Inicio " Recursos " Redefinición de la curva McCree en la Universidad Estatal de Utah
Redefinición de la curva McCree en la Universidad Estatal de Utah
Publicado el
por
Bioingeniería Fluence
Evaluación de la radiación fotosintéticamente activa con sistemas LED de fluencia para aumentar lafotosíntesis
"Los LED están provocando cambios paradigmáticos en nuestra comprensión de la fotobiología" - Dr. Bruce Bugbee, Ph.D. Departamento de Plantas, Suelos y Ciencia; Universidad Estatal de Utah
Durante demasiado tiempo, investigaciones obsoletas han limitado los conocimientos de los horticultores sobre la radiación fotosintéticamente activa. También conocida como PAR, se trata de las longitudes de onda críticas de luz entre 400 y 700 nm que impulsan el crecimiento de las plantas.
Los experimentos fundamentales realizados por el Dr. Keith McCree en la década de 1970 definieron el alcance de la RFA; sin embargo, muchos científicos especializados en plantas (incluido el propio McCree) han sabido que las longitudes de onda fuera de la RFA pueden impulsar eficazmente la fotosíntesis. Esto ha conducido a una comprensión fragmentada de cómo responden las plantas a las longitudes de onda de la luz. Debido a esta falta de conocimientos, la productividad de los cultivos en la horticultura comercial no ha sido óptima.
Y así, durante cuarenta años, la curva de McCree ha sido el evangelio de la PAR.
Hasta ahora."La curva McCree es engañosa", afirma el Dr. Bruce Bugbee, de la Universidad Estatal de Utah. "Es un poco pronto para decir que hay que modificar la definición de radiación fotosintéticamente activa, pero es lo que estamos descubriendo".
Como investigador preeminente y autor/coautor de casi 200 artículos en revistas revisadas por expertos, Bugbee encuentra una importancia fundamental en la sinergia de las distintas longitudes de onda. Mientras que la investigación de McCree se basaba en tratamientos de una sola longitud de onda en hojas individuales, los experimentos actuales de Bugbee adoptan un enfoque holístico para evaluar las respuestas de las plantas a la composición espectral. En concreto, está investigando la respuesta de toda la planta a longitudes de onda distintas de la PAR que se han considerado no utilizadas por las plantas, y descubriendo que afectan sustancialmente a la fotosíntesis y el crecimiento. Su investigación, que pronto se publicará, será fundamental para la agricultura en entornos controlados y, en los próximos años, los cultivadores comerciales podrán esperar mejores rendimientos por kilovatio hora de sus instalaciones LED.
Utilizando combinaciones de luces LED "blancas" y de longitud de onda única de Fluence Bioengineering, Bugbee está manipulando con precisión la luz de espectro completo de formas que McCree no podía. McCree se limitó a las tecnologías heredadas de prismas y filtros de luz para crear espectros aislados con los que medir la fotosíntesis de una sola hoja (no de toda la planta) con poca luz, lo que resulta engañoso en condiciones de luz de alta intensidad y de cultivo en el mundo real.
"Con dispositivos como los que tenemos de Fluence, podemos probar niveles de luz fisiológicamente relevantes. A menos de 100 µmol/m2/s [como utiliza McCree], las plantas están hambrientas de luz y su respuesta a una determinada longitud de onda puede ser diferente de la que tendrían a plena luz del sol", afirma Bugbee.
En los experimentos originales de McCree se utilizó una sola hoja para evaluar la concentración de CO2 (fotosíntesis) en cada longitud de onda. Bugbee y su equipo están utilizando cámaras de intercambio de gases para toda la planta -y una mayor duración de la prueba de exposición a la luz- para obtener mediciones más realistas. Además, Bugbee está evaluando la modulación de las longitudes de onda de prueba en combinación con una luz de espectro completo y no de forma aislada como McCree. Y mientras McCree tenía que obtener luz de una sola longitud de onda a través de filtros, la nueva investigación emplea un control preciso del espectro y los niveles de luz.
Con los LED de Fluence, Bugbee está consiguiendo un mejor diseño del experimento y modificaciones espectrales controladas con precisión. "Estamos muy agradecidos a Fluence por diseñar sistemas de iluminación que permiten una nueva frontera en el conocimiento de la fotobiología", dice Bugbee. "Los LED hacen posible esta investigación".
Una adición al espectro PAR
"Las longitudes de onda son sinérgicas. La mejor analogía que puedo utilizar es una dieta equilibrada", afirma Bugbee. Explica que un componente sólido de varias longitudes de onda tanto dentro de y fuera de PAR permite mayores tasas de fotosíntesis que los espectros de banda estrecha, consiguiendo un efecto mayor que la suma de las partes. "Hay que tener todos los nutrientes para un crecimiento adecuado".
Fluence, Bugbee y su equipo están proporcionando un enfoque más matizado del espectro PAR con una exploración más profunda de lo que constituye una "dieta equilibrada" de luz. Tras décadas en el laboratorio, cree que sólo hemos empezado a comprender la interdependencia de los procesos metabólicos de las plantas.
"Estamos en los primeros días de la fotobiología. Nuestra comprensión previa es incompleta y estamos haciendo todo lo posible por encajar las nuevas piezas del rompecabezas con nuevas tecnologías como los LED", afirma Bugbee, que pretende seguir aplicando sus conocimientos en las áreas en las que cree que son más fundamentales.
"Les digo a mis estudiantes de posgrado que es importante que nuestro laboratorio haga la investigación fundamental. Luego, dejamos que otros -como Fluence- se encarguen de aplicar los resultados en la horticultura comercial."
Contacte con nosotros
Estamos aquí para ayudarle. Rellene este formulario y un representante se pondrá en contacto con usted.
"La curva McCree es engañosa", afirma el Dr. Bruce Bugbee, de la Universidad Estatal de Utah. "Es un poco pronto para decir que hay que modificar la definición de radiación fotosintéticamente activa, pero es lo que estamos descubriendo".
Como investigador preeminente y autor/coautor de casi 200 artículos en revistas revisadas por expertos, Bugbee encuentra una importancia fundamental en la sinergia de las distintas longitudes de onda. Mientras que la investigación de McCree se basaba en tratamientos de una sola longitud de onda en hojas individuales, los experimentos actuales de Bugbee adoptan un enfoque holístico para evaluar las respuestas de las plantas a la composición espectral. En concreto, está investigando la respuesta de toda la planta a longitudes de onda distintas de la PAR que se han considerado no utilizadas por las plantas, y descubriendo que afectan sustancialmente a la fotosíntesis y el crecimiento. Su investigación, que pronto se publicará, será fundamental para la agricultura en entornos controlados y, en los próximos años, los cultivadores comerciales podrán esperar mejores rendimientos por kilovatio hora de sus instalaciones LED.
Utilizando combinaciones de luces LED "blancas" y de longitud de onda única de Fluence Bioengineering, Bugbee está manipulando con precisión la luz de espectro completo de formas que McCree no podía. McCree se limitó a las tecnologías heredadas de prismas y filtros de luz para crear espectros aislados con los que medir la fotosíntesis de una sola hoja (no de toda la planta) con poca luz, lo que resulta engañoso en condiciones de luz de alta intensidad y de cultivo en el mundo real.
"Con dispositivos como los que tenemos de Fluence, podemos probar niveles de luz fisiológicamente relevantes. A menos de 100 µmol/m2/s [como utiliza McCree], las plantas están hambrientas de luz y su respuesta a una determinada longitud de onda puede ser diferente de la que tendrían a plena luz del sol", afirma Bugbee.
En los experimentos originales de McCree se utilizó una sola hoja para evaluar la concentración de CO2 (fotosíntesis) en cada longitud de onda. Bugbee y su equipo están utilizando cámaras de intercambio de gases para toda la planta -y una mayor duración de la prueba de exposición a la luz- para obtener mediciones más realistas. Además, Bugbee está evaluando la modulación de las longitudes de onda de prueba en combinación con una luz de espectro completo y no de forma aislada como McCree. Y mientras McCree tenía que obtener luz de una sola longitud de onda a través de filtros, la nueva investigación emplea un control preciso del espectro y los niveles de luz.
Con los LED de Fluence, Bugbee está consiguiendo un mejor diseño del experimento y modificaciones espectrales controladas con precisión. "Estamos muy agradecidos a Fluence por diseñar sistemas de iluminación que permiten una nueva frontera en el conocimiento de la fotobiología", dice Bugbee. "Los LED hacen posible esta investigación".
Una adición al espectro PAR
"Las longitudes de onda son sinérgicas. La mejor analogía que puedo utilizar es una dieta equilibrada", afirma Bugbee. Explica que un componente sólido de varias longitudes de onda tanto dentro de y fuera de PAR permite mayores tasas de fotosíntesis que los espectros de banda estrecha, consiguiendo un efecto mayor que la suma de las partes. "Hay que tener todos los nutrientes para un crecimiento adecuado".
Fluence, Bugbee y su equipo están proporcionando un enfoque más matizado del espectro PAR con una exploración más profunda de lo que constituye una "dieta equilibrada" de luz. Tras décadas en el laboratorio, cree que sólo hemos empezado a comprender la interdependencia de los procesos metabólicos de las plantas.
"Estamos en los primeros días de la fotobiología. Nuestra comprensión previa es incompleta y estamos haciendo todo lo posible por encajar las nuevas piezas del rompecabezas con nuevas tecnologías como los LED", afirma Bugbee, que pretende seguir aplicando sus conocimientos en las áreas en las que cree que son más fundamentales.
"Les digo a mis estudiantes de posgrado que es importante que nuestro laboratorio haga la investigación fundamental. Luego, dejamos que otros -como Fluence- se encarguen de aplicar los resultados en la horticultura comercial." 
