Desenvolvimento da cultura da alface (Lactuca sativa L.), submetida a diferentes espectros luminosos

Abstract

A iluminação artificial tem ganhado espaço notório nos últimos anos devido à sua capacidade de suprir os comprimentos de onda necessários à vida das plantas, além de permitir um maior controle no processo produtivo. A expansão do mercado de lâmpadas de LED propiciou um enorme avanço nesse tipo de cultivo, superando as limitações anteriores, como elevado custo energético, baixa versatilidade de comprimentos de onda e alta emissão de calor. A alface (Lactuca sativa L.) é muito valorizada nesse tipo de ambiente devido ao seu rápido crescimento e desenvolvimento, além da capacidade de se adaptar às diversas condições, o que tem levado a um foco de pesquisa no aumento da produção de biomassa e na compreensão das condições ambientais mais propícias. O objetivo deste estudo foi investigar o comportamento das plantas quando expostas a diferentes comprimentos de onda de lâmpadas do tipo LED, avaliando variáveis morfológicas, bioquímicas e fisiológicas relevantes. Plantas de alface provenientes de uma estufa de produção de mudas foram expostas a LED´s monocromáticos azuis, brancos, azuis + vermelhos, vermelhos e a uma condição de iluminação natural de estufa de cultivo protegido, por 13 dias. Foram avaliados aspectos morfológicos, como massa fresca e seca, altura da parte aérea, comprimento da raiz e consumo de solução nutritiva e água; bioquímicos, como síntese de açúcares, clorofilas a, b e totais, e carotenoides; e fisiológicos, como eficiência quântica do fotossistema II e índice SPAD. A partir dos resultados verificou-se que comprimentos de onda afetaram a morfologia e fisiologia avaliadas, porém, não todas as variáveis bioquímicas. Em relação a morfologia, plantas do tratamento azul + vermelho se destacaram quanto à massa fresca e seca da raiz, altura da parte aérea e comprimento da raiz, porém, as plantas consumiram mais solução nutritiva e água. Em relação à bioquímica, plantas dos tratamentos azul e combinação azul + vermelho se destacaram, proporcionando maior quantidade de clorofilas a e totais, assim como carotenoides, enquanto presença de luz branca acarretou em plantas com redução de açúcares. Fisiologicamente, as plantas expostas ao tratamento de luz azul monocromática e combinação azul + vermelha apresentaram melhores resultados em relação à eficiência quântica do fotossistema II, enquanto que para o índice SPAD, as plantas destes dois tratamentos apresentaram resultados similares às expostas à condição de estufa. Com os experimentos ficou evidente a influência dos comprimentos de onda nas respostas morfológicas, fisiológicas e bioquímicas das plantas, principalmente dos comprimentos de onda azul + vermelho, surtindo êxtase com os objetivos de pesquisa e fomentando novos experimentos das áreas em questão.

Abstract: Artificial lighting has gained notorious space in recent years due to its ability to supply the wavelengths necessary for plant life, in addition to allowing greater control in the production process. The expansion of the LED lamp market has provided a huge advance in this type of cultivation, overcoming previous limitations, such as high energy cost, low versatility of wavelengths and high heat emission. Lettuce (Lactuca sativa L.) is highly valued in this type of environment due to its rapid growth and development, as well as the ability to adapt to various conditions, which has led to a research focus on increasing biomass production and understanding the most conducive environmental conditions. The aim of this study was to investigate the behavior of plants when exposed to different wavelengths of LED lamps, evaluating relevant morphological, biochemical and physiological variables. Lettuce plants from a seedling production greenhouse were exposed to blue, white, blue + red, red monochrome LEDs and a natural lighting condition of a protected cultivation greenhouse for 13 days. Morphological aspects were evaluated, such as fresh and dry mass, shoot height, root length and consumption of nutrient solution and water; biochemicals, such as synthesis of sugars, chlorophylls A, B and totals, and carotenoids; and physiological, such as quantum efficiency of photosystem II and SPAD index. From the results it was verified that wavelengths affected the morphology and physiology evaluated, but not all biochemical variables. Regarding morphology, blue + red treatment plants stood out in terms of fresh and dry root mass, shoot height and root length, however, the plants consumed more nutrient solution and water. Regarding biochemistry, plants of the blue and blue + red combination treatments stood out, providing a greater amount of chlorophylls a and total, as well as carotenoids, while the presence of white light resulted in plants with reduced sugars. Physiologically, the plants exposed to the monochromatic blue light treatment and blue + red combination showed better results in relation to the quantum efficiency of photosystem II, while for the SPAD index, the plants of these two treatments presented results similar to those exposed to the greenhouse condition. With the experiments, the influence of wavelengths on the morphological, physiological and biochemical responses of plants became evident, proving to be extasted with the research objectives and fostering new experiments in the areas in question.