Una luz de crecimiento es una luz eléctrica para ayudar a que las plantas crezcan. Las luces de cultivo intentan proporcionar un espectro de luz similar al del sol o proporcionar un espectro que se adapta mejor a las necesidades de las plantas que se cultivan (normalmente una combinación variable de luz roja y azul, que generalmente aparece de rosa a violeta). al ojo humano). Las condiciones exteriores se imitan variando las temperaturas de color y las salidas espectrales de la luz de cultivo, además de variar la intensidad de las lámparas. Dependiendo del tipo de planta que se esté cultivando, la etapa de cultivo (por ejemplo, la fase de germinación /vegetativa o la fase de floración/fructificación) y el fotoperíodo requerido por las plantas, es deseable utilizar rangos específicos de espectro , eficacia luminosa y temperatura de color. con plantas y periodos de tiempo específicos.
Las luces de cultivo se utilizan para horticultura, jardinería interior, propagación de plantas y producción de alimentos , incluidas plantas hidropónicas y acuáticas de interior . Aunque la mayoría de luces de cultivo se utilizan a nivel industrial, también se pueden utilizar en el hogar. [1]
Según la ley del cuadrado inverso , la intensidad de la luz que irradia una fuente puntual (en este caso una bombilla) que llega a una superficie es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de la superficie a la fuente (si un objeto está dos veces más lejos , recibe sólo una cuarta parte de la luz), lo que supone un serio obstáculo para los cultivadores de interior, y se emplean muchas técnicas para utilizar la luz de la forma más eficiente posible. Por ello, a menudo se utilizan reflectores en las luces para maximizar la eficiencia lumínica. Las plantas o las luces se acercan lo más posible para que reciban la misma iluminación y que toda la luz proveniente de las luces incida sobre las plantas y no sobre el área circundante.
Se puede utilizar una variedad de tipos de bombillas como luces de cultivo, como incandescentes , luces fluorescentes , lámparas de descarga de alta intensidad (HID) y diodos emisores de luz (LED). Hoy en día, las luces más utilizadas para uso profesional son las HID y las fluorescentes. Los productores de flores y hortalizas de interior suelen utilizar luces HID de sodio de alta presión (HPS/SON) y halogenuros metálicos (MH), pero los fluorescentes y los LED están reemplazando a los haluros metálicos debido a su eficiencia y economía. [2]
Las luces de halogenuros metálicos se utilizan habitualmente para la fase vegetativa del crecimiento de las plantas, ya que emiten mayores cantidades de radiación azul y ultravioleta. [3] [4] Con la introducción de la iluminación de halogenuros metálicos cerámicos y la iluminación de haluros metálicos de espectro completo, se utilizan cada vez más como fuente exclusiva de luz para las etapas de crecimiento vegetativo y reproductivo. La luz del espectro azul puede desencadenar una mayor respuesta vegetativa en las plantas. [5] [6] [7]
Las luces de sodio de alta presión también se utilizan como fuente única de luz durante las etapas vegetativa y reproductiva. Además, pueden utilizarse como complemento a la iluminación de espectro completo durante la etapa reproductiva. La luz del espectro rojo puede desencadenar una mayor respuesta de floración en las plantas. [8] Si se utilizan luces de sodio de alta presión para la fase vegetativa, las plantas crecerán un poco más rápido, pero tendrán entrenudos más largos y pueden ser más largos en general.
En los últimos años se ha introducido la tecnología LED en el mercado de las luces de cultivo. Al diseñar una luz de cultivo de interior utilizando diodos, se pueden producir longitudes de onda de luz específicas. La NASA ha probado las luces de cultivo LED por su alta eficiencia en el cultivo de alimentos en el espacio para la colonización extraterrestre . Los hallazgos mostraron que las plantas se ven afectadas por la luz en las partes roja, verde y azul del espectro de luz visible. [9] [10]
La luz LED se considera la cuarta generación de fuentes de luz. [11] Las luces LED producen la radiación fotosintéticamente activa (PAR) más alta de cualquier luz.
Las luces de cultivo LED suelen estar compuestas por varios diodos emisores de luz individuales en una carcasa con un disipador de calor y ventiladores incorporados. La mayoría o todos los LED utilizan fuentes de alimentación de CA/CC o CC/CC que proporcionan corriente directa constante a través de los LED, regulando la cantidad de energía total que los LED pueden consumir y evitando su falla.
Los LED individuales generalmente proporcionan solo una gama estrecha de colores, por lo que se mezclan LED de diferentes colores en las luces de cultivo en proporciones según el uso previsto. Se sabe por el estudio de la fotomorfogénesis que los espectros de luz verde, roja, roja lejana y azul tienen un efecto en la formación de raíces, el crecimiento de las plantas y la floración, pero no hay suficientes estudios científicos ni ensayos probados en el campo que utilicen luces de cultivo LED para Recomendamos proporciones de color específicas para un crecimiento óptimo de las plantas bajo luces de cultivo LED. [12] Se ha demostrado que muchas plantas pueden crecer normalmente si se les da luz roja y azul. [13] [14] [15] Sin embargo, muchos estudios indican que la luz roja y azul (de rosa a violeta dependiendo de la proporción de rojo a azul) solo proporciona el método de crecimiento más rentable; el crecimiento de las plantas es aún mejor bajo luz suplementada con verde. [16] [17] [18]
Las luces de cultivo LED blancas brindan un espectro completo de luz diseñado para imitar la luz natural, brindando a las plantas un espectro de rojo, azul y verde. La luz blanca se clasifica en un espectro en términos de temperatura de color donde las luces más frías producen más fotones azules y las luces más cálidas producen más fotones rojos.
Se ha evaluado una gran cantidad de especies de plantas en ensayos de invernadero para garantizar que las plantas tengan una mayor calidad en biomasa e ingredientes bioquímicos incluso superiores o comparables a las condiciones del campo. Se midió el rendimiento de las plantas de menta, albahaca, lentejas, lechuga, repollo, perejil y zanahoria evaluando la salud y el vigor de las plantas y el éxito en la promoción del crecimiento. También se observó la promoción de una floración profusa de plantas ornamentales seleccionadas, incluidas prímula, caléndula y caldo. [19]
En las pruebas realizadas por Philips Lighting para encontrar una receta de luz óptima para el cultivo de diversas hortalizas en invernaderos, descubrieron que los siguientes aspectos de la luz afectan tanto al crecimiento de las plantas (fotosíntesis) como al desarrollo de las plantas (morfología): intensidad de la luz, luz total a lo largo del tiempo, luz en qué momento del día, período de luz/oscuridad por día, calidad de la luz (espectro), dirección de la luz y distribución de la luz sobre las plantas. Sin embargo se observa que en pruebas entre tomates, mini pepinos y pimientos morrones, la receta de iluminación óptima no fue la misma para todas las plantas, y varió dependiendo tanto del cultivo como de la región, por lo que actualmente deben optimizar la iluminación LED en invernaderos en base a pruebas. y error. Han demostrado que la luz LED afecta la resistencia a las enfermedades, el sabor y los niveles nutricionales, pero hasta 2014 no han encontrado una forma práctica de utilizar esa información. [20]
Los diodos utilizados en los diseños iniciales de luces de cultivo LED solían tener una potencia de entre 1/3 vatio y 1 vatio. Sin embargo, ahora se utilizan comúnmente diodos de mayor potencia, como los de 3 y 5 vatios, en las luces LED de cultivo. Para zonas muy compactadas se pueden utilizar chips COB de entre 10 y 100 vatios. Debido a la disipación de calor, estos chips suelen ser menos eficientes. La iluminación LED estándar suele tener un factor de potencia de al menos 0,90, mientras que las luces LED de buena calidad rondarán el 0,99.
Para evitar que se quemen las hojas, las luces LED de cultivo deben mantenerse a una distancia de entre 12 pulgadas (30 cm) de las plantas para lámparas de menor potencia (menos de 300 vatios) y hasta 36 pulgadas (91 cm) de distancia de las plantas para lámparas de mayor potencia (1000 vatios o más). ).
Históricamente, la iluminación LED era muy cara, pero los costos se han reducido considerablemente con el tiempo y su longevidad la ha hecho más popular. Las luces de cultivo LED suelen tener un precio más alto, vatio por vatio, que otras luces LED, debido a características de diseño que las ayudan a ser más eficientes energéticamente y a durar más. En particular, debido a que las luces de cultivo LED tienen una potencia relativamente alta, las luces de cultivo LED suelen estar equipadas con sistemas de refrigeración, ya que la baja temperatura mejora tanto el brillo como la longevidad. Los LED suelen durar entre 10.000 y 50.000 horas hasta alcanzar el nivel LM-70 . [ cita necesaria ]
Las lámparas de descarga de alta intensidad se consideran la tercera generación de fuentes de luz. [11]
La iluminación fluorescente era anteriormente el tipo más común de luz de cultivo interior, pero las luces HID las han superado. [21] Las lámparas de descarga de alta intensidad tienen una alta eficiencia de lúmenes por vatio. [22] Hay varios tipos diferentes de luces HID, incluidas las de vapor de mercurio, halogenuros metálicos, sodio de alta presión y bombillas de conversión. Las lámparas de halogenuros metálicos y HPS producen un espectro de colores que es algo comparable al sol y puede usarse para cultivar plantas. Las lámparas de vapor de mercurio fueron el primer tipo de HID y se usaron ampliamente para el alumbrado público, pero cuando se trata de jardinería interior producen un espectro relativamente pobre para el crecimiento de las plantas, por lo que han sido reemplazadas en su mayoría por otros tipos de HID para el cultivo de plantas. [22]
Todas las luces de cultivo HID requieren un balastro eléctrico para funcionar, y cada balastro tiene una potencia nominal particular. Las clasificaciones HID populares incluyen 150 W, 250 W, 400 W, 600 W y 1000 W. Las luces HID de 600 W son las más eficientes eléctricamente en cuanto a luz producida, seguidas de las de 1000 W. Una HPS de 600 W produce un 7 % más de luz (lúmenes por vatio) que una HPS de 1000 W. [22]
Aunque todas las lámparas HID funcionan según el mismo principio, los diferentes tipos de bombillas tienen diferentes requisitos de arranque y voltaje, así como diferentes características operativas y forma física. Debido a esto, una bombilla no funcionará correctamente sin un balastro que coincida, incluso si la bombilla se enrosca físicamente. Además de producir niveles más bajos de luz, las bombillas y balastros que no coinciden dejarán de funcionar antes de tiempo o incluso pueden quemarse inmediatamente. [22]
Las bombillas de halogenuros metálicos son un tipo de luz HID que emiten luz en las partes azul y violeta del espectro de luz, que es similar a la luz disponible al aire libre durante la primavera. [23] [ fuente autoeditada? ] Debido a que su luz imita el espectro de colores del sol, algunos productores encuentran que las plantas se ven más agradables bajo un haluro metálico que otros tipos de luces HID, como las HPS, que distorsionan el color de las plantas. Por lo tanto, es más común utilizar un haluro metálico cuando las plantas se exhiben en el hogar (por ejemplo, con plantas ornamentales) y se prefiere el color natural. Las bombillas de halogenuros metálicos deben sustituirse aproximadamente una vez al año, en comparación con las luces HPS, que duran el doble.
Las lámparas de halogenuros metálicos se utilizan ampliamente en la industria hortícola y son muy adecuadas para apoyar a las plantas en etapas tempranas de desarrollo al promover raíces más fuertes, una mejor resistencia contra las enfermedades y un crecimiento más compacto. [23] El espectro de luz azul fomenta un crecimiento frondoso y compacto y puede ser más adecuado para el cultivo de plantas vegetativas con mucho follaje.
Una bombilla de halogenuros metálicos produce entre 60 y 125 lúmenes/vatio, dependiendo de la potencia de la bombilla. [24]
Ahora se están fabricando balastros digitales en una versión de arranque por impulsos, que tienen una mayor eficiencia eléctrica (hasta 110 lúmenes por vatio) y un calentamiento más rápido. [25] Un ejemplo común de haluro metálico de inicio por impulso es el haluro metálico cerámico (CMH). Las bombillas de halogenuros metálicos de encendido por impulsos pueden venir en cualquier espectro deseado, desde blanco frío (7000 K) hasta blanco cálido (3000 K) e incluso ultravioleta intenso (10 000 K). [ cita necesaria ]
Las lámparas de halogenuros metálicos cerámicos (CMH) son un tipo relativamente nuevo de iluminación HID, y la tecnología recibe algunos nombres cuando se trata de luces de cultivo, incluido el halogenuro metálico de descarga cerámica (CDM), [26] halogenuro metálico de arco cerámico .
Las luces de halogenuros metálicos cerámicos se encienden con un arrancador de impulsos, al igual que otros haluros metálicos de "arranque por impulsos". [26] La descarga de una bombilla de halogenuros metálicos cerámicos está contenida en un tipo de material cerámico conocido como alúmina policristalina (PCA), que es similar al material utilizado para un HPS. PCA reduce la pérdida de sodio, lo que a su vez reduce el cambio de color y la variación en comparación con las bombillas MH estándar. [25] Las ofertas de halogenuros metálicos cerámicos para horticultura de empresas como Philips han demostrado ser fuentes eficaces de luz de crecimiento para aplicaciones de potencia media. [27]
Las luces combinadas HPS/MH combinan un haluro metálico y un sodio de alta presión en la misma bombilla, proporcionando espectros rojo y azul en una sola lámpara HID. La combinación de luz azul de halogenuros metálicos y luz roja de sodio de alta presión es un intento de proporcionar un espectro muy amplio dentro de una sola lámpara. Esto permite una solución de un solo bulbo durante todo el ciclo de vida de la planta, desde el crecimiento vegetativo hasta la floración. Existen posibles compensaciones por la conveniencia de una sola bombilla en términos de rendimiento. Sin embargo, existen algunos beneficios cualitativos que se obtienen con un espectro de luz más amplio.
_grow_light_bulb.jpg/1280px-HPS_(High_Pressure_Sodium)_grow_light_bulb.jpg)
Las luces de sodio de alta presión son un tipo de iluminación HID más eficiente que los halogenuros metálicos. Las bombillas HPS emiten luz en la luz visible amarilla/roja, así como pequeñas porciones del resto de la luz visible. Dado que las luces de cultivo HPS brindan más energía en la parte roja del espectro de luz, pueden promover la floración y la fructificación. [21] Se utilizan como complemento de la luz natural en la iluminación de invernaderos y halogenuros metálicos o como fuente de luz independiente para interiores/cámaras de cultivo.
Las luces de cultivo HPS se venden en los siguientes tamaños: 150W, 250W, 400W, 600W y 1000W. [21] De todos los tamaños, las luces HID de 600 W son las más eficientes eléctricamente en cuanto a luz producida, seguidas de las de 1000 W. Una HPS de 600 W produce un 7 % más de luz (vatio por vatio) que una HPS de 1000 W. [22]
Una bombilla HPS produce entre 60 y 140 lúmenes/vatio, dependiendo de la potencia de la bombilla. [28]
Las plantas cultivadas bajo luces HPS tienden a alargarse debido a la falta de radiación azul/ultravioleta. Las modernas lámparas HPS para horticultura tienen un espectro mucho mejor ajustado al crecimiento de las plantas. La mayoría de las lámparas HPS, si bien proporcionan un buen crecimiento, ofrecen un índice de reproducción cromática (CRI) deficiente. Como resultado, la luz amarillenta de una HPS puede dificultar el seguimiento de la salud de las plantas en interiores. El CRI no es un problema cuando las lámparas HPS se utilizan como iluminación complementaria en invernaderos que utilizan luz natural (que compensa la luz amarilla del HPS).
Las luces de sodio de alta presión tienen una larga vida útil y seis veces más salida de luz por vatio de energía consumida que una luz de cultivo incandescente estándar. Debido a su alta eficiencia y al hecho de que las plantas cultivadas en invernaderos obtienen toda la luz azul que necesitan de forma natural, estas luces son las luces complementarias preferidas para los invernaderos. Pero, en las latitudes más altas, hay épocas del año en las que la luz solar es escasa y están indicadas fuentes adicionales de luz para un crecimiento adecuado. Las luces HPS pueden causar firmas ópticas e infrarrojas distintivas, que pueden atraer insectos u otras especies de plagas; estos a su vez pueden amenazar las plantas que se cultivan. Las luces de sodio de alta presión emiten mucho calor, lo que puede provocar un crecimiento más largo, aunque esto se puede controlar mediante el uso de recintos o reflectores de bombillas especiales enfriados por aire.
Las bombillas de conversión se fabrican para que funcionen con un balastro MH o HPS. Un productor puede utilizar una bombilla de conversión HPS con un balastro MH o una bombilla de conversión MH con un balastro HPS. La diferencia entre los balastros es que un balastro HPS tiene un encendedor que enciende el sodio en una bombilla HPS, mientras que un balastro MH no. Debido a esto, todos los balastros eléctricos pueden encender bombillas MH, pero solo un balastro conmutable o HPS puede encender una bombilla HPS sin una bombilla de conversión. [30] Por lo general, se utilizará una bombilla de conversión de halogenuros metálicos en un balastro HPS, ya que las bombillas de conversión MH son más comunes.
Un balastro conmutable es un balastro HID que se puede utilizar con una bombilla de haluro metálico o HPS de potencia equivalente. Por lo tanto, un balastro conmutable de 600 W funcionaría con un MH o HPS de 600 W. [21] Los productores utilizan estos accesorios para propagar y hacer crecer vegetativamente plantas bajo el haluro metálico, y luego cambian a un bulbo de sodio de alta presión para la etapa de fructificación o floración del crecimiento de la planta. Para cambiar entre las luces, solo es necesario cambiar la bombilla y colocar un interruptor en la posición adecuada.
Las lámparas fluorescentes se consideran la segunda generación de fuentes de luz. [11]
Las luces fluorescentes vienen en muchos factores de forma, incluidas bombillas largas y delgadas, así como bombillas más pequeñas con forma de espiral (luces fluorescentes compactas). Las luces fluorescentes están disponibles en temperaturas de color que oscilan entre 2700 K y 10 000 K. La eficacia luminosa oscila entre 30 lm/W y 90 lm/W. Los dos tipos principales de luces fluorescentes que se utilizan para el cultivo de plantas son las luces tipo tubo y las luces fluorescentes compactas.
Las luces de cultivo fluorescentes no son tan intensas como las luces HID y generalmente se usan para cultivar vegetales y hierbas en interiores, o para iniciar plántulas para dar un impulso a las plantaciones de primavera. Se necesita un balastro para hacer funcionar este tipo de luces fluorescentes. [28]
La iluminación fluorescente estándar viene en múltiples factores de forma, incluidos T5, T8 y T12. La versión más brillante es la T5. El T8 y el T12 son menos potentes y más adecuados para plantas con menores necesidades de luz. Las luces fluorescentes de alto rendimiento producen el doble de luz que las luces fluorescentes estándar. Una luminaria fluorescente de alto rendimiento tiene un perfil muy delgado, lo que la hace útil en áreas verticalmente limitadas.
Los fluorescentes tienen una vida útil promedio de hasta 20.000 horas. Una luz de crecimiento fluorescente produce entre 33 y 100 lúmenes/vatio, según el factor de forma y la potencia. [24]
Las luces fluorescentes compactas (CFL) son versiones más pequeñas de luces fluorescentes que fueron diseñadas originalmente como lámparas de precalentamiento, pero que ahora están disponibles en forma de encendido rápido. Las CFL han reemplazado en gran medida a las bombillas incandescentes en los hogares porque duran más y son mucho más eficientes eléctricamente. [28] En algunos casos, las CFL también se utilizan como luces de cultivo. Al igual que las luces fluorescentes estándar, son útiles para la propagación y situaciones en las que se necesitan niveles de luz relativamente bajos.
Si bien las CFL estándar en tamaños pequeños se pueden usar para cultivar plantas, ahora también hay lámparas CFL fabricadas específicamente para el cultivo de plantas. A menudo, estas bombillas fluorescentes compactas más grandes se venden con reflectores especialmente diseñados que dirigen la luz a las plantas, de forma muy parecida a las luces HID. Los tamaños comunes de lámparas de cultivo CFL incluyen 125 W, 200 W, 250 W y 300 W.
A diferencia de las luces HID, las CFL caben en un casquillo de luz magnate estándar y no necesitan un balastro separado. [21]
Las bombillas fluorescentes compactas están disponibles en versiones cálida/roja (2700 K), espectro completo o luz diurna (5000 K) y fría/azul (6500 K). Se recomienda el espectro rojo cálido para la floración y el espectro azul frío para el crecimiento vegetativo. [21]
La vida útil de las luces de cultivo fluorescentes compactas es de aproximadamente 10.000 horas. [28] Una CFL produce entre 44 y 80 lúmenes/vatio, dependiendo de la potencia de la bombilla. [24]
Ejemplos de lúmenes y lúmenes/vatios para CFL de diferentes tamaños:
Un cátodo frío es un cátodo que no se calienta eléctricamente mediante un filamento . Un cátodo puede considerarse "frío" si emite más electrones de los que puede suministrar únicamente la emisión termoiónica . Se utiliza en lámparas de descarga de gas , como lámparas de neón , tubos de descarga y algunos tipos de tubos de vacío . El otro tipo de cátodo es un cátodo caliente , que se calienta mediante una corriente eléctrica que pasa a través de un filamento . Un cátodo frío no necesariamente funciona a baja temperatura: a menudo se calienta hasta su temperatura de funcionamiento mediante otros métodos, como la corriente que pasa del cátodo al gas.
Las bombillas incandescentes se consideran la primera generación de fuentes de luz. [11]
La cantidad, calidad y duración de la luz regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas. En general, si una planta no recibe suficiente luz, se atrofiará, tendrá una pigmentación reducida o comenzará una respuesta de evitación de la sombra. Una planta que no recibe la calidad de luz adecuada puede presentar diferencias fisiológicas en comparación con las mismas plantas cultivadas en condiciones de iluminación óptimas. [31] [32]
La cantidad y calidad de la luz de cultivo han estado tecnológicamente limitadas en el pasado. El sodio de alta presión (HPS) y los halogenuros metálicos (MH) eran y siguen siendo opciones de iluminación complementaria comunes para invernaderos y algunas operaciones de fuente única. [33] Las luces de cultivo LED más antiguas se componen únicamente de LED azules y rojos debido tanto a su eficiencia para convertir la electricidad en fotones como a su eficiencia para impulsar la fotosíntesis. A medida que los LED se vuelven menos costosos y más eficientes, ha aumentado el interés por estudiar la calidad de la luz en el campo de las ciencias vegetales. [34]
La cantidad de luz se refiere a la cantidad de luz que una planta necesita cada día para un crecimiento óptimo. Históricamente, la cantidad de luz se expresaba en unidades de W m −2 , lúmenes o lux . Si bien estas unidades son útiles en cálculos de energía, W m −2 , o en iluminación humana (lúmenes y lux), los científicos de plantas ahora prefieren medir la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD), en unidades de μmol m −2 s −1 . PPFD es una medida explícita de la cantidad de fotones que inciden en una superficie por metro cuadrado por segundo, una forma más precisa de medir cómo interactúan las plantas con los fotones. [35]
Otra forma útil de medir la cantidad de luz es mediante la integral de luz diaria o DLI. El DLI tiene en cuenta la PPFD y el número total de horas que una planta está expuesta a esa PPFD para obtener la cantidad total de fotones por día, en unidades de mol m −2 d −1 . A continuación se muestra la ecuación para convertir PPFD a DLI, suponiendo PPFD constante. [36]
DLI (mol m −2 d −1 ) =0,0036 * PPFD (μmol m −2 s −1 ) *Horas de luz
Los requerimientos de cantidad de luz para los cultivos varían; en general, el requerimiento de luz para un cultivo específico es mayor para los cultivos que están fructificando y floreciendo y es menor para los cultivos que permanecen vegetativos. Las verduras de hojas verdes como la lechuga , las espinacas y la col rizada suelen considerarse cultivos con poca luz y requieren un DLI de entre 12 y 17 mol m −2 d −1 . Los tomates , pepinos y pimientos requieren entre 20 y 30 mol m −2 d −1 . El cannabis tiene uno de los mayores requerimientos de luz de las plantas cultivadas, requiriendo un DLI de hasta 40 mol m −2 d −1 . [37] [38] [39]
La calidad de la luz se refiere a la distribución espectral de la luz que recibe una planta. La calidad de la luz se agrupa en colores según la longitud de onda; 320-400 nanómetros (nm) son rayos UVA , 400-500 nm son azules , 500-600 nm son verdes , 600-700 nm son rojos y 700-750 nm son rojos lejanos , a veces denominados infrarrojos cercanos . La calidad de la luz también se puede expresar como proporciones, por ejemplo, una proporción de rojo:azul de 3:2 o, a veces, como su irradiancia máxima, por ejemplo, luz azul de 450 nm y luz roja de 660 nm. Fotomorfogénesis es el término para las respuestas de las plantas mediadas por la luz al espectro de luz. Las plantas pueden detectar partes del espectro electromagnético a través de una red de fotorreceptores que incluyen fitocromos , criptocromos , fototropina y zeiltupe. Cada receptor es capaz de detectar diferentes partes del espectro electromagnético. La información sobre el espectro de luz puede afectar la germinación de las semillas, la señal de transición de vegetativo a floración y la producción de metabolitos secundarios como las antocianinas . [40]
Además, muchas plantas también requieren períodos tanto de oscuridad como de luz, un efecto conocido como fotoperiodismo , para desencadenar la floración. Por lo tanto, las luces podrán encenderse o apagarse en horarios establecidos . La relación óptima entre foto y período de oscuridad depende de la especie y variedad de planta, ya que algunos prefieren días largos y noches cortas y otros prefieren "duraciones de día" opuestas o intermedias.
Se pone mucho énfasis en el fotoperíodo cuando se habla del desarrollo de las plantas. Sin embargo, es la cantidad de horas de oscuridad lo que afecta la respuesta de una planta a la duración del día. [41] En general, un “día corto” es aquel en el que el fotoperíodo no supera las 12 horas. Un “día largo” es aquel en el que el fotoperiodo es no inferior a 14 horas. Las plantas de días cortos son aquellas que florecen cuando la duración del día es inferior a una duración crítica. Las plantas de día largo son aquellas que sólo florecen cuando el fotoperiodo es superior a una duración crítica. Las plantas de día neutro son aquellas que florecen independientemente del fotoperiodo. [42]
Las plantas que florecen en respuesta al fotoperíodo pueden tener una respuesta facultativa u obligada. Una respuesta facultativa significa que una planta eventualmente florecerá independientemente del fotoperíodo, pero florecerá más rápido si se cultiva bajo un fotoperíodo particular. Una respuesta obligada significa que la planta sólo florecerá si se cultiva durante un fotoperiodo determinado. [43]
Los lux y los lúmenes se utilizan habitualmente para medir los niveles de luz, pero son unidades fotométricas que miden la intensidad de la luz percibida por el ojo humano.
Los niveles espectrales de luz que pueden utilizar las plantas para la fotosíntesis son similares, pero no iguales, a los que se miden en lúmenes. Por lo tanto, cuando se trata de medir la cantidad de luz disponible para las plantas para la fotosíntesis , los biólogos suelen medir la cantidad de radiación fotosintéticamente activa (PAR) que recibe una planta. [44] PAR designa el rango espectral de la radiación solar de 400 a 700 nanómetros , que generalmente corresponde al rango espectral que los organismos fotosintéticos son capaces de utilizar en el proceso de fotosíntesis .
La irradiancia de PAR se puede expresar en unidades de flujo de energía (W/m 2 ), lo cual es relevante en las consideraciones de balance de energía para los organismos fotosintéticos . Sin embargo, la fotosíntesis es un proceso cuántico y las reacciones químicas de la fotosíntesis dependen más del número de fotones que de la cantidad de energía contenida en los fotones. [44] Por lo tanto, los biólogos vegetales a menudo cuantifican la PAR utilizando el número de fotones en el rango de 400-700 nm recibidos por una superficie durante un período de tiempo específico, o la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD). [44] Esto normalmente se mide usando mol m −2 s −1 , pero el valor relevante para el crecimiento de las plantas es la integral de luz diaria (DLI) , la PPFD integrada durante 24 horas. La mayoría de las especies de plantas crecerán bien con un DLI de 5 a 15 mol m −2 día −1 . Las especies tolerantes a la sombra pueden crecer con valores de DLI de 1 a 3 mol m −2 día −1 , las especies que exigen luz soportan fácilmente 30 a 50 mol m −2 día −1 . [45]
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha desarrollado una serie de normas internacionales (IEC 63403 partes 1 y 2) que cubren la iluminación hortícola: paquetes LED para iluminación hortícola, uno de ellos cubre la hoja de especificaciones y el otro cubre el binning.
Estas normas han sido adoptadas en Europa por el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC) como normas europeas EN IEC 63403-1:2024 y EN IEC 63403-2:2024 respectivamente. [46]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )