Luz LED para reducir el estrés salino de los cultivos

La investigación e innovación en la Región de Murcia en todo lo referente a la agricultura, no cesa. Teniendo en cuenta que se trata de uno de los principales sustentos económicos de este territorio, los investigadores centran sus esfuerzos en poder aportar soluciones a los diferentes frentes que pueden afectar o poner en riesgo esta actividad, para garantizar que siga siendo la 'huerta de Europa'.

Según los datos ofrecidos por la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería y pesca el pasado mes de julio, basándose en los datos del Centro Regional de Estadística de Murcia en referencia a la Evolución de la superficie de cultivos en invernaderos, acolchados y con riego localizado, el pasado año había en la Región 5.391 hectáreas de invernaderos, 18.399 de acolchados (el que más ha crecido en estos últimos años) y 129.856 de riego localizado. Muchos de estos invernaderos, incluyendo también las superficies de viveros, pueden sufrir el denominado estrés salino, es decir, suelos o aguas que contienen una elevada cantidad de sales, como puede ser el cloruro de sodio -aunque no es la única-, que afectan de forma nociva al cultivo y disminuyen su productividad.

Conscientes de este hecho, el Departamento de Ingeniería Agronómica de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica de la Universidad Politécnica de Cartagena ha dedicado parte de su investigación al uso de luces LED para modificar ciertas propiedades de estos cultivos. En uno de sus proyectos, descubrieron que su aplicación podía disminuir los efectos negativos o adversos de la salinidad en cultivo de pimiento a través de una serie de modificaciones fisiológicas y bioquímicas. Así nació el proyecto 'Diseño de un equipo móvil de radiación y medición lumínica LED (EM-RM-LED) y su implementación para aminorar los efectos adversos del estrés salino en viveros e invernaderos', que cuenta con el respaldo de la Fundación Séneca, y que está liderando la investigadora María del Carmen Martínez Ballesta, profesora titular de este Departamento. Le acompañan en esta investigación el Dr. Cristóbal Solano, Dr. Jesús Ochoa, Dr. Juan Antonio-Fernández y como Investigadores colaboradores el Dr. José Antonio Franco-Leemhuis y Dr. Sebastián Bañón, todos ellos, pertenecientes a la UPCT. En el proyecto también participa la empresa de luces Secom, ubicada en Molina de Segura, que está interesada en poner el valor el uso de luz artificial en el sector agrícola.

El grupo decidió crear un prototipo portátil de luces LED, que combinara distintas longitudes de onda, para su uso en invernadero a mayor escala, y estudiar el efecto que la aplicación de pulsos de luz en determinados estados fenológicos de la planta producía en ella, especialmente cuando se regaba con aguas de baja calidad (salinas) como las que hay en la Región de Murcia.

El proyecto pretende la creación de un prototipo de equipo móvil de radiación y medición lumínica LED, con un brazo regulable y articulado para la aplicación de la luz tanto con orientación cenital como en dosel y que tenga autonomía suficiente como para poder emplearla por viveristas y agricultores. De hecho, la versatilidad de este proyecto radica en su autonomía y diseño con este brazo regulable, y el amplio espectro de luminaria LED.

El uso de luz LED en la agricultura no es nada nuevo, ya que en países del norte de Europa como Holanda, con menos horas de luz que en los países mediterráneos, lo usan para el cultivo bajo invernadero, ya que tiene una mayor eficiencia energética y permite que determinadas longitudes de ondas pueden modificar propiedades de la planta como su crecimiento y desarrollo, así como la calidad nutricional de los frutos. Ahora, esta luz LED se convierte en amiga de la agricultura regional.

Para comenzar con las pruebas, los investigadores eligieron el pimiento como cultivo, ya que disponían de ensayos previos de cámara de cultivo que demostraban la eficacia del tratamiento en plántulas jóvenes. «En este ensayo observamos un incremento de la producción con la aplicación de la luz LED con respecto a las plantas no tratadas con luz bajo condiciones de riego salino. Además, la salinidad induce en pimiento una fisiopatía denominada blossomendrot que se manifiesta con manchas o necrosis en los frutos de pimiento. Esta fisiopatía también disminuyó su incidencia tras la aplicación de luz LED», indica la investigadora principal.

En líneas generales, la investigación se podría aplicar en cualquier zona semiárida que tenga una problemática similar a la de la Región, como son otros países Mediterráneos, ya que las regiones o áreas con agua o suelos más salinizados es cada vez mayor. Así, no se descarta la aplicación para otras plantas de invernadero como el tomate de campo, si se da el caso de usar aguas de baja calidad con alto contenido en sales.

Todo esto cobra importancia ante la escasez de recursos hídricos en la Región de Murcia, una constante desde hace años, lo que hace que se planteen aguas alternativas en vez de aguas de mejor calidad. «Esto nos lleva a encontrar soluciones para hacer uso de este tipo de aguas, sin que suponga una afectación importante en la calidad y la producción del cultivo es fundamental», añade Martínez, subrayando que este tipo de estudios permite el uso de aguas salinas o el incremento de su porcentaje cuando se mezclan con agua de mejor calidad.

Hasta ahora, el equipo investigador ha realizado ensayos de invernadero que califican como «prometedores». «Ajustar el protocolo de uso en cuanto al tiempo de aplicación de las luces, así como la mejora del prototipo/robot para que sea autónomo son ahora los próximos retos», afirma la investigadora principal.

Hasta ahora, para hacer el diseño de protocolo óptimo de iluminación en el cultivo de pimiento, han tenido en cuenta factores como el estado fenológico del cultivo, un determinado tipo de luz LED, el número de pulsos de luz a aplicar, la duración de los pulsos..etc. todo ello en base a los resultados anteriores. El hecho de usar un sistema portátil y modulable, que de forma rápida pueda emplearse para dar pulsos de luz a las plantas, puede suponer una ventaja adicional y no costosa para las producciones en invernadero de la Región de Murcia.

El sistema puede ser transportado y compartido por diversas explotaciones y el protocolo implementado pretende aumentar la eficiencia fotosintética y los mecanismos de tolerancia a condiciones de estrés salino, mediante el uso de determinada luminaria. Esto permitirá la adaptación de los cultivos a suelos salinos y emplear en las mezclas de aguas mayor porcentaje de las aguas de baja calidad, generalmente aguas salinas».

El próximo objetivo será probar el prototipo con otro tipo de cultivos y condiciones experimentales, optimizando el protocolo de aplicación y mejorando las características del propio prototipo. El tiempo de los ensayos dependerá del tipo de financiación de la que puedan disponer para la continuidad del proyecto, que, indican, «suele ser de unos 3 años».

El proyecto ha contado con el respaldo de la Fundación Séneca dentro de sus ayudas 'Prueba de Concepto' hasta final de este año, con una dotación de 30.000 euros. «La financiación de la Fundación Séneca nos brinda la oportunidad de materializar y aplicar parte de nuestra investigación en este prototipo comercializable», indica María del Carmen Martínez, que destaca también como punto positivo el contacto entre la Universidad y empresas privadas del sector agrícola.

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