El cultivo vertical bajo luz artificial ha demostrado su eficacia con lechugas, hierbas aromáticas y otros vegetales de ciclo corto. El reto, sin embargo, sigue estando cuando se trata de cultivos más complejos desde el punto de vista fisiológico: plantas con floración, fructificación, formación de semillas y mayores exigencias de biomasa. Ahí es donde el trabajo desarrollado por investigadores de la Universidad de Hosei y la Universidad de Tokio adquiere especial interés para el ámbito de la agricultura en ambiente controlado y, en particular, para el sector de la iluminación aplicada al cultivo.
El estudio, publicado en Scientific Reports bajo el título Sustainable Edamame production in an artificial light plant factory with improved yield and quality, demuestra que el edamame puede cultivarse con éxito en un cultivo de ambiente controlado o f’ábrica vegetal’ basada en iluminación LED e hidroponía, una posibilidad que hasta ahora se consideraba especialmente difícil para una leguminosa de este tipo.
La dificultad del cultivo de edamame en entornos controlados
La producción de proteínas vegetales se ha convertido en una cuestión estratégica para el futuro de la alimentación. Las leguminosas, entre ellas la soja, destacan por su elevado contenido proteico y por su papel en el suministro global de proteína, tanto para consumo humano como para alimentación animal. Además, aportan compuestos de interés nutricional, como ácidos grasos insaturados e isoflavonas, lo que refuerza su valor dentro de dietas más saludables y sostenibles.
Sin embargo, trasladar este tipo de cultivos a ambientes controlados no es sencillo. Los cultivos en ambientes controlados se han desarrollado principalmente en torno a especies de ciclo corto y manejo relativamente simple, como lechugas, hierbas aromáticas y otros vegetales de hoja. En cambio, las leguminosas presentan una fisiología más compleja: necesitan completar fases de crecimiento vegetativo, floración, formación de vainas y desarrollo de semillas. Esto exige un control mucho más preciso de la luz, la nutrición, la arquitectura de la planta y las condiciones ambientales.
El edamame, que corresponde a la soja cosechada en estado inmaduro, resume bien estas dificultades. Se trata de un alimento de alto valor nutricional, cada vez más demandado por su contenido en proteínas, aminoácidos libres, azúcares e isoflavonas. Frente a la soja madura, presenta un perfil organoléptico más delicado, vinculado precisamente a esos compuestos que contribuyen a su sabor característico.
Pero esa calidad también implica una limitación importante: el edamame es un producto fresco y con una vida útil muy corta. Tras la cosecha, componentes como los aminoácidos libres, los azúcares y el ácido ascórbico pueden disminuir rápidamente si no se conserva en condiciones adecuadas. Aunque se han ensayado estrategias como el almacenamiento a baja temperatura, el mantenimiento de las vainas en ramas o la mejora de los envases, ninguna ha resuelto por completo el problema. Por ello, su disponibilidad sigue muy ligada a la temporada de cosecha, especialmente en verano, mientras que en invierno la oferta se reduce y los precios aumentan.
Producir edamame en cultivos de ambiente controlado permitiría superar parte de estas barreras, al hacer posible una producción estable durante todo el año y más cercana a los centros de consumo. No obstante, para lograrlo es necesario identificar un sistema de cultivo capaz de sostener tanto el crecimiento de la planta como la formación de vainas y semillas con calidad suficiente.
Precisamente ahí se sitúa el objetivo de la investigación. El estudio analiza qué sistema de cultivo resulta más adecuado para producir edamame en una fábrica de plantas con luz artificial LED.
Tres sistemas hidropónicos para poner a prueba el cultivo bajo LED
Para evaluar la viabilidad del cultivo de edamame en una cultivo de plantas con luz artificial, los investigadores compararon tres sistemas hidropónicos: NFT, cultivo en lana de roca y cultivo mediante niebla o sistema MIST.
El sistema NFT, o técnica de película nutritiva, consiste en hacer circular una fina lámina de solución nutritiva por la zona radicular de la planta. De esta forma, las raíces reciben agua, nutrientes y oxígeno de manera continua. El cultivo en lana de roca utiliza un sustrato mineral como soporte físico, ampliamente empleado en horticultura intensiva. El sistema MIST, por su parte, suministra nutrientes mediante niebla generada de forma controlada alrededor de las raíces.
Los ensayos se realizaron en una instalación cerrada con iluminación LED blanca. En todos los sistemas de cultivo, la intensidad lumínica a nivel del dosel se mantuvo en 520 ± 17 µmol m⁻² s⁻¹ durante un fotoperiodo de 16 horas. Para ello, se ajustaron tanto la intensidad como la distancia de las luminarias LED blancas utilizadas en el ensayo.
El equipo comparó el desarrollo de las plantas en los tres sistemas. Para ello, analizaron parámetros como altura, biomasa, número de hojas, desarrollo de tallos, número de vainas, número de semillas y peso fresco de la producción. Además, evaluaron la calidad del edamame obtenido, midiendo compuestos relacionados con el sabor y el valor nutricional, como azúcares, aminoácidos libres e isoflavonas
Resultados obtenidos
Los resultados mostraron que el sistema NFT fue el más eficaz de los tres métodos hidropónicos evaluados. Las plantas cultivadas mediante esta técnica presentaron un crecimiento más vigoroso, con tallos más fuertes, hojas más sanas y mayor biomasa que las cultivadas en los otros sistemas.
La diferencia más importante apareció en la fase productiva. El cultivo NFT permitió obtener más vainas y semillas, lo que se tradujo en rendimientos superiores a los logrados en campo. Este resultado es especialmente significativo porque demuestra que el edamame no solo puede crecer en una fábrica vegetal, sino que puede hacerlo con una productividad competitiva e incluso superior a la agricultura convencional.
El cultivo en lana de roca también mostró buenos resultados, aunque el NFT obtuvo la mejor valoración global. En cambio, el sistema MIST quedó por detrás en varios parámetros de crecimiento y rendimiento, posiblemente por una disponibilidad menos constante de nutrientes para un cultivo con alta demanda durante la fase reproductiva.
El análisis de calidad añadió otro elemento relevante. El edamame producido mediante NFT presentó un mayor contenido de sacarosa, lo que puede traducirse en un sabor más dulce respecto al cultivo en campo. Aunque los niveles de aminoácidos libres fueron algo inferiores, las plantas cultivadas con NFT mostraron concentraciones significativamente más altas de isoflavonas, compuestos bioactivos asociados a diversos beneficios nutricionales.
El estudio demuestran, por tanto, que el cultivo de edamame en fábricas de plantas con iluminación LED es técnicamente viable y que el sistema NFT ofrece los mejores resultados entre las opciones evaluadas. La combinación de hidroponía, luz artificial y control ambiental permitió obtener plantas vigorosas, mayores rendimientos y una mejora en algunos parámetros de calidad, como el contenido de sacarosa e isoflavonas.
Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:
https://www.nature.com/articles/s41598-025-17131-w
Portada: Imagen de recurso generada por IA que no pertenece a la investigación
