Resultados de un prototipo de agricultura vertical: implementación con luces led

Como se pudo observar en el artículo anterior, en el que contamos los resultados del sistema vertical bajo invernadero desarrollado en el Centro de Experiencias Cajamar, las hileras más bajas de la estructura destinada a este sistema de producción, aunque en ellas se conseguía un buen rendimiento y con un producto de calidad, la producción era algo menos de la mitad, cuando se compara con las hileras superiores mejor iluminadas.

Aprovechando esta experiencia y en colaboración con la empresa Signify, se instalaron 4 luminarias de luz artificial con la tecnología LED para reforzar el desarrollo de las plantas en esas hileras que eran sombreadas por las 2 hileras superiores.

Nos gustaría incidir en el sistema de riego utilizado, basado en lo que se conoce como sistema NFT (Nutrient Film Technology). En este caso se utilizaba agua de lluvia recogida de la propia cubierta del invernadero, con un sistema cerrado de solución nutritiva, por lo que el agua utilizada durante esta experiencia fue exclusivamente de esa agua de lluvia.

Desarrollo de la experiencia

En el Centro de Experiencias Cajamar se puso en marcha en septiembre de 2021 un sistema de cultivo vertical, utilizando una estructura que permite cultivar a 4 niveles hasta 2 metros de altura, bajo invernadero, sobre unos canales de PVC que tiene la opción de modificar la densidad de plantación, adecuándola hasta llegar a un máximo de 40 plantas/m², con un sistema de cultivo hidropónico con solución nutritiva recirculada.

Tal y como se aprecia en el Gráfico 1, se realizó un programa de producción de duración prácticamente un año con diferentes cultivos. En la plantación del 25 de enero, fue cuando se incorporaron las luminarias, aprovechando una plantación de pack choi que se recolectó el 4 de marzo, le siguió un transplante el 8 de marzo utilizando una lechuga tipo salanova crispy de color verde, que se recolectó el 6 de abril. 

Gráfico 1. Calendario de producción de la campaña 2021-22

Posteriormente, el 20 de abril se plantó una batavia que fue recolectada el 26 de mayo y el último cultivo fue de una menta destinada a condimentaria, plantada el 31 de mayo, que se recolectó por primera vez el 30 de junio, posteriormente rebrotó y se hizo un segundo corte el 28 de julio.

En estas plantaciones se comparó la disposición de 2 luminarias de 2 m de longitud cada una (GreenPower LED interlighting System) de la firma Philips, con una potencia lumínica de 300 µmol/s, con una eficacia del sistema de hasta 3,3 µmol/J, en paralelo separadas 1,5 m entre módulos, para cada una de las pirámides ubicadas a la altura de la tercera hilera y una disposición en vertical con una separación de 0,55 m entre módulos, dentro de la misma pirámide a la altura de la tercera y cuarta línea. 

Estos cultivos fueron iluminados en esos tramos durante las horas diurnas y dichas luminarias se conectaron en la segunda o tercera semana después de la plantación, cuando consideramos que la sombra que recibían esas hileras más bajas era considerable.

Se comparó la producción obtenida para cada una de las alturas de la estructura, considerando la influencia directa de la luz artificial, frente a un testigo. Después del cultivo de pack choi, modificamos ligeramente la posición de las luminarias, acercándolas un poco más a las plantas.

Como dicha estructura está orientada este y oeste, se comparó también la influencia de la orientación, comparando la producción del lado sur y el norte.

Resultados

En la Tabla 1 se exponen los resultados de producción comercial y peso medio de las piezas para cada uno de los cultivos, expresado en producción total y separado para cada una de las alturas. 

En todas las plantaciones se apreciaron diferencias claras de producción entre las 2 hileras superiores y las más bajas, debido a la sombra que se producía sobre las hileras de la zona inferior, que fue como consecuencia de esa menor entrada de luz y que ocasionó un menor peso medio de las piezas, generalmente algo ahiladas, con un buen volumen, pero menos compactas, aunque todas ellas comerciales.

En todas las plantaciones se aprecia una mejora de producción e las líneas 3.ª y 4.ª, especialmente en la línea 3.ª para las 2 disposiciones de las luminarias. En la línea 4ª, en general el mayor incremento productivo, respecto al testigo sin luz artificial se produjo en la disposición de las luminarias apiladas (Tabla 2).

Para el caso del cultivo de pack choi, en la línea 3.ª se aprecia un incremento importante de la producción con el uso de luces led, observándose un mayor incremento en la disposición de luminarias apiladas. En la 4.ª línea, la disposición de luces paralelas no mejoró el rendimiento, en cambio e la disposición de luces apiladas la mejora de rendimiento fue considerable. La mejora de producción se debió a piezas más compactas y de mejor peso medio (Tabla 2).

En el caso de la plantación de salanova crispy en la línea 3.ª la producción comercial es algo mejor con la disposición de las luces paralelas, en cambio en la línea 4.ª la disposición de luminarias apiladas es la que mejor funcionó (Tabla 2).

En el cultivo de batavia, el incremento de producción utilizando luz artificial se produjo en la 3ª línea, siendo algo mejor con la disposición de luminarias en paralelo, como ocurrió con el cultivo de salanova crispy. En la 4.ª línea las luces apiladas fue la disposición en la que mejor resultado productivo se obtuvo (Tabla 2).

En el cultivo de menta, se realizaron 2 recolecciones. En la 3.ª línea el mejor resultado productivo se obtuvo con las luces apiladas, en cambio, en este cultivo las luces paralelas funcionaron un poco mejor que la disposición de luces apiladas para la 4.ª línea, posiblemente la exuberancia de la vegetación en el cultivo de menta provocó un mayor sombreo de esta última disposición que influyó en el rendimiento (Tabla 2).

En estos 4 cultivos, se estudió el efecto de la orientación y se observa que en el cultivo de pack choi y salanova, que se desarrollaron durante los meses con mayor inclinación del sol, hay una mejora de la producción en la orientación sur de la estructura. En cambio en el cultivo de batavia no se apreciaron diferencias y en el caso de la menta, incluso la orientación norte se comportó mejor que la sur.  

Conclusiones

El refuerzo con luz artificial mejoró en todos los casos el rendimiento de los cultivos analizados, obteniendo piezas más compactas y de mejor peso medio.

La disposición de las luminarias apiladas mejoró la respuesta productiva en la línea más baja de la estructura.

Para obtener una ventaja productiva con estas luminarias, es recomendable acercarlas a las plantas.

La orientación sur produjo algo más durante los meses de primavera. 

Citas y referencias

• Arano, Carlos R. ‘Hidroponía: algunas páginas de su historia’. Horticultura Internacional. nº 58 julio 2007. pg 24-32.
• Arano, Carlos R. ‘Hidroponía en tiempos modernos (II)’. Horticultura Internacional. nº 59 septiembre 2007. pg 26-33.
• Maroto, J.V.; 2000 ‘Elementos de Horticultura General’. Ed. Mundi-Prensa.
• Paradiso R and De Pascale S. Space farming to sustain human life: more than 20 years of research at the University of Naples. Chronica Horticulturae Vol 59. Nº 2 2019. Pg 13-17.