¿Las plantas utilizan la luz verde?
Espectro de absorción frente a espectro de acción
Cuando la mayoría de la gente piensa en LED para iluminación hortícola, lo primero que le viene a la mente es un resplandor púrpura emitido por una luminaria compuesta por diodos rojos y azules. Este resplandor púrpura puede ser el estándar del sector para los LED de horticultura, pero ¿se ha preguntado alguna vez por qué los diodos rojos y azules han sido históricamente los semiconductores elegidos por los fabricantes de iluminación? Muchos fabricantes hacen referencia al espectro de absorción de la clorofila a y b (que alcanza su punto máximo en las regiones azul y roja del espectro electromagnético) como la razón principal para proporcionar un espectro púrpura (Figura 1).
A primera vista, esto parece legítimo, ya que la clorofila impulsa la fotosíntesis después de todo, pero ¿ha considerado cómo se mide el espectro de absorción de la clorofila? Además, ¿se ha planteado si el espectro de absorción de la clorofila está directamente relacionado con la fotosíntesis y el crecimiento de la planta, y qué ocurre si sólo se centra en un pigmento y deja de lado otros pigmentos responsables del crecimiento y el desarrollo de la planta? En este artículo se analizarán las diferencias entre el espectro de absorción y el espectro de acción y (alerta de spoiler) se disipará el mito de que "las plantas no utilizan la luz verde" para promover su crecimiento y desarrollo.
Espectro de acción
El espectro de acción de la fotosíntesis se creó a partir de la investigación realizada en la década de 1970 por los doctores McCree e Inada, y este trabajo fue fundamental para definir el rango de radiación fotosintéticamente activa (RFA). Antes de esta investigación, se habían realizado muy pocos trabajos para determinar cómo influían las distintas longitudes de onda de la luz en la fotosíntesis y el crecimiento de las plantas. Estos investigadores utilizaron filtros para crear bandas de ondas monocromáticas para determinar la influencia de los espectros de luz en la fotosíntesis de hojas individuales utilizando una cámara de asimilación. Si observa la figura 2, se dará cuenta de que las plantas utilizan la luz verde para la fotosíntesis, de hecho con bastante eficacia (figura 2).
Entonces, ¿por qué hay tanta diferencia entre el espectro de absorción y el de acción si la clorofila es la responsable de la fotosíntesis? La respuesta es sencilla: Las clorofilas no son los únicos fotorreceptores responsables de la fotosíntesis. Existen otros tipos de fotorreceptores de antena (principalmente carotenoides) que también promueven la fotosíntesis, y al utilizar LED rojos/azules de banda estrecha en condiciones de iluminación de fuente única, estos pigmentos no pueden optimizar sus capacidades de captación de luz. Además, hay que tener en cuenta que la luz verde favorece la fotosíntesis en las clorofilas, de hecho con bastante eficacia. Trabajos recientes han demostrado que la luz verde es capaz de penetrar más profundamente en la superficie de la hoja para impulsar la fotosíntesis en los cloroplastos situados hacia la superficie inferior de la hoja, de hecho, de forma más eficiente que la luz roja a altas PPFD. A medida que aumenta la PPFD, la energía luminosa que se absorbe en los cloroplastos superiores tiende a disiparse en forma de calor, mientras que la luz verde penetrante aumenta la fotosíntesis al excitar los cloroplastos situados en la profundidad del mesófilo (Terashima et. al., 2009). Además, la luz verde penetra a través de la superficie de las hojas mucho mejor que la luz roja o azul para alcanzar el dosel inferior, lo que es extremadamente importante en las técnicas de producción de dosel denso que son comunes en la agricultura de ambiente controlado.
Conclusión
So, what does this all mean for the grower? While we are still in the early-stages of understanding how plants use light and we are still working to understand how different photoreceptors function and interact with one another, the bottom line is that plants absolutely do utilize green light. If your horticulture lighting system is delivering a spectrum which neglects photoreceptors that absorb light in the 500-600 nm region (especially in sole-source lighting applications) you will not be optimizing your growing environment. Click here if you would like to learn more about the spectra that Fluence Bioengineering includes in their lighting fixtures.
