¿Con qué color de luz crecen mejor las plantas?
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Hay una serie de efectos diferentes que el espectro de luz de crecimiento (colores) puede tener en el crecimiento de las plantas. Es un área compleja, pero le demostraremos los principios básicos con experimentos prácticos y resultados.
Lo más importante es que hay efectos generales que la luz roja y azul tienen sobre el crecimiento de las plantas que son ciertos en casi todas las aplicaciones. Exploramos estos efectos y los comparamos y contrastamos con el uso de la luz blanca, que incluye luz azul, verde y roja en proporciones equilibradas y se llama luz de espectro completo.
¿Por qué se utilizan los LEDs rojos y azules para las luces de cultivo de todos modos?
Gráfico de absorbancia de la clorofila y los carotenoides en un tubo de ensayo. Esta no es la absorbencia total de la luz de las plantas en la vida real
Hasta hace unos años sólo había LEDs rojos y azules disponibles para aplicaciones de «alta potencia» (3 vatios, 5 vatios). Así que los primeros fabricantes de luces de cultivo utilizaron los LEDs disponibles e hicieron las primeras luces de cultivo LED.
Para apoyar el uso de sólo LEDs azules y rojos para la horticultura hacen referencia a los gráficos de absorbencia de la clorofila. Estos gráficos no son la imagen completa y son engañosos. Se basan en la absorción de la luz por la clorofila extraída de las hojas y probada en un tubo de ensayo de laboratorio. En ellos se argumenta que la luz verde no es absorbida por las plantas en absoluto. Esto es incorrecto y es un argumento construido para apoyar la venta de luces de cultivo LED rojas y azules. De hecho, todos los colores de luz en el espectro PAR contribuyen a la fotosíntesis y al crecimiento, sólo que a ritmos ligeramente diferentes.
Un cultivador experimentado sabrá esto. Por ejemplo, las bombillas HPS (sodio de alta presión) han sido la fuente de luz preferida para el cultivo durante décadas. Las bombillas HPS generalmente emiten alrededor del 50% de su luz en el espectro verde. Si la luz verde no realizara la fotosíntesis, el 50% de la emisión de luz de las bombillas HPS sería ineficaz. Simplemente no es el caso.
¿Qué luz absorben realmente las plantas?
El espectro de acción de McCrees es el punto de referencia para las tasas de absorción del espectro de luz por parte de las plantas
En la década de 1970 un científico llamado McCree determinó las longitudes de onda de la luz que una planta puede absorber. Evaluó la eficiencia cuántica relativa de las diferentes longitudes de onda de la luz en la fotosíntesis. En otras palabras, registró la tasa de crecimiento de las plantas expuestas a cada longitud de onda o color de luz.
McCree descubrió que las plantas utilizan todas las partes del espectro PAR, pero a ritmos diferentes. La eficiencia cuántica del rojo es cercana al 100% de eficiencia mientras que el azul y el verde eran menos eficientes, oscilando entre el 65% y el 75%. El espectro de acción de McCrees identifica qué colores del espectro visible son los mejores para la fotosíntesis. El espectro de acción de McCrees es la referencia correcta para evaluar la idoneidad y la eficacia de la salida del espectro de las luces de cultivo.
Pruebas experimentales de los efectos de la luz azul, roja y blanca (espectro completo)
Creamos tres cámaras de cultivo con plantas en flor y comestibles productivos. Realizamos una comparación de crecimiento bajo luz azul, roja y de espectro completo durante tres semanas para ver el resultado del crecimiento. La intensidad de la luz en cada cámara de cultivo era la misma. Probamos cada cámara de cultivo con un medidor de PAR (Radiación Fotosintéticamente Activa) y ajustamos la potencia de la luz de cultivo y la altura de suspensión para asegurarnos de que cada cámara tuviera el mismo nivel medio de PAR.
Los resultados fueron muy interesantes…
El efecto de la luz azul en el crecimiento de las plantas
Plantas de flor y lechuga cultivadas bajo luz azul. Resultados de crecimiento apretado y denso pero de baja productividad y rendimiento
Las plantas en floración bajo luz azul continuaron floreciendo pero con menos vigor que bajo luz roja o blanca. Las plantas en floración no crecían tanto y tenían menos pétalos y hojas de menor tamaño.
La tasa de crecimiento de la lechuga era muy baja pero el crecimiento era compacto y el color un verde más intenso. En general, el rendimiento fue inferior al 50% de los otros cultivos.
El efecto de la luz roja en el crecimiento de las plantas
Las plantas de flor y lechuga cultivadas bajo luz roja. Alta producción de flores y rendimiento pero plantas estiradas
La luz roja fue muy buena para las plantas de floración y tuvieron la mayor cantidad de flores y el mayor tamaño de hojas y pétalos. Sin embargo, la otra característica de las plantas cultivadas bajo luz roja es el estiramiento. Tanto las plantas con flores como las lechugas se estiraron en comparación con los otros cultivos. Esto significa que las hojas eran más largas y las distancias entre los nodos o ramas eran más largas. Una planta con ramas largas y flores espaciadas no producirá tanto rendimiento en un espacio reducido como una planta con un crecimiento corto y denso.
A pesar del estiramiento, la lechuga tuvo altas tasas de crecimiento y el rendimiento fue el mejor de las tres pruebas. Sin embargo, el grosor, el color y la compacidad de las hojas no fueron tan buenos como bajo la luz de espectro completo.
El efecto de la luz de espectro completo (blanca) en el crecimiento de las plantas
Las plantas en flor y las lechugas cultivadas bajo luz de espectro completo (blanca). Crecimiento muy saludable. Buena producción de flores, crecimiento denso, alta productividad y rendimiento.
La luz Full Spectrum también fue estupenda para las plantas en floración y tuvo una calidad de flores y hojas similar a la del cultivo con luz roja. El tamaño de las hojas era más pequeño y el crecimiento era mucho más denso, es decir, había menos distancia entre los brotes de las ramas. Esto significa que el crecimiento será más compacto y productivo en un espacio reducido como un armario de cultivo. El espectro MIGRO tiene un 15% de luz azul y, por lo tanto, tiene suficiente luz azul para evitar el estiramiento, pero no demasiada para reducir la productividad.
El rendimiento de la lechuga estaba dentro del 5% del rendimiento bajo la luz roja, por lo que la productividad de la luz de espectro completo era casi equivalente a la luz roja. Como la luz de espectro completo tiene un 45% de luz verde, muestra claramente que la luz verde está contribuyendo al crecimiento de la planta. De lo contrario, el rendimiento sería al menos un 45% inferior al del cultivo con luz roja. El color de las hojas, el grosor y el aspecto general de la lechuga era mucho mejor con la luz Full Spectrum en comparación con los otros cultivos.
Entonces, ¿con qué color de luz crecen mejor las plantas?
Resultados de rendimiento (de izquierda a derecha): Espectro completo 390g, Luz roja 409g, Luz azul 168g
Los resultados de las pruebas demuestran que se necesita algo de luz azul (alrededor del 15%) para mantener un crecimiento denso y saludable. Con respecto al Rojo y al Verde parece que hay poca diferencia en los efectos sobre el crecimiento de las plantas. Esto demuestra que, aunque sea incómodo a la vista, las luces de cultivo LED de color rojo y azul (Burple) y las luces de cultivo de espectro completo están estrechamente emparejadas para la eficiencia del crecimiento.
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