Top 8 Papel de Shelterbelt en la modificación de microclima

Este artículo arroja luz sobre los ocho roles principales de las bandas protectoras en la modificación del microclima. Los roles son: 1. Reducción de la velocidad del viento 2. Modificación de la temperatura del suelo 3. Aumento de la temperatura de la hoja 4. Mayor temperatura del aire 5. Reducción de la evaporación 6. Reducción de la radiación 7. Aumento de la humedad relativa 8. Disminución de la fotosíntesis.

Papel de Shelterbelt:


  1. Reducción de la velocidad del viento
  2. Modificación de la temperatura del suelo
  3. Aumento de la temperatura de la hoja
  4. Mayor temperatura del aire
  5. Reducción de la evaporación
  6. Reducción de la radiación.
  7. Aumento de la humedad relativa
  8. Disminución de la fotosíntesis


Rol # 1. Reducción de la velocidad del viento:

El objetivo del cinturón de protección es reducir la fuerza del viento en el área protegida. La eficiencia de la rotura del viento en el campo depende del diseño del cinturón de protección. La longitud de la zona protegida se puede describir en términos de la altura (h) del cinturón de protección.

Los resultados dados por Van Eimran (1964) indican que el cinturón de protección denso puede proteger un área de aproximadamente 10-15 h en el lado de sotavento del cinturón de protección. La influencia a favor del viento se puede aumentar a 20-25 h aumentando la porosidad hasta en un 50%.

La efectividad de un cinturón de protección para reducir la velocidad del viento en el lado de sotavento depende de:

yo. Porosidad,

ii. Altura,

iii. Forma, y

iv. Ancho de la cinta protectora.

El cinturón protector con permeabilidad de alta densidad es menos efectivo en comparación con el cinturón protector con densidad moderada. Esto se debe a la razón de que se produce una fuerte turbulencia detrás del cinturón de protección cuando el flujo de aire desciende abruptamente hacia la superficie del suelo.

La velocidad del viento se reduce cerca del cinturón de protección de baja permeabilidad, pero tiene la tendencia a aumentar de inmediato. El área protegida se vuelve insignificante en el lado de sotavento, cuando la permeabilidad es muy alta.

La máxima protección se proporciona cuando el viento golpea la banda de abrigo de forma perpendicular. El área protegida se reduce cuando el viento golpea en un ángulo inferior a 90 grados. Skidmore y Hagen (1970) estudiaron el efecto de la orientación del cinturón de protección en la extensión del área protegida.

Se observó que, a una distancia de 25 h en el lado de sotavento de un cinturón de protección con una permeabilidad del 47%, la velocidad media del viento se redujo a 54, 63, 81 y 95% a medida que el viento se desviaba de la normal en 0 °, 25 °, 50 ° y 75 °, respectivamente. La velocidad del viento se redujo considerablemente hasta una distancia de h, cuando el viento se hizo paralelo al cinturón de protección.

Los cinturones de protección no tienen ningún efecto acumulativo. La reducción en la velocidad del viento no aumenta desde la primera banda de protección a la segunda. La reducción del viento en el lado de sotavento de la segunda correa es menor.

Esta pequeña disminución en la efectividad del segundo cinturón se debe a la mayor turbulencia causada por el primer cinturón de protección. Pero para propósitos prácticos, se puede asumir que la efectividad de la correa es la misma, ya sea que haya una sola correa o esté dentro de un sistema escalonado de correas paralelas.

Se ha encontrado que la velocidad del viento disminuyó en un 68% a una distancia de 4 h desde el cinturón de protección de guar con una porosidad moderada. Desde este punto, la velocidad del viento aumentó hasta 8 hy luego se redujo al 50% de su velocidad de apertura debido a la influencia de la siguiente barrera.

Muchos experimentos han demostrado que el microclima que prevalece en el lado de sotavento del cinturón de protección es más moderado que el del área sin envoltura. El cinturón de protección generalmente resulta en la reducción de la difusión vertical y la mezcla de aire. Esto conduce a un día más alto y una temperatura nocturna más baja. Shelterbelt también suprime la evaporación, y luego hay energía adicional disponible durante el día para generar calor sensible.

La reducción del viento es una función de la ubicación en el área protegida, así como de la altura sobre las plantas. Brown y Rosenberg (1971) han descrito el patrón de velocidad del viento en el grado de mezcla turbulenta que se produce en el área protegida. Durante el día, la relación entre la velocidad del viento en la remolacha azucarera protegida con maíz y la del aire libre osciló entre 0, 8 y 0, 9.

Bajo diferentes condiciones de estabilidad térmica, la reducción de la velocidad del viento puede variar de 25 a 40 por ciento a las 2 h, mientras que se puede observar una reducción de la velocidad del viento de 15 a 25 por ciento a las 8 h desde el cinturón de protección (Miller et al, 1975).


Rol # 2. Modificación de la temperatura del suelo:

La temperatura del suelo es modificada por el cinturón. Muchos investigadores encontraron que la temperatura del suelo en el área protegida es más alta durante el día y más baja durante las horas nocturnas.

A medida que el cinturón de protección modifica el flujo de aire de sotavento y la turbulencia, la temperatura del suelo puede modificarse ligeramente. La temperatura del suelo es ligeramente más alta en áreas protegidas. El aumento de la temperatura del suelo fue mayor cuando el suelo estaba desnudo y seco y menos cuando estaba cubierto de vegetación.


Rol # 3. Aumento de la temperatura de la hoja:

Se ha observado que el cinturón de protección aumenta la temperatura de la hoja o el dosel en el lado de sotavento. La temperatura de la hoja disminuye ligeramente en el área protegida debido al enfriamiento por radiación durante la noche. Las heladas pueden ocurrir debido al enfriamiento por radiación. Pero la temperatura reducida ayuda a reducir las pérdidas de respiración.


Rol # 4. Mayor temperatura del aire:

Por lo general, se observa en días claros que la temperatura del aire durante el día es mayor en el refugio que en los campos abiertos. Esto se debe a la reducción de la mezcla turbulenta y, en consecuencia, a la reducción de la velocidad de flujo del calor sensible generado en la superficie de la planta o del suelo.

Si la evaporación también se suprime en el refugio, también hay energía adicional disponible para la generación de calor sensible. Cuando se restringe la turbulencia, la resistencia de difusión aérea (r a ) aumenta y los gradientes de temperatura se intensifican.

Hagen y Skidmore (1971) observaron las condiciones en que la temperatura del aire en el lado de sotavento del refugio era más baja que en el exterior. Tal efecto podría ocurrir si los suelos en la zona protegida contienen más agua que los suelos al aire libre.

Una mayor evapotranspiración en el área protegida disminuiría el calor sensible, lo que resulta en una disminución de la temperatura del aire. Las inversiones de temperatura normalmente se desarrollan durante la noche en áreas protegidas y no protegidas, luego las superficies de la planta y del suelo se vuelven más bajas que una fuente de calor. El viento mezcla la capa de inversión de temperatura.

La reducción del viento y la turbulencia en el refugio significa que las inversiones de temperatura normalmente serán más intensas. A menos que prevalezcan las condiciones de calma, el aire será generalmente más frío por la noche en el refugio que en los campos abiertos.

La mayor temperatura diurna y la menor temperatura nocturna en el refugio significan que la amplitud de la onda de temperatura diaria aumenta. Por lo tanto, las temperaturas nocturnas más bajas en el refugio pueden dañar los cultivos sensibles.


Rol # 5. Reducción de la evaporación:

La evaporación reducida es una de las modificaciones importantes asociadas con la banda protectora. Los cinturones de protección se usan frecuentemente para reducir la evaporación. La reducción de la evaporación aumenta con la velocidad del viento. A una velocidad alta del viento de más de 24 km por hora, la evaporación se reduce a dos tercios del valor de campo abierto hasta diez veces la altura del árbol en el sotavento.

Se ha estimado que la temperatura del aire en el lado de sotavento se puede predecir sobre la base del aumento / disminución de la evapotranspiración. A una tasa más alta de evapotranspiración, se consumirá una mayor cantidad de energía disponible, lo que dejará un menor equilibrio disponible como componente sensible del calor para calentar el aire, lo que dará como resultado una menor temperatura del aire. Se puede ver el efecto inverso cuando se reduce la tasa de evapotranspiración.

El cinturón de protección desempeña un papel importante en la reducción de la evaporación en áreas áridas y semiáridas. En las regiones áridas y semiáridas, donde la evaporación excede las precipitaciones, el uso del cinturón de protección puede reducir la velocidad de evaporación debido a la reducción de la velocidad del viento. Debido a la acumulación de vapores de agua en el área protegida, el gradiente de presión de vapor se reduce, lo que reduce la evapotranspiración.

Se ha observado que la evaporación siguió la misma tendencia que la velocidad del viento en el lado de sotavento del cinturón de protección. Alrededor del 20 por ciento de reducción en la evaporación se encontró a las 4 h. Durante todo el ciclo de vida del cultivo de maní, la evapotranspiración total fue de 388 mm en el área protegida, frente a los 422 mm en el cultivo sin cáscara.


Rol # 6. Reducción de la radiación:

La radiación solar y neta puede reducirse significativamente en las áreas sombreadas por los rompevientos. No se ha encontrado que este efecto sea de gran importancia en los sistemas de protección contra el viento orientados al norte-sur, ya que solo las áreas pequeñas están sombreadas durante cortos períodos de tiempo durante la temporada de crecimiento cuando el sol está alto.

En un día completo, la diferencia en el balance de radiación entre las áreas cercanas y las áreas alejadas de la barrera puede ser completamente insignificante. Desde un área, sombreada por la mañana por un rompevientos hacia el este, se recibirá una cantidad adicional de energía reflejada por el rompevientos en la tarde.

Los cortavientos orientados al este-oeste, por otro lado, pueden tener un efecto mayor. Las áreas al norte, particularmente durante los períodos en que el sol está bajo, estarán sombreadas durante largas horas. Las áreas al sur estarán sujetas a la reflexión del viento durante todo el día.


Rol # 7. Incremento en la Humedad Relativa:

Los gradientes de humedad y presión de vapor también se incrementan en el refugio. El vapor de agua transpirado y evaporado no se transporta fácilmente fuera de la fuente, la superficie de evaporación, como en un campo sin envoltura. La presión de vapor permanece más alta en el refugio durante toda la noche.

Dado que la superficie del cultivo generalmente sigue siendo la fuente de vapor, excepto durante los períodos de deposición de rocío. La humedad relativa es mayor en el refugio en comparación con el área abierta porque las temperaturas del aire son más bajas en el refugio que en el abierto durante la noche.

A pesar del aumento de la temperatura, la humedad relativa permanece más alta durante el día en el refugio. Pero en los períodos secos, la humedad relativa es a menudo más baja en el refugio que en las áreas abiertas debido al aumento de la temperatura y la evaporación muy pequeña del suelo seco.


Rol # 8. Disminución de la fotosíntesis:

El crecimiento y rendimiento de la planta son generalmente mayores en el área protegida. La tasa fotosintética de las hojas individuales depende directamente de la concentración de dióxido de carbono, que varía entre 280 y 500 ppm. Si la banda protectora reduce el suministro de dióxido de carbono debido a la reducción en el movimiento del aire, la velocidad de la fotosíntesis en el cultivo protegido puede verse afectada negativamente durante el día.

Esto disminuiría la tasa fotosintética. La concentración adicional de dióxido de carbono en la noche es más alta que la normal en el refugio. El dióxido de carbono acumulado se consumiría y dispersaría por la mañana.

La duración de la actividad fotosintética puede ser mayor en el refugio. Se ha observado que la resistencia estomática a la difusión de dióxido de carbono suele ser menor en el refugio. Las temperaturas diurnas son normalmente más altas en el refugio. La fotosíntesis se ve poco afectada por tales diferencias de temperatura.

Sin embargo, la fotorrespiración se ve afectada por pequeñas diferencias de temperatura. Durante el día, la temperatura del suelo aumenta, dando como resultado una respiración rápida de la raíz. Puede causar una mayor liberación de dióxido de carbono del suelo.

Aunque el efecto de la banda protectora en el microclima es variado y complicado, generalmente es beneficioso para el crecimiento de las plantas, especialmente en áreas de viento fuerte. Por supuesto, el efecto general sobre el rendimiento de los cultivos variará de acuerdo con la prevalencia de vientos fuertes, la distribución de las precipitaciones, el régimen de temperatura y el tipo de cultivos, así como la estructura del cinturón de protección.

Entre los cultivos de respuesta relativamente baja a la protección contra el viento se encuentran los granos pequeños resistentes a la sequía y el maíz que se cultiva en condiciones de cultivo en seco en climas subhúmedos a semiáridos.

Son moderadamente sensibles los cultivos de arroz y forraje, como la alfalfa, el lupino, el trébol y las semillas de las gramíneas de trigo. Entre los cultivos que responden mejor a la protección de los refugios se encuentran los cultivos de huertos, que incluyen lentejas, papas, tomates, pepinos, remolachas, fresas, sandías, frutas de hoja caduca y cítricos y otros cultivos delicados como el tabaco y el té.

En otra revisión, el 20% se considera como un promedio razonable para el aumento de rendimiento que resulta de un cinturón de protección en áreas de vientos fuertes. Esto representaría una ganancia neta de al menos el 15%, incluso cuando se haga una concesión por la tierra ocupada por los cinturones.