GUÍA TOTAL
LA LUZ
EN HIDROPONIA.
Los ciclos de iluminación son vitales en el desarrollo de las plantas, ya que la luz fomenta la fotosíntesis y la fotomorfogénesis, mientras que la obscuridad fomenta la metabolización de los carbohidratos para crear tejidos vegetales.
En esta guía aprenderás todo lo que necesitas saber respecto a la influencia de la luz en las plantas, los requerimientos de luz de las plantas, la medición de la intensidad la luz y los diferentes tipos de lámparas que se utilizan para cultivar en interiores.
LA LUZ EN LA FOTOSINTESIS Y FOTOMORFOGENESIS
La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas convierten la energía de la luz en la energía química llamada clorofila.
La clorofila es necesaria para convertir la energía de la luz en azúcares, almidones y otros nutrientes. También influye en el desarrollo del color verde.
Mientras más intenso sea el verde de la hoja de una planta más clorofila tendrá y podrá producir mayores cantidades de fitonutrientes y azúcares.
La fotomorfogénesis se refiere a cómo las plantas modifican su crecimiento en respuesta al espectro de luz.
La luz que las plantas utilizan para la fotosíntesis varía de 400 a 700 nanómetros. Este rango se conoce como el rango de radiación fotosintéticamente activa PAR e incluye las longitudes de ondas rojas, azules y verdes.
La fotomorfogénesis ocurre en un rango más amplio de aproximadamente 260 a 780 nanómetros e incluye la radiación UV y la longitud de onda infrarroja.
REACCION DE LAS PLANTAS AL ESPECTRO DE LUZ
Los fotorreceptores de las plantas pueden desencadenar el desarrollo de diferentes características en las plantas cuando son activadas por ciertos fotones de longitudes de onda específicas.
Para tener una idea de las características que se pueden lograr en una planta es necesario entender como influyen las diferentes longitudes de onda de luz.
Longitudes de Onda de Luz UV ( 100–400 nanómetros ) :
La banda de ondas UV se encuentra fuera de la banda de ondas PAR.
La iluminación UV que utilizan las plantas se divide en dos categorías ultra violeta A ( UVA ) y ultra violeta B ( UVB ).
La luz UVA se encuentra entre 320 – 400 nanómetros. Esta contiene aproximadamente 3% de los fotones que se encuentran de manera natural en la luz solar cuando esta pasa la atmosfera.
Este tipo de luz ultra violeta no causa efectos dañinos en el ADN.
La luz UVB se encuentra entre 29 – 320 nanómetros y contiene aproximadamente 1% de los fotones de la luz solar.
Los peligros que puede causar este tipo de luz no están bien definidos, sin embargo, en las plantas puede provocar quemaduras por la exposición excesiva a la radiación UV.
La manera en que las plantas responden a la luz UV depende de cada especie, sin embargo, la luz ultravioleta en general promueve la germinación, reduce el shock de luz en las plántulas, ayuda a incrementar la masa de las raíces, produce una ramificación vegetativa con entrenudos más estrechos y mejora la calidad de las flores.
Además, brinda una mayor resistencia al estrés ambiental, plagas y hongos.
Longitudes de Onda de Luz Azul PAR ( 400–500 nanómetros ) :
La luz azul promueve la compacidad de las plantas, el desarrollo de las raíces y la producción de compuestos metabólicos secundarios asociados con el color, el sabor y el aroma.
También incrementa la acumulación de clorofila y la apertura de las estomas para facilitar el intercambio de gases, lo que puede mejorar la salud general de la planta.
En general se requiere una cantidad mínima de luz azul para mantener el desarrollo normal de las plantas, aunque si se desean mejorar los procesos bioquímicos se necesitará una mayor cantidad de luz azul presente.
La luz azul más intensa se puede llegar a utilizar como un regulador del crecimiento para inhibir o promover la floración en cultivos sensibles a la luz del día. En bajas intensidades la luz azul no regula la floración por lo que es seguro aplicarla en las noches.
La implementación de proporciones más altas de luz azul significa menor densidad de flujo fotónico fotosintético total para el cultivo, por lo que estas luces deben usarse de forma estratégica y con moderación.
Los fotones azules y violetas transportan más energía que los fotones rojos y naranjas.
Longitudes de Onda de Luz Verde PAR ( 500–600 nanómetros ) :
La luz verde es importante para la eficiencia fotosintética y juega un papel significativo en la regulación de la apertura de la estoma para hacer posible el intercambio de gases.
Longitudes de Onda de Luz Roja PAR ( 600–700 nanómetros ) :
La luz roja es de la más efectivas para estimular la fotosíntesis y promover el crecimiento de la biomasa vegetal.
Se usa para engordar las plantas en su desarrollo temprano o para estirar las plantas cuando se desea un espacio internodal más largo.
Las plantas que crecen solo con luz roja tienden a estirarse y ser altas con hojas delgadas, lo que generalmente es indeseable, sin embargo, al agregar la cantidad correcta de luz azul se puede equilibrar el crecimiento a uno más compacto con hojas más gruesas.
Longitudes de Onda de Luz Infrarroja ( 700–850 nanómetros ) :
La luz infrarroja promueve la expansión de las hojas, lo que aumenta el área de superficie disponible para capturar fotones para la fotosíntesis. También promueve la floración en las plantas.
La luz infrarroja puede llegar a inducir una respuesta de evitación de la sombra, lo que resulta en extensión y estiramiento de la planta, es decir, ya que las hojas en la parte superior del dosel están más expuestas y absorben la mayoría de la luz roja, las hojas más bajas en el dosel reciben menos luz roja y absorben una mayor proporción de luz infrarroja, desencadenando que los tallos se expandan con la intención de interceptar más luz.
La proporción de luz azul y roja presente también puede afectar la forma en que las plantas responden a la luz infrarroja.
REQUERIMIENTOS DE LUZ DE LAS PLANTAS
Las plantas según su tipo y la etapa de crecimiento en que se encuentran tienen un requisito de alternancia de luz y obscuridad para desencadenar los procesos metabólicos que beneficien el crecimiento y maduración de la planta.
La intensidad de la luz que requiere cada planta se mide en watts por pie cuadrado. Las plantas normalmente necesitan entre 20 y 30 watts por pie cuadrado.
El fotoperiodo es la cantidad de luz y obscuridad alternada que recibe la planta a lo largo de un día.
Las plantas tienen un requisito de luz al que se le llama Dosis de Luz Integral Diaria ( DLI ).
La luz integral diaria es la suma total de la intensidad de la radiación fotosintéticamente activa ( PAR ) a lo largo del ciclo de luz del fotoperiodo requerido en un lapso de 24 horas.
El PAR es la radiación fotosintéticamente activa, la cual se mide en PPF ( flujo fotónico fotosintético ) o en PPFD ( Densidad de flujo fotónico fotosintético ).
El PPF mide la intensidad examinando cuantos fotones se emiten de una fuente de luz por segundo, mientras que PPFD mide tanto la intensidad como la cantidad de luz que llega a una planta.
Para proveer las condiciones de luz adecuadas es importante tener presente los requerimientos de iluminación de la planta que se va a cultivar, ya que cuando se cultiva en interiores la luz se proveerá de manera artificial y las lámparas deben ser capaces de cumplir con la exigencia necesaria para un desarrollo óptimo.
Para asegurarse de proveer las condiciones de luz es necesario realizar una medición DLI. Una medición DLI muestra la intensidad de la luz que se entrega segundo a segundo por metro cuadrado al día.
DLI = PPFD ( X μmol /m2/s ) x 60 minutos x 60 segundos x fotoperiodo ( horas luz ) / 1,000,000 ( μmol / mol )
Para reconocer el PPFD es necesario realizar una medición PAR.
COMO REALIZAR UNA MEDICION PAR?
Para realizar una medición PAR es necesario contar con un medidor PAR. Un medidor PAR cuenta cuantos fotones del rango espectral PAR llegan a un objetivo.
Los fotones son paquetes discretos de energía que se transportan a lo largo de ondas electromagnéticas. La unidad de medición PAR es micromoles por segundo, abreviada como μmol / s.
El medidor PAR se puede utilizar para medir todo tipo de luces de crecimiento, aunque se debe considerar que cada medidor PAR tiene su propio parámetro. Algunos medidores miden entre 400 y 700 nanómetros y otros entre 315 y 815 nanómetros.
De 400 a 700 nm es la banda de radiación que puede percibir tanto el ojo humano como las plantas para fijar el dióxido de carbono del aire y unirlo con agua para producir y oxigenar mediante la fotosíntesis.
Si se desea comparar la salida de potencia nominal de dos fuentes de luz diferentes, se debe considerar usar el mismo parámetro.
Un aspecto a considerar en la medición PAR es que se debe obtener una lectura de toda la huella de iluminación y no solo del centro.
Si bien los medidores PAR expresarán exactamente cuanta luz recibe una planta, estos no especificarán mucho sobre la calidad del espectro de luz, estos contarán cada fotón de la misma manera, por lo que se debe tener presente esta limitación.
Al momento de realizar la medición se debe considerar que mientras más cerca esté el medidor de la luz, mayor será su lectura y mientras más lejos será menor, por lo que las lecturas se deben realizar a la altura del dosel de las plantas para poder determinar de manera precisa la intensidad de la luz que reciben.
Para reconocer los mejores dispositivos de medición de luz, te recomendamos leer nuestro artículo Mejores Medidores PAR.
TIPOS DE LAMPARAS PARA CULTIVAR EN INTERIORES
Existen diferentes tipos de las lámparas para cultivar en interiores y estas se clasifican como LED ( Light Emitting Diode ), HID ( Descarga de Alta Intensidad ) y Fluorescentes.
LED ( Light Emitting Diode )
Estas son las lámparas más populares en la actualidad, ya que son bastante eficientes.
Las luces LED utilizan poca electricidad, producen poco calor y son bastante durables.
Ya que las luces LED funcionan de manera tan eficiente, algunos fabricantes suelen mostrar dos especificaciones de potencia diferentes; potencia real ( consumo de energía ) y potencia equivalente ( intensidad de luz que proyecta en watts ).
Para reconocer los mejores dispositivos de iluminación LED, te recomendamos leer nuestro artículo Lámparas de Propagación LED y Lámparas de Crecimiento LED.
HID ( Descarga de Alta Intensidad )
Las luces HID ( Descarga de Alta Intensidad )suelen tener un mayor consumo energético, producen más calor y requieren mayor mantenimiento.
Las luces HID se clasifican como de sodio de alta presión ( HPS ), haluro metálico ( MH ) y haluro metálico cerámico ( CMH ).
FLUORESCENTES
Las luces Fluorescentes suelen tener un bajo consumo energético, no producen tanto calor y requieren de cierto mantenimiento. Estas luces pueden ser bastante útiles en las etapas de propagación, sin embargo, no funcionan muy bien con cultivos que requieren luz intensa.
Las luces fluorescentes se suelen encontrar en presentaciones T5 y T8 de dos a cuatro pies de largo.
LOS REFLECTORES PARA LAMPARAS DE CRECIMIENTO
Los reflectores juegan un papel importante para concentrar y dirigir la luz al dosel de las plantas, mientras que las bombillas se encargan de la potencia y el espectro de luz.
Tanto las luces HID como las Fluorescentes están compuestas por una bombilla y un reflector. ( Las luces LED no suelen utilizar reflectores ).
Sin un reflector la fuente de luz enviaría la mitad de sus emisiones hacia el techo o las paredes y no hacia el dosel de la planta donde es necesario. Esto se debe a que las bombillas emiten luz en todas las direcciones.
TIPOS DE REFLECTORES PARA LAMPARAS DE CRECIMIENTO
Existen diferentes tipos de reflectores, sin embargo, la principal diferencia entre estos es su forma y función.
En general, los reflectores según su forma y tamaño difundirán una huella de luz intensa o dispersa de manera profunda, media o ancha.
Un aspecto a considerar es que cada reflector acepta un tipo de bombilla especifico, ya sea HPS, MH, CMH o fluorescente.
Reflector Abierto:
Este tipo de reflector se distingue por que permite que el calor no se acumule tanto y el aire fluya naturalmente hacia arriba hacia el reflector.
Reflector Enfriado por Aire:
Este tipo de reflector se distingue por tener aperturas en cada extremo de la campana, las cuales se conectan a un sistema de ventilación en línea para ayudar a expulsar el calor que se acumula dentro de la campana sobre el dosel de las plantas.
Los reflectores enfriados por aire además de mejorar el ambiente de la sala de cultivo ayudan a preservar la vida útil de las bombillas.
Reflector No Refrigerado:
Este tipo de reflectores suelen tener la misma forma y estilo que los reflectores refrigerados por aire pero no cuentan con puertos para los ductos de ventilación.
CONSIDERACIONES DE LOS REFLECTORES
Las marcas de reflectores suelen expresar en porcentajes la efectividad del material que utilizan para reflejar, sin embargo, se debe tener en consideración que según la forma del reflector se verá afectada tanto la potencia como la distribución espectral, ya que habrá una absorción inicial de luz que se requiere para poder reflejar la luz hacia el dosel de la planta.
Un aspecto a considerar cuando se utilizan lámparas que utilizan reflector es que es muy probable que se necesite de un balasto eléctrico para modificar el voltaje para hacer posible su funcionamiento.
También se debe considerar que tanto las bombillas como los reflectores se deben limpiar de vez en cuando para prolongar su vida, aunque eventualmente llegará el punto en que deberán ser sustituidos, ya que con el tiempo pierden su efectividad.