Diferentes configuraciones espaciales de fuentes de luz LED mejoran el crecimiento en plántulas de tomate al influir en la fotosíntesis, la asimilación de CO y las hormonas endógenas
Autores: Yang, Xiting; Wang, Shuya; Liu, Wenkai; Huang, Shuchao; Xie, Yandong; Meng, Xin; Li, Zhaozhuang; Jin, Ning; Jin, Li; Lyu, Jian; Yu, Jihua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diferentes configuraciones espaciales de fuentes de luz LED mejoran el crecimiento en plántulas de tomate al influir en la fotosíntesis, la asimilación de CO y las hormonas endógenas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Entornos luminosos
Iluminación suplementaria LED
Disposición espacial
Respuestas fisiológicas de las plantas
Rendimiento fotosintético
Metabolismo de carbohidratos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Los entornos de luz subóptimos en configuraciones agrícolas controladas a menudo limitan la productividad de las plantas. Si bien la iluminación suplementaria con LED se ha adoptado ampliamente para mitigar las deficiencias de luz, la disposición espacial de las fuentes de luz LED sigue siendo un factor crítico pero poco explorado que afecta las respuestas fisiológicas de las plantas. En este estudio, utilizamos el método de función de afiliación para analizar de manera integral los efectos de cuatro configuraciones de iluminación suplementaria con LED: iluminación de arriba hacia abajo (T1), iluminación hacia arriba en el medio del dosel (T2), iluminación hacia abajo en el medio del dosel (T3) y iluminación de abajo hacia arriba (T4) sobre el crecimiento y el rendimiento fotosintético de las plantas de tomate. Nuestros hallazgos revelan que el tratamiento T1 aumentó significativamente la absorción de luz en las hojas superiores y medias, mejoró la eficiencia fotosintética, promovió la tasa de asimilación de CO y elevó las actividades de las enzimas clave del ciclo de Calvin, incluyendo la ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco), la fructosa-1,6-bisfosfatasa (FBPase), la transketolasa (TK), la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) y la aldolasa de fructosa-1,6-bisfosfato (FBA). Estos cambios llevaron a una mejora en el metabolismo de carbohidratos y la acumulación de biomasa. Además, el tratamiento T4 mejoró notablemente la actividad fotosintética en las hojas inferiores, aumentando las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de azúcares, como la sintasa de sacarosa (SS), la sintasa de fosfato de sacarosa (SPS), la invertasa ácida (AI) y la invertasa neutral (NI). En consecuencia, en comparación con el tratamiento CK, el tratamiento T4 aumentó significativamente la acumulación de glucosa, fructosa y sacarosa, con incrementos del 47.36%, 27.61% y 87.21%, respectivamente. Además, la suplementación con LED reguló los niveles de hormonas endógenas, promoviendo así el crecimiento general de las plantas. Este estudio destaca la importancia de la disposición espacial de los LED en la optimización de la distribución de luz y el aumento de la productividad de las plantas, proporcionando valiosas perspectivas teóricas y prácticas para mejorar las prácticas agrícolas en entornos controlados.
Descripción
Los entornos de luz subóptimos en configuraciones agrícolas controladas a menudo limitan la productividad de las plantas. Si bien la iluminación suplementaria con LED se ha adoptado ampliamente para mitigar las deficiencias de luz, la disposición espacial de las fuentes de luz LED sigue siendo un factor crítico pero poco explorado que afecta las respuestas fisiológicas de las plantas. En este estudio, utilizamos el método de función de afiliación para analizar de manera integral los efectos de cuatro configuraciones de iluminación suplementaria con LED: iluminación de arriba hacia abajo (T1), iluminación hacia arriba en el medio del dosel (T2), iluminación hacia abajo en el medio del dosel (T3) y iluminación de abajo hacia arriba (T4) sobre el crecimiento y el rendimiento fotosintético de las plantas de tomate. Nuestros hallazgos revelan que el tratamiento T1 aumentó significativamente la absorción de luz en las hojas superiores y medias, mejoró la eficiencia fotosintética, promovió la tasa de asimilación de CO y elevó las actividades de las enzimas clave del ciclo de Calvin, incluyendo la ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco), la fructosa-1,6-bisfosfatasa (FBPase), la transketolasa (TK), la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) y la aldolasa de fructosa-1,6-bisfosfato (FBA). Estos cambios llevaron a una mejora en el metabolismo de carbohidratos y la acumulación de biomasa. Además, el tratamiento T4 mejoró notablemente la actividad fotosintética en las hojas inferiores, aumentando las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de azúcares, como la sintasa de sacarosa (SS), la sintasa de fosfato de sacarosa (SPS), la invertasa ácida (AI) y la invertasa neutral (NI). En consecuencia, en comparación con el tratamiento CK, el tratamiento T4 aumentó significativamente la acumulación de glucosa, fructosa y sacarosa, con incrementos del 47.36%, 27.61% y 87.21%, respectivamente. Además, la suplementación con LED reguló los niveles de hormonas endógenas, promoviendo así el crecimiento general de las plantas. Este estudio destaca la importancia de la disposición espacial de los LED en la optimización de la distribución de luz y el aumento de la productividad de las plantas, proporcionando valiosas perspectivas teóricas y prácticas para mejorar las prácticas agrícolas en entornos controlados.