Conceptos básicos de la fotosíntesis | Cultivo de invernadero PRO-MIX

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La fotosíntesis es una reacción química a través de la cual las plantas absorben la luz y la transforman en azúcares y oxígeno. Es un proceso muy complejo que es vital para casi todos los organismos de la Tierra. ¿Pero exactamente cómo funciona?

Sin el sol, la fotosíntesis se detendría y no podría sostenerse la vida.

Las plantas son organismos autótrofos, lo que significa que las plantas producen su propio alimento y apoyan a otros organismos. Sin el sol, la fotosíntesis se detendría y no podría sostenerse la vida.

La fotosíntesis es la reacción química en la que el dióxido de carbono (CO2) y el agua forman azúcares y oxígeno en presencia de energía luminosa. Los azúcares formados por la fotosíntesis son utilizados por las plantas como fuente de energía alimentaria. En condiciones naturales, el sol proporciona la energía para desencadenar la fotosíntesis.

Las plantas usan una porción específica del espectro solar (luz) para la fotosíntesis, que se llama Radiación Activa Fotosintética (PAR) (Figura 1). PAR es la región de la radiación solar entre 400 y 700 nm.

Respuesta de la planta Fotosíntesis PAR PRO-MIX

Figura 1. Cuanto más alta es la línea, más respuesta tienen las plantas a esta longitud de onda y color de luz. La mayor parte de la actividad fotosintética de una planta se produce entre 400 y 700 nm. Fuente: www.supergrowled.com/orchid-led-grow-lights

¿Por qué las hojas son verdes?

Es increíble, pero menos del 5% de la energía que emite el sol se utiliza para la fotosíntesis. En las plantas, el proceso de fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos dentro de las células vegetales. Este órgano contiene el pigmento clorofila (pigmento verde) que se encarga de absorber la luz del sol. Las plantas contienen clorofila a, que absorbe principalmente la luz violeta y roja, y clorofila b, que absorbe la luz azul y roja.

Ambos tipos de clorofila reflejan la luz verde, razón por la cual las hojas se ven verdes. La clorofila by los carotenoides (otro pigmento del cloroplasto) se denominan pigmentos accesorios. Los cloroplastos que contienen clorofila se encuentran en membranas llamadas tilacoides. La ecuación general de la fotosíntesis es:

6CO2 + 6H2O + energía → C6H12O6 + 6O2

Estomas

La fotosíntesis ocurre principalmente en las hojas de la planta; sin embargo, puede ocurrir en los tallos, pero en una proporción mínima. Comienza cuando CO2 entra en la hoja a través de los estomas (aberturas en las hojas) (Figura 2). La mayoría de los estomas se encuentran en la parte inferior de la hoja para evitar una pérdida excesiva de agua. Los estomas permiten el intercambio de CO2, oxígeno y vapor de agua entre la hoja y el medio ambiente.

Estomas Células protectoras Estoma Cloroplasto Fotosíntesis PRO_MIX

“Figura 2. Los estomas se encuentran principalmente en la superficie inferior de la hoja.
Las celdas de protección de los estomas se abren y cierran para permitir la entrada de gas.
intercambio. Fuente: www.dynamicscience.com.au »

Fotosíntesis: un proceso de 2 pasos

El proceso de fotosíntesis ocurre en dos pasos, que son la reacción dependiente de la luz y la reacción independiente de la luz. La reacción dependiente de la luz (se requiere luz) tiene lugar en los tilacoides y convierte la luz en energía química. La energía química producida en la reacción dependiente de la luz se usa luego para fijar CO2 en carbohidratos, que es la reacción independiente de la luz, o ciclo de Calvin. El ciclo de Calvin ocurre en el estroma del cloroplasto. Los subproductos de estas reacciones son la glucosa, que es utilizada por la planta, y el oxígeno, que se libera a la atmósfera a través de los estomas.

Las plantas difieren en la vía para fijar el CO2; como consecuencia, las reacciones independientes de la luz se pueden clasificar como vía C3, vía C4 y vía CAM. Las plantas C3 se adaptan a climas templados, mientras que las plantas C4 se adaptan a climas cálidos y secos. Las plantas CAM son en su mayoría cactus; abren los estomas por la noche para reducir la pérdida de agua por transpiración.

Factores que influyen en la fotosíntesis

Calidad de luz

Como se mencionó anteriormente, las plantas realizan la fotosíntesis mientras están expuestas a la radiación PAR; esto se refiere a la calidad de la luz (Figura 1). Como se mencionó anteriormente, la clorofila a absorbe de manera más eficiente la luz azul violeta y la luz roja. Por tanto, es preferible exponer las plantas a esta calidad de luz, a una determinada intensidad (cantidad de energía). Al elegir la iluminación suplementaria y especialmente al trabajar únicamente con luz artificial, es importante elegir la fuente de luz adecuada.

Por ejemplo, las bombillas incandescentes tienen baja eficiencia ya que la mayor parte de la energía se usa para calentar la lámpara; además, la mayor parte de la energía luminosa se proporciona en la región roja. Las lámparas de sodio de alta presión (HPS) y los diodos emisores de luz (LED) son las fuentes de luz más eficientes del mercado. Las lámparas HPS tienen dos picos en la región PAR, uno pequeño en el azul y otro más grande que abarca las regiones amarilla, naranja y roja del espectro.

Intensidad de luz

Independientemente de la fuente de energía luminosa, las plantas necesitan una intensidad de luz mínima para desencadenar el proceso de fotosíntesis; este punto se llama punto de compensación de luz. Este punto es donde el CO2 absorbido es igual al CO2 liberado. A medida que aumentan la intensidad de la luz y la cantidad de energía proveniente de una fuente de luz, mayor es la tasa de fotosíntesis.

Sin embargo, no significa que la intensidad de la luz pueda ser infinita. Una vez que la intensidad de la luz alcanza un cierto nivel, la tasa de fotosíntesis es plana. Además, la clorofila puede dañarse con una intensidad de luz extrema, lo que hace que disminuya la tasa de fotosíntesis.

Acristalamiento

Conocer el punto de compensación de luz de los cultivos cultivados es muy importante a la hora de elegir un acristalamiento para el invernadero. Los materiales de acristalamiento para el invernadero tienen diferente transmitancia de luz, al igual que las telas de sombra. Los acristalamientos viejos transmitirán menos luz que los materiales nuevos debido al enturbiamiento o acumulación de residuos. Otro factor importante en la transmitancia de la luz en un invernadero es la estructura. Por ejemplo, los invernaderos de vidrio tienen más estructura (correas, barrotes, vigas, etc.) que un invernadero de polietileno.

Por lo tanto, un invernadero de vidrio tendrá más sombras que un invernadero de polietileno. La tasa de fotosíntesis de las plantas disminuye en el mismo porcentaje que la cantidad de luz entrante bloqueada. Del mismo modo, el rendimiento de los cultivos se reduce en el mismo porcentaje. En consecuencia, se requiere una limpieza adecuada del material de acristalamiento al comienzo de la temporada para garantizar la máxima transmisión de luz.

Quonset vaciado PRO-MIX

El acristalamiento de polietileno es fácil de usar y requiere poca estructura superior; sin embargo, tiene una transmisión de luz ligeramente menor y una vida más corta que muchos materiales de acristalamiento. Fuente: Premier Tech

Temperatura

La temperatura influye en la actividad de las enzimas responsables de ayudar a las reacciones químicas en el ciclo de Calvin. A bajas temperaturas, la actividad enzimática es lenta. A medida que aumenta la temperatura, las enzimas que ayudan en estas reacciones químicas aumentan su actividad hasta un pico, que es la respuesta óptima a la temperatura. Esta es la temperatura donde las plantas tienen su tasa de fotosíntesis más alta.

A medida que la temperatura sigue subiendo por encima de este punto, la actividad enzimática disminuye hasta que se detiene la fotosíntesis. Es importante tener en cuenta que la tasa de fotosíntesis en las plantas C3 es mayor en condiciones frías, mientras que en las plantas C4 es mayor en condiciones cálidas.

Dióxido de carbono

Además del agua y la luz, el otro componente principal necesario para la fotosíntesis es el dióxido de carbono (CO2). Es importante mantener un nivel de CO suficientemente alto2 valores para la fotosíntesis. CO2 entra a través de los estomas de la hoja (Figura 2); este orgánulo se abre y se cierra en función de varios parámetros. Cuando la planta está bajo estrés hídrico, expuesta a alta velocidad del viento, experimentando deficiencias de nutrientes o el Déficit de Presión de Vapor es demasiado alto, los estomas se cierran, interrumpiendo el intercambio de oxígeno, CO2 y vapor de agua entre la planta y la atmósfera. Como resultado, la tasa de fotosíntesis disminuye.

Dentro del invernadero

En los invernaderos, es importante intercambiar todo el volumen de aire rico en oxígeno del interior del invernadero con aire fresco del exterior varias veces por hora para mantener un CO atmosférico favorable.2 niveles en el invernadero. Esto es más importante durante la temporada de invierno, ya que el invernadero está cerrado al medio ambiente para minimizar la pérdida de calor.

Las plantas C3 se beneficiarían del CO2 inyección en un invernadero a medida que aumenta la tasa fotosintética de estas plantas, hasta cierto punto, a medida que el CO2 sube. La tasa fotosintética de plantas expuestas a altos niveles de CO2 las concentraciones pueden aumentar aún más a medida que aumenta la temperatura hasta la respuesta óptima a la temperatura.

Para obtener más información, comuníquese con su representante de servicios de Premier Tech Grower:

BLOEPEEJLEY

Ed Bloodnick
Director de horticultura
Sureste de EE. UU.

JoAnn Peery
Especialista en horticultura
Centro de EE. UU., Centro de Canadá

Lance Lawson
Especialista en horticultura
Oeste de EE. UU., Oeste de Canadá

BUETPARSCHEJ

Troy Buechel
Especialista en horticultura
EE. UU.-Nordeste

Susan Parent
Especialista en horticultura
Canadá-Este, EE. UU.-Nueva Inglaterra

Jose Chen Lopez
Especialista en horticultura
México, América Latina y Sudamérica

PRO-MIX® es una marca registrada de PREMIER HORTICULTURE Ltd.

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