Los efectos del cambio climático han mermado la productividad de las tierras agrícolas en los últimos tiempos, afectando a la seguridad alimentaria en todo el mundo. Los nuevos sistemas de producción agrícola basado en la tecnología, como la agricultura de ambiente controlado (CEA, por sus siglas en Inglés ‘Controlled-Envirorment Agriculture’) son una forma de reducir el impacto de las variaciones climáticas y las plagas que perjudican la actual producción mundial de cultivos y garantizar un desarrollo constante de los mismos.
Estos sistemas suelen utilizar iluminación artificial y medios sin suelo para producir cultivos. Una reciente investigación de la Universidad de Surrey ha arrojado valiosa información para valorar la efectividad de este tipo de cultivos en comparación con cultivos convencionales.
Los investigadores revisaron más de 120 artículos científicos publicados para tratar de entender el impacto del uso de sistemas de agricultura de medio ambiente controlado para cultivar lechuga, un cultivo de alto valor que comúnmente se cultiva en estos sistemas.
Los resultados fueron realmente prometedores. El metaanálisis encontró que, en promedio, los métodos de la agricultura de ambiente controlado producen el doble de rendimiento en comparación con la agricultura de campo (3,68 kg m−2 frente a 1,88 kg m−2). Además, se reduce significativamente el tiempo de cultivo. Mientras que la agricultura tradicional toma de 60 a 120 días, la CEA lo reduce a un promedio de 40 días, con una aceleración aún mayor durante los meses de invierno.
El estudio también encontró que estos resultados se pueden mejorar aún más mediante el uso de sistemas de agricultura vertical. Al cultivar en capas apiladas, se lograron rendimientos significativamente más altos (6.88 kg/m²) en comparación con la agricultura tradicional. Este método no solo optimiza el espacio, sino que también podría ser una solución viable para cultivar alimentos en áreas urbanas o en regiones con limitaciones de terreno.
«La emergencia climática nos plantea a todos una serie de retos aterradores, entre ellos la seguridad alimentaria mundial. La agricultura de ambiente controlado podría permitir el cultivo en entornos difíciles o en climas cambiantes. Poder cuantificar los beneficios que la CEA puede tener sobre el rendimiento y la tasa de crecimiento es esencial para avanzar en nuestra comprensión de dónde y cuándo esta tecnología puede aportar el máximo valor a la sociedad. Esperamos que nuestros hallazgos subrayen la importancia de comprender los factores de crecimiento de la CEA y enfaticen la necesidad de seguir investigando en el área de la agricultura de ambiente controlado», detalla la Dra. Zoe M Harris, coautora del estudio de la Universidad de Surrey.
Impacto de la iluminación
Este metaanálisis sólo abarcó el tipo de iluminación general y no se centró en el fotoperiodo, el desglose del tipo de iluminación, su intensidad o calidad de la misma. Sin embargo, algunas de las conclusiones indicadas en el estudio pueden ser interesantes.
Los resultados globales indicaron que la iluminación artificial con iluminación suplementaria es la más eficaz dentro de los sistemas CEA, pero esto se basó en un experimento con cinco observaciones, en el que la iluminación natural produjo sólo 0,34 kg m-2 menos, pero con un tamaño de muestra mucho mayor.
En cuanto a qué tipo de iluminación es más efectiva para mejorar los rendimientos de los cultivos de lechuga, la literatura científica está dividida entre dos opciones: luz blanca de espectro completo o luz rojo-azul. Los estudios experimentales que determinaron los espectros óptimos de luz encontraron que las proporciones entre 3:1 y 5:1 de luz rojo-azul son ideales para el cultivo de lechuga. Alternativamente, algunos estudios encontraron que la luz blanca de espectro completo era la mejor para obtener mayores rendimientos, indicando que la iluminación blanca funcionaba mejor y tenía un menor consumo de energía. La luz blanca contiene todos los espectros de luz, incluidos el verde y el rojo lejano, a los que también se les han encontrado rasgos beneficiosos que pueden regular la fotosíntesis y la morfología de las plantas. El trabajo de Fraszczak, sin embargo, tuvo resultados interesantes, al demostrar que cultivares de diferentes colores requerían diferentes combinaciones de iluminación para garantizar un crecimiento óptimo.
Adicionalmente, los trabajos en los que se comparan tipos de iluminación también han revelado sistemáticamente que las luces LED (en comparación con las fluorescentes y las de halogenuros metálicos, por ejemplo) ofrecen muchas ventajas, sobre todo en lo que respecta al ahorro de energía y a los espectros de iluminación fácilmente manipulables. Los LED también funcionan a temperaturas más bajas que los tipos de iluminación anteriores, lo que reduce el derroche de calor, garantiza menos pérdidas de agua y aumenta la sostenibilidad del sistema. También se investigaron otros factores en los estudios, en particular la uniformidad de la iluminación para garantizar un crecimiento invariable dentro del sistema, que se consideró importante, especialmente en los sistemas verticales con múltiples capas de crecimiento apiladas.
Conclusión
Aunque los resultados son prometedores, el estudio también subraya la necesidad de investigar más sobre los factores de crecimiento en CEA y su viabilidad a gran escala. Los desafíos incluyen la inversión inicial, el consumo energético y la adaptación tecnológica a diferentes cultivos y regiones.
Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:
https://www.mdpi.com/2223-7747/12/14/2623
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