguel et al., 1992).
Existen numerosos experimentos en el ‡rea mediterr‡nea espa–ola en los
que se ha visto que la utilizaci—n de cubiertas flotantes ha disminu’do claramente la
incidencia de virosis, como el Carna-5 en tomates, el CMV y el ZYMV en calabacines
(transmitidos por pulgones), el TSWV en tomates y pimientos (transmitido por
Frankliniella occidentalis), el TYLCV en tomate (transmitido por Bemisia tabaci), etc,
sin necesidad de recurrir de manera tan asidua a los tratamientos qu’micos de control
de vectores y con una efectividad mayor que el simple uso de la lucha fitosanitaria
convencional.
La claridad de estos buenos resultados ha sido la causa de que en la
actualidad las cubiertas flotantes estŽn ampliamente difundidas en cultivo semiforzado
de melones, calabacines, sand’as, etc (Maroto, 2000).
El recubrimiento de estructuras ligeras de invernaderos con mallas antitrips se ha mostrado ampliamente eficaz para evitar la incidencia de virosis en todo
tipo de hortalizas, y est‡ ampliamente utilizado en semilleros-viveros de tomates,
pimientos, melones, pepinos, calabacines, lechugas, etc (Maroto, 2000).
Algunos agricultores llegan utilizar prototipos de estructuras m‡s livianas
recubiertas de mallas pl‡sticas en determinados ciclos de tomate (p.e. el oto–al),
tanto por la mayor protecci—n clim‡tica que proporcionan, como por la menor
incidencia
de virosis
como
el
TSWV,
que
se detectan
bajo
las
mismas
y
complementariamente -y curiosamente tambiŽn-, por el hecho de que con este tipo
de estructuras, el entutorado es mucho m‡s sencillo al prescindir de las ca–as que son
sustitu’das por cuerdas pl‡sticas que se insertan en la techumbre de la estructura.
Ante el grave problema que suponen las virosis en el ‡rea mediterr‡nea,
existen en el mercado distintos prototipos de invernaderos ligeros con una doble
cubierta de l‡mina y malla pl‡sticas, con dispositivos sencillos de manejo (mec‡nicos
y/o elŽctricos) que permiten una utilizaci—n parcial o total de la l‡mina pl‡stica, con la
finalidad de poder adecuar el microclima del invernadero a la situaci—n clim‡tica
exterior del momento, sin perder la barrera f’sica frente a vectores.
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3.3.- L‡minas coloreadas y pl‡sticos fotoselectivos
Posiblemente son el ‡mbito m‡s sugestivo en la prospectiva y el futuro de
los pl‡sticos. Al margen de su consideraci—n, como tema independiente, pueden
formar parte del nuevo concepto que implican las l‡minas mixtas se–aladas en 3.1.
Tradicionalmente a los materiales pl‡sticos utilizables como cubierta de
invernaderos se les ha exigido que transmitiesen lo m‡s fidedignamente posible la
radiaci—n solar.
La fotoselectividad en los pl‡sticos, persigue un objetivo distinto al
anteriormente mencionado, al pretender con ella alterar el espectro luminoso
refractado, y es un tema del que existe bibliograf’a desde finales de la dŽcada de los
a–os 50, principalmente con un enfoque totalmente emp’rico con miras a la
consecuci—n de mejores rendimientos productivos (cuantitativos y cualitativos) en
producciones oler’colas y ornamentales, pero ha sido a partir de la œltima dŽcada del
siglo XX, cuando han aparecido trabajos m‡s b‡sicos en los que se ha tratado de
explicar te—ricamente las variaciones que se obtienen al modificar el espectro de
transmisi—n de la luz (Maroto, 2000).
En funci—n de estos trabajos vemos dos proyecciones principales en el uso
de los pl‡sticos fotoselectivos:
•
Como l‡minas capaces de modificar cualitativamente el espectro luminoso
refractado, de manera que se refuercen aquellas bandas que son captadas
preferentemente por los receptores org‡nicos constitutivos de las plantas con
la finalidad de modificar el comportamiento de estas œltimas de forma que
respondan ventajosamente, proporcionando un mayor rendimiento, una mejor
calidad de las producciones, etc.
•
Como l‡minas capaces de transmitir una radiaci—n refractada distinta de la
incidente de manera que tenga un efecto disuasorio frente a artr—podos
da–inos de las plantas, directa o indirectamente (vectores de virosis o
micoplasmosis), o bien que la mencionada radiaci—n refractada resulte
inhibidora del desarrollo de pat—genos concretos, principalmente de hongos
desencadenadores de enfermedades criptog‡micas.
Obviamente para conseguir una mejor respuesta productiva es necesario
que se incremente exhaustivamente el nivel de conocimiento de los mecanismos, las
molŽculas de captaci—n lum’nica que disponen las plantas, las rutas metab—licas en las
que se utiliza y transforma la energ’a lum’nica, las distintas respuestas, etc.
Actualmente se posee un conocimiento bastante amplio del papel que desempe–an las
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estructuras porfir’nicas y los org‡nulos celulares implicados en la fotos’ntesis. TambiŽn
est‡ relativamente clara la respuesta floracional desencadenadenada por los distintos
tipos de fitocromos de las plantas. Pero todav’a existen grandes lagunas en el papel
captador y las franjas lum’nicas m‡s eficaces en que actœan pigmentos como los
carotenoides, las flavonas, los criptocromos, etc y la correspondiente respuesta en las
plantas a esta captaci—n (Alpi y Tognoni, 1991).
Los filmes de pl‡stico que no transmiten el ultravioleta pueden ser
disuasorios de insectos como Frankliniella, Bemisia, Trialeurodes, Lyriomyza, etc, ya
que en su sistema visual utilizan esta banda de la luz (Antigmus et al., 1996;
Ashkenazi, 1997). TambiŽn se sabe que el ultravioleta B(UV-B,280-320 milimicras)
induce la esporulaci—n de hongos como Botrytis cinerea, cuya incidencia negativa
puede afectar a la mayor parte de las hortalizas cultivadas bajo invernadero, mientras
que los pl‡sticos que refuerzan la transmisi—n de la banda azul inhiben el desarrollo de
hongos como Botrytis y Sclerotinia, habiŽndose constatado que determinadas l‡minas
pl‡sticas que refuerzan la transmisi—n del azul y disminuyen la transmisi—n del UV-B
pueden ser utilizadas ventajosamente como cubiertas de invernaderos, disminuyendo
ostensiblemente los ataques de estos hongos (Reuveni et al., 1994)
Para la consecuci—n de estos objetivos, en particular los primeros, suelen
utilizarse tres tipos de tŽcnicas (Verlodt et al., 1995; Kasa et al., 1997):
•
Fabricaci—n de filmes fluorescentes que absorben la radiaci—n solar y la
restituyen como fotones menos energŽticos que incrementan la eficiencia
fotosintŽtica.
•
Incorporaci—n en las l‡minas pl‡sticas de pigmentos de absorci—n que eliminan
las bandas luminosas menos interesantes para los fines pretendidos por
absorci—n de las mismas.
•
Utilizaci—n en los procesos de fabricaci—n del pol’mero, de pigmentos de una
determinada coloraci—n o bien de interferencia, que en lugar de eliminar las
bandas menos interesantes las reflejen selectivamente. Entre los pigmentos de
interferencia m‡s utilizados est‡n los pigmentos nacarados, las molŽculas
org‡nicas asociadas a complejos de tierras raras, etc. En general en estos
aditivos adem‡s de su papel pigmentario se busca tambiŽn que actœen como
estabilizadores del pol’mero para asegurar la homogeneidad y durabilidad del
espectro transmitido.
Existen numerosos experimentos sobre la utilizaci—n de pl‡sticos de
distintos colores, sobre todo en acolchados, en los que se han constatado ventajas
productivas en diversas especies hort’colas (Maroto, 2000).
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La utilizaci—n en acolchados de pl‡sticos coloreados acompa–ados o no de
bandas aluminizadas que reflejen el espectro incidente se ha mostrado como un eficaz
agente disuasorio de diversos insectos vectores de virosis (Csizinszky et al., 1995;
Lutzinsky et al., 1996). Algo similar ha sido constatado en acolchados con l‡minas
transparentes provistas de franjas aluminizadas (Sorensen, 1989).
3.4.- Pl‡sticos degradables
Como
se
indic—
en
2.1.
la
degradabilidad
es
una
caracter’stica
ampliamente requerida en todos los tipos de pl‡stico utilizados, en particular los
destinados al acolchado.
Curiosamente muchos aditivos han sido empleados adem‡s de para
mejorar algunas propiedades de los filmes polimŽricos, con la finalidad de incrementar
la estabilidad y durabilidad de los mismos.
Existen patentes israelitas de l‡minas fotodegradables, principalmente
para acolchados desde la dŽcada de 1970, siendo ampliamente conocidos los
mecanismos de foto-oxidaci—n degradativa (Lelli, Gugumus, 1996). Posteriormente se
ha investigado e investiga actualmente en desarrollar l‡minas pl‡sticas que puedan
comenzar, a travŽs de una carga nutritiva incorporada al pol’mero, un proceso de
degradabilidad iniciado desde dentro del pl‡stico por el ataque de microorganismos
(Maroto, 2000).
En los œltimos a–os tambiŽn se ha estudiado la posibilidad de sustituir los
pol’meros pl‡sticos en acolchados e incluso en aplicaciones industriales, por otros
preparados m‡s f‡cilmente degradables, a base principalmente de fibra de celulosa,
colofonia y resinas poliam’dicas, si bien su costo de fabricaci—n todav’a los hace poco
competitivos (Quatrucci,1996)
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