Resumen de Uso de bioestimulantes para mejorar la calidad de hortalizas de hoja en cultivo bajo luz artificial
- español
La agricultura urbana, los cultivos verticales y el cultivo en interior se presentan como soluciones prometedoras que ayudarán a reducir la huella de carbono acercando la producción a la población. El cultivo en interior es un sistema altamente eficiente que aumenta considerablemente la producción por superficie sin la necesidad de usar pesticidas y haciendo uso eficiente de agua y fertilizantes. El objetivo general de esta tesis es en primer lugar profundizar en la respuesta de tres especies vegetales (canónigo, rúcula y espinaca) frente a diferentes condiciones de luz artificial (intensidad y espectro) y, en segundo lugar, estudiar la respuesta de estas tres especies a la aplicación de bioestimulantes comerciales bajo condiciones de cultivo en interior con luz artificial. Los ensayos se han realizado en cultivo vertical y sistema hidropónico en cámaras de cultivo en condiciones ambientales controladas (temperatura, humedad y CO2). Para iluminar las plantas se han utilizado diferentes luces led con diferentes espectros e intensidades. Para el estudio con bioestimulantes se aplicaron, vía radicular, dos comerciales, Mimetic y Ceres, proporcionados por la empresa FYNECO S.L. Se han estudiado los parámetros biométricos peso fresco, peso seco y área foliar; Las medidas fisiológicas de fluorescencia de clorofilas y contenido en clorofilas totales (SPAD); El estado nutricional del cultivo con el análisis de la concentración de cationes, aniones, y nitrógeno total; así como también la calidad del cultivo con la determinación del color, la vitamina C total, el contenido en polifenoles total y los pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides); además del análisis de compuestos del metabolismo primario por resonancia magnética nuclear. La intensidad de luz afectó significativamente al crecimiento de canónigo, rúcula y espinaca, aumentando el peso fresco, la materia seca y el área foliar. La concentración de pigmentos fotosintéticos disminuyó al aumentar la intensidad de luz en rúcula y canónigo, pero la capacidad antioxidante aumento. La mayor parte de los macro y micronutrientes se acumularon en intensidades bajas en los tres cultivos. En espinaca, la concentración de nitratos aumento con la intensidad. Los resultados del análisis de metabolitos se dividieron en categorías (azucares, aminoácidos y ácidos orgánicos). Los azucares mayoritarios fueron sacarosa y glucosa en los tres cultivos. Los aminoácidos mayoritarios fueron glutamato y glutamina; y los ácidos orgánicos mayoritarios malato y citrato. La concentración de estos compuestos varió de forma diferente en cada cultivo. Glutamato, malato y citrato aumentaron con la intensidad en rúcula y canónigo. La glucosa y la glutamina en rúcula aumento con la intensidad. En espinaca, la concentración de sacarosa disminuyó con la intensidad. El espectro luminoso afecto al crecimiento de canónigo, rúcula y espinaca. En ausencia de luz UV, una alta relación rojo/azul mejoró el crecimiento de las tres especies. Los pigmentos fotosintéticos disminuyeron al aumentar la relación rojo/azul en canónigo y rúcula. La concentración de sacarosa y glucosa aumento con la relación rojo/azul en canónigo y rúcula. Los resultados obtenidos indican que la relación rojo/ rojo lejano podría estar involucrada en las variaciones de la concentración de diversos nutrientes, y metabolitos. La aplicación de los bioestimulantes Ceres y Mimetic afecto a diferentes parámetros en el cultivo de canónigo, rúcula y espinaca. El porcentaje de materia seca en rúcula aumento con la aplicación de los dos bioestimulantes. Mimetic y Ceres aumentaron la concentración de pigmentos fotosintéticos en las tres especies. La concentración de vitamina C en espinaca y rúcula aumento con los dos bioestimulantes. En espinaca, Mimetic y Ceres aumentaron la capacidad antioxidante. El magnesio aumento en canónigo y rúcula. La concentración de calcio aumento en espinaca con los dos bioestimulantes. Ceres disminuyó la concentración de nitratos en canónigo y espinaca, pero la aumento en rúcula.
- English
Urban agriculture, vertical farming and indoor cultivation are presented as promising solutions that will help reduce the carbon footprint by bringing production closer to the population. Indoor cultivation is a highly efficient system that considerably increases production per area without the need to use pesticides and making efficient use of water and fertilizers. The general objective of this thesis is to first deepen the response of three plant species (lamb’s lettuce, rocket, and spinach) to different artificial light conditions (intensity and spectrum), and secondly, to study the response of these three species to the application of commercial biostimulants under indoor cultivation conditions with artificial light. The trials have been carried out in vertical cultivation and hydroponic system in cultivation chambers under controlled environmental conditions (temperature, humidity, and CO2). Different LED lights with different spectra and intensities have been used to illuminate the plants. For the study with biostimulants, two commercial products, Mimetic and Ceres, provided by the company FYNECO S.L., were applied via root. Biometric parameters such as fresh weight, dry weight, and leaf area; Physiological measurements of chlorophyll fluorescence and total chlorophyll content (SPAD); Nutritional status of the crop with the analysis of the concentration of cations, anions, and total nitrogen; as well as crop quality with the determination of color, total vitamin C, total polyphenol content, and photosynthetic pigments (chlorophyll and carotenoids); in addition to the analysis of primary metabolism compounds by nuclear magnetic resonance have been studied. The intensity of light significantly affected the growth of lamb’s lettuce, rocket, and spinach, increasing fresh weight, dry weight, and leaf area. The concentration of photosynthetic pigments decreased with increasing light intensity in rocket and lamb’s lettuce, but the antioxidant capacity increased. Most of the macro and micronutrients accumulated at low intensities in all three crops. In spinach, the concentration of nitrates increased with intensity. The results of the metabolite analysis were divided into categories (sugars, amino acids, and organic acids). The major sugars were sucrose and glucose in all three crops. The major amino acids were glutamate and glutamine; and the major organic acids were malate and citrate. The concentration of these compounds varied differently in each crop. Glutamate, malate, and citrate increased with intensity in rocket and lamb’s lettuce. Glucose and glutamine in rocket increased with intensity. In spinach, the concentration of sucrose decreased with intensity. The light spectrum affected the growth of lamb’s lettuce, rocket, and spinach. In the absence of UV light, a high red/blue ratio improved the growth of all three species. Photosynthetic pigments decreased with increasing red/blue ratio in lamb’s lettuce and rocket. The concentration of sucrose and glucose increased with the red/blue ratio in lamb’s lettuce and rocket. The results obtained indicate that the red/far-red ratio could be involved in the variations of the concentration of various nutrients and metabolites. The application of the biostimulants Ceres and Mimetic affected different parameters in the cultivation of lamb’s lettuce, rocket, and spinach. The percentage of dry matter in rocket increased with the application of both biostimulants. Mimetic and Ceres increased the concentration of photosynthetic pigments in all three species. The concentration of vitamin C in spinach and rocket increased with both biostimulants. In spinach, Mimetic and Ceres increased the antioxidant capacity. Magnesium increased in lamb’s lettuce and rocket. The concentration of calcium increased in spinach with both biostimulants. Ceres decreased the concentration of nitrates in lamb’s lettuce and spinach but increased it in rocket.
