Tu receta para el crecimiento

En los últimos años, he visto que cada vez más productores de todo el mundo añaden luces LED de cultivo a las HPS para aumentar los niveles de luz y el rendimiento de sus gerberas. A diferencia de la iluminación de sodio de alta presión (HPS), con los LED se pueden aplicar niveles de luz más altos porque producen muy poco calor radiante y utilizan menos electricidad. 

Esto permite a los productores conseguir el equilibrio perfecto entre calor y luz con los LED, de modo que pueden producir más cosechas y acelerar potencialmente la amortización de sus inversiones en LED.

La mayoría de nuestro horario de trabajo en el equipo de Horticultura tiene lugar durante el día. Pero ¿sabías que también hacemos regularmente turnos de noche? Por la noche es cuando medimos si la iluminación LED instalada emite la intensidad de luz que hemos calculado. Pero ¿por qué de noche?

Es importante que los cultivadores se aseguren de que todas las plantas del invernadero se cultiven en las mismas condiciones óptimas. El riego, la fertilización, el cuidado de los cultivos y la iluminación: todo debe estar configurado para producir resultados consistentes y de alta calidad. En el equipo de Horticultura, nos esforzamos por garantizar que nuestros planes de iluminación para las luces LED de cultivo se ajusten a las necesidades exactas del cultivador y a las condiciones reales de su invernadero.

Nuestro plan de iluminación se crea a partir de un invernadero simulado por ordenador, que calcula el número de fotones de luz (µmol) que caerán sobre una superficie determinada (metro cuadrado), cada segundo. Cada invernadero es distinto, por lo que cada plan de iluminación es único. Piensa en diferentes estructuras, cultivos y sistemas de pantallas. 

Configuración del ensayo de floricultura
Estas ventajas nos animaron a realizar un ensayo de floricultura en nuestras instalaciones de prueba con control climático de BrightBox en Venlo (Países Bajos). La mayoría de las solicitudes que recibimos son de productores de plantas jóvenes, así que realizamos una prueba en la fase de propagación de las flores. Elegimos una amplia gama de plantas anuales y perennes, como begonias, petunias, calibrachoas, dianthus, gerberas, celosias, alternatheras e impatiens.

Para este ensayo, trasladamos las condiciones de cultivo de un invernadero a un entorno de clima controlado y añadimos la experiencia de nuestros colegas especialistas en plantas de City Farm. Los niveles de luz se eligieron basándose en el entorno de referencia del invernadero con luz natural, así como en la literatura científica y en la experiencia de los productores. Los espectros de luz utilizados en la prueba se acordaron con una serie de productores para cumplir con sus estándares de calidad para las distintas variedades de flores. La velocidad de crecimiento es uno de los requisitos de los productores, pero la buena calidad de las plantas es la principal prioridad. En este caso, una planta se considera buena si tiene una forma compacta, suficientes hojas y ramas y un buen sistema radicular. Además, una buena planta debe ser capaz de echar raíces rápidamente y florecer cuando pase a las siguientes fases de crecimiento.

Gracias a nuestras experiencias y a la literatura científica, pudimos extraer suficientes conclusiones para desarrollar recetas de luz capaces de reproducir estas características de las plantas. Por ejemplo, muchas plantas reaccionan a una mayor cantidad de luz azul volviéndose más compactas. La longitud de los entrenudos se acorta. Algunas plantas se benefician de la luz en rojo intenso germinando más rápido y desarrollando raíces más fuertes, mientras que otras reaccionan rebrotando y cayendo. 

Resultados del ensayo de floricultura
Nuestros resultados mostraron que, como era de esperar, cada variedad de flores reacciona de manera distinta a una fórmula de luz. Los ajustes climáticos también son importantes a este respecto. Las temperaturas más altas propiciaron un crecimiento más rápido, pero menos compacto y menos robusto. Los resultados confirmaron que es posible cultivar plantas jóvenes en un entorno sin luz natural y que se trata de encontrar el equilibrio adecuado entre los factores climáticos y la iluminación. De hecho, la elección de la intensidad de luz y el espectro de luz desempeñan un papel aún mayor en una granja vertical que en un invernadero.

Se trata solo de una primera criba, pero el ensayo nos dio una idea clara de las posibilidades de cultivar diversas variedades de plantas anuales y perennes jóvenes en un entorno sin luz natural. Como en todos los ensayos, también hubo plantas a las que no les fue bien una determinada receta de luz. Pero también estos resultados también fueron clarificadores. La mayoría de las recetas de luz probadas consiguieron buenos resultados en términos de plantas compactas y robustas con un buen sistema de raíces. Queda mucho por mejorar, en función de la característica más deseable para una variedad específica. También vimos que es posible cultivar plantas de buena calidad para varios cultivos con una sola receta de luz. 

Aunque los crisantemos son una de las flores cortadas más populares, el uso de luces LED para cultivos para su producción en invernaderos ha sido limitado. Philips lleva muchos años investigando estas plantas, pero no había podido probar el espectro de luz perfecto a gran escala hasta hace poco, por lo que era difícil justificar la inversión para los productores. Sin embargo, los resultados de recientes investigaciones pueden hacer cambiar de opinión sobre este tema a los productores.

A mediados de septiembre de 2018, comenzamos una nueva ronda de ensayos en nuestro invernadero de exhibición de tomates en el Centro de Mejora de Delphy. En este proyecto, los tomates en rama Merlice de De Ruiter Seeds se cultivan bajo una combinación de luces para cultivos de Philips de sodio de alta presión (HPS) y Philips GreenPower LED. Intentamos demostrar que una solución de iluminación híbrida puede ofrecer a los productores una forma flexible de aplicar niveles de luz elevados al cultivo hasta principios de la primavera, al tiempo que se aprovecha el calor radiante que proporcionan las luces HPS en las épocas más frías del año. El objetivo es cosechar más de 55 kg/m² al final de la semana 18.

La iluminación LED se está aplicando cada vez a mayor escala en invernaderos, tanto para cultivos hortícolas como en floricultura. Aunque ya se ha comprobado que muchos cultivos crecen bien bajo la iluminación 100% LED, en ocasiones se opta por una solución híbrida como primer paso.
Al realizar la transición (parcial) a la iluminación LED, se puede elegir entre un ahorro energético importante, por un lado, o por aumentar la intensidad de la luz, por otro. En ambos casos, además de seleccionar el espectro adecuado de los LED, hay que tener en cuenta el cultivo en su conjunto para que la transición sea un éxito. Esto incluye factores como la densidad de plantas, el riego y la variedad botánica, entre otros. La iluminación HPS genera calor por radiación del que carece la mayor parte de la iluminación LED. Los módulos LED que más se están aplicando en la actualidad tienen una eficiencia de 3,2 a 3,7 µmol de luz por julio de electricidad, y en el caso de HPS, con una eficiencia de 1,8 µmol/J, esto supone de un 40 a un 50% menos. Además del factor de ahorro energético, esta gran diferencia tiene la ventaja de que se puede controlar mejor el clima dirigiendo el calor y la luz por separado. Sin embargo, como agricultor debes tener en cuenta constantemente las condiciones climáticas y de cultivo adecuadas para la forma en que se aplica la iluminación LED. Como es natural, hay grandes diferencias entre los cultivos, pero también existen diversos factores comunes. Nos gustaría compartir lo que nos ha enseñado la experiencia.

Esta mañana, al despertarme, he notado una diferencia enorme respecto a ayer. Estaba bastante oscuro, con el cielo cubierto de nubarrones espesos. En cambio, ayer hacía un sol espléndido. Pero el cielo gris plomizo no me ha impedido levantarme. Tenía que ir a trabajar y había luz más que suficiente para realizar mis actividades cotidianas. En cambio, a las plantas de mi jardín, la diferencia de luz solar les afecta mucho más que a mí.

El sol emite continuamente un amplio espectro de radiación. La parte de él que llega a la Tierra depende en gran medida de dónde nos encontremos y de las condiciones meteorológicas. Cabe señalar que el espectro en sí es mucho más estable que su intensidad. Aunque varía ligeramente según la ubicación y el tiempo que hace, salvo durante el amanecer y el atardecer, su arco es siempre parecido y abarca desde la luz ultravioleta (UV) hasta la infrarroja (IR). 

Un productor como tú está continuamente buscando la mejor fórmula de crecimiento para optimizar los resultados, minimizar los riesgos y aumentar el rendimiento. Para ello, se requieren plantas y cultivos previsibles, de gran calidad y alto nivel de producción durante todo el año. Tu objetivo es controlar al máximo la inversión y los costes operativos. Por eso, te interesa descubrir cómo utilizar los LED para mejorar los resultados de tu empresa. Una estrategia de cultivo LED correcta cumple varios objetivos.

En la actualidad, la mayoría de invernaderos comerciales cultivan hortalizas sobre mallas espalderas verticales y la demanda de iluminación LED en horticultura lleva años en aumento. A fin de ayudar a los productores de invernaderos a cultivar con mayor eficiencia, Philips lighting siempre busca la solución más eficaz. Hace diez años presentamos un nuevo tipo de iluminación denominada iluminación intercalada, al que ha seguido recientemente una versión de flujo elevado. A día de hoy, esta forma de aplicar la luz a las plantas ha demostrado su eficacia en numerosas ocasiones y nos gustaría compartir lo que hemos aprendido durante este tiempo. 

Muchas plantaciones en espaldera como pepinos y tomates se cultivan utilizando sobre las plantas lámparas de cultivo HPS (sodio a alta presión) tradicionales. Pero con la llegada de la iluminación LED intercalada en 2008, Philips inició la investigación de los efectos de la iluminación LED intracultivo en plantas en espaldera para mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos. Estos ensayos mostraron que la instalación de iluminación LED intercalada entre el dosel en plantas en espaldera permite dirigir la luz que estimula el crecimiento hacia las partes del cultivo que normalmente reciben menos luz, de modo que las hojas contribuyan más a la producción del fruto. Esto permite mejorar significativamente la calidad y el rendimiento de los cultivos.

Ya en 2010, el productor de tomate holandés Jami y su cooperativa de productores colaboraron activamente en estos ensayos y los buenos resultados les convencieron de que la iluminación intracultivo LED hortícola era el camino a seguir. En 2012 la cooperativa de productores Van Nature (de la que Jami forma parte) invirtió en un sistema de iluminación híbrida de Philips, que combina luces HPS con una doble línea de iluminación LED intercalada que se instaló en el invernadero de Jami. Su invernadero era demasiado bajo para poder instalar una iluminación HPS suficiente para mantener la producción anual. Esto convertía a esta solución de iluminación híbrida en la mejor opción para ellos. En aquel momento fue una «elección forzada». Si les preguntas ahora, a tenor de la experiencia y de los resultados obtenidos con los LED, no querrían otra cosa. 

A medida que la iluminación LED de cultivo se ha hecho cada vez más popular entre los productores, la tecnología de iluminación LED hortícola ha evolucionado rápidamente para satisfacer sus necesidades. Las luminarias se han vuelto más potentes, eficientes y versátiles. Ahora se están volviendo aún más inteligentes. En el centro de investigación GrowWise de Signify hemos estado experimentando con una luminaria de color controlable, que proporciona un nuevo nivel de flexibilidad de iluminación para instalaciones de cultivo en interior. El módulo de producción LED de cultivo GreenPower 3.0 permite controlar tanto los espectros de color como los niveles de luz para crear las denominadas recetas de luz dinámicas. En GrowWise, hemos llevado a cabo extensas investigaciones con estas recetas de luz dinámicas y nos gustaría dar a conocer cuatro resultados notables que hemos observado.

Philips estudia todos los aspectos que conforman la receta lumínica ideal para un cultivo determinado. Pero ¿sabías que también analizamos una gama mucho más amplia de factores para dar con la receta de crecimiento ideal? Esto significa que, además de las luces LED para cultivos, estudiamos el clima, el CO₂, los nutrientes y los sustratos para ver cómo podemos conseguir combinarlos de la manera más eficaz. En este blog te hablaré del importante papel que desempeña la temperatura en el periodo de conservación y en los rendimientos de la albahaca.

Este artículo es la segunda parte de la serie sobre la influencia de las luces LED para cultivos en los niveles de nitratos de las verduras de hoja. Sobre esta cuestión, hay opiniones para todos los gustos. Algunas personas tratan de reducir los niveles de nitratos de las verduras, mientras que otras desean aumentarlos. Philips lighting Research, la escuela de agricultura HAS y la Universidad de Wageningen han llevado a cabo tres ensayos simultáneos y han descubierto que es posible aumentar o reducir los niveles de nitratos de las plantas. 

Los ensayos se han realizado en la misma época del invierno; uno en un invernadero con iluminación superior HID, otro en un invernadero con iluminación superior LED y un tercero en una granja urbana con iluminación LED. En los tres ensayos se utilizó exactamente la misma variedad de lechuga y el mismo fertilizante. Los cultivos de la granja urbana presentaron niveles de nitratos significativamente inferiores, porque recibieron cada día la cantidad correcta de luz.

Las plantas cultivadas en invernadero con iluminación HID y LED presentaron niveles más altos de nitratos, porque se vieron afectadas por condiciones climáticas diferentes y una iluminación inferior a los niveles óptimos. Las lechugas estuvieron expuestas a días nublados, soleados, más fríos y más templados, durante los cuales se acumularon nitratos en sus hojas. El resultado de este experimento confirma que, además de la iluminación LED, es importante controlar los parámetros climáticos para maximizar la reducción de nitratos.

En la mayoría de los cultivos de lechuga, se consiguieron menos de 1500mg/kg de nitratos con solo adaptar la receta de luz en un entorno de cultivo determinado. Esto no afectó al rendimiento ni a otros aspectos de la calidad, como el periodo de conservación o el contenido en vitaminas. Combinar la receta de luz con una estrategia de riego dinámica podría reducir aún más los niveles, si se desea. Podría aplicarse una estrategia similar en un invernadero que utilice un suplemento de iluminación LED si se adaptan los parámetros climáticos y de luz para que ejerzan su efecto combinado. En el ensayo en invernadero con iluminación LED, conseguimos niveles de nitratos inferiores que en el que se utilizó iluminación HID. 

Es de dominio público que la agricultura vertical presenta numerosas ventajas respecto a los métodos de cultivo tradicionales. En pocas palabras, aunque los costes de explotación y de instalación son relativamente elevados, la producción por unidad de superficie de cultivo supera con creces la de los invernaderos más avanzados. Sin embargo, para mantener este nivel estable, es preciso garantizar las mejores condiciones de cultivo en todo momento. Por eso, los sensores y los datos son fundamentales y están a punto de transformar el futuro de la agricultura vertical.

La misión principal de una granja vertical que cultiva plantas en interiores, es imitar a la naturaleza para poder producir los cultivos más frescos y sabrosos en cualquier lugar.

Todos los productores saben lo difícil que es entender a la naturaleza cuando se cultiva un determinado producto en un determinado lugar. Esto se debe a que las plantas proceden de climas y condiciones de cultivo muy diferentes en todo el mundo. Algunas de las plantas que comemos florecen en la humedad y el calor de los trópicos, otras en desiertos áridos o en empinadas laderas de montaña. Algunas plantas pueden aclimatarse por sí solas o criarse en nuevas variedades capaces de prosperar en un clima diferente. Pero la situación es completamente nueva cuando se cultivan plantas en interiores en condiciones climáticas controladas en una granja urbana o granja vertical.