Aumento de la coloración de la lechuga con LED

Aumento de la coloración de la lechuga con LED

El uso de luces de cultivo LED en la producción de plantas es una rama relativamente nueva de la ciencia. En la agricultura vertical, donde se utilizan fuentes de luz artificial en un entorno cerrado, es importante recopilar datos sobre las especies de plantas individuales para poder producir el espectro y la intensidad de luz correctos para el crecimiento vegetativo y generativo. Los espectros de luz también se pueden usar para manipular el ciclo de crecimiento de las plantas, por ejemplo, en el cultivo de plantas (consulte la publicación del blog: Enfoques de iluminación para acelerar la rotación de la generación) o los contenidos de metabolitos secundarios (antocianinas, flavonoides, antioxidantes, polifenoles, etc.).

¿Por qué la lechuga se pone roja?

Cuando se cultivan lechugas baby rojas en ambientes cerrados como granjas verticales, sin condiciones de luz natural, la calidad y cantidad de luz artificial juega un papel clave en la producción de vegetales de buena calidad. Por supuesto, en el caso de la lechuga de hoja roja, el color rojo intenso causado por el mayor contenido de antocianinas debe producirse sin afectar las otras buenas cualidades de la hoja verde. La acumulación de antocianinas generalmente está relacionada con el estrés abiótico que experimenta la planta o es una forma en que la planta se protege contra los herbívoros y los patógenos de las plantas. Por ejemplo, en el caso de condiciones de mucha luz, las antocianinas sirven a la planta como un filtro óptico, redirigiendo el exceso de luz lejos de la cadena de transporte de electrones fotosintéticos saturados (Gould 2004). Esto significa que las antocianinas están protegiendo a las hojas de las plantas del daño estructural dañino a sus fotosistemas. Por lo tanto, aumentar la intensidad de la luz es una forma efectiva de aumentar el contenido de antocianinas de las hojas, pero no es una forma muy eficiente de hacerlo desde el punto de vista energético.

Uso de UV-A para cultivar lechuga

Esto ha sido estudiado previamente por Li y Kubota (2009) y concluyeron en su estudio que ambos espectros con luz azul mejorada y luz UV-A aumentaron el contenido de antocianina en las hojas de lechuga 'Cruz Roja', pero la luz verde y roja lejana tuvo el efecto contrario disminuyendo la producción de antocianinas. Por lo tanto, al final del ciclo de cultivo en interior, solo mejorando el espectro de luz azul y/o UV-A, las lechugas baby rojas producirían antocianinas que les dan la coloración roja especial. El uso de LED es la forma fácil y eficiente de obtener resultados rápidos en la formación de antocianinas en condiciones de ambiente cerrado. Esto podría implementarse fácilmente en los sistemas de cultivo de interior existentes simplemente activando el espectro correcto para mejorar la coloración al final del ciclo de crecimiento.

Valoya realizó pruebas internas en las que se usaron dos espectros de luz para probar este efecto de calidad de la luz con una luz de espectro azul/UV-A mejorada (S46) y nuestra luz estándar para el crecimiento vegetativo con hojas verdes (AP673L). Los niveles de intensidad de la luz se tuvieron en cuenta y se probaron en una prueba previa. La cantidad de antocianina se midió al final de la prueba con una herramienta óptica de medición de polifenoles (Dualex, ForceA). El experimento se realizó con dos variedades de lechugas baby rojas: 'Sadawi' y 'Diablotin', con resultados muy similares.

Los tratamientos de luz se realizaron con los dos espectros y en el caso del espectro AP673L con tres intensidades diferentes. Los datos se analizaron en SPSS con Anova de dos vías. La homogeneidad de varianzas se analizó con la prueba de Levene y la normalidad de los datos con la prueba de Shapiro-Wilks. Los resultados de la acumulación de antocianinas confirmaron la hipótesis de que el espectro azul y UV-A mejorado aumentará la producción de antocianinas en las hojas de las lechugas baby rojas, lo que conducirá a una cantidad similar a la del tratamiento de alta intensidad. El aumento de la intensidad de la luz AP673L de 200 µmolm-2s– a 400 µmolm-2s– tuvo una tendencia de linealidad con el aumento de la intensidad (Figura 2).

Figura 1 Ensayo de antocianina de lechuga de hoja roja con diferentes espectros. La cantidad de antocianina se midió tres veces y se tomaron tres medidas de una planta. Índice de antocianinas = Log* (Fluor infrarrojo cercano, rojo excitado / Fluo infrarrojo cercano, verde excitado).

Figura 1 Prueba de antocianina de lechuga de hoja roja con diferentes intensidades (en micromoles). La cantidad de antocianina se midió tres veces y se tomaron tres medidas de una planta. Índice de antocianinas = Log* (Fluor infrarrojo cercano, rojo excitado / Fluo infrarrojo cercano, verde excitado). Esta acumulación de antocianinas también se pudo observar visualmente (Figura 3). Ambas variedades de lechuga de hoja tierna rojas probadas se comportaron de la misma manera bajo diferentes espectros y tratamientos de luz.

Figura 1 Lechuga de hoja tierna roja 'Sadawi' cultivada bajo un espectro azul mejorado/UV-A con una intensidad de luz de 200 µmolm-2s– (izquierda), espectro verde hoja estándar con 200 µmolm-2s– (centro) y espectro verde hoja estándar con 400 µmolm-2s– (derecha).

Para algunos productores de lechuga, la alta acumulación de nitrato en las hojas durante el cultivo en invernadero ha causado problemas y, en algunos estudios, esto se ha relacionado con las condiciones de luz invernales (Burns et al. 2010). La norma de la Unión Europea regula que el contenido de nitratos de la lechuga cultivada bajo techo no puede exceder las 4500 ppm debido a las implicaciones en la salud humana (EUR-LAX, 2006). En nuestro experimento, el contenido de nitrato de la lechuga de hoja roja se mantuvo muy por debajo de este límite regulado que varía de 1130 a 2420 ppm. Esta prueba es un buen ejemplo de cómo el cultivo vertical puede afectar no solo la tasa de crecimiento de las verduras de hoja verde, sino también la calidad sin altos costos de energía. Elegir el espectro correcto en el momento correcto del ciclo de producción agrega valor al producto final y el color del producto no es lo único que puede verse afectado, sino también el sabor, el olor y el contenido de nutrientes de las verduras de hoja verde.

REFERENCIAS:

Burns, I. G.; Zhang, K.; Turner, M. K.; Meacham, M.; Al‐Redhiman, K.; Lynn, J.; Broadley, M. R.; Hand, P. & Pink, P. 2006. Screening for genotype and environment effects on nitrate accumulation in 24 species of young lettuce. Wiley Online Library. Journal of the Science of Food and Agriculture. 91: 553-62 https://doi.org/10.1002/jsfa.4220 Li, Q & Kubota, C. 2009. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce. Scientia Horticulturae. 179: 78-84. EUR-LAX, Comission Regulation (EC) No. 1881/2006, 2006 Setember. Data available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:02006R1881-20180319&qid=1528106171286&from=EN Gould, K. S. 2004 Nature’s Swiss Army Knife: The Diverse Protective Roles of Anthocyanins in Leaves. Hindawi Publishing Corporation Journal or Biomedicine and Biotechnology. 5: 314-320.

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