Variables medidas en hojas de lechuga cultivadas en concentraciones bajas (50%), medias (100%) y altas (150%) de N-Mg-Fe bajo diferentes horas de exposición suplementaria a luz LED. Concentración de N, Mg y Fe en lechugas cultivadas con concentraciones bajas (50%), medias (100%) y altas (150%) de N-Mg-Fe bajo diferentes horas de exposición suplementaria a luz LED.
INTRODUCCIÓN GENERAL
Objetivos
- Objetivo General
- Objetivos Específicos
Evaluar los efectos de diferentes concentraciones de N, Mg y Fe en la solución nutritiva y la aplicación de luz LED azul/roja precosecha en diferentes proporciones, sobre el crecimiento, desarrollo y calidad de la lechuga. Compare los efectos de la nutrición (nitrógeno, magnesio y hierro) y la aplicación de luz LED roja/azul sobre el crecimiento de la lechuga y las variables de desarrollo.
Hipótesis
Determinar si el contenido de carotenoides, clorofilas, fenoles, actividad antioxidante y antocianinas de las hojas de lechuga está relacionado con la interacción de los principales nutrientes (N, Mg, Fe) que actúan en la fotosíntesis y las longitudes de onda del espectro electromagnético rojo.
REVISIÓN DE LITERATURA
Luz
Espectro electromagnético
6 disposición de la energía radiante según la longitud de onda o frecuencia que exhibe, e incluye emisiones radiantes de longitudes de 380 nm a 780 nm (Taiz & Zeiger, 2003). La luz blanca percibida es una mezcla de todas las longitudes de onda visibles, donde los ojos son sensibles sólo a un pequeño rango de frecuencias, la región de luz visible del espectro electromagnético (Quail, 2002).
Unidades de medición de la luz para el cultivo de plantas
- Unidades Cuánticas
Está relacionado con la medición de radiación electromagnética, más específicamente, la medición de energía de radiación electromagnética no coherente. Es la ciencia encargada de medir la luz, como es el brillo percibido por el ojo humano.
Radiación Fotosintéticamente Activa
Coeficiente de flujo de fotones [mol s/beta 1] incidente sobre un elemento de superficie que contiene el punto, a partir del área [m2] de ese elemento. Un rayo de luz que atraviesa el vacío no sufre pérdida de energía, aunque se disperse.
Fotosíntesis
- Transporte de electrones
- Asimilación de carbono
- Transpiración
- Translocación
El vapor de agua se mueve a través de los poros de los estomas o a través de la capa de cutícula. En la transpiración cuticular, el vapor de agua de la superficie de las células epidérmicas se difunde a través de la capa cuticular hacia la atmósfera.
Efectos de la calidad de la luz en la morfología de la planta
- Fototropismo
- Ahorro energético y fotoperiodo intermitente
13 la transpiración estomática evapora el vapor de agua en la superficie de las células del mesófilo, se difunde hacia los espacios aéreos intercelulares y se mueve hacia el exterior de la hoja a través de los estomas ubicados dentro de la epidermis de la hoja. En los frutos y en los órganos de almacenamiento, una parte de la sacarosa se convierte en almidón y se almacena.
Fuentes de iluminación utilizadas en la agricultura
- Lámparas fluorescentes
- Lámparas de halogenuro metálico
- Lámparas de sodio de alta presión (HPS)
- Lámparas incandescentes
- Luces LED
- Luces OLED
Generalmente son de alta potencia y buena reproducción de colores a excepción de la luz ultravioleta. La longitud de onda de los fotones producidos por la recombinación depende de la energía liberada por la transición.
Sistemas cerrados de producción de plantas
- Fábricas de Plantas con Luz Artificial
La luz como fuente de energía y señales
- Componentes del entorno de luz
- Distribución espectral de la luz dentro del dosel de la planta
- Distribución espacial de PPDF en espacios de cultivo vacíos en PFAL
La luz azul y roja es absorbida principalmente por la capa superior del dosel de la planta (Kozai, 2016). En un PFAL, el PPFD y la calidad de la luz encima y dentro del dosel de la planta cambian significativamente con el tiempo y, a medida que el dosel crece, esto se debe a dos razones principales: primero, la capa superior del dosel se acerca a la fuente de luz con el crecimiento hacia arriba. ; En segundo lugar, inmediatamente después de trasplantar las plántulas a un panel de cultivo blanco, la mayor parte (alrededor del 80%) de la luz descendente se refleja hacia el techo.
Iluminación suplementaria en invernaderos
- Control ambiental para iluminación suplementaria eficiente
- PPFD óptimo
- Dirección óptima de iluminación
- Períodos óptimos de luz y oscuridad
- Calidad de luz óptima
- Interacciones entre factores ambientales
El PPFD en un PFAL se puede controlar a su valor óptimo para maximizar el crecimiento o la rentabilidad de la planta. Por lo tanto, la tasa fotosintética neta y la tasa de crecimiento de las hojas de las plantas deben ser las mismas en estas condiciones. Además, las combinaciones óptimas de calidad de luz y PPFD dependen de otros factores ambientales y de la etapa de crecimiento de la planta.
Propiedades fisiológicas de una hoja
- Efectos de fotoperiodismo prolongado
Al cambiar la calidad de la luz, también cambian el grosor de la hoja, el ángulo de inclinación de la hoja, la longitud de los entrenudos, el área de la hoja, la reflectancia y la transmitancia de la luz. Por tanto, el crecimiento de las plantas es el resultado de múltiples interacciones entre la calidad de la luz, los cambios en las propiedades ecofisiológicas y los microambientes. Todo esto debe tenerse en cuenta a la hora de interpretar los resultados de experimentos de efectos de calidad de la luz (Shibuya, Endo, Yuba y Kitaya, 2015).
Beneficios del uso de diodos emisores de luz (LED)
Por otro lado, algunas plantas reaccionan negativamente a un período prolongado de luz, especialmente si este incluye un período iluminado por luz artificial. Por otro lado, la luz muy intensa destruye el compuesto, de modo que cada planta tiene su propio umbral por encima del cual un aumento de la intensidad de la luz ya no es beneficioso, sino perjudicial (Sysoeva et al., 2010). 27 controlan el entorno de iluminación en comparación con fuentes de luz convencionales como FL y HPSL (Kozai, 2016).
Desventajas del uso de lámparas LED
Luz roja
Cuando se exponen sólo a la luz roja, muchos cultivos de dicotiledóneas desarrollan un extenso alargamiento del hipocótilo (Hoenecke, Bula y Tibbitts, 1992). Las plantas son generalmente más compactas cuando se exponen a la luz con una proporción alta de rojo a rojo lejano (R:FR). También son más sensibles a la luz roja y roja lejana al final del día (EOD), y de 10 a 60 minutos de luz roja EOD pueden ser tan efectivos como una R:FR alta durante todo el fotoperíodo para inhibir el crecimiento del alargamiento (Ilias y Rajapakse, 2005).
Luz azul
La luz azul con o sin luz roja también puede afectar la densidad y apertura de los estomas (Kinoshita et al., 2001; van Ieperen et al., 2012). Específicamente, cuando se agregan pequeñas cantidades de luz azul a la luz roja, la apertura estomática aumenta significativamente en comparación con la luz roja sola (Kinoshita et al., 2001; van Ieperen et al., 2012). Se cree que esta regulación de la apertura estomática por la luz azul está regulada a través de los receptores de luz azul phot1 y phot2.
Pigmentos y absorción espectral de una hoja
Este aumento en la apertura estomática eventualmente conduce a una mayor absorción de CO2, lo que estimula aún más el proceso de fotosíntesis (Kinoshita et al., 2001).
Requerimientos ambientales en producción de lechuga
Luz y capacidad antioxidante
La concentración de fenol total en lechugas bajo 26B y 59B fue 2,2 y 2,7 veces mayor que la observada en el tratamiento control. 33 concentración fenólica total en estos cultivares, con una acumulación de fenólicos con una longitud de onda azul creciente. Cuando las plántulas de tomate se cultivaron bajo LED azules, la concentración de compuestos fenólicos totales fue significativamente mayor en las hojas (1,3 veces) y los tallos (1,2 veces) que en los tomates cultivados bajo LED blancos.
Vitaminas
Por ejemplo, se cultivaron plántulas de tomate cherry con LED rojos, verdes, azules y blancos y una lámpara fluorescente y luego se analizaron en busca de compuestos fenólicos antioxidantes. La concentración de fenólicos totales, la concentración de flavonoides totales y la capacidad antioxidante de las plántulas cultivadas con LED azules fueron significativamente mayores en comparación con las cultivadas con otros tratamientos de calidad de luz (roja, verde y FL) (Kim, Park, Park, Lee y Oh analizaron la concentración de fenólicos totales y actividad enzimática antioxidante para estudiar el efecto de la calidad de la luz (LED blanca, azul, roja y verde) en tomate, mientras que la concentración de compuestos fenólicos totales en hojas de tomate cultivadas con LED rojos y verdes no mostró diferencias comparadas. a las cultivadas con LED blanco.
Desarrollo de color
Sin embargo, se demostró que la proporción de clorofila a:b disminuye bajo la luz azul con una longitud de onda de 455 nm, lo que aumenta la concentración de monosacáridos. Por otro lado, la relación clorofila a:b aumentó con luz azul de longitud de onda de 470 nm; sin embargo, esto se debió a una disminución en la concentración de clorofila b en comparación con un aumento en la clorofila a. El tratamiento con luz cian a una longitud de onda de 505 nm resultó en un aumento en los pigmentos fotosintéticos (que contienen clorofilas a, b y carotenoides) hasta 1 . 2 veces aumentado.
Requerimientos nutricionales
- Nitrógeno
- Magnesio
- Hierro
Las mayores concentraciones se encuentran en las hojas nuevas, el nitrógeno total de la planta suele disminuir con la edad (Taiz & Zeiger, 2003). Casi todo el NH4 absorbido se asimila en el tejido radicular y se redistribuye en forma de aminoácidos. La mayor parte del hierro vegetal se encuentra en forma ferrosa (Fe3+) como fosfoproteínas de hierro, aunque el ion ferroso (Fe2+) es la forma metabólica activa (Taiz y Zeiger, 2003).
Literatura citada
Blue LED light irradiation of seedlings improves seedling quality and growth after transplanting into red leaf lettuce. Growth and antioxidant phenolic compounds in cherry tomato seedlings grown under monochromatic light-emitting diodes. The effect of blue light-emitting diodes on antioxidant properties and resistance to Botrytis cinerea in tomato.
RESPUESTA DE LA LECHUGA (Latuca sativa L.) A RELACIONES DE
RESUMEN
ABSTRAC
INTRODUCCIÓN
Una proporción equilibrada de luz roja (R) y azul (B) beneficia la síntesis de fitoquímicos en la lechuga y también promueve el crecimiento y la calidad de las plantas de manera más efectiva que cuando se aplica individualmente (K. Lin et al., 2018). La luz azul promueve el crecimiento de la lechuga (Johkan, Shoji, Goto, Hashida y Yoshihara, 2010) y también aumenta el contenido de clorofila y fenólicos (Son y Oh, 2013). Sin embargo, es posible que la luz monocromática roja o azul no beneficie mejor a las plantas de lechuga, ya que al iluminarlas solo con luz azul, se reduce la tasa de fotosíntesis, lo que suprime el crecimiento de las hojas; Por otro lado, los parámetros de crecimiento aumentan bajo una alta proporción de luz roja (Massa, Kim, Wheeler y Mitchell, 2008).
MATERIALES Y METODOS
- Localización
- Clima
- Material vegetal
- Establecimiento del experimento
- Cámara de crecimiento con LEDs
- Mediciones de luz
- Diseño experimental y de tratamientos, análisis estadístico
- Variables evaluadas
La determinación de los fitoquímicos se realizó en el Laboratorio de Usos Múltiples del Departamento de Fitotecnia de la misma universidad. Puntos de muestreo de radiación en las cámaras LED en cada uno de los planos (dimensiones en cm). La cantidad de solución a utilizar se vertió en un vaso de precipitados sobre una placa de agitación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
- Altura de planta, unidades SPAD, número de hojas y área foliar
- Diámetro de tallo, peso fresco de vástago, peso fresco de raíz y longitud de
- Volumen de raíz, peso seco de vástago, peso seco de raíz y relación vástago-
- Clorofila a, clorofila b, clorofilas totales y carotenos
- Fenoles, capacidad antioxidante y antocianinas monoméricas
- Determinaciones Nutrimentales
Acumulación de biomasa fresca de lechuga cultivada en concentraciones bajas (50%), medias (100%) y altas (150%) de N-Mg-Fe bajo diferentes horas de exposición adicional a luz LED. Acumulación de biomasa seca de lechuga cultivada en concentraciones bajas (50%), medias (100%) y altas (150%) de N-Mg-Fe bajo diferentes horas de exposición adicional a luz LED. Contenido de antioxidantes de lechuga cultivada en concentraciones bajas (50%), medias (100%) y altas (150%) de N-Mg-Fe durante diferentes horas de exposición adicional a la luz LED.
CONCLUSIONES
LITERATURA CITADA
Effects of temporally shifted irradiance of blue and red LED light on the growth and morphology of lettuce. Effects of irradiance patterns and light quality of red and blue LEDs on growth of lettuce (Lactuca sativa L."Greenwave"). The effects of red, blue and white light-emitting diodes on the growth, development and edible quality of hydroponically grown lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata).
