¿Qué es el espectro luminoso frente a la intensidad y por qué son importantes?

"Espectro" e "intensidad" son los dos descriptores principales de la luz que se aplica a las plantas. Un "espectro" es la combinación de longitudes de onda que componen una luz, dándole su color y algunas de sus propiedades biológicamente relevantes. Describimos la iluminación hortícola con la palabra "espectro" en lugar de "color" porque los descriptores ingleses de "color" son imprecisos: muchas longitudes de onda diferentes, o combinaciones de longitudes de onda, pueden describirse como el mismo color. Nuestra percepción de las distintas longitudes de onda no es lo suficientemente matizada como para distinguir la luz de 440 nm de la de 460 nm, por ejemplo, o la diferencia percibida no es suficiente para calificar a ambas de otra cosa que no sea "azul" en la mayoría de los contextos. Del mismo modo, lo que percibimos como "blanco" en color puede ser varios espectros diferentes, o combinaciones de longitudes de onda. En fotobiología, la precisión en la descripción del espectro es importante porque determinadas longitudes de onda de la luz inducen respuestas de desarrollo específicas. Ejemplos de estas respuestas incluyen la conducción óptima de los procesos fotosintéticos, la comunicación a la planta si está en la luz solar directa o en la sombra para inducir el estiramiento o la compactación, y la inducción o represión del metabolismo secundario.Intensidad es una medida de cuántos fotones están aterrizando en un área por unidad de tiempo. Nuestros ojos perciben la intensidad como el brillo de un objeto o fuente de luz; sin embargo, nuestros ojos están predispuestos a hacer que las longitudes de onda en el centro del espectro visible (verde y amarillo) parezcan más brillantes que las del exterior (azul y rojo). En horticultura, cada longitud de onda del espectro de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) se pondera por igual y la intensidad se mide en micromoles de fotones por metro cuadrado y por segundo. El rendimiento de los cultivos suele ser el parámetro de producción más importante en la agricultura. horticultura comercialpor lo que los cultivadores suelen aplicar la mayor intensidad posible de espectros óptimos para impulsar la fotosíntesis con el fin de maximizar sus rendimientos. Medimos la intensidad de la luz mediante un sensor cuántico, que mide el número de fotones en µmol/m²/s como se ha descrito anteriormente. Los sensores cuánticos más antiguos suelen ser adecuados para medir la intensidad de la luz solar debido a la distribución equitativa entre las longitudes de onda visibles; sin embargo, en el caso de los LED, especialmente los que utilizan el azul y el rojo en los bordes del espectro PAR, son menos adecuados debido a la información excesiva o insuficiente de esas longitudes de onda. El espectro de luz se mide con un espectrorradiómetro, que mide el número de fotones en cada longitud de onda individual (o incluso de forma más precisa). Para la mayoría de las aplicaciones en crecimiento, un sensor cuántico es una herramienta adecuada para medir la luz. Para aplicaciones de investigación o para tratar de afinar las comparaciones espectro/intensidad, un espectrorradiómetro puede ser una mejor opción, sin embargo la comparación de costes puede ser 10x. El espectro y la intensidad interactúan en la forma en que afectan al desarrollo de las plantas. Un espectro que es óptimo para el desarrollo de la planta a una intensidad relativamente baja puede no serlo para una intensidad alta, y viceversa. Un ejemplo de esto es el caso del cannabis, donde un espectro relativamente alto en fotones rojos (600-700 nm), aplicado a alta intensidad, es muy probable que provoque que la parte superior de las plantas se vuelva blanca, mientras que ese mismo espectro no induciría este blanqueamiento a menor intensidad. Los diferentes espectros también saturarán las respuestas de las plantas a diferentes intensidades. Por ejemplo, en algunos cultivos, es más probable que los fotones rojos lleven a una planta a la saturación fotosintética a una intensidad mayor que los fotones verdes. La tecnología LED es tal que los diodos de diferentes espectros tienen intrínsecamente diferentes eficacias para convertir la electricidad en fotones. Una mayor eficacia significa que se emiten más fotones por la misma cantidad de electricidad de entrada. Dependiendo de la escala de despliegue y del coste de la electricidad, estas diferencias de eficacia pueden convertirse en diferencias importantes en los costes operativos de los LED. Para maximizar la producción de cultivos y los resultados económicos, es fundamental utilizar un espectro y una intensidad optimizados específicamente para sus objetivos de producción, al tiempo que se tienen en cuenta las implicaciones económicas de esa luz en su situación energética.

Dr. David Hawley

El Dr. David Hawley dirige la iniciativa de investigación científica en Fluence como científico principal de la empresa. Su experiencia en sistemas de ambiente controlado, iluminación hortícola y metaboloma del cannabis respalda naturalmente la misión de Fluence de impulsar la investigación en iluminación líder del sector para explorar la interacción entre la luz y la vida.

Brian Poel

Una década de experiencia en investigación y cultivo en agricultura de ambiente controlado. Líderes en la comprensión y aplicación de las respuestas del crecimiento y desarrollo de las plantas al espectro y la intensidad de la luz.