As plantas podem fotossintetizar com luzes tubulares?
As plantas são capazes de sustentar o seu desenvolvimento e contribuir para a ecologia do planeta através do processo fundamental da fotossíntese, que envolve a transformação da energia luminosa em energia química. As luzes tubulares são um tipo típico de fonte de luz artificial, e uma das questões mais importantes que os jardineiros e horticultores de interior precisam responder é se eles são ou não capazes de apoiar com sucesso este processo essencial. Precisamos investigar a ciência da fotossíntese, as características dos tubos de luz e as maneiras pelas quais essas coisas podem ser aplicadas no campo da cultura vegetal, a fim de encontrar uma solução para este problema.
O principal pigmento encontrado nas células vegetais, a clorofila, é responsável pelo processo essencial da fotossíntese, que envolve a absorção de luz. O pico de absorção ocorre nas áreas azul (400–500 nm) e vermelha (600–700 nm) do espectro de luz para clorofila a e clorofila b, que são as duas formas de clorofila encontradas em maior abundância. Os processos{6}}dependentes de luz são impulsionados por esses comprimentos de onda, que resultam na divisão da água e na produção de adenosina trifosfato (ATP) e nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH), que são transportadores de energia necessários para a conversão de dióxido de carbono em glicose. Apesar de a luz verde (500–600 nm) ser refletida principalmente, que é o que dá às plantas a cor verde, ela pode afetar a função dos estômatos e a proliferação das folhas em algumas espécies.
Toda uma gama de comprimentos de onda é fornecida pela luz solar natural; no entanto, os espaços interiores por vezes não recebem luz solar suficiente, o que exige o uso de iluminação artificial. Um tipo de iluminação fluorescente conhecida como lâmpadas tubulares funciona fazendo com que o vapor de mercúrio seja excitado, resultando na emissão de luz ultravioleta (UV). Esta luz é posteriormente transformada em luz visível por um revestimento de fósforo localizado dentro da lâmpada tubular. A saída do espectro da luz é determinada pelo tipo de fósforo, o que resulta em flutuações que afetam o desenvolvimento das plantas.
A maior parte da luz emitida pelos tubos fluorescentes brancos frios está nos espectros azul e verde, e sua temperatura de cor varia de 4100K a 6500K. Eles encontram ampla aplicação em ambientes residenciais e comerciais com a finalidade de fornecer iluminação geral. Apesar dos comprimentos de onda azuis serem vantajosos para o crescimento vegetativo, pois estimulam o desenvolvimento das folhas e mantêm a estrutura compacta da planta, a grande quantidade de luz verde, que as plantas não conseguem absorver muito bem, dificulta a sua capacidade de realizar a fotossíntese. Esses tubos são bons para plantas que requerem pouca luz, como plantas cobra ou pothos, mas podem ter dificuldade em suportar espécies que se desenvolvem mais rapidamente.
Os tubos fluorescentes que produzem mais comprimentos de onda vermelhos e amarelos são conhecidos como tubos fluorescentes brancos quentes. Sua temperatura de cor varia de 2700K a 3000K. Um dos papéis mais importantes que a luz vermelha desempenha na floração e na frutificação é que ela é essencial para os processos independentes-de luz que ocorrem durante a fotossíntese. A diminuição da emissão de luz azul, por outro lado, pode impedir o crescimento das folhas durante a fase vegetativa, o que as torna menos adequadas para mudas ou folhas verdes. São mais benéficos para plantas que estão em fase reprodutiva, como plantas com flores que atingiram a maturidade.
Os comprimentos de onda azul (400–500 nm) e vermelho (600–700 nm) dos tubos fluorescentes de{4}espectro total são balanceados com menores quantidades de verde e outros espectros. Este arranjo foi projetado para simular a luz natural do sol presente no ambiente. O índice de reprodução de cores (CRI) dessas luzes costuma ser superior a 85, tornando-as uma-fonte de luz abrangente, adequada para todas as fases do desenvolvimento da planta. Estudos, como o publicado na HortScience, demonstram que as ervas cultivadas em tubos de{10}espectro total têm um conteúdo de biomassa e clorofila equivalente às cultivadas sob a luz do sol, verificando assim a utilidade desses métodos.
Quando comparados aos tubos convencionais, os tubos de alta-saída (HO) e muito alta-saída (VHO) fornecem uma intensidade de luz mais alta (que é medida na densidade de fluxo de fótons fotossintéticos, ou PPFD). A uma distância de 12 polegadas, os tubos de HO têm a capacidade de atingir valores de PPFD de 400 a 600 μmol/m2/s, tornando-os aceitáveis para plantas de luz média, como o tomate. Os tubos VHO, que têm um fator de potência de descarga (PPFD) de até 800 μmol/m2/s, são projetados para acomodar espécies-de alta luminosidade. No entanto, requerem reatores especializados e produzem maior calor, o que necessita de ventilação.
A intensidade da luz é de extrema importância, pois a maioria das plantas requer uma densidade de fluxo de fótons (PPFD) de 100–2.000 μmol/m2/s. A uma distância de 12 a 18 polegadas, os tubos padrão são capazes de fornecer 50 a 300 μmol/m²/s, o que é suficiente para plantas com pouca-luz, como alface e salsa. Ampliando esse espectro, os tubos HO fornecem assistência para plantas com necessidades modestas. Como a intensidade da luz é proporcional à regra do inverso do quadrado, que afirma que dobrar a distância é um quarto da intensidade, a maneira ideal de otimizar a absorção é posicionar os tubos entre 15 e 30 centímetros acima das plantas.
O tempo da luza exposição, muitas vezes conhecida como fotoperíodo, é igualmente importante. A luz durante 12–16 horas por dia é suficiente para a maioria das plantas, mas a escuridão é necessária para a respiração. Para minimizar o estresse que pode ser causado por padrões de luz irregulares, as luzes tubulares, que podem ser facilmente reguladas por temporizadores, fornecem ciclos constantes.
Mesmo que sejam eficazes, as luzes tubulares têm algumas desvantagens. Eles têm uma eficiência energética menor em comparação aos LEDs, que são capazes de converter mais eletricidade em luz e emitir comprimentos de onda direcionados e, portanto, reduzir o desperdício. Além disso, os LEDs têm uma vida útil mais longa (50.000 horas ou mais, em comparação com 10.000 a 20.000 horas para os tubos) e criam menos calor, o que resulta em despesas de refrigeração mais baratas. Lâmpadas de descarga-de alta intensidade (HID), que incluem iodetos metálicos (MH) e sódio de-alta pressão (HPS), têm um fator de potência mais alto (PPFD) para operações em-grande escala; no entanto, necessitam de uma maior quantidade de energia e produzem uma quantidade substancial de calor.
Apesar disso, as lâmpadas tubulares continuam a ser amplamente utilizadas para jardinagem em menor escala devido ao seu custo inicial razoável, instalação simples e ampla disponibilidade. Eles têm um desempenho excepcionalmente bom para o crescimento de mudas, microverdes e culturas folhosas, todas as quais requerem menos luz. De acordo com as descobertas de uma pesquisa conduzida pela Extensão Cooperativa da Universidade da Califórnia, por exemplo, o espinafre cultivado em tubos de espectro completo atinge uma taxa de crescimento noventa por cento maior do que a do espinafre cultivado ao ar livre.
Para concluir,luzes de tubotêm o potencial de facilitar a fotossíntese se oferecerem comprimentos de onda azuis e vermelhos suficientes, intensidade aceitável e fotoperíodos adequados necessários para o processo. Tubos de espectro total-ideais são aqueles que atendem aos requisitos espectrais da maioria das plantas. Embora não sejam tão sofisticados tecnologicamente quantoLEDsou HIDs, eles fornecem aos jardineiros internos uma solução prática e econômica. Eles demonstram que as plantas podem florescer sob luz artificial, desde que as condições apropriadas sejam atendidas.
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