{"id":3714,"date":"2021-03-18T14:48:00","date_gmt":"2021-03-18T14:48:00","guid":{"rendered":"https:\/\/afe.epicenter1.com\/news\/the-physiology-of-photosynthesis-implications-for-supplemental-lighting"},"modified":"2024-03-15T21:53:00","modified_gmt":"2024-03-15T21:53:00","slug":"la-fisiologia-de-la-fotosintesis-implicaciones-para-la-iluminacion-suplementaria","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/endowment.org\/es\/news\/the-physiology-of-photosynthesis-implications-for-supplemental-lighting","title":{"rendered":"La Fisiolog\u00eda de la Fotos\u00edntesis: Implicaciones para la Iluminaci\u00f3n Suplementaria"},"content":{"rendered":"<p class=\"wp-block-paragraph\">A menudo se requiere iluminaci\u00f3n suplementaria para producir plantas de alta calidad de manera oportuna. Sin embargo, los costos asociados con dicha iluminaci\u00f3n suplementaria pueden ser elevados. Para la producci\u00f3n rentable de cultivos de alta calidad, es importante asegurar que los cultivos puedan utilizar la iluminaci\u00f3n suplementaria de manera eficiente. Para desarrollar los m\u00e9todos de iluminaci\u00f3n m\u00e1s rentables posibles, decidimos empezar por lo b\u00e1sico: cuantificar la eficiencia con la que los diferentes cultivos pueden utilizar la luz y usar ese conocimiento para desarrollar estrategias de iluminaci\u00f3n m\u00e1s inteligentes. En este art\u00edculo, nos centraremos en las plantas perennes. Por supuesto, existen muchas especies de plantas perennes, por lo que decidimos centrarnos en 10 especies populares.<\/p><h3><\/h3><h3><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>Eficiencia en el uso de la luz de las plantas perennes<\/strong><\/span><\/h3><p>Las dos primeras preguntas que quer\u00edamos responder eran simplemente: 1) \u00bfcon qu\u00e9 eficiencia utilizan la luz las distintas especies? Y 2) \u00bfc\u00f3mo depende esto de la intensidad de la luz (o densidad de flujo de fotones fotosint\u00e9ticos, PPFD)? Lo m\u00e1s com\u00fan es que los cient\u00edficos midan cu\u00e1nto CO2 fijan las plantas y convierten en az\u00facares. Quer\u00edamos empezar en un nivel m\u00e1s b\u00e1sico: las reacciones luminosas de la fotos\u00edntesis. Las reacciones luminosas de la fotos\u00edntesis funcionan de manera muy similar a los paneles solares: la energ\u00eda lum\u00ednica (o fotones) se absorbe y se utiliza para crear una corriente (tasa de transporte de electrones). La energ\u00eda generada por esa corriente se utiliza luego para convertir el CO2 en az\u00facares. Por lo tanto, para un crecimiento r\u00e1pido, se requiere una alta tasa de transporte de electrones. Estos procesos son f\u00e1ciles de medir y lo hicimos para 10 especies con niveles de luz que oscilaban entre 0 y 750 \u00b5mol\u00b7m-2\u00b7s-1. Dos cosas son obvias (Figura 1):<\/p><ul><li>La eficiencia en el uso de la luz fotosint\u00e9tica disminuye al aumentar la PPFD. Esto es cierto para todas las especies e inevitable.<\/li><li>Existen diferencias en la eficiencia con la que las distintas especies utilizan la luz, especialmente a niveles de luz m\u00e1s altos. Quiz\u00e1s no sea sorprendente que las especies que crecen bien a la sombra, como la hosta y la heuchera, utilicen los niveles altos de luz con menos eficiencia que las especies que prefieren el pleno sol.<\/li><\/ul><p>Dado que la tasa de transporte de electrones se calcula a partir de la eficiencia en el uso de la luz y la PPFD, las diferencias entre especies en la tasa de transporte de electrones son similares a las de la eficiencia en el uso de la luz. Sin embargo, la eficiencia en el uso de la luz disminuye y la tasa de transporte de electrones aumenta al incrementar la PPFD. Esto crea un peque\u00f1o dilema: dado que se requiere una alta tasa de transporte de electrones para un crecimiento r\u00e1pido, est\u00e1 intr\u00ednsecamente acoplada a una menor eficiencia en el uso de la luz.<\/p><p style=\"text-align: center;\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-13530\" src=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/imported-files\/Fig1LAMP.jpg\" alt=\"Figura 1\" width=\"1430\" height=\"711\" srcset=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig1LAMP.jpg 1430w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig1LAMP-1280x636.jpg 1280w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig1LAMP-980x487.jpg 980w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig1LAMP-480x239.jpg 480w\" sizes=\"(min-width: 0px) and (max-width: 480px) 480px, (min-width: 481px) and (max-width: 980px) 980px, (min-width: 981px) and (max-width: 1280px) 1280px, (min-width: 1281px) 1430px, 100vw\"><span style=\"font-size: 8pt;\">Figura 1. Utilizando la informaci\u00f3n fisiol\u00f3gica presentada en la Figura 1, podemos calcular f\u00e1cilmente la eficiencia en el uso de la luz fotosint\u00e9tica y la tasa de transporte de electrones de 10 perennes populares en funci\u00f3n de la DFPF.<\/span><\/p><h3><\/h3><h3><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>Desarrollo de Mejores Estrategias de Iluminaci\u00f3n<\/strong><\/span><\/h3><p>Utilizando los datos de la Figura 1, podemos calcular f\u00e1cilmente el aumento en la tasa de transporte de electrones (y presumiblemente la fotos\u00edntesis y el crecimiento) cuando proporcionamos una cierta cantidad de luz suplementaria. La Figura 2 muestra cu\u00e1nto podemos esperar que aumente la tasa de transporte de electrones al proporcionar 100 \u00b5mol\u00b7m-2\u00b7s-1 de luz suplementaria. Esto nos ayuda a ver informaci\u00f3n importante para tomar mejores decisiones sobre la iluminaci\u00f3n suplementaria:<\/p><ul><li>Las tasas de transporte de electrones aumentan m\u00e1s cuando se proporciona iluminaci\u00f3n suplementaria cuando hay poca luz solar<\/li><li>Un cultivo de baja intensidad lum\u00ednica como la hosta no se beneficia en absoluto de la iluminaci\u00f3n suplementaria cuando hay abundante luz solar, mientras que un cultivo de alta intensidad lum\u00ednica como la rudbeckia s\u00ed lo hace (\u00a1pero ni de lejos tanto como con niveles bajos de luz solar!).<\/li><\/ul><p>Esto tiene consecuencias directas para la gesti\u00f3n de la iluminaci\u00f3n complementaria:<\/p><ul><li>Proporcione iluminaci\u00f3n suplementaria preferiblemente cuando hay poca luz solar. Aumentar\u00e1 el crecimiento m\u00e1s que proporcionar la misma cantidad de luz suplementaria cuando hay abundante luz solar. En muchos casos, el control de la iluminaci\u00f3n suplementaria ya se regula bas\u00e1ndose en un cierto umbral de luz solar: el sistema de iluminaci\u00f3n se encender\u00e1 \u00fanicamente cuando la luz solar caiga por debajo de ese umbral.<\/li><li>Para el control de los umbrales, los umbrales de luz solar deben ser espec\u00edficos de cada especie, siempre que sea posible. En el caso de las especies de baja intensidad lum\u00ednica, el uso de un umbral de iluminaci\u00f3n m\u00e1s bajo evitar\u00e1 la iluminaci\u00f3n suplementaria cuando dichas especies no puedan utilizarla eficazmente. Como se desprende claramente de la Figura 2, proporcionar luz suplementaria cuando hay m\u00e1s de 400 \u00b5mol\u00b7m\u207b\u00b2\u00b7s\u207b\u00b9 aumentar\u00e1 la fotos\u00edntesis de la rudbeckia, pero tendr\u00e1 poco efecto en la fotos\u00edntesis de la hosta.<\/li><\/ul><p style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-13531\" src=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/imported-files\/Fig2LAMP.jpg\" alt=\"Figura 2\" width=\"563\" height=\"544\"><span style=\"font-size: 8pt;\">Figura 2. El aumento en la tasa de transporte de electrones (flechas verticales) como resultado de 100 \u00b5mol\u00b7m-2\u00b7s-1 de luz suplementaria (flechas horizontales). El eje x muestra la cantidad de luz solar. Los s\u00edmbolos y flechas rojas corresponden a Rudbeckia, y los negros\/grises a hosta.<\/span><\/p><p>Bas\u00e1ndonos en esta investigaci\u00f3n, hemos acu\u00f1ado un nuevo t\u00e9rmino: el integral fotoqu\u00edmico diario. Probablemente est\u00e9s familiarizado con el integral de luz diario: un t\u00e9rmino de uso com\u00fan que describe cu\u00e1nta luz recibe un cultivo a lo largo de un d\u00eda. El integral fotoqu\u00edmico diario es algo similar: describe la cantidad diaria de fotoqu\u00edmica (el t\u00e9rmino cient\u00edfico para el transporte de electrones) de un cultivo. El objetivo de un programa eficiente de iluminaci\u00f3n suplementaria deber\u00eda ser obtener el mayor integral fotoqu\u00edmico diario con la menor cantidad de luz suplementaria. Hay dos formas de hacer esto:<\/p><ul><li>Como las plantas utilizan la luz con mayor eficiencia cuando la luz solar es escasa, proporcione luz suplementaria cuando haya poca luz solar.<\/li><li>Utilice fotoper\u00edodos m\u00e1s largos siempre que sea posible. Si utiliza fotoper\u00edodos m\u00e1s largos, pero la misma integral de luz diaria, la DFPF instant\u00e1nea ser\u00e1 menor. Y eso permite que las plantas utilicen la luz de manera m\u00e1s eficiente, aumentando la integral fotoqu\u00edmica diaria. La Figura 3 muestra este efecto para algunos cultivos perennes diferentes. Como puede ver, los beneficios de los fotoper\u00edodos largos son especialmente pronunciados para las especies de baja intensidad lum\u00ednica, como la hosta. Pero todas las especies tendr\u00e1n una integral fotoqu\u00edmica diaria m\u00e1s alta con fotoper\u00edodos m\u00e1s largos. Un beneficio adicional es que los fotoper\u00edodos m\u00e1s largos requieren una DFPF m\u00e1s baja y, por lo tanto, menos luminarias: se reducir\u00e1 el gasto de capital del sistema de iluminaci\u00f3n. Hay una advertencia importante: la floraci\u00f3n de muchas especies est\u00e1 controlada al menos en parte por el fotoper\u00edodo, por lo que antes de utilizar fotoper\u00edodos m\u00e1s largos a gran escala, realice ensayos a menor escala para asegurarse de que los fotoper\u00edodos m\u00e1s largos no desencadenen una floraci\u00f3n prematura en cultivos de d\u00edas largos ni impidan la floraci\u00f3n en cultivos de d\u00edas cortos.<\/li><\/ul><p style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-13532\" src=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/imported-files\/Fig3LAMP.jpg\" alt=\"Figura 3\" width=\"521\" height=\"485\" srcset=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig3LAMP.jpg 521w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Fig3LAMP-480x447.jpg 480w\" sizes=\"auto, (min-width: 0px) and (max-width: 480px) 480px, (min-width: 481px) 521px, 100vw\"><span style=\"font-size: 8pt;\">Figura 3. El integral fotoqu\u00edmico diario estimado de cuatro especies perennes en funci\u00f3n del fotoperiodo. En todos los casos, los cultivos recibieron un integral de luz diario de 15 mol\u00b7m-2\u00b7d-1. El uso de fotoperiodos m\u00e1s largos, con el mismo integral de luz diario, aumenta el integral fotoqu\u00edmico diario, un indicador indirecto de la fotos\u00edntesis.<\/span><\/p><p>Hasta ahora, todo esto se basa en la fisiolog\u00eda b\u00e1sica y en la teor\u00eda. Entonces, \u00bflos fotoper\u00edodos m\u00e1s largos, con el mismo integral de luz diario, realmente aumentan el crecimiento? S\u00ed, como informamos el a\u00f1o pasado en un <a href=\"https:\/\/endowment.org\/es\/estrategias-de-iluminacion-eficientes-para-plantas-perennes\/\">Actualizaci\u00f3n de investigaci\u00f3n de AFE<\/a>, el crecimiento de los brotes de Rudbeckia \u2018Goldsturm\u2019 aumenta cuando utilizamos fotoper\u00edodos m\u00e1s largos, pero con la misma integral de luz diaria (Figura 4). Hemos probado esto para varios vegetales de hoja tambi\u00e9n, y hasta ahora, todas las especies crecen m\u00e1s r\u00e1pido con fotoper\u00edodos m\u00e1s largos, incluso si no aumentamos la integral de luz diaria.<\/p><p style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-13533\" src=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/imported-files\/Figure4LAMP.png\" alt=\"Figura 4\" width=\"1426\" height=\"461\" srcset=\"https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Figure4LAMP.png 1426w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Figure4LAMP-1280x414.png 1280w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Figure4LAMP-980x317.png 980w, https:\/\/endowment.org\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Figure4LAMP-480x155.png 480w\" sizes=\"auto, (min-width: 0px) and (max-width: 480px) 480px, (min-width: 481px) and (max-width: 980px) 980px, (min-width: 981px) and (max-width: 1280px) 1280px, (min-width: 1281px) 1426px, 100vw\"><span style=\"font-size: 8pt;\">Figura 4. Los fotoperiodos m\u00e1s largos dan como resultado un mejor crecimiento de las pl\u00e1ntulas de Rudbeckia. Las plantas de control de la izquierda no recibieron luz suplementaria (y un DLI promedio de aproximadamente 5 mol\/m2\/d). Todas las dem\u00e1s plantas recibieron un DLI de 12 mol\/m2\/d, pero esa luz se distribuy\u00f3 en fotoperiodos que oscilaron entre 12 y 21 horas. Tanto el crecimiento de la ra\u00edz como el de los brotes aument\u00f3 con fotoperiodos m\u00e1s largos.<\/span><\/p><h3><\/h3><h3><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>\u00bfQu\u00e9 significa esto para la industria floricultora?<\/strong><\/span><\/h3><p>Una comprensi\u00f3n b\u00e1sica de la fisiolog\u00eda fotosint\u00e9tica puede ayudar a desarrollar mejores estrategias de iluminaci\u00f3n. Los tres mensajes principales m\u00e1s importantes:<\/p><ol><li><strong>Proporcione luz suplementaria preferentemente cuando los niveles de luz solar sean bajos.<\/strong><\/li><li><strong>La estrategia de iluminaci\u00f3n \u00f3ptima depende de la especie.<\/strong><\/li><li><strong>Los fotoper\u00edodos m\u00e1s largos pueden aumentar el crecimiento sin incrementar la cantidad de luz suplementaria que se proporciona.<\/strong><\/li><\/ol><h3><\/h3><h3><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>\u00bfQu\u00e9 es lo siguiente?<\/strong><\/span><\/h3><p>El apoyo del sector a trav\u00e9s de la American Floral Endowment contribuy\u00f3 a que esta investigaci\u00f3n fuera posible. Adem\u00e1s, la ayuda econ\u00f3mica de la AFE nos permiti\u00f3 obtener posteriormente una subvenci\u00f3n de $5.000.000 de la Iniciativa de Investigaci\u00f3n sobre Cultivos Especializados del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Este proyecto, titulado <strong>L<\/strong>lucha <strong>A<\/strong>Enfoques para <strong>M<\/strong>maximizar <strong>P<\/strong>rofits, re\u00fane a cient\u00edficos e ingenieros de todo el pa\u00eds. Tener un equipo diverso trabajando en cuestiones de iluminaci\u00f3n en la industria de la agricultura en ambiente controlado nos ayudar\u00e1 a integrar la producci\u00f3n hort\u00edcola, la econom\u00eda y la ingenier\u00eda. Esto dar\u00e1 lugar a enfoques hol\u00edsticos para optimizar las estrategias de iluminaci\u00f3n suplementaria. Para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre <strong>Proyecto LAMP<\/strong>, por favor <a href=\"https:\/\/endowment.org\/es\/project-lamp\/\">leer este art\u00edculo de AFE<\/a> o visite <a href=\"http:\/\/www.hortlamp.org\">www.hortlamp.org<\/a>.<\/p><p><em>Dr. Marc van Iersel, Universidad de Georgia<\/em><\/p>","protected":false},"template":"","news-categories":[39,40,42,31,29,51],"class_list":["post-3714","news","type-news","status-publish","hentry","news-categories-breeder-producer","news-categories-faculty-researcher","news-categories-grower","news-categories-latest-news","news-categories-news","news-categories-research"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v28.4 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>The Physiology of Photosynthesis: Implications for Supplemental Lighting - American Floral Endowment<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Supplemental lighting is often required to produce high-quality plants in a timely manner. 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