El efecto Emerson es un fenómeno fotobiológico descubierto en los años 50 por el científico Robert Emerson. Este efecto demuestra que la eficiencia de la fotosíntesis en las plantas puede incrementarse significativamente cuando se exponen simultáneamente a dos longitudes diferentes de onda de luz. Para saber más sobre qué es el efecto Emerson y cómo puede influir en las plantas, aquí te contamos todo lo que debes saber.
¿Qué es el efecto Emerson?
Se habla de este efecto para explicar la influencia que tienen las diferentes longitudes de onda de la luz sobre la eficiencia de la fotosíntesis en las plantas. Específicamente, se observa el incremento en la tasa de fotosíntesis cuando los cloroplastos son expuestos simultáneamente a luces de longitud de onda de 680 nm y más de 680 nm, correspondientes al espectro rojo profundo y al espectro rojo lejano, respectivamente.
Tipos de espectros de luz que afectan al cultivo de marihuana
Existen diferentes espectros de luz que pueden afectar al cultivo de marihuana de diferente forma:
- Infrarrojos (800 nm – 1 mm) : son comunes en sistemas de iluminación antiguos como los de sodio de alta presión (HPS) o haluro metálico (MH), pero su eficiencia es menor en comparación con tecnologías como LEC y LED. Aunque el infrarrojo no aporta energía utilizable para las plantas de marihuana y solo genera calor, este puede beneficiar algunos procesos metabólicos.
- El espectro de luz rojo lejano (700 – 800 nm): no participa directamente en la fotosíntesis, pero mejora la estructura de la planta evitando el estiramiento excesivo de tallos y hojas, siendo útil para controlar el espigamiento.
- El rojo cercano (600 – 700 nm): es vital para la producción de biomasa, destacando los diodos de 660 nm por su eficiencia.
- La luz verde/amarilla (500 – 600 nm) es beneficiosa para la fotosíntesis sin alterar el ciclo vegetativo, conocida por su capacidad de penetración en las capas inferiores de la planta, pese a sus limitaciones.
- La luz azul (400 – 500 nm) favorece plantas compactas y robustas, pero puede influir negativamente en el ritmo circadiano humano.
- La luz ultravioleta (400 – 10 nm) tiene un papel menor en la fotosíntesis, pero contribuye a la producción de resina y al control de plagas, con efectos variables según la especie.
En la actualidad, existen diferentes marcas de luminaria para cultivo que buscan aprovechar este efecto, ofreciendo luces con estos espectros, como es el caso de GB Lighting, para conseguir el máximo en los cultivos.
Historia y descubrimiento
El fenómeno fue descubierto por el científico americano Robert Emerson en la década de 1950. A través de sus experimentos, Emerson demostró que las plantas expuestas a ambas longitudes de onda de forma regular realizaban la fotosíntesis a una tasa mucho mayor que la suma de los efectos por separado, sentando una base fundamental en las ciencias botánicas y agrónomas.
Tradicionalmente, se consideraba que solo la longitud de onda de aproximadamente 680 nm era óptima para la activación del fotosistema II, un componente crucial en el proceso fotosintético.
¿Qué beneficios tiene el efecto Emerson?
Sin embargo, el efecto Emerson reveló que al agregar luz de longitud de onda de alrededor de 700 nm, en conjunto con la de 680 nm, se produce un aumento en la tasa de fotosíntesis. Esto se debe a la activación simultánea de dos fotosistemas separados que afectan a la misma:
- PSI: con un espectro que está entre 700 y 730 nm( rojo lejano)
- PSII: entre 650-680 nm (rojo)
Se trata de impulsos en los se convierten la energía lumínica en energía química, para utilizarse en los procesos internos de la planta favoreciendo la fotosíntesis. Esto facilita una ruta adicional para el transporte de electrones y mejorando la utilización general de la energía lumínica.
¿Cómo afecta al cultivo?
Este conocimiento ha tenido importantes aplicaciones en la agricultura, especialmente en el desarrollo de métodos de iluminación artificial más eficientes para optimizar el crecimiento de las plantas y la producción agrícola.
Dicho efecto en las plantas se traducen en:
- Una mejora tanto de su crecimiento como de su rendimiento.
- Al comprender mejor cómo las plantas utilizan la luz para la fotosíntesis, los cultivadores pueden ajustar los espectros lumínicos para potenciar la capacidad fotosintética de las plantas, favoreciendo así una mayor producción de biomasa y una aceleración en los ciclos de cultivo.
¿Cómo afecta este efecto a la fotosíntesis?
Antes de seguir, se debe conocer la fisiología vegetal, los procesos vitales y la adaptación de las plantas al entorno, así como la forma en la que el efecto Emerson puede afectar a la misma.
Fotosíntesis y flujo de energía
La fotosíntesis es el mecanismo por el cual las plantas convierten la luz solar en energía química. La luz, en particular en longitudes de onda específicas, es crucial para activar los pigmentos fotosintéticos. Los cloroplastos absorben esta energía lumínica, que se transforma en energía química para sintetizar carbohidratos.
Lo que hace el efecto Emerson es estimular al máximo la fotosíntesis cuando las plantas son expuestas a luz de onda corta (680 nm) y onda larga (más de 700 nm) al mismo tiempo. Pudiendo mejorar las tecnologías de iluminación artificial para la agricultura.
Aplicaciones en cultivos y horticultura
En la horticultura y el cultivo de plantas, la aplicación práctica del efecto Emerson puede influir en el ciclo de cultivo y mejorar los rendimientos. Agricultores y horticultores utilizan esta información para afinar los sistemas de iluminación LED que soportan una fotosíntesis más eficiente, logrando así que las plantas crezcan más saludables y vigorosas. Además, impacta positivamente en la producción de cultivos fuera de temporada y en el uso de recursos más sostenibles.
Investigaciones recientes
Las investigaciones recientes han arrojado luz sobre los mecanismos detallados del efecto Emerson y sus posibles aplicaciones prácticas en la agricultura moderna y la biotecnología.
Avances en bioquímica vegetal
Recientes estudios en bioquímica vegetal han permitido descifrar con mayor claridad cómo las plantas utilizan distintas longitudes de onda de la luz para optimizar la fotosíntesis. Este conocimiento es crucial para el desarrollo de técnicas avanzadas de cultivo, que pueden simular de forma más eficiente los espectros de luz que benefician a las plantas.
Efecto Emerson y biotecnología
La biotecnología se beneficia directamente de las investigaciones sobre el efecto Emerson, introduciendo innovaciones en la ingeniería genética de plantas. Se han desarrollado variedades que muestran una respuesta mejorada a la luz roja profunda, lo que se traduce en una eficiencia fotosintética incrementada y potencialmente mejores rendimientos de cultivos.
La comprensión del efecto Emerson puede mejorar los cultivos y está impulsando mejoras en el diseño de sistemas de iluminación LED para la agricultura de precisión, centrados en espectros de luz específicos que activan la fotosíntesis de manera más efectiva.
