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Jun 13, 2023

Distante

Nota do editor: Esta é a primeira de uma série de duas partes. Na agricultura ambiental controlada, esforços extensivos concentraram-se na melhoria do rendimento, qualidade e uniformidade das culturas através da aplicação

Nota do editor: Esta é a primeira de uma série de duas partes.

Na agricultura ambiental controlada, esforços extensivos concentraram-se na melhoria do rendimento, qualidade e uniformidade das culturas através da aplicação de iluminação eléctrica, quer como complemento ou substituto da luz solar. Entre as diversas fontes de iluminação elétrica, os diodos emissores de luz (LEDs) estão ganhando cada vez mais popularidade devido à sua eficiência energética, longa vida útil e baixa emissão de calor. Os avanços na tecnologia LED também permitiram a regulação precisa da qualidade espectral da luz, levando ao desenvolvimento de estratégias de cultivo inovadoras baseadas em respostas fotobiológicas. Uma dessas estratégias envolve a aplicação de luz vermelha distante (FR) (700-800 nm), que tem demonstrado ser altamente eficaz na regulação das características morfológicas das plantas e na melhoria potencial do rendimento das culturas em sistemas de estufa e de agricultura vertical. Alterações morfológicas induzidas pela luz FR, como alongamento do caule/folha e expansão foliar, podem aumentar a captura de fótons e a fotossíntese e, consequentemente, promover o crescimento das plantas.

Além do controle de iluminação, o aumento da temperatura tem sido frequentemente utilizado para acelerar o crescimento das plantas dentro de uma faixa ideal de temperatura. No entanto, as temperaturas quentes também induzem alterações morfológicas semelhantes às da luz FR. As características morfológicas compartilhadas sugerem uma regulação interativa da morfologia e do crescimento das plantas tanto pela luz FR quanto pelas temperaturas quentes. Como tanto a temperatura como a luz podem ser rigorosamente controladas na produção agrícola em ambiente controlado, é importante compreender os seus efeitos interativos no crescimento e na morfologia das plantas para otimizar a produção e evitar perdas indesejadas.

Para investigar o efeito interativo entre a luz FR e a temperatura no crescimento e na morfologia das plantas, uma série de experimentos foram conduzidos em colaboração na Colorado State University (CSU) e na Texas A&M University AgriLife Research. Estas experiências tiveram como objectivo fornecer informações aplicáveis ​​tanto à produção de culturas em estufa como em ambientes fechados. Nesta primeira metade de um artigo de duas partes, abordaremos principalmente o gerenciamento de temperatura e a aplicação de luz FR para produção agrícola interna.

Dois experimentos foram conduzidos em câmaras de crescimento na Texas A&M University em College Station. Nosso primeiro estudo investigou os efeitos interativos entre a luz FR e a temperatura no crescimento e na morfologia das plantas de alface 'Rex' e manjericão 'Genovese'. Três tratamentos espectrais (0%FR, 10%FR e 20%FR) foram criados substituindo parcialmente fótons vermelhos por fótons FR sob três condições de temperatura (20°C, 24°C e 28°C). Todos os tratamentos tiveram a mesma densidade total de fluxo de fótons (TPFD; 400-800 nm) de 250 μmol·m-2·s-1 (intensidade de luz típica usada para folhas verdes em fazendas verticais) com fotoperíodo de 12 horas [luz diária integral (DLI) de 10,8 mol·m-2·d-1]. Num segundo estudo, investigamos ainda se os efeitos interativos entre FR e temperatura no crescimento e morfologia das plantas dependiam da intensidade da luz. Duplicamos a intensidade da luz (TPFD aumentou de 250 para 500 μmol·m-2·s-1) enquanto mantivemos todas as outras condições experimentais iguais.

Em ambos os estudos, as sementes foram semeadas em vasos plásticos quadrados de 1,6 L em casa de vegetação. As mudas foram transferidas para câmaras para tratamento seis dias após a germinação. Na colheita (20 – 30 dias após o tratamento), foram coletados pesos frescos e secos e dados morfológicos, incluindo número de folhas, comprimento e largura das folhas, altura e largura das plantas e área foliar total.

A temperatura mais quente acelerou a taxa de crescimento das plantas e aumentou o peso seco da parte aérea tanto na alface quanto no manjericão. O aumento da temperatura de 20 °C para 28 °C fez com que o peso seco da parte aérea aumentasse em 93% na alface e em 498% no manjericão a 0%FR. No entanto, o efeito da luz FR na biomassa vegetal dependeu das condições de temperatura (Fig. 1). Por exemplo, à medida que a percentagem de FR aumentou de 0% para 20%, o peso seco da parte aérea da alface aumentou significativamente em 26% a uma temperatura fria de 20°C, mas diminuiu 32% a uma temperatura elevada de 28°C. a luz de 0 a 20% aumentou significativamente o peso seco da parte aérea em 49% em temperaturas mais frias (20-24° C), mas não teve efeito na biomassa da planta a 28° C. O efeito da luz FR e da temperatura na área foliar total foi semelhante a a do peso seco da parte aérea em ambas as espécies. Esses efeitos interativos entre FR e temperatura indicam que a temperatura do ambiente de cultivo deve ser cuidadosamente considerada ao aplicar luz FR em fazendas internas.