Atrás

Cómo medir la calidad y la cantidad de luz

Jueves, 15 de septiembre de 2022 | Troy Buechel

La luz es importante, ya que las plantas usan parte de la energía radiante que emite el sol para la fotosíntesis. Generalmente, la luz se confunde con energía. La calidad de la luz es la longitud de onda (en nanómetros, nm) dentro del espectro electromagnético; es decir, la luz azul es de 450 nm y la luz roja es de 650 nm. Cada longitud de onda tiene un paquete diferente de radiación o energía (en J mol^-1) llamado fotones. La energía de un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda; mientras más corta la longitud de onda, mayor es la energía y mientras más larga la longitud de onda, menor es la energía; es decir, la energía de la luz azul de onda corta es de 2,66 x 10⁵ J•mol^-1 y la luz roja de onda más larga es de 1,81 x 10⁵ J•mol^-1. Los niveles de luz afectan directamente a la transpiración, la absorción de agua, el florecimiento, la germinación, el crecimiento intermodal, etc. dentro de la planta.

¿Qué es la radiación solar?

Es la energía radiante emitida por el sol con longitudes de onda entre 280 y 2.800 nm. Se puede subdividir en ultravioleta (100 a 380 nm), luz visible (380 a 780 nm) e infrarroja (700 a 3000 nm). La radiación ultravioleta (especialmente la UV-B y UV-C) pueden ser dañinas para las plantas, ya que puede producir daño fotoquímico al ADN celular y disminuir la tasa fotosintética. La radiación infrarroja cercana (700 a 1500 nm) provoca que la temperatura de las hojas se eleve. La mayor parte de la banda de luz visible se usa para fotosíntesis. La radiación solar se mide con un piranómetro y se expresa en W•m^-2; en un día soleado, la radiación solar puede alcanzar hasta 1000 W•m^-2 (medición instantánea). En la agricultura de invernaderos, la radiación solar se puede usar para programar el riego, ya que esta energía provoca la transpiración de la planta. Las plantas usan hasta un 5 % de la radiación solar para fotosíntesis, el resto se usa para la evaporación. Las estaciones, la latitud, la elevación, las condiciones ambientales y la hora del día afectan la radiación solar.

¿Qué es la luz visible?

La luz visible consta de longitudes de onda entre 380 y 770 nm y se divide en: Violeta (380 a 430 nm),azul (430 a 500 nm), verde (500 a 570 nm), amarillo (570 a 590 nm), naranjo (590 a 630 nm) y rojo (630 a 770). Los seres humanos pueden percibir esta luz a simple vista como colores. Se mide con un sensor fotométrico y se expresa en pie bujía o lux. La industria hortícola ornamental usa este parámetro para determinar la luz que necesitan las plantas para el crecimiento y el desarrollo. Los problemas con este tipo de medidas es que son mediciones instantáneas y las plantas no usan la banda de frecuencia verde.

¿Qué es la radiación fotosintéticamente activa (RFA)?

La RFA es la cantidad de energía luminosa, dentro del intervalo de longitud de onda de los 400 y 700 nm, que usan las plantas para la fotosíntesis. La fotosíntesis es la transformación de CO₂ + agua, con la presencia de luz, el producto de este proceso son: azúcares y oxígeno. La clorofila, el pigmento verde de las hojas, es la responsable de absorber la energía de RFA. La RFA se mide con un sensor cuántico y se expresa en μmol•m^-2•s^-1. Las lecturas tienen un intervalo entre 0 (en la noche) hasta 3.000 μmol•m^-2•s^-1, pero en un día claro y soleado, la RFA emitida por el sol podría ser de 2.000 μmol•m^-2•s^-1 (medición instantánea). La RFA es útil para determinar el crecimiento y el desarrollo de la planta cuando se suma la cantidad recibida cada día en función de la intensidad luminosa (mediciones instantáneas) y la duración (por día). Basándose en la RFA acumulada, es posible comparar los patrones de crecimiento y desarrollo de las diferentes plantas en los distintos invernaderos. Por ejemplo, las plantas de tomate necesitan acumular aproximadamente 1.000 moles•m^-2 de RFA para florecer, ya sea que estén en el Polo Norte o en el Ecuador. Más luz significa más fotosíntesis y más crecimiento de la planta, pero la luz excesiva en términos de cantidad y calidad no quiere decir que la planta crecerá más, ya que existe un punto de saturación. Es posible convertir la RFA en pie bujía o lux y viceversa, solo si aquellas mediciones están dentro del rango de la RFA en un día claro.

RFA Fuente: John Whitmarsh and Govindjee..Jasonphollinger

Por último, es extremadamente importante conocer qué parte del espectro electromagnético (banda de frecuencia: calidad) se va a medir, cuánta energía es emitida (fotones o quántums: cantidad) y qué efecto tiene sobre las plantas. Sabiendo esto, es posible optimizar el crecimiento y el desarrollo de las plantas en términos de dinero y tiempo.