El efecto de la luz en las plantas

El efecto de la luz en las plantas

Autor: Marcelo Gámez (TheKillHaa)

La luz requerida en nuestros acuarios es algo ampliamente discutida en foros a lo largo de internet. Realmente hay muy poco escrito sobre este tema específicamente para acuarios. Debemos acogernos a investigaciones en plantas terrestres y coincidir que finalmente, al tratarse de plantas, seria prácticamente lo mismo una planta terrestre y una acuática en respecto a los requerimientos de calidad de luz. Así es que recojo un texto que esta publicado en internet sobre luz y plantas de cultivo hidropónico y hago una traducción de el para compartirlo en nuestro idioma, he pedido permiso para publicarlo pero no obtuve respuesta, de todas formas dejo el link completo que lleva a la pagina de origen, finalmente diré algunas conclusiones propias que intentaran acercarse mas a acuarios desde la perspectiva de mantener plantas acuáticas.

http://www.sunmaster…tandPlants.html

Traducción:
Así como los humanos necesitamos una dieta balanceada, las plantas necesitan luz de amplio espectro para una buena salud y optimo crecimiento. La calidad de la luz, es tan importante como la cantidad. Las plantas son sensibles a porciones de espectro similares a los humanos. Esta porción del espectro luminoso es conocido como Radiación Activa Fotosintética (PAR por sus siglas en ingles) esta porción ocurre entre los 400 a los 700 nanómetros en longitud de onda. Cabe señalar que la respuesta de las plantas en esta región, es muy diferente a la de los humanos.

El ojo humano tiene una sensibilidad “pico” en la región verde-amarilla, alrededor de los 550 nanómetros. Esto es el amarillo óptico, color usado para señalamientos de precaución, por ejemplo.

Las plantas, por otro lado, responden mas efectivamente a la luz roja y azul, el pico esta en el color rojo alrededor de los 630 nanómetros, Las siguientes graficas muestran la curva de respuesta del ojo humano y plantas, nótese la gran diferencia en los contornos de la graficas.

Gráfica del espectro perceptible por las plantas
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Gráfica del espectro perceptible por el ojo humano
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De la misma manera que la grasa provee calorías eficientemente al cuerpo humano, el color rojo provee el mejor alimento para las plantas. Sin embargo, una iluminación de solo luz roja o naranja es insuficiente para el crecimiento vegetativo, el cual requiere de tonos azules. Otros colores del espectro son necesarios para la producción de complejos procesos en las plantas.

La correcta proporción del espectro varia de especie en especie. Sin embargo, la cantidad e luz necesaria para el crecimiento de las plantas puede ser medida, asumiendo que todas las otras necesidades del espectro esta correctamente disponibles. La luz para plantas, sin embargo, no debe ser medida con los mismos estándares que la luz para seres humanos. Conceptos básicos de medición para plantas y humanos vendrán a continuación.


-Midiendo Luz para humanos: Lúmenes y Luxes

Primero , ¿cómo medimos la cantidad de luz para humanos? La manera obvia es basada en cuan brillosa es la fuente, y que “tan bien” el ojo ve bajo esa luz. Como el ojo humano es especialmente sensitivo a la luz amarilla, mas peso es dado a la región amarilla del espectro, dejando de lado mayoritariamente al azul y al rojo. Esta es la base para medir el total de luz emitida por una fuente en Lúmenes.

La luz emitida de la fuente es entonces distribuida sobre el área a ser iluminada. La iluminación es medida en Lux: una medida de cuantos lúmenes cae en cada metro cuadrado de superficie. Una iluminación de 1000 luxes implica que 1000 lúmenes caen en cada metro cuadrado de superficie.

Claramente , ambos, lux y lúmenes se refieren específicamente a la visión humana, y no a la manera en que las plantas ven la luz.
Como debería ser entonces la medición de luz para plantas? Hay dos maneras básicas de hacer estas mediciones: midiendo la energía, y contando los fotones.


-PAR WATTS PARA PLANTAS.

Watts es una medición objetiva de energía usada o emitida por una lámpara cada segundo. La energía por si misma se mide en Joules. Un Joule por segundo es llamado un Watt. Una bombilla incandescente común de 100 watts, esta usando 100 joules de energía eléctrica por segundo. ?Cuanta energía de luz está generando? Cerca de 6 joules por segundo, o 6 watts. El resto de la energía es disipada principalmente por el calor generado. Nuevas y modernas lámparas, como las de vapor de sodio o HQI, convierten (típicamente) cerca del 30% al 40% de energía eléctrica a luz. Son significativamente mas eficientes que los focos incandescentes.

Las plantas usan energía entre los 400 y 700 nanómetros, y la luz en esta región es llamada “PAR” , podemos medir el total de de energía emitida por segundo en esta región y llamarle PAR WATTS. Esta es una objetiva medición en contraste con los lúmenes que miden basados en la respuesta de humanos a la luz. PAR WATTS indica directamente cuanta energía lumínica es disponible para el uso de la fotosíntesis.

La producción de una bombilla incandescente de 400 watts es aproximadamente 25 watts de luz, un bulbo HQI emite aproximadamente 140 watts de luz. Si PAR se considera mas o menos a la región visible, entonces un foco HQI de 400 watts provee cerca de 140 PAR WATTS.

Depende el tipo de fuente de luz tiene diferente, T12, T10, T8, T5 y PLL tienen diferentes relaciones de Luz emitida por Watt consumido, es decir, diferente producción de PAR WATTS por Watts de consumo.

Iluminación para plantas es medida en PAR WATTS por metro cuadrado, No hay un nombre especifico para esta unidad de medición, pero es llamado Irradiación, y se escribe, por ejemplo 25 watts/metro cuadrado, o 25 w/m2. Fotones

Otra tipo de medición de calidad de luz para el crecimiento de plantas envuelve el entendimiento de que la luz siempre se emite o se absorbe en pequeños “paquetes” llamados fotones. Estos paquetes o fotones son la mínima unidad de transacciones de energía que envuelve la luz. Por ejemplo, Si cierta reacción fotosintética ocurre a través de la absorción de un fotón de luz, , entonces es posible determinar cuantos fotones en la región PAR del espectro están activos en la creación de fotosíntesis. Esto da sentido a medir la cantidad de fotones PAR. Una lámpara podría ser medida en la cantidad de fotones emite cada segundo, Pero hoy en día, ninguna de las lámparas en el mercado ofrece este dato.

-Fotosíntesis y Foto morfogénesis.

Las plantas que reciben insuficientes niveles de luz producen hojas mas pequeñas y largas (respecto a su anchura) y tienen un peso inferior generalmente. Por otro lado, plantas que reciben mucha luz, pueden producir puntos extra de crecimiento, clorosis o emblanquecimiento de las hojas por la destrucción de la clorofila y enseñar otros síntomas de tensión excesivo. Las plantas también se dañan por radiación de calor excesivo (infrarrojo) o extrema radiación UV (Ultravioleta).

Sin embargo, dentro del rango aceptable, las plantas responden muy bien a sus respectivos rangos de crecimiento siendo proporcional a los niveles de irradiación. La cantidad relativa de eficacia es una medida de cuantificación de eficacia Vs longitud de onda, es llamada la curva de respuesta fotosintética como fue mostrado anteriormente en este texto.

Así mismo es posible crear una grafica mostrando la efectividad de energía en las diferentes regiones del espectro en la producción de fotosíntesis. El hecho de que los fotones azules contienen mas energía que los fotones rojos deberá ser tomado en cuenta, y la curva resultante puede ser programada para ser fotogramétricamente mas apta para producir “lúmenes para plantas”, en vez de ser “lúmenes para humanos”. Esto será normalmente producido en un futuro cercano por los fabricantes. En estos días, solo unos pocos fabricantes ofrecen el dato de producción PAR para plantas.

El principal ingrediente en las plantas que son la causa de la fotosíntesis es la clorofila. Algunas investigaciones han extraído clorofila de las plantas y estudiado su respuesta a las diferentes longitudes de ondas de luz, creyendo que esta respuesta puede ser idéntica a la respuesta fotosintética de las plantas. Sin embargo, es conocido que otros compuestos (carotinoides y phycobilinos) también son resultado de la fotosíntesis.

Por lo tanto, la grafica de respuesta de las plantas a la luz, es una compleja suma de respuestas de varios pigmentos y de alguna manera diferencias para plantas especificas pueden variar hasta un 25% de esta curva. Algunas lámparas como las incandescentes son fijas espectralmente en la producción de luz, algunas como los haluros metálicos y fluorescentes están disponibles en una amplia variedad de espectros y colores de temperatura. Con esto en mente, el usuario quisquilloso puede escoger una lámpara para necesidades especificas en la producción de plantas.

En adición a la fotosíntesis que crea material de crecimiento, algunas otras acciones de plantas (como germinación, floración, etc.) son inducidas por la presencia o ausencia de luz. Estas funciones, ampliamente conocidas como foto morfogénesis, no dependen mucho de la intensidad de la luz, sino de la presencia de ciertos tipos de luz mas allá de niveles notables.

Foto morfogénesis son controlados por receptores conocidos como fitocromos, criptogramas, etc. y diferentes funciones son iniciadas en respuesta a luz infrarroja, roja, azul, Uv, etc.

Resumen:
Plantas “ven” la luz de manera diferente a los humanos. Por lo que lúmenes, luxes o foto candelas (mucho menos watts!) no deberían ser usadas para medir la luz para en el crecimiento de las plantas, ya que estas son medidas para el ser humano. Mas correctamente las mediciones deben ser hechas en Watts-PAR, PFP WATTS y YPF-PAR, aunque estas por si solas no es suficiente. En adición a la cantidad de luz, consideraciones de calidad son importantes, ya que las plantas usan energía en diferentes partes del espectro para procesos críticos.

Fin de traducción.

El documento sigue con ejemplos en plantas de cultivo hidropónico y focos usados para tales fines que podrán ver en el enlace al principio. Sin embargo, hasta aquí llegare con la traducción y seguiré con opiniones personales.

Aunque el texto es elaborado para plantas terrestres, nos da información valiosa de cómo la luz interactúa con las plantas. Este factor, la luz, es en mi opinión el más importante, pero a la misma vez, el menos variable en nuestros acuarios, una vez que le ponemos una lámpara a la pecera, esta puede permanecer por largos meses, inclusive años sin haber apenas variación, en cambio, los niveles de nutrientes, Co2, carga de peces y demás factores son altamente cambiantes.

Por lo tanto, la adquisición de nuestra luz es algo que se debería tomar más en cuenta y buscar los medios posibles, para no solo poner cantidad, sino calidad de luz a nuestras plantas. Recuerden que una planta se nos puede hacer muy bien y muy sana, hasta que veamos otra que este mejor estética y con mejor salud. Y de verdad las plantas cambian dramáticamente en respecto a la luz que reciben, por los detonantes descritos en la traducción.

Aunque todavía es difícil encontrar luces dedicadas a las plantas, el resultado de estas luces bien vale la pena. Focos para plantas llamados de “amplio espectro” deberán ser escogidas en mi opinión sobre cualquier factor como temperatura de color, la cual es mayormente irrelevante, pues esta temperatura la dan combinaciones de diferentes longitudes de onda en el espectro luminoso, sin ser necesariamente una utilización de todo el espectro para obtener esta temperatura (color de luz).

En todo caso, una variación en los tubos de luz respecto al modelo, e inclusive marca, nos daría un rango más amplio de grafica en el espectro visible a las plantas si no se consiguen focos de amplio espectro.

Desearía hacer hincapié, en que la medida de 1 watt por litro que leemos en los foros es un parámetro que nos daría un margen muy amplio de error. Demasiado amplio para poder ser tomado como parámetro ya que esto es la medida de consumo eléctrico de un foco, no de su producción luminosa.

Como hemos visto, una bombilla HQI es 9 veces más efectiva en la producción de luz x watts consumidos que una bombilla incandescente, Así mismo, similares disparidades podemos obtener de usar luces T12, T8, T5 Pll y sobre todo LEDS. Aparte de este factor, la intensidad de luz en un acuario debería ser determinada más bien por el área a cubrir, profundidad y finalmente volumen de agua, que en referencia a los watts que la planta consume, y al final pero no menos importante, el tipo de plantas y cantidad de ellas que deseamos tener.

La practica ha demostrado que acuarios altamente iluminados tienen un grado mas amplio de errores en la dosificación de nutrientes, los rangos de estabilidad son mucho mas estrechos debido a que el consumo por las plantas se dispara, necesitando amplios aportes de CO2 disueltos y distribuidos para soportar estos requerimientos de toma de nutrientes. Así mismo, las algas toman ventaja de estos desbalances haciendo más prontamente su aparición.

Como si esto fuera poco, por lo general subestimamos la potencia generadas por nuestras lámparas de hoy en día para la necesidades mínimas de una planta. En términos normales, el aportar luz de mas no dañará a una planta, pero si incrementará su velocidad de crecimiento, por ende su manutención y cuidados en general, El aportar luz de menos evitara que la planta se desarrolle del todo.


Mi experiencia me ha dictado que la regla de 1 Watt x Litro para la manutención de plantas acuáticas deberá ser abandonada completamente en acuarios menores de 30-35 litros, y mayores a 200-220 litros. Y en gran medida tomada con muchas reservas en los volúmenes intermedios.

Entonces, ¿ Cuánta luz necesitamos? ¿ Cómo saber cuánta luz es la mínima y sin sobrepasarse de los requerimientos necesarios de las plantas para tener un acuario de acuerdo a la preferencia de cada quien? Esta pregunta debe ser analizada y respondida de acuerdo con la experiencia, necesidades y alcances que tenga cada acuarista. Si bien la regla de watt por litro es un parámetro que es muy sencillo de obtener, debe ser contrapuesto a muchos otros factores y no ser tan determinante en llegar a una selección en especial, sobre todo si no es lo que necesitamos o preferimos para hacer crecer nuestras plantas.

¿Que temperatura de foco usar? En mi opinión la mezcla de luces que brinden longitudes de onda variados es preferible por lo dicho anteriormente, estas longitudes de onda son de alguna manera relacionados con las temperaturas en grados K° de los focos. Por lo general un foco entre 2400°K y 10,000°K es el foco normal que podríamos interesarnos para nuestro acuario plantado, aunque algunos focos fuera de este rango son perfectamente válidos para plantas, eso dependerá del fabricante, modelo de lampara y sus métodos de lograr esta temperatura en el foco.

Aunque por largo tiempo se ha creado fantásticos acuarios sin apenas conocimiento de esto, es parte de la evolución que se va teniendo día a día el poder facilitar el tener mejores plantados con la luz provista. La ciencia avanza con mejores luces, focos ahorradores, T5’s, HQI, Pll y finalmente LEDS son luces que están ya disponibles en amplio espectro y dedicadas para plantas y acuarios.

Finalmente, en acuarios con luz artificial se puede tener CO2, nutrientes, Ph, dureza, temperatura, etc. ideales, pero si la luz es ineficiente, solo produciremos una porción de calidad de planta dependiendo de las posibilidades de esta a la adaptación de la luz de nuestras bombillas.

En los casos de acuarios con luz solar, es viceversa, depende de los nutrientes en el suelo, agua y factores varios para crear una mejor planta, ya que la luz provista por el sol es insuperable tecnológicamente, amortiguada por millones de años de adaptación de las plantas a este tipo de luz.

Ojala puedan probar lo que les digo en este articulo, y sacar sus propias conclusiones.

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