Sensores para tomate de invernadero: CE del drenaje, pH, zona de raíces y clima

Un cultivo de tomate de crecimiento indeterminado en sustrato puede durar hasta once meses en el invernadero, con sus raíces en un volumen pequeño de tabla. Todo lo que la planta recibe llega por el gotero, y casi todo lo que sale mal aparece primero en lo que drena de la tabla. Por eso los productores de tomate (jitomate en México) en lana de roca, fibra de coco o perlita se guían por dos números de la canaleta de drenaje, el porcentaje de cada riego que regresa y su conductividad, y por eso el diseño de sensores de un invernadero de tomate empieza en el drenaje y no en el gotero.

Qué necesita el tomate de invernadero en la zona de raíces

Una tabla que se lava, no que se saliniza. El tomate en sustrato absorbe agua más rápido que sales, así que la solución que queda en la tabla se concentra entre riegos. Drenar una parte de cada riego saca ese exceso. Un ensayo de la Universidad Autónoma de Zacatecas, publicado en la Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, describe un día típico en sustrato con cerca de 20 por ciento de drenaje en los primeros riegos y 40 a 50 por ciento al mediodía, con un promedio de 27 por ciento. Al probar drenajes de 25 a 60 por ciento en perlita, el mayor rendimiento llegó con 40 por ciento, mientras que 25 por ciento dio más azúcares y sales en el fruto y la mejor productividad del agua. La ficha de tomate de Wageningen fija el drenaje en 15 a 30 por ciento de cada riego: por debajo del 15 por ciento la CE alrededor de las raíces sube y conviene regar con más frecuencia, por encima del 30 por ciento con menos. La extensión de NC State pone el mínimo en 10 a 15 por ciento, para evitar acumulación de sales y compensar goteros desparejos.

Una CE alta para la calidad y baja para el rendimiento. El tomate es el cultivo de invernadero en el que se trabaja a propósito con CE más alta. NC State da alrededor de 1.5 a 2.0 mS/cm para lana de roca y señala que se puede subir para mejorar la calidad del fruto; en su comparación, pasar de 2.6 a 3.5 alargó la vida de anaquel de 17.5 a 19.2 días y el rendimiento bajó de 12.7 a 11.9. El límite viene del drenaje. En un ensayo de tres ciclos en sustrato del centro de investigación agraria de Almería, con la salinidad fijada y medida en el drenaje, el rendimiento se mantuvo hasta unos 3.8 dS/m y luego cayó cerca de 8.7 por ciento por cada dS/m adicional. Con más salinidad bajó mucho la maduración irregular, subieron los sólidos solubles y aumentó de forma notable el fruto con pudrición apical.

Calcio que llegue al fruto. La pudrición apical es falta de calcio en el tejido del fruto. La alerta de extensión e-GRO la vincula con crecimiento rápido, nitrógeno alto y riego irregular, y NC State suma una CE alta, que impide que el agua entre a la raíz, y más de 20 por ciento del nitrógeno como amonio. Todas esas causas aparecen en la zona de raíces antes que en el fruto.

Un pH que mantenga disponibles los nutrientes. NC State da pH 5.5 a 6.0 en tablas de lana de roca y 5.6 a 5.8 en bolsas de turba. Por encima de 6.5, el fósforo y los micronutrientes se vuelven menos disponibles, y a pH 7.0 el rendimiento del tomate cayó 25 por ciento.

Una raíz en sintonía con el aire. La alerta e-GRO describe el edema en tomates de invernaderos fríos y con poca luz que tienen la zona de raíces tibia y saturada: las raíces absorben agua más rápido de lo que las hojas transpiran. También da una temperatura mínima nocturna del aire de 55 a 60°F, unos 13 a 16°C, para una buena polinización.

Qué medir y dónde

En el drenaje: CE, pH y volumen

Coloque una sonda de CE y una de pH en la canaleta de drenaje, en el extremo bajo de una hilera representativa, dentro del agua que corre y no en la que queda estancada al fondo. La revisión de NC State es simple: la CE y el pH del drenaje deben quedar dentro de un 5 a 10 por ciento de la solución que entra. Una CE de drenaje muy por debajo indica un cultivo con hambre; muy por encima, sales que se acumulan; un pH que se aleja del de la solución indica que la química de la tabla está cambiando. Acompañe las sondas con el volumen drenado por riego, para que el porcentaje se mida y no se estime.

En la tabla: temperatura

Una sonda de temperatura sellada dentro de la tabla, a la profundidad de las raíces y en la misma hilera que los sensores del drenaje, da la temperatura de raíces en el mismo eje de tiempo que la CE del drenaje. Explica lecturas que parecen una falla del fertirriego: una tabla fría en una mañana de invierno absorbe menos y la CE del drenaje sube sin que cambie la receta.

En el follaje: temperatura y humedad del aire

Un sensor de temperatura y humedad a la altura de los racimos, en la misma nave, cierra el circuito. Noches por debajo del mínimo para la polinización y periodos largos de humedad muy alta son las condiciones en las que, según la alerta e-GRO, empiezan los problemas.

En invernaderos en suelo: tensión y solución del suelo

Muchos invernaderos de tomate todavía cultivan en suelo, y ahí las mediciones de la tabla no aplican. Un estudio del centro de I+D de Ramat HaNegev, en Israel, con tomate cherry de invierno regado con agua salobre diluida a unos 1.5 dS/m, obtuvo el mayor rendimiento cuando el riego cubrió todo el consumo de la planta más un 40 por ciento que drenaba por debajo de las raíces, y siguió la CE de la solución del suelo a 20 cm. Para camas de suelo, un tensiómetro de rango bajo a la profundidad de raíces muestra cuándo la cama se está secando y si un riego la mojó.

Equipo de Agrinovo para un invernadero de tomate

Son módulos de un mismo controlador, elegidos por invernadero:

• Sonda de conductividad EC-100 en la canaleta de drenaje, RS485 Modbus, con compensación automática de temperatura de 0 a 60°C. Se entrega con un electrodo K=1.0 que mide de 2 a 10,000 µS/cm con exactitud de ±1.0 por ciento de la escala completa, suficiente para la CE de drenaje del tomate. Por encima de 10 mS/cm, use la EC-110.
• Sonda de pH PH-100 a su lado, 0 a 14 pH, ±0.02 pH, RS485 Modbus.
• Sonda de temperatura DS18B20 en la tabla o en la cama de suelo, de acero inoxidable sellado, de -55 a +125°C.
• Sensor de temperatura y humedad THS-100 a la altura de los racimos, de -40 a +80°C y 0 a 100 por ciento de HR, con carcasa sellada para un invernadero húmedo.
• Tensiómetro Irrometer LT, 0 a 40 cb, para camas de suelo y para quien maneja el sustrato por tensión. Nuestro artículo sobre humedad del sustrato explica por qué un tensiómetro de rango bajo funciona mejor en lana de roca y coco que un sensor de rango amplio.
• Controlador Omni Genesis, con cuatro puertos modulares que aceptan cualquier protocolo compatible, reportando por 4G-LTE sin depender de la red del invernadero.

En el tablero, la CE y el pH del drenaje, la temperatura de la tabla y el clima del follaje comparten un mismo eje de tiempo por invernadero, y cada lectura puede tener sus propios límites de alarma. Cuando una lectura queda fuera de rango más tiempo del permitido, los usuarios de la cuenta reciben una notificación en la app.

Cómo se usan las lecturas durante el ciclo

A lo largo del ciclo, la línea del drenaje es la que hay que mirar. La ficha de Wageningen pide riegos pequeños y frecuentes, más de diez al día, guiados por la luz que recibe el cultivo, y usa el porcentaje de drenaje para ajustar la frecuencia. Una CE de drenaje que sube en una tarde soleada mientras baja el porcentaje de drenaje indica que el cultivo bebe más rápido de lo que se le aplica; la corrección es la frecuencia, no una receta más fuerte. Una CE de drenaje que sube semana tras semana con el porcentaje estable indica que cambió el agua o la receta. Quien sube la CE del drenaje para ganar sabor puede ver cómo se acerca al umbral del ensayo de Almería, y a la pudrición apical que lo acompañó.

Hay dos cosas que los sensores no reemplazan. La primera es el análisis del agua y de la solución, que dice qué hay más allá de la conductividad total. La segunda es la revisión a mano: el caso de las frambuesas, más abajo, muestra a un productor que dudaba de sus sondas del drenaje hasta que una prueba con reactivos en el sitio les dio la razón y señaló una falla en el fertirriego, aguas arriba.