Uno de los factores más limitantes en la producción de cultivos en invernadero es la luz y la variación estacional, y las limitaciones de luz pueden inhibir la productividad de los cultivos. En los cultivos de invernadero, las densidades de plantación son elevadas y pueden causar un sombreado no deseado de planta a planta y en profundidad en el dosel vegetal. Por lo tanto, puede haber variaciones en las intensidades de luz que pueden reducir el proceso fisiológico y bioquímico de la planta, dando lugar a una reducción de los rendimientos y la calidad. Sin embargo, en el caso de las plantas de hoja verde y las hierbas aromáticas, el efecto del sombreado puede ser mínimo. En el caso de las vides, como el tomate y el pepino, y de los cultivos arbustivos, como el cannabis, la intensidad de la luz se reduce significativamente en las profundidades de la cubierta vegetal. Aunque la luz es absorbida por las hojas de la parte superior de la copa, la sombra de las hojas vecinas reduce la luz disponible para las hojas de la parte inferior de la copa y la planta vive por debajo de su pleno potencial fotosintético.
La iluminación LED entre cubiertas se ha convertido en una opción cada vez más popular para los cultivadores de hortalizas de invernadero debido a sus numerosas ventajas. Este tipo de sistema de iluminación está diseñado para instalarse entre las hileras de plantas y dentro de la cubierta vegetal, proporcionando una iluminación óptima para los cultivos y minimizando las sombras. Tradicionalmente, la iluminación entre las copas se ha combinado con luces suplementarias, ya sean de descarga de alta intensidad (HID), como las lámparas de sodio de alta presión (HPS), o luces LED de bajo consumo, o una combinación de estas estrategias de iluminación conocida como sistema de iluminación híbrido. Sin embargo, en muchas partes del mundo hay invernaderos que han sido construidos demasiado bajos para albergar iluminación superior y que pueden beneficiarse de la iluminación suplementaria intercanopia de fuente única. Una de las grandes ventajas de la iluminación LED es que los cultivadores pueden colocar estas luces más cerca de la planta sin una energía luminosa radiante intensa, como la de las luces HID, que potencialmente pueden quemar el follaje de las plantas si están demasiado cerca del dosel vegetal. De este modo, los cultivadores pueden utilizar LED en lugares como el intercanopio del cultivo para aumentar la distribución de la luz allí donde los cultivos pueden beneficiarse más y aumentar la productividad de la cosecha. En este artículo, exploraremos las ventajas de la iluminación LED intercanopia para los cultivos de hortalizas de invernadero y cómo puede ayudar a maximizar el rendimiento y la calidad.
Una de las ventajas más significativas de la iluminación LED entre copas es su eficiencia energética. Las luces LED consumen menos energía que los sistemas de iluminación tradicionales, como las lámparas HID. Esto significa que los cultivadores de invernaderos pueden ahorrar dinero en sus facturas de energía sin dejar de proporcionar a sus cultivos la luz necesaria para crecer y prosperar. Acoplar la iluminación intercanopia con LED toplight o una combinación de luces HPS puede seguir teniendo un impacto significativo en el ahorro de energía, al tiempo que distribuye más luz en la cubierta del cultivo en invernadero. Además, el menor consumo energético de las luces LED también se traduce en menores emisiones de calor, lo que puede ayudar a regular las temperaturas del invernadero y reducir la necesidad de sistemas de refrigeración adicionales. Investigaciones anteriores demostraron que las luces LED con iluminación entre copas tenían
mejor consumo de energía que indican que la eficiencia de la conversión eléctrica en biomasa frutal fue un 75% mayor que con la iluminación superior HPS.
Otra ventaja de la iluminación LED entre copas es su capacidad para proporcionar una distribución uniforme de la luz en todo el invernadero. Los sistemas de iluminación tradicionales pueden causar sombras, lo que puede provocar un crecimiento desigual de las plantas y reducir el rendimiento de los cultivos. Por ejemplo, se ha demostrado que las aplicaciones de iluminación entre copas
reducir el sombreado entre copas en cultivos de vid en invernaderos de alta densidad. Sin embargo, la iluminación LED intercanopia puede proporcionar una distribución uniforme de la luz, garantizando que todas las plantas reciban la misma cantidad de luz. Investigaciones anteriores demostraron que la iluminación entre dosel en combinación con la iluminación LED superior tenía más
absorción uniforme de la luz que cualquiera de los dos sistemas de iluminación por sí solos. Sin embargo, los cultivadores deben tener en cuenta la posición y la cantidad de luces LED intercanopias para maximizar la absorción de luz dentro de la canopia.
La iluminación LED entre copas también es altamente personalizable, lo que permite a los cultivadores ajustar el espectro de luz para satisfacer las necesidades específicas de sus cultivos. Los distintos cultivos requieren diferentes niveles de intensidad y calidad de la luz, y la iluminación LED entre copas puede ajustarse para satisfacer estos requisitos. Esto significa que los productores pueden adaptar sus sistemas de iluminación para promover el crecimiento y maximizar el rendimiento de sus cultivos de vid en invernadero. Además de estas ventajas, la iluminación LED entre canopies también favorece el crecimiento uniforme de los cultivos. Esto significa que todas las plantas del invernadero reciben la misma cantidad de luz, lo que se traduce en un crecimiento y un desarrollo uniformes. Esto es particularmente importante para los cultivos de vid que se cosechan por sus frutos, ya que el crecimiento uniforme garantiza que todos los productos sean de la misma calidad y tamaño. Otra ventaja de la iluminación LED entre dosel para cultivos hortícolas en invernadero es su capacidad para promover la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar en energía, y es esencial para el crecimiento de la planta y la producción de nutrientes. La iluminación LED entre canopies proporciona el espectro de luz ideal para la fotosíntesis, garantizando que las plantas puedan maximizar su producción de energía y la síntesis de nutrientes. Investigaciones anteriores han indicado que la iluminación entre las copas de los árboles en
plantas de pepino una mayor eficiencia fotosintética que conduce a un aumento de la masa foliar por área y de la asignación de masa seca. Así pues, se ha demostrado que la iluminación entre dosel aumenta potencialmente la eficiencia del uso de la luz de asimilación. Esto se traduce en cultivos más sanos y nutritivos y proporciona el espectro de luz óptimo, el sistema de iluminación LED intercanopia garantiza que los cultivos reciban la cantidad ideal de luz para su crecimiento y desarrollo, lo que se traduce en mayores rendimientos. Por ejemplo, la iluminación intercanopia desplegada en
pimientos aumentaron las tasas fotosintéticas e incrementaron significativamente el rendimiento de los frutos en aproximadamente un 30%; sin embargo, no se produjeron cambios significativos en el tamaño o el peso de los frutos. En otro estudio con
tomateSe ha demostrado que la iluminación LED suplementaria entre las copas de los árboles aumenta el rendimiento y el contenido de azúcar de la fruta. También se sabe que la iluminación LED entre canopies mejora el valor nutricional de los cultivos de hortalizas de invernadero. Al proporcionar el espectro de luz óptimo, la iluminación LED entre canopies puede aumentar la concentración de vitaminas, minerales y antioxidantes en los cultivos. Por ejemplo, la iluminación LED entre cubiertas
aumento de nutrientes minerales como el contenido de potasio, magnesio y calcio en el tejido del fruto del tomate. Los estudios han demostrado que la iluminación LED puede mejorar
calidad nutricional de los cultivos aumentando los niveles de ácido ascórbico (vitamina C), carotenoides y polifenoles. Por ejemplo, la iluminación entre dosel aumentó el ácido ascórbico y los azúcares solubles hasta un 9% en los frutos de pimiento rojo y amarillo. Además, las concentraciones de carotenoides se multiplicaron hasta por 3 al comparar la iluminación entre canopies con la ausencia de iluminación entre canopies. Esto es especialmente importante para los cultivos que se realizan en invernaderos donde la luz natural es limitada.
La iluminación intercanopia con LED, que tiene una potencia inferior a la de la iluminación superior con LED, puede ser una buena opción para aumentar la luz de los cultivos de cannabis sin superar la potencia en vatios de los sistemas de iluminación superior con LED. Con la cantidad limitada de energía, los cultivadores van a poner en una cantidad limitada de alta potencia LED accesorios de luz superior o más baja potencia de las luces superiores. Éstas tienen limitaciones, ya que pueden crear sombras o no proporcionar a los cultivadores la cantidad de fotones que necesitan para maximizar el rendimiento. Por lo tanto, la iluminación intercanopia puede ayudar a aliviar estos problemas mediante la adición de más fotones de manera eficiente en lo profundo del dosel donde las plantas pueden ser capaces de maximizar la fotosíntesis y aumentar los rendimientos. Sin embargo, hay muchas preguntas de investigación que necesitan respuesta, como 1) qué porcentaje de luz debe distribuirse dentro de la canopia del cannabis, 2) qué espectro es el mejor para la iluminación intercanopia del cannabis, 3) qué intensidad es necesaria para obtener la mejor calidad de cogollos, rendimientos y producción de cannabinoides/terpenos, y 4) puede la iluminación intercanopia aumentar la masa de cogollos de grado A, B y C sin disminuir la producción de cannabinoides/terpenos.En conclusión, la iluminación LED intercanopia es un sistema de iluminación muy eficaz para cultivos de invernadero y de interior. Su capacidad para proporcionar una distribución uniforme de la luz, un espectro lumínico personalizado y promover la fotosíntesis, el crecimiento uniforme y el valor nutricional, al tiempo que proporciona una potencia de salida inferior, lo convierten en una opción atractiva para los cultivadores que buscan maximizar el rendimiento y la calidad al tiempo que minimizan los costes y el impacto medioambiental. A medida que la tecnología sigue mejorando, se espera que la iluminación LED entre canopies sea aún más avanzada, proporcionando a los cultivadores aún más beneficios y oportunidades para optimizar la producción de sus cultivos. En nuestra próxima entrada del blog sobre la iluminación entre canopies exploraremos la fisiología y la bioquímica y compararemos otros estudios con los resultados de nuestra investigación interna sobre cultivos de vid y cannabis.
DR. CASEY BRICKMAN
Científico principal, Director de investigación para Norteamérica
El Dr. Casey Barickman dirige la iniciativa de agricultura comercial norteamericana en Fluence como científico senior. Su experiencia en sistemas de ambiente controlado, iluminación hortícola y fisiología, nutrición y bioquímica de plantas se alinea con la misión de Fluence de impulsar la investigación en iluminación líder en la industria para explorar las interacciones entre la luz, el ambiente y las plantas.
