El cultivo de plantas ha experimentado una revolución gracias a la investigación avanzada en la física de la luz y su interacción con las plantas.
Aunque a menudo subestimamos la complejidad del proceso de fotosíntesis, la luz juega un papel fundamental en el desarrollo y crecimiento de las plantas.
En este artículo, exploraremos cómo diferentes espectros de luz afectan a las plantas y cómo podemos utilizar esta información para optimizar nuestros cultivos.
1. El papel fundamental de la luz en la fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas convierten la luz en energía química almacenada en forma de azúcares.
La clorofila, un pigmento verde presente en las plantas, absorbe principalmente la luz en los espectros azul (400-500 nm) y rojo (600-700 nm) (Kasperbauer, 1971)¹.
2. Espectros de luz y sus efectos en las plantas
a) Luz azul (400-500 nm)
Las plantas utilizan la luz azul para regular la apertura de los estomas, que son pequeñas aberturas en las hojas que permiten la entrada y salida de gases. Además, la luz azul promueve el crecimiento vegetativo compacto y robusto. La exposición a altos niveles de luz azul puede reducir el estiramiento de la planta y fomentar la formación de hojas más gruesas y más ricas en clorofila (Folta & Childers, 2008)².
b) Luz roja (600-700 nm)
La luz roja es esencial para la fotosíntesis y también influye en la floración y producción de frutos de las plantas. Las plantas expuestas a altos niveles de luz roja suelen tener tallos más largos y hojas más grandes. La relación entre la luz roja y la luz de otros espectros puede afectar el fotoperiodismo, un proceso que regula el ciclo de floración de algunas plantas (Chen et al., 2004)³.
c) Luz verde (500-600 nm)
Aunque la luz verde es menos absorbida por las plantas, estudios recientes han mostrado que puede tener efectos beneficiosos en la penetración de la luz a través de las canopias más densas y puede afectar el rendimiento y la calidad de la planta. La luz verde también puede ayudar a regular la respuesta de sombreado de las plantas (Sellaro et al., 2010)⁴.
d) Luz ultravioleta (100-400 nm)
La luz ultravioleta (UV) puede tener efectos tanto beneficiosos como perjudiciales para las plantas. En pequeñas dosis, la UV puede estimular la producción de compuestos antioxidantes y mejorar la calidad de las plantas. Sin embargo, la exposición prolongada o intensa a la UV puede dañar el ADN y las proteínas de las plantas (Jansen et al., 1998)⁵.
e) Luz infrarroja (700-1000 nm)
La luz infrarroja, o calor, puede ser beneficiosa en pequeñas cantidades, ayudando a la germinación y el crecimiento temprano. Sin embargo, la sobreexposición puede causar estrés térmico en las plantas (Jones, 2017)⁶.
3. Optimización del espectro lumínico en invernaderos y cultivos interiores
Con la tecnología actual, como las luces LED, es posible ajustar específicamente el espectro de luz entregado a las plantas. Esto permite a los agricultores proporcionar las condiciones ideales para el tipo y la etapa de crecimiento de la planta. Por ejemplo, aumentar la luz azul durante las etapas vegetativas y la luz roja durante la floración puede optimizar el crecimiento y rendimiento (Morrow, 2008)⁷.
Conclusión
La luz no es simplemente un recurso homogéneo que las plantas utilizan para la fotosíntesis. Diferentes espectros tienen diferentes efectos en las plantas, desde la regulación del crecimiento hasta la mejora de la calidad de los frutos. A medida que la tecnología y la investigación avanzan, los cultivadores tienen más herramientas a su disposición para manipular y optimizar estos espectros, llevando la agricultura a un nuevo nivel de precisión y productividad.
Fuentes:
¹ Kasperbauer, M.J. (1971). Spectral Distribution of Light in a Tobacco Canopy and Effects of End-of-Day Light Quality on Growth and Development. Plant Physiology, 47(6), 775-778.
² Folta, K.M., & Childers, K.S. (2008). Light as a growth regulator: controlling plant biology with narrow-bandwidth solid-state lighting systems. HortScience, 43(7), 1957-1964.
³ Chen, M., Chory, J., & Fankhauser, C. (2004). Light signal transduction in higher plants. Annual Review of Genetics, 38, 87-117.
⁴ Sellaro, R., Crepy, M., & Yanovsky, M.J. (2010). Cryptochrome as a sensor of the blue/green ratio of natural radiation in Arabidopsis. Plant Cell, 22(9), 2216-2227.
⁵ Jansen, M.A., Gaba, V., & Greenberg, B.M. (1998). Higher plants and UV-B radiation: balancing damage, repair and acclimation. Trends in Plant Science, 3(4), 131-135.
⁶ Jones, H.G. (2017). Plants and Microclimate: A Quantitative Approach to Environmental Plant Physiology. Cambridge University Press.
⁷ Morrow, R.C. (2008). LED lighting in horticulture. HortScience, 43(7), 1947-1950.