Roberto López, investigador del proyecto OptimIA y profesor de horticultura de la Universidad Estatal de Michigan, está estudiando cómo los parámetros ambientales pueden afectar el crecimiento, la calidad, el rendimiento y la morfología de las plantas en cultivos de ambiente controlado. Foto cortesía de Roberto López, Michigan. Calle. Universidad
Los investigadores de OptimIA están estudiando cómo se puede manipular el entorno para mejorar la calidad de los cultivos, aumentar los rendimientos y cambiar la morfología de las plantas de hojas verdes.
Usted sabe lo importante que es mantener el entorno adecuado en la producción de cultivos de ambiente controlado. ¿Es posible cambiar los parámetros ambientales para mejorar la calidad y el rendimiento de los cultivos?
investigadores con la óptimo El proyecto está analizando cómo los parámetros ambientales como la luz, la temperatura, la humedad relativa y la concentración de dióxido de carbono pueden afectar el crecimiento, la calidad, el rendimiento y la morfología de las plantas de hojas verdes.
“No hay mucha información de producción disponible para la mayoría de las verduras de hoja verde además de la lechuga”, dijo Roberto López, investigador de OptimIA y profesor de horticultura de la Universidad Estatal de Michigan. “La lechuga es un cultivo importante para la industria del ambiente controlado. La col rizada y la rúcula son cultivos prometedores que se venden más como vegetales de hojas verdes preenvasados e independientes. Los microvegetales también son un cultivo relativamente nuevo y no se ha investigado mucho sobre ellos más allá de la influencia de la calidad y la intensidad de la luz.
“La col rizada y la rúcula son similares a la lechuga, no crecen demasiado y tienen un tiempo de producción de cultivo similar al de la lechuga. Los microgreens son un cultivo a corto plazo que solo toma unas pocas semanas como máximo”.
Mejora de la calidad de los cultivos
López y el estudiante de posgrado Devin Brewer están particularmente interesados en observar el color de las hojas en lo que respecta a mejorar la calidad visual de los cultivos y, potencialmente, la nutrición.
“Los consumidores, cuando se trata de lechuga de hoja roja, prefieren las hojas de color rojo oscuro porque les gusta el color y la textura”, dijo López. “Uno de nuestros objetivos con OptimIA es realmente impulsar los cultivos de hojas verdes para producirlos de la manera más rápida y rentable posible. Al empujar las plantas se produce mucha biomasa rápidamente. Sin embargo, una de las desventajas es que el follaje puede carecer del color deseado, especialmente la lechuga de hoja roja y los microvegetales de Brassica”.
Brewer está estudiando cómo se puede mejorar el color de la lechuga y los microvegetales alterando la calidad de la luz y reduciendo la temperatura del aire. Él está buscando diferentes calidades de luz, principalmente una combinación de luz roja y azul o solo luz azul. También está buscando reducir la temperatura unos días antes de la cosecha.
“Devin descubrió que reducir la temperatura en combinación con una proporción de luz (porcentaje) de 75 luz azul: 25 luz roja producía una coloración intensa de las hojas”, dijo López. “Sin embargo, en el caso de las granjas de interior, es mucho más fácil calentar que enfriar. La mayoría de estas granjas utilizan luces LED. Aunque existe la idea errónea de que los LED no generan calor, las luminarias pueden producir bastante calor”.
Dependiendo de la época del año, sería más factible bajar la temperatura del aire para la producción de lechuga en invernadero. Durante las épocas más frescas del año, no habrá la carga de calor en los invernaderos que podría ocurrir en las granjas de interior. Debido a que bajar la temperatura podría ser potencialmente un desafío para las granjas de interior, López dijo que está buscando otras formas de reducir la temperatura, incluida la reducción de la temperatura del agua de riego.
Otro beneficio de la iluminación o el enfriamiento al final de la producción es el impacto que tiene en algunos nutrientes, vitaminas y carotenoides de las plantas.
“No solo se ve afectado el color, sino que en algunos casos aumentan los parámetros relacionados con la nutrición”, dijo López. “Estamos analizando esto con la lechuga y este verano estudiaremos el impacto que la luz y la temperatura pueden tener en los microvegetales. Estamos cuantificando los cambios en las cantidades de antocianinas. No mediremos estos cambios con col rizada o rúcula”.
Dos características de las verduras de hoja verde que López no estudiará a corto plazo son la textura y el sabor.
“La textura de la hoja es un factor importante a considerar cuando se estudia el impacto de la luz y la temperatura”, dijo. “Cuando la lechuga se cultiva en caliente, tiende a ser más suave, no tan crujiente como la lechuga que se cultiva a temperaturas más frías.
“Desafortunadamente, con el proyecto OptimIA no tenemos tiempo para determinar si los parámetros ambientales pueden afectar el sabor. En un proyecto separado de la Iniciativa de Investigación de Cultivos Especiales del USDA llamado CEA HIERBA centrado en las hierbas culinarias, tendremos un panel de gusto de consumidores que analizará los perfiles de sabor y estudiará el impacto en los nutrientes dentro de las plantas”.
Aumento de los rendimientos de los cultivos
Otro aspecto de la investigación de López se centra en cómo la temperatura afecta el rendimiento de la lechuga, la col rizada, la rúcula y los microvegetales.
“Estos cuatro cultivos se están cultivando a varias temperaturas para que podamos estimar cuál es la temperatura base, la óptima y la máxima para cada cultivo”, dijo. “Esto nos permitirá determinar las temperaturas que producirán los rendimientos máximos y la mejor calidad”.
López dijo que es posible que los productores no siempre quieran cultivar un cultivo a la temperatura óptima porque la intensidad de la luz podría tener que aumentar a un nivel en el que los cultivos no sean rentables de producir.
“La lechuga, la col rizada y la rúcula se han cultivado como cultivos de campo”, dijo. “Los estudios para determinar las temperaturas base, óptima y máxima no han sido consistentes. La lechuga, por ejemplo, tiene una temperatura base mucho más alta, así como una temperatura óptima de lo que pensaban la mayoría de los productores. Considerada como un cultivo de estación más fría, la lechuga puede tolerar temperaturas superiores a los 70 grados. Los rendimientos se pueden aumentar cultivándolos en lugares cálidos. Obviamente, hay un punto en el que demasiado calor conducirá a cultivos de menor calidad y potencialmente a la floración”.
Cambiar la forma de la planta para satisfacer la demanda del mercado
López dijo que cambiar la forma de las plantas será importante dependiendo de cómo se comercialice un cultivo.
“En el caso de la lechuga, si una cabeza es demasiado alta, es posible que no quepa en el empaque de concha en el que normalmente se vende”, dijo. “Solo nos estamos enfocando en la lechuga en lo que respecta a la morfología cambiante. Las respuestas que vemos en la lechuga a los parámetros ambientales deberían ser similares en los otros cultivos que estamos estudiando. Estimamos respuestas similares con rúcula y col rizada.
“Estamos buscando varias formas de producir hojas más compactas u hojas alargadas con el uso de luz azul o roja lejana. Esto permitirá a los productores manipular las plantas en función de la demanda de los consumidores”.
Mirando hacia el futuro
López dijo que lo aprendido con los cultivos del proyecto OptimIA ayudará en los estudios que se harán con las hierbas culinarias.
“Las hierbas culinarias son mucho más diversas que los cultivos que estamos estudiando en el proyecto OptimIA”, dijo. “Los requisitos ambientales para las hierbas varían considerablemente. Algunos lo hacen muy bien bajo altas temperaturas. Otros requieren temperaturas más frías. El fotoperíodo puede inducir a algunas a florecer. Lo que hemos aprendido del proyecto OptimIA nos dará algunos buenos puntos de partida para que no estemos adivinando dónde debemos comenzar con las diversas hierbas que planeamos estudiar”.
Para más: Roberto López, Universidad Estatal de Michigan, Departamento de Horticultura; [email protected]; https://www.canr.msu.edu/people/dr_roberto_lopez?profileDisplayContent=contactInfo.
Devin Brewer, Universidad Estatal de Michigan, Departamento de Horticultura, [email protected].
Este artículo es propiedad de Urban Ag News y fue escrito por David Kuack, un escritor técnico independiente en Fort Worth, Texas.