Regulación de la Luz Bajo el Integral Cumulativo de Luz Equivalente: Impactos en el Crecimiento, Calidad y Eficiencia Energética de la Lechuga (L.) en Fábricas de Plantas
Autores: Chen, Jianwen; Zhu, Cuifang; Li, Ruifang; Zhou, Zihan; Miao, Chen; Wang, Hong; Li, Rongguang; Wu, Shaofang; Zhang, Yongxue; Cui, Jiawei; Ding, Xiaotao; Jiang, Yuping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Desafíos significativos
Fábricas de plantas
Estrategias de regulación dinámica de la luz
Crecimiento de lechuga
Eficiencia en la utilización de energía
Calidad nutricional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Frente a los importantes desafíos que plantea el crecimiento poblacional global y la urbanización, las fábricas de plantas, como un sistema de cultivo cerrado eficiente capaz de un control ambiental preciso, se han convertido en una dirección clave en el desarrollo de la agricultura moderna. Sin embargo, el alto consumo de energía, particularmente la iluminación (que representa más del 50%), sigue siendo un importante obstáculo que limita su aplicación a gran escala. Este estudio exploró sistemáticamente los efectos de las estrategias de regulación dinámica de la luz en el crecimiento de la lechuga, los indicadores fisiológicos y bioquímicos (como la clorofila, los parámetros fotosintéticos y de fluorescencia), la calidad nutricional, la eficiencia en la utilización de energía y la vida útil post-cosecha. Se diseñaron cuatro tratamientos de luz diferentes: una densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) en aumento escalonado de 160 a 340 mol·m·s (T1), una intensidad de luz constante de 250 mol·m·s (T2), una estrategia de tres etapas con alta intensidad de luz en la fase media (T3) y una estrategia de tres etapas con luz en aumento secuencial (T4). Los resultados mostraron que el tratamiento T4 exhibió el mejor rendimiento general. En comparación con el tratamiento T2, el tratamiento T4 aumentó la biomasa en un 23.4%, mejoró significativamente la tasa fotosintética neta en un 50.32% en la medición final y aumentó el contenido de ácido ascórbico (AsA) y de proteínas en un 33.36% y un 33.19%, respectivamente. Además, este tratamiento mostró la mayor eficiencia en el uso de energía. En el día 30 del tratamiento, la eficiencia en el uso de energía luminosa (LUE) y la eficiencia en el uso de energía eléctrica (EUE) del tratamiento T4 aumentaron significativamente, en un 23.41% y un 23.9%, respectivamente, en comparación con el tratamiento T2. En resumen, la regulación dinámica de la luz puede mejorar sinérgicamente el rendimiento de los cultivos, el contenido de clorofila, la eficiencia fotosintética, la calidad nutricional y la eficiencia en la utilización de energía, proporcionando una base teórica y una solución para la regulación precisa de la luz y la reducción del consumo de energía en fábricas de plantas.
Descripción
Frente a los importantes desafíos que plantea el crecimiento poblacional global y la urbanización, las fábricas de plantas, como un sistema de cultivo cerrado eficiente capaz de un control ambiental preciso, se han convertido en una dirección clave en el desarrollo de la agricultura moderna. Sin embargo, el alto consumo de energía, particularmente la iluminación (que representa más del 50%), sigue siendo un importante obstáculo que limita su aplicación a gran escala. Este estudio exploró sistemáticamente los efectos de las estrategias de regulación dinámica de la luz en el crecimiento de la lechuga, los indicadores fisiológicos y bioquímicos (como la clorofila, los parámetros fotosintéticos y de fluorescencia), la calidad nutricional, la eficiencia en la utilización de energía y la vida útil post-cosecha. Se diseñaron cuatro tratamientos de luz diferentes: una densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) en aumento escalonado de 160 a 340 mol·m·s (T1), una intensidad de luz constante de 250 mol·m·s (T2), una estrategia de tres etapas con alta intensidad de luz en la fase media (T3) y una estrategia de tres etapas con luz en aumento secuencial (T4). Los resultados mostraron que el tratamiento T4 exhibió el mejor rendimiento general. En comparación con el tratamiento T2, el tratamiento T4 aumentó la biomasa en un 23.4%, mejoró significativamente la tasa fotosintética neta en un 50.32% en la medición final y aumentó el contenido de ácido ascórbico (AsA) y de proteínas en un 33.36% y un 33.19%, respectivamente. Además, este tratamiento mostró la mayor eficiencia en el uso de energía. En el día 30 del tratamiento, la eficiencia en el uso de energía luminosa (LUE) y la eficiencia en el uso de energía eléctrica (EUE) del tratamiento T4 aumentaron significativamente, en un 23.41% y un 23.9%, respectivamente, en comparación con el tratamiento T2. En resumen, la regulación dinámica de la luz puede mejorar sinérgicamente el rendimiento de los cultivos, el contenido de clorofila, la eficiencia fotosintética, la calidad nutricional y la eficiencia en la utilización de energía, proporcionando una base teórica y una solución para la regulación precisa de la luz y la reducción del consumo de energía en fábricas de plantas.