¿Qué bandas espectrales se necesitan para el crecimiento de las plantas?

Las plantas tienen una sensibilidad diferente al espectro que el ojo humano. El espectro más sensible del ojo humano es de 555 nm, que está entre la luz amarilla y la verde. Es menos sensible a la luz azul y la luz roja. Las plantas, por otro lado, son más sensibles al espectro de luz roja y menos sensibles a la luz verde, pero la diferencia en la sensibilidad no es tan amplia como el ojo humano. Las plantas son más sensibles al espectro a 400-700 nm. Esta región del espectro se denomina a menudo como la región energética fotosintéticamente efectiva. Aproximadamente 45% de la energía de la luz solar se encuentra en esta parte del espectro. Por lo tanto, si se utilizan fuentes de luz artificial para complementar la cantidad de luz, la distribución espectral de las fuentes de luz también debe estar cerca de este rango.

La energía de los fotones emitidos por una fuente de luz varía según la longitud de onda. Por ejemplo, la energía de la longitud de onda de 400 nm (luz azul) es 1,75 veces la energía de 700 nm (luz roja). Pero para la fotosíntesis, el efecto de las dos longitudes de onda es el mismo. El exceso del espectro azul que no puede utilizarse como energía para la fotosíntesis se convierte en calor. En otras palabras, la tasa de fotosíntesis de las plantas está determinada por el número de fotones absorbidos por las plantas en el rango de 400-700 nm, y no está relacionado con el número de fotones emitidos por cada espectro. Pero el sentido común de las personas piensa que el color de la luz afecta la tasa de fotosíntesis. Las plantas tienen diferentes sensibilidades en todos los espectros. La razón de esto proviene de la absorción especial de pigmentos en las hojas. Entre ellos, la clorofila es la más conocida. Pero la clorofila no es el único pigmento útil para la fotosíntesis. Otros pigmentos también están involucrados en la fotosíntesis, por lo que la eficiencia de la fotosíntesis no puede considerarse solo por el espectro de absorción de la clorofila.

La disimilitud de las vías de fotosíntesis tampoco está relacionada con el color. La energía luminosa es absorbida por clorofila y caroteno en las hojas. La energía se convierte en glucosa y oxígeno por dos sistemas fotosintéticos para fijar agua y dióxido de carbono. Este proceso utiliza todo el espectro de luz visible, por lo que las fuentes de luz de varios colores tienen poca diferencia en su efecto sobre la fotosíntesis.

Algunos investigadores creen que la capacidad más fotosintética ocurre en la parte de luz anaranjada. Sin embargo, esto no significa que las plantas deban cultivarse bajo tales fuentes de luz monocromáticas. Las plantas deben recibir una variedad de fuentes de luz equilibradas por su desarrollo morfológico y color de las hojas.

La fuente de luz azul (400-500nm) es muy importante para la diferenciación de plantas y la regulación estomática. Si la luz azul es insuficiente y la proporción de luz roja lejana es demasiado, el tallo crecerá en exceso, lo que hará que las hojas se vuelvan amarillas fácilmente. La relación entre la energía del espectro de luz roja (655~665nm) y la energía del espectro de luz de color rojo lejano (725~735nm) está entre 1.0 y 1.2, y el desarrollo de la planta será un crecimiento positivo. Pero cada planta tiene una sensibilidad diferente a estas relaciones espectrales.

Las lámparas de sodio de alta presión se utilizan a menudo como fuentes de luz artificial dentro de los invernaderos. Tomando como ejemplo la fuente de luz Philips Master Son-TPIA, tiene la energía más alta en la región espectral rojo anaranjado. Sin embargo, la energía de la luz infrarroja lejana no es alta, por lo que la relación de energía rojo/rojo lejano es mayor que 2.0. Pero debido a que el invernadero todavía tiene luz solar natural, no hizo que las plantas se acortaran. (Si esta fuente de luz se usa en una cámara de crecimiento, puede tener un efecto.

En la luz solar natural, la energía de la luz azul ocupa 20%. Para fuentes de luz artificial, no se requiere una relación tan alta. Para las plantas en desarrollo normal, la mayoría de las plantas requieren solo 6% de energía de luz azul en el rango de 400-700 nm. En la luz solar natural, hay suficiente energía de luz azul. Por lo tanto, las fuentes de luz artificial no necesitan complementar más el espectro de luz azul. Sin embargo, cuando la fuente de luz natural es insuficiente (como el invierno), la fuente de luz artificial necesita aumentar la energía de luz azul, de lo contrario, la fuente de luz azul se convertirá en un factor limitante para el crecimiento de las plantas.