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¿Qué hace la luz roja lejana por las plantas?

por | May 29, 2024 | blogs, Luces de cultivo | 0 Comentarios

Introducción.

¿Qué hace la luz roja lejana por las plantas? La luz roja lejana influye en las plantas de tantas maneras que a veces es confusa, incomprendida e incluso controvertida. Sin embargo, es un tema importante que los cultivadores de interior deben comprender para aprovechar las estrategias de la luz roja lejana en sus negocios.

Recientemente, hemos revisado varios artículos sobre la Luz roja lejana y hemos decidido acumular y resumir la información que hemos encontrado.

Fig. 1 Planta y luz

El efecto Emerson y la luz roja lejana.

¿De dónde vienen todas estas ideas sobre los beneficios de la luz roja lejana? El Efecto Emerson, descubierto por Robert Emerson en la década de 1950, describe cómo puede potenciarse la fotosíntesis en las plantas cuando se exponen simultáneamente a la luz de dos longitudes de onda diferentes de luz roja.

En resumen, Emerson descubrió que añadir el rojo lejano (~700 nm) a la luz roja (~653 nm) producía un resultado mucho mejor que los resultados combinados de probar cada color por separado.

  • Luz roja (653 nm) rendimiento = 53
  • Luz roja lejana (700 nm) rendimiento = 10
  • Rojo + Rojo lejano Rendimiento luminoso =72

(resultados en oxígeno por cuanto de luz absorbido)

Horticultura de interior

Fig 2 Robert Emerson

El hecho de que los resultados de la prueba rojo+rojo lejano fueran mejores que los resultados combinados de las pruebas separadas (rojo y rojo lejano) revolucionó nuestra comprensión de los mecanismos de la fotosíntesis.

Emerson conjeturó que, en lugar de que un sistema sumara los efectos de dos longitudes de onda de luz, debía haber dos sistemas distintos trabajando juntos, uno potenciando al otro, que más tarde se conocieron como PSII y PSI.

La luz roja lejana y el cuello de botella (PSII, PSI).

El PSII y el PSI son subsistemas situados en la Membrana Tilacoide, enterrada en las células vegetales (puedes leer sobre ello aquí). Puedes pensar en ellos como en estaciones de una fábrica que produce almacenes de energía llamados ATP y NADPH, que finalmente se utilizarán para fabricar azúcar.

Figura 3a La fotosíntesis tiene lugar en la membrana tilacoide, enterrada profundamente en una célula vegetal.

Figura 3b La membrana tilacoide y las estaciones PSII, PSI

La luz azul y roja son absorbidas tanto por el PSII como por el PSI y son importantes para que tenga lugar la fotosíntesis.

Además, el PSII es particularmente eficaz en la absorción de la luz roja a 680 nm.

Además, la PSI es particularmente eficaz en la absorción de la luz roja lejana a 700 nm

Si tienes mucha luz azul y roja de tus lámparas de cultivo, se produce la fotosíntesis, pero habrá un cuello de botella en la PSI. ¿Por qué?

Hay una copia de seguridad natural en la ISP porque el procesamiento allí es intrínsecamente más lento. Como la PSI absorbe mejor el rojo lejano, añadir rojo lejano a tus luces de cultivo debería ayudar a que las cosas avancen.

En resumen, la luz roja lejana NO ES un elixir mágico para el crecimiento, como algunas personas podrían pensar en un principio a partir de experimentos que muestran resultados milagrosos: simplemente ayuda a que el proceso fluya desde el PSII y el PSI.

No tendrás un problema de cuello de botella con el cultivo en exterior porque el sol tiene mucha luz roja lejana (Figura 4).

 

Figura 4 El espectro del Sol muestra mucha luz roja lejana (>700nm)

¿Qué muestran los experimentos reales sobre la luz roja lejana?

Examinamos tres estudios que investigaban la luz roja lejana suplementaria y descubrimos estos resultados.

  • Estudio 1: aumento del 39,4%, 19,0% y 0,0% en los pesos secos de tres ejemplares de lechuga.
  • Estudio 2: aumento del 46-77% del peso seco y del 58-75% de la superficie foliar de la lechuga.
  • Estudio 3: aumento del 31,72% de la fotosíntesis foliar con luz roja lejana.

(ver referencias al final.)

Aunque estos estudios muestran resultados significativos, debemos reiterar que estos hallazgos no afirman que la luz roja lejana suplementaria sea una oportunidad mágica de crecimiento, sino que simplemente validan que el cultivo con luz de crecimiento podría beneficiarse de la luz roja lejana suplementaria.

Rojo lejano y alargamiento del tallo.

Bajo el dosel de un bosque, la luz azul y roja disminuyen, pero abunda la luz roja lejana que se transmite a través de las hojas (ver Figura 5 ). Esto indica a las plantas germinativas de abajo que extiendan sus tallos y busquen mejor la luz del sol, lo que también se conoce como «evitar la sombra».

En un entorno de cultivo de interior, puedes utilizar la luz roja lejana y el alargamiento del tallo como ventajas.

 

Fig 5 – Medida de este espectrómetro tomada bajo una hoja durante el sol del mediodía.

Un aspecto positivo del alargamiento del tallo se da en el cultivo de la fresa. Los cultivadores pueden utilizar luz roja lejana para ayudar a aumentar los tallos, lo que permite una mejor ventilación y evita el moho y los hongos. Además, con tallos más largos, la fruta es más fácilmente visible y recolectable.

Fitocromos, Pr y Pfr molecular

Fig 6 – La luz roja lejana favorece el crecimiento del tallo para una mejor ventilación

Sin embargo, en algunos casos la luz roja lejana para aumentar el crecimiento del tallo puede no ser deseable; tal vez quieras mantener tus productos cortos y achaparrados por atractivo visual (por ejemplo, la lechuga).

Además, algunos artículos sugieren que los azúcares utilizados para el crecimiento del tallo afectarán al rendimiento y la calidad del fruto en las plantas frutales.

Efectos de la luz azul-roja en las plantas

Figura 7 – El color en la luz y el tamaño de la planta – Foto cortesía de Al Gracian en Albopepper.com

La luz roja lejana y la latencia de las semillas

Las semillas se encuentran a menudo en el suelo, bajo el dosel. También pueden percibir su presencia en zonas sombreadas reaccionando a la luz roja lejana, pero a diferencia de un brote, la semilla permanecerá latente, esperando una oportunidad más apropiada para brotar.

Efectos de la luz azul-roja en las plantas

Figura 8 – Las semillas reaccionan a la luz roja lejana aletargándose

Rojo lejano y crecimiento estacional.

Si tienes plantas en el jardín o en el balcón, probablemente notes un florecimiento colectivo, sobre todo en primavera/verano: tallos nuevos, hojas frescas y flores. La luz roja y roja lejana influyen en esta transformación mágica al influir en la estructura de una molécula de fitocromo.

Consideradas iguales las horas diurnas y nocturnas, el fitocromo alcanza una especie de estasis. Pero al llegar la primavera/verano, las horas del día son más largas, lo que provoca un cambio en la influencia de la luz roja y roja lejana sobre el estado del fitocromo, y esto desencadena el crecimiento estacional.

Puedes leer todo sobre el crecimiento estacional aquí.

Molécula de fitocromo

Fig 9 – La molécula fitocromo, la clave del crecimiento estacional.

Luz solar circadiana

Figura 10 – El crecimiento estacional está determinado por las horas de luz diurna

El rojo lejano no siempre significa aumentar el rendimiento

El producto final de la fotosíntesis es el azúcar. Pero el hecho de que tengas abundancia de azúcar gracias a la luz roja lejana suplementaria, no significa un aumento del rendimiento de las plantas.

El ADN del núcleo de una planta pasa por una lista de comprobación de elementos (control de puntos de control) antes de que considere apropiado desencadenar el crecimiento. Evalúa la temperatura, la humedad, la disponibilidad de hormonas, la disponibilidad de agua, el estrés de la planta, etc. En efecto, aunque dispongas de luz azul, luz roja y luz roja lejana para fomentar adecuadamente la fotosíntesis, puede que aún así no consigas los resultados que deseas.

Fig 11 – El Núcleo de la Célula Vegetal controla todas las funciones de la división celular.

Figura 12 – La 4ª fase del ciclo celular es la división celular (Mitosis) – por Ali Zifan (wikipedia-CCBY-SA 4.0)

Y recuerda que cada planta es diferente.

Cada especie vegetal tiene sus propias peculiaridades. Lo que funciona perfectamente para uno puede no ser lo ideal para otro. Sus peculiaridades yacen en lo más profundo del ADN del núcleo como parte del plan maestro de la evolución, la supervivencia del más apto.

Fitocromos y semillas germinadas

Fig 13 – Mediciones de luz roja, roja lejana y uv con un medidor de PAR espectral.

El rojo lejano puede ayudar, pero hay que entenderlo.

En este artículo, hemos intentado cubrir todos los aspectos de la luz roja lejana

Pero hemos descubierto que no es tan fácil como encender la luz roja lejana y aumentar el rendimiento, ya que hay que tener en cuenta muchos aspectos de la luz roja lejana: cuellos de botella PSI, elongación del tallo, crecimiento estacional y consideraciones sobre el núcleo / ADN.

Además, todas las plantas tienen peculiaridades: si alguna vez has intentado cultivar plantas, aprendes rápidamente que lo que es bueno para una planta puede no funcionar para otra. No obstante, comprender los matices de la luz roja lejana da a los cultivadores más posibilidades de conseguir resultados de luz roja lejana, mediante la experimentación y el ajuste de los parámetros.

Todos los datos de medición de este artículo se tomaron con un medidor de PAR espectral o espectrofotómetro UPRtek.

  1. Efecto Emerson y gota roja | Tutoriales de Neela Bakore | 2015 |https://www.youtube.com/watch?v=yqJBdNOHY5E
  2. Reacciones luminosas y efecto potenciador Emerson | Fluencia | 2023 | https://www.youtube.com/watch?v=oIf_XwWVIq8
  3. Una mirada más de cerca a la radiación roja lejana | Erik Runkle | Michigan State U | chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.canr.msu.edu/uploads/resources/pdfs/fr-radiation.pdf
  4. Los efectos de la luz roja lejana en el crecimiento y la morfología de la lechuga en producción de interior son específicos de cada cultivar | Jun Liu1,* y Marc W. van Iersel2 | NIH |2022 Oct 14 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9611250/
  5. Añadir luz rojo lejano a la luz de diodo emisor de luz rojo-azul favorece el rendimiento de la lechuga con diferentes densidades de plantación | Wenqing Jin, Jorge Leigh Urbina, Ep Heuvelink, Leo F.M. Marcelis | Frontiersin.org | 15 de enero de 2021
  6. La luz roja lejana modula el crecimiento de la vid aumentando la eficiencia fotosintética de la hoja y provocando la remodelación del transcriptoma órgano-específico | 6. Junhua Kong, 6. Yan Zhao, 6. Abanico Peige, 6. Yongjian Wang, 6. Xiaobo Xu, 6. Lijun Wang, 6. Shaohua Li, 6. Wei Duan, 6. Zhenchang Liang, 6. Zhanwu Dai | BMC | Marzo 2024 | https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-024-04870-7
  7. ¿Cómo afecta el espectro de luz rojo lejano a las plantas? } California Lightworks | Agosto 2019 } https://californialightworks.com/blog/how-does-the-far-red-light-spectrum-affect-plants/

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