El medio físico natural en los sistemas de producción agrícola

El medio físico natural en los sistemas de producción agrícola.

Componentes principales de un sistema de producción agrícola.

Medio Físico Natural:

Clima: Conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan a una región. En el medio físico natural aporta energía, agua y condiciones atmosféricas para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

También en los fenómenos naturales participan activamente en los sistemas de producción agrícolas entre ellos tenemos:

1. Luz solar: La luz en una parte de las radiaciones que proceden del sol. El resto de las radiaciones es invisible, pero influye en el clima. No toda la luz de sol llega a la superficie de la Tierra. Parte es reflejada por las nubes (alrededor del 60%). Por esta razón, los días nublados son más oscuros que los soleados. Otra parte es dispersada y absorbida por las partículas de polvo presentes en las capas inferiores de la atmósfera. La cantidad de radiación solar que recibe el suelo se denomina Insolación. La luz es indispensable para que las plantas verdes realicen la fotosíntesis.
2. El rocío:  El aire contiene siempre un porcentaje de humedad. Hay una cantidad máxima de vapor de agua que el aire puede retener a determinada temperatura. Durante la noche, cuando la capa de aire cercana al suelo se enfría, el vapor de agua se condesa en el aire. Forma diminutas gotas que se depositan sobre las hojas de hierbas o sobre otras superficies frías. Si la temperatura del suelo es inferior a 0°C, el vapor de agua se condesa en forma de cristales de hielo, y se produce escarcha. Esta puede perjudicar a los cultivos, especialmente a las huerta y frutales.
3. Las nubes: Se forma cuando el aire húmedo se eleva y se enfría. El vapor de agua se condensa en pequeñas gotas de agua o cristales de hielo. Este proceso se origina cuando una zona cálida y húmeda de la superficie terrestre calienta el aire y crea una gran burbuja de aire cálido. Esta burbuja, menos densa en comparación al aire frío que la cubre, se eleva como un globo. A medida que asciende, el aire se expande y se enfría.
4. La lluvia: Si las diminutas gotas que flotan en el aire formando las nubes comienzan a unirse y se hacen lo suficientemente pesadas, caen en forma de lluvia, Cuando más espesas son las nubes, más crecen las gotas y caen más rápido. La lluvia es imprescindible para la vegetación. Sequía y aridez son dos situaciones distintas. La sequía es una situación transitoria, ocurre cuando faltan durante una larga temporada las lluvias que son habituales en una región. La sequía causa un desequilibrio en el ecosistema. Afecta al suelo, las plantas y animales. La aridez es una característica permanente en el clima, se produce cuando la escasez de lluvias limita el desarrollo de la vegetación.
5. El viento: Es una elemento muy importante para determinar el clima. Arrastra las nubes, seca la humedad de una zona y la acumula en otra, provoca tormentas y huracanes, contribuye a la evaporación en mares y lagos. La atmósfera es caliente en los trópicos y fría en las regiones polares. El aire al calentarse pierde densidad y se eleva, el espacio que dejan las masas cálidas que ascienden es ocupado por otras más densas y frías. De esta manera por la diferencia de temperatura entre los trópicos y los polos se crea la circulación de los vientos. La geografía de cada región cambia las características locales de los vientos que influyen en el clima y en los ecosistemas.

Características climáticas del Trópico:

• Alta radiación.
• Alta temperatura.
• Poca variaciones del fotoperíodo.
• Las heladas no son limitantes.
• Régimen hídrico es la principal variable responsable de los ecosistemas tropicales.

El régimen hídrico aunque muy variable presenta ciertas características:

• Altas intensidades.
• Altas cantidades.
• Alta erraticidad (variabilidad).
• Retardo en la entrada de lluvias.
• Frecuente alteración de períodos secos.
• Frecuente períodos secos dentro del período de lluvias.

Actuación del clima sobre las plantas:

Radiación solar: Es la fuente de energía usada por las plantas en el proceso de fotosíntesis, lo que les permite producir materia vegetal y desarrollarse. Parte de esa materia vegetal es el producto cosechable del producto (fruto, hoja, tallo o raíz). Se distribuye en una amplia gama de longitudes de onda.

De la radiación global incidente en la superficie vegetal sólo una porción es aprovechable para la realización de la fotosíntesis: PAR (radiación fotosínteticamente activa). La respuesta de las plantas es diferente en función de las diferentes longitudes de onda. La clorofila es el principal pigmento que absorbe la luz, otros pigmentos accesorios son el b-caroteno, compuesto isoprenoide rojo que es el precursor de la vitamina A en los animales y en la xantofila, carotenoide amarillo.

Esencialmente la luz visible es capaz de promover la fotosíntesis, pero las regiones de 400 a 500 y de 600 a 700 nm son más eficaces. Así la clorofila pura, tiene una absorción muy débil  entre 500 y 600 nm, los pigmentos accesorios complementan la absorción de la luz en esta región, suplementando a las clorofilas.

• 620-700 nm (rojo): Una de las bandas de mayor absorción de la clorofila.
• 510-620 nm (naranja, amarillo-verde): De débil actividad fotosintética. 
• 380-510 nm (violeta, azul y verde): Es la zona más energética, de intensos efectos formativos. De fuerte absorción para la clorofila.
• < 380 nm (ultravioleta): Efectos germicidas, incluso letales < 260 nm.

Las plantas tienen unas necesidades de iluminación según la naturaleza y estado de desarrollo. Cuando la luz no es necesaria para un desarrollo normal las plantas tienden al ahilamiento (tallos se hacen altos y delgados) y presentar clorosis y malformación de hojas. En el caso de los cultivos de raíces y tubérculos tiende a producir una disminución del rendimiento y la calidad; también influye en una disminución del aroma y la dulzura de los frutos. Por otro lado, una iluminación excesiva favorece el desarrollo de las ramas. En cuanto a la germinación, es más rápida en la oscuridad que en la luz, excepto en algunas semillas de pequeño tamaño como las gramíneas para el forraje.

Fotoperíodo: Duración de los períodos de luz y oscuridad diarios a que están sometidos los organismos. La floración de algunas plantas están depende de la longitud del día. El fotoperiodismo es consecuencia de la absorción de luz por un pigmento ubicuo en las plantas, el fitocromo, que absorbe fundamentalmente la luz roja y la roja lejana.

Temperatura: Las radiaciones infrarrojas son las que aportan el calor o la energía al sistema y se evalúan a través de la temperatura del aire.

La temperatura desempeña un rol fundamental en el funcionamiento de ecosistemas al regular o afectar otros factores abióticos (distintos componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivos) del ecosistema como son: La solubilidad de nutrientes.

• La solubilidad de gases.
• El estado físico de los nutrientes.
• El grado de toxicidad y propiedades físico-químicas del medio acuoso como son: pH, solubilidad de gases, densidad, el estado físico y la viscosidad del sustrato.

Evapotranspiración: Proceso que implica la pérdida simultánea de agua contenida en la planta (transpiración) y en el suelo (evaporación) , que en forma de vapor se incorpora a la atmósfera.

La evaporación y transpiración ocurren simultáneamente y no hay manera sencilla de distinguir entre estos dos procesos. Aparte de la disponibilidad de agua en los horizontes superficiales, la evaporación de un suelo cultivado es determinada principalmente por la fracción de radiación solar que llega a la superficie del suelo. Esta fracción a lo largo del ciclo del cultivo, el agua se pierde principalmente por evaporación directa del suelo, pero con el desarrollo del cultivo y finalmente cuando este cubre totalmente el suelo, la transpiración se convierte en el proceso principal.

La evapotranspiración se expresa normalmente en milímetros (mm) por unidad de tiempo. Esta unidad expresa la cantidad de agua perdida de una superficie cultivada en unidades de altura de agua. La unidad de tiempo puede ser una hora, día, 10 días, mes o incluso un completo período de cultivo o un año.

Precipitación: Es cualquier cantidad de agua meteórica recogida sobre la superficie terrestre. Esto incluye básicamente: lluvia, nieve y granizo. (También rocío y escarcha que en algunas regiones constituyen una pequeña parte pequeña pero apreciable de la precipitación total). 

En relación a su origen, pueden distinguirse los siguientes tipos:

• Las ciclónicas: Son las provocadas por los frentes asociados a una borrasca o ciclón. La mayor parte del volumen de precipitación recogido en una cuenca se debe a este tipo de precipitaciones.
• Las de convección: Se produce por el ascenso de bolsas de aire caliente; son las tormentas de verano.
• Las precipitaciones orográficas: Se presentan cuando masas de aire húmedo son obligadas a ascender al encontrar una barrera montañosa. 

La disponibilidad de agua para los cultivos depende de:

1. Cantidad y distribución anual de las precipitaciones o aportaciones por riego.
2. Capacidad de retención de agua en el suelo.
3. Intensidad de las pérdidas, provocadas por la evaporación y transpiración. 

Características de interés agrícola  de precipitación:

• Magnitud.
• Estacionalidad.
• Intensidad.
• Variabilidad interanual.
• Variación en períodos cortos.
• Distribución espacial.

Magnitud: Cantidad de lluvia que cae en un período de tiempo definido (año, mes, semana, día). Se expresa como lámina de lluvia caída (mm).

Estacionalidad: Como se distribuye la lluvia a lo largo del año. Concentración del período de lluvias en una época del año.

Régimen Estacional: Se distinguen épocas lluviosas y épocas secas en el año.

Régimen no Estacional: No es posible distinguir épocas lluviosas y secas en el año.

Intensidad: Cantidad de agua que cae por unidad de tiempo.

Lluvia útil: Cantidad o proporción de la precipitación que ingresa al suelo y queda disponible para el uso de los cultivos.

Repercusiones agrícolas de la intensidad de la precipitación:

A mayor intensidad:

• Más escurrimiento superficial.
• Menor infiltración de agua al suelo.
• Menos agua para las plantas.
• Mayor erosión.

Suelo

Parte externa de la superficie terrestre, que ha sufrido y sigue sufriendo acciones causadas por agentes atmosféricos y seres vivos, y sirven de soporte a la vegetación. No es un medio inerte ni estable, sino que se altera con el paso del tiempo, el espesor del suelo varía desde unos pocos cm hasta 2-3 m. El suelo proporciona a las plantas un medio adecuado para el desarrollo de las raíces y las germinación de las semillas.

En agronomía: Mezcla compleja de minerales, gases, líquidos, materia orgánica y organismos vivos que sustentan el crecimiento vegetal.

Se compone de:

1. Materia inorgánica o mineral: Procedente de la roca madre.
2. Materia orgánica: Procedente de la descomposición de restos orgánicos

Relación entre el suelo y el cultivo:

Toda planta debe encontrar en el suelo:

1. Volumen mínimo en el suelo para el desarrollo del sistema radical.
2. Aire para que puedan respirar las raíces.
3. Agua capaz de ser absorbida pro las raíces.
4. Elementos minerales necesario para su nutrición.
5. Ausencia de sustancias tóxicas u otros elementos que puedan actuar inhibidoras de la nutrición o de la absorción de agua.

Las propiedades edáficas que le permiten cumplir esas necesidades son:

Profundidad del suelo: Define el volumen para el desarrollo del sistema radical, comprende la distancia entre la superficie  y el nivel de la roca madre.

Permeabilidad: Propiedad que tiene el suelo de dejar pasar el agua a través de él. Depende de: 

• Textura del suelo: partículas de diferentes tamaños como arena, limo y arcilla, presentes en el suelo.
• Estructura: Agrupación de las partículas en grumos estables entre los cuales puedan circular agua y aire.

Capacidad de retención de agua: Texturas arenosas, bien aireadas, tienen baja capacidad de retención de agua.

Depende de: La textura, mejor en  la  más arcillosas y limosas; la materia orgánica, la pedegrosidad, la pendiente; y de la presencia de capas inferiores impermeables.

Fertilidad: Indica la mayor o menor existencia de elementos minerales que precisa el vegetal para su nutrición.

Salinidad y pH: Sales disueltas en solución del suelo, afecta el potencial osmótico en los procesos de absorción de agua y nutrientes.

pH influye en:

Procesos de descomposición de residuos orgánicos y en la capacidad para asimilar de determinados nutrientes. 

Referencias Bibliográficas

1. Allen, R; Pereira, L; Raes, D; Smith, M. 2006. Evapotranspiración del cultivo. Guías para la determinación de los requerimientos de agua en los cultivos. Ed ESTUDIO FAO RIEGO Y DRENAJE. Roma, Italia. Disponible en: : ftp://ftp.fao.org/agl/aglw/docs/idp56s.pdf.
2. Déposito de Documentos de la FAO. El Clima. Consultado. 27. Ag. 2016. Disponible en: http://www.fao.org/docrep/006/W1309S/w1309s05.htm.
3. Efectos de la radiación sobre las plantas. Consultado. 28. Ag. 2016. Disponible en: http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/climatologia-aplicada-a-la-ingenieria-y-medioambiente/contenidos/tema-3/EFECTO-DE-LA-RADIACION-SOBRE-LAS-PLANTAS.pdf.
4. El suelo. Consultado. 28. Ag. 2016. Disponible en: http://servicios.educarm.es/templates/portal/ficheros/websDinamicas/20/suelos_tema_1.pdf
5. González, C. 2011. Monitoreo de la calidad del agua. La temperatura. Consultado. 1. Sep. 2016. Disponible en: : http://academic.uprm.edu/gonzalezc/HTMLobj-860/maguatemperatura.pdf.
6. Precipitaciones. Consultado. 1. Sep. 2016. Disponible en: : http://hidrologia.usal.es/temas/Precipitaciones.pdf.

Agradecimiento

Cátedra de Programa Director Inicial (Producción Vegetal) Departamento de Agronomía, Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela.