Un estudio de Purdue University muestra que ajustar el espectro lumínico y enriquecer el ambiente con CO₂ puede mejorar la producción de lechuga joven en sistemas agrícolas controlados.
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
La agricultura indoor suma nueva evidencia sobre cómo ajustar el ambiente de cultivo para producir más biomasa sin depender únicamente de aumentar la intensidad de la luz. Un estudio de científicos de Purdue University reportó que la radiación rojo lejano, combinada con una mayor concentración de dióxido de carbono, CO₂, mejora de forma significativa la acumulación de biomasa en lechuga joven cultivada bajo ambientes controlados.
El trabajo ofrece orientación práctica para operadores de granjas verticales, invernaderos tecnológicos y sistemas de iluminación de fuente única interesados en incorporar rojo lejano dentro de sus recetas lumínicas. La investigación fue publicada en el Journal of the American Society for Horticultural Science.
Qué es la radiación rojo lejano
La radiación rojo lejano corresponde a longitudes de onda entre 700 y 750 nanómetros. Aunque durante mucho tiempo se la consideró menos relevante que la luz visible tradicional para la fotosíntesis, hoy se estudia por su capacidad para modificar arquitectura vegetal, expansión foliar y captación de luz dentro del dosel.
En cultivos de hoja bajo ambiente controlado, el rojo lejano puede estimular el crecimiento de las hojas y favorecer que la planta intercepte mejor la luz disponible. Esto resulta especialmente importante en sistemas donde la iluminación representa uno de los principales costos operativos.
La discusión se relaciona con la evolución de la agricultura de precisión, que combina sensores, control ambiental, automatización y análisis de datos para ajustar mejor cada variable productiva.
CO₂ elevado y fotosíntesis más eficiente
El estudio encontró que el aumento de CO₂ reforzó el efecto del rojo lejano sobre la biomasa. Las plantas cultivadas con radiación rojo lejano suplementaria acumularon más material vegetal que aquellas producidas sin ese componente del espectro, y la respuesta fue todavía mayor cuando crecieron bajo concentraciones elevadas de CO₂.
La explicación se vincula con la fotosíntesis. El CO₂ adicional permite que las plantas aprovechen mejor la energía lumínica disponible, mientras que el rojo lejano mejora la arquitectura del dosel mediante expansión foliar. Juntos, ambos factores favorecen una captura más eficiente de luz y una mayor conversión en biomasa.
Más biomasa sin aumentar la cantidad total de luz
Uno de los puntos más importantes para la agricultura indoor es que los beneficios se observaron sin aumentar la densidad total de flujo de fotones. El experimento trabajó con una densidad total moderada de 400 micromoles por metro cuadrado por segundo, dentro del rango usado en sistemas de producción controlada.
Esto significa que el productor no necesariamente necesita entregar más luz para elevar rendimiento. Puede optimizar la composición del espectro, incorporando rojo lejano, y coordinarla con el manejo de CO₂ para obtener mejores resultados productivos.
La mejora de eficiencia energética es una prioridad para la agricultura tecnológica. En Mundo Agropecuario BET, la categoría de tecnología agrícola reúne herramientas vinculadas con sensores, automatización, riego inteligente y sistemas de gestión que buscan aumentar productividad con menos recursos.
Un avance para lechuga baby leaf y spring mix
Los resultados son especialmente relevantes para lechuga joven, baby leaf y mezclas de hojas tiernas. En estos cultivos, el valor comercial depende del crecimiento rápido, la calidad visual, la expansión de hojas y la uniformidad del producto cosechado.
Los investigadores observaron que el rojo lejano modificó la morfología vegetal sin afectar negativamente la calidad en la etapa de lechuga joven. Esto abre una posibilidad concreta para operadores que buscan elevar biomasa sin comprometer atributos comerciales.
Ambiente controlado y decisiones integradas
El estudio destaca que las variables ambientales no deben manejarse de forma aislada. Luz, espectro, CO₂, temperatura, humedad y etapa de desarrollo interactúan entre sí. Una receta lumínica que funciona bajo un nivel de CO₂ puede producir otra respuesta cuando el ambiente se enriquece con dióxido de carbono.
Esta mirada integrada es central en los sistemas de agricultura indoor. A medida que crece la producción en granjas verticales e invernaderos tecnificados, los operadores necesitan estrategias que combinen rendimiento, calidad, costos energéticos y estabilidad productiva.
La integración de tecnologías también se observa en la innovación digital, donde datos, conectividad, inteligencia artificial e internet de las cosas permiten afinar el manejo de cultivos con mayor precisión.
El proyecto OptimIA
La investigación forma parte de OptimIA, una iniciativa multiinstitucional y multidisciplinaria centrada en optimizar la agricultura indoor. El proyecto es liderado por Michigan State University y busca mejorar productividad, rentabilidad y sostenibilidad en la producción de cultivos bajo ambiente controlado.
Desde Purdue University, el Mitchell Lab ha contribuido al desarrollo de estrategias para mejorar el uso de recursos y energía en agricultura indoor. Cary Mitchell, profesor emérito de horticultura y arquitectura del paisaje, figura como uno de los referentes del trabajo en agricultura de ambiente controlado.
La autora senior, Fatemeh Sheibani, investigadora posdoctoral en Purdue University, ha enfocado su trabajo en mejorar la eficiencia de uso de recursos en granjas verticales, especialmente mediante el empleo de diodos emisores de luz, LED, como fuente única de iluminación.
Otros investigadores participantes
El estudio también contó con la participación de Celina Gomez, profesora asociada de ambientes controlados en Purdue University, y Erik Runkle, profesor de horticultura en Michigan State University. Ambos trabajan en fisiología ambiental de plantas herbáceas especializadas cultivadas bajo ambientes controlados.
La publicación, titulada “Interaction of Far-red Radiation and CO₂ Concentration at Moderate Total Photon Flux Density Stimulates Biomass Accumulation in Young Leaf Lettuce”, fue firmada por Fatemeh Sheibani y colaboradores en el Journal of the American Society for Horticultural Science.
Una señal para la agricultura indoor comercial
Para operadores comerciales, el mensaje central es que la productividad no depende solo de encender más luz. La selección de longitudes de onda, la etapa de desarrollo del cultivo y la concentración de CO₂ pueden modificar el resultado de forma significativa.
Este enfoque permite pensar la agricultura indoor como un sistema de precisión ambiental. En lugar de aumentar insumos sin diferenciación, el productor puede ajustar espectro lumínico y atmósfera de cultivo para mejorar rendimiento, calidad y eficiencia.
La línea de trabajo se conecta con la búsqueda de soluciones sostenibles dentro de la tecnología sostenible, especialmente cuando la producción bajo techo intenta reducir desperdicio, optimizar recursos y acercar alimentos frescos a centros de consumo.
Más producción con mejor control ambiental
El estudio de Purdue University refuerza una idea clave para la agricultura protegida: el ambiente no es solo un contenedor del cultivo, sino una herramienta productiva. Manejar con precisión el espectro de luz y el CO₂ puede ayudar a aumentar biomasa sin elevar necesariamente la carga lumínica total.
En lechuga joven, la combinación de rojo lejano y CO₂ elevado aparece como una estrategia prometedora para productores que buscan mayor eficiencia en sistemas indoor. El próximo desafío será adaptar estos resultados a escalas comerciales, diferentes variedades, costos energéticos reales y objetivos de calidad específicos.
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