El bambú de agua (Zizania latifolia) se considera todo un manjar en Taiwán. El 90% de la producción de este vegetal se concentra en el municipio de Puli en la región de Nantou, centro geográfico del país y  hogar de la Universidad Nacional Chin Nan (NCNU). 

Investigadores de esta universidad, han diseñado un sistema de iluminación LED para el cultivo del bambú de agua durante la noche en la estación de invierno, consiguiendo evitar la atrofia de las hojas de la planta y estimular aún más su crecimiento. En comparación con soluciones LED anteriores, donde el sistema de iluminación se colocaba de forma directa sobre las hojas de la planta, el nuevo sistema está a distancia lo que facilita en gran medida las labores de cosecha y cultivo.

Optimización de la iluminación en las plantaciones de bambú

La investigación tiene sus raíces en 1999, cuando las granjas de bambúes de Taiwán fueron afectadas por una enfermedad que producía el atrofiamiento de las hojas, retrasando su crecimiento. El Dr. Jin-Hsing Huang investigó las causas de esta enfermedad y finalmente descubrió que algunas plantaciones de bambú de agua se libraban de este problema al estar en contacto con luz artificial de las calles por la noche. Esto impulsó a que los agricultores de la zona utilizarán equipos de iluminación para aumentar el rendimiento de sus cultivos pasando de una a tres cosechas al año. El suministro de luz artificial en la temporada de invierno – definida entre septiembre y diciembre – cuando la luz natural del sol no es suficiente para el crecimiento de las jóvenes hojas del bambú, produjo estos rendimientos muy superiores. Es por ello, que la mayoría de agricultores comenzarán a utilizar lámparas de sodio de alta presión como fuente de luz para incrementar sus cosechas. Sin embargo, también se han reportado como estas soluciones de iluminación artificial, debido a su alta intensidad, estaban ocasionando daños indirectos en el hábitat de las ranas y posiblemente de otras especies presentes cerca de las plantaciones. 

Debido al rápido desarrollo de la tecnología LED, el Dr. Huang y otros reemplazaron las lámparas HPS por un sistema de iluminación LED en 2010 en el Instituto de Investigación de Tecnología Industrial (ITRI) y demostraron que el uso de bombillas LED azules y rojas evitaba el atrofia de las hojas de bambú de agua. Ahora, para el desarrollo de este estudio científico, el equipo de la NCNU compuesto por miembros de los departamentos de materiales aplicados e ingeniería optoelectrónica, ingeniería eléctrica, educación liberal, ingeniería civil y gestión de la información compró modulos LED de una empresa fabricante de equipo original (OEM), que fabricó una lámpara LED con diferentes lentes y configuración de potencia según diseños y requisitos preestablecidos.

Para evaluar la relación entre la intensidad de la luz y el crecimiento de las hojas de bambú, el equipo de la NCNU midió la altura de las hojas de bambú durante semanas en la noche. El tiempo de exposición durante la noche fue de aproximadamente 10 horas. Varios puntos de observación cerca de las plantas se dispusieron para mediar las tasa de crecimiento. La medición de la cobertura de los LED se completó con un espectrómetro y un luxómetro.

Se realizaron ensayos de interior y de campo durante dos años  para probar que el nuevo sistema de iluminación LED no sólo podía ahorrar energía, sino también prevenir el atrofiamiento. Los resultados muestran que las longitudes de onda de la luz  azul y roja eran las más importantes para mejorar el crecimiento de las plantas. En el cultivo ensayado, el 80% de la plantación de bambú de agua recibió la suficiente exposición a la luz LED. Además, para resolver el problema de la cobertura no homogénea de la luz LED, el equipo de la NCNU realizó mediciones en interiores de la intensidad de la luz en función de la distancia y obtuvo una disposición adecuada de los módulos de luz LED incorporando un patrón de distribución de la luz LED de 60×60. El nuevos sistema además consiguió un ahorro de energía del 90% con respecto al sistema antiguo. 

Estos hallazgos no sólo pueden utilizarse como referencia para las granjas de bambúes de agua, donde se requiere un suministro de luz por la noche durante el invierno, sino que también pueden aplicarse a otros cultivos como la fruta del dragón y la manzana de azúcar.

Fuente imágenes: «Optimized LED-Integrated Agricultural Facilities for Adjusting the Growth of Water Bamboo (Zizania latifolia)»