Determinación de la integral de luz diaria (DLI) óptima para el cultivo interior de lechuga iceberg en un sistema hidropónico vertical autóctono

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 10923 (2023) Citar este artículo

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El cultivo interior de lechuga en un sistema hidropónico vertical (VHS) bajo iluminación artificial es un proceso que consume mucha energía y genera un alto coste energético. Este estudio determina la integral de luz diaria (DLI) óptima en función del fotoperíodo sobre los parámetros fisiológicos, morfológicos y nutricionales, así como la eficiencia en el uso de recursos de la lechuga iceberg (cv. Glendana) cultivada en un VHS de interior. Las plántulas se cultivaron en un fotoperíodo de 12 h, 16 h y 20 h con una densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) de 200 µmol m-2 s-1 utilizando luces LED blancas. Los resultados obtenidos se compararon con VHS sin luces artificiales dentro del invernadero. Los valores de DLI para 12 h, 16 h y 20 h fueron 8,64, 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1, respectivamente. El peso fresco de los brotes en el momento de la cosecha aumentó de 275,5 a 393 g a medida que el DLI aumentó de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1. El DLI de 14,4 mol m-2 día-1 tuvo un impacto negativo en el peso fresco, el peso seco y el área foliar. La transición de VHS sin luces artificiales a VHS con luces artificiales resultó en un aumento del 60% en el peso fresco. Se observó una eficiencia de uso de agua significativamente mayor de 71 g FW/L y una eficiencia de uso de energía de 206,31 g FW/kWh bajo un DLI de 11,5 mol m-2 día-1. El estudio recomienda un DLI óptimo de 11,5 mol m-2 día-1 para la lechuga iceberg cultivada en un sistema hidropónico vertical interior.

Se espera que la población mundial alcance los 9.700 millones para 2050, de los cuales el 70 por ciento vivirá en áreas urbanas1, lo que pondrá a prueba la infraestructura urbana. Se prevé que para 2023, India superará a China como el país más poblado del mundo y su población crecerá al mayor ritmo desde ahora hasta 20502,3. El efecto del cambio climático, el agotamiento de los recursos naturales y el aumento de la urbanización conducirán a que haya menos tierra disponible para la agricultura. Los efectos del cambio climático en el rendimiento de los cultivos implican que las reducciones de rendimiento podrían alcanzar hasta el 60% a finales de siglo, dependiendo del tipo de cultivo, la región y el escenario futuro de cambio climático4. Para abordar estos desafíos, es necesario practicar técnicas de cultivo modernas, como la agricultura vertical, para garantizar la seguridad alimentaria5,6. Estos sistemas pueden producir más plantas por unidad de área que los métodos de cultivo tradicionales, lo que resulta en una mayor producción de cultivos. Esto se logra estableciendo la producción de cultivos en la dimensión vertical7. La agricultura vertical se puede realizar en invernaderos y fábricas de plantas, dos de las formas típicas de agricultura en ambiente controlado8,9.

La lechuga es uno de los cultivos de mayor importancia comercial que se cultivan en todo el mundo. La lechuga es el cultivo ideal para el cultivo vertical debido a su ciclo de crecimiento corto, baja demanda de energía, crecimiento más rápido, bajo contenido de calorías y también contiene niveles importantes de fibra, minerales y vitaminas, además de sustancias bioactivas beneficiosas10. La lechuga Iceberg y la de los Grandes Lagos son dos de las variedades de lechuga arrepollada más comúnmente cultivadas en la India. Después de China y Estados Unidos, la India es el tercer mayor productor de lechuga del mundo y representa el 14% de la superficie total sembrada en todo el mundo, pero produce sólo el 4,1% de la producción total11. Por lo tanto, existe una creciente necesidad de aumentar la producción y productividad de la lechuga en la India utilizando técnicas modernas de cultivo intensivo como la agricultura vertical.

La luz es una de las variables ambientales más importantes en la agricultura vertical que influye en el desarrollo de las plantas y gobierna la actividad de las plantas en función de la cantidad, calidad y dirección de la luz12,13. La luz puede ser emitida naturalmente por el sol, sufrir una transformación espectral o incluso redirigirse. La principal fuente de energía para los cultivos tradicionales es la luz solar, y la luz que las plantas interceptan en un entorno natural fluctúa y es compleja14. Durante los días nublados y especialmente en invierno las plantas reciben mucha menos luz de la necesaria para su normal crecimiento y desarrollo. Las luces de cultivo artificiales se pueden utilizar como luz suplementaria cuando la luz solar natural es inadecuada, y las luces de cultivo son la única fuente de luz para granjas interiores verticales con luces artificiales15,16. La iluminación artificial genera radiación que sirve como fuente de energía para la fotosíntesis y como señal biológica que puede modificar la morfología y la calidad de las plantas. Para una producción interior eficaz durante todo el año de cultivos de alto rendimiento, es importante maximizar el crecimiento de las plantas bajo luz artificial y al mismo tiempo reducir los gastos17,18,19. Los LED tienen la mayor eficiencia de radiación fotosintéticamente activa (PAR) de todas las fuentes de luz artificial. También permiten alcanzar el nivel óptimo de irradiancia en términos de producción de biomasa y costes energéticos generales20. Estudios anteriores21,22 han demostrado que las plantas cultivadas bajo una combinación de LED rojos y azules se ven rojizas, lo que dificulta identificar signos de enfermedades y problemas de crecimiento. No hubo cambios significativos en todas las características fisiológicas y de rendimiento de las plantas de lechuga entre las bombillas LED blancas y las bombillas fluorescentes de color blanco frío. Sin embargo, los LED blancos consumieron menos electricidad, lo que indica que los LED blancos podrían reemplazar eficazmente a las bombillas fluorescentes clásicas23,24.

Una cantidad adecuada de luz puede fomentar la actividad fotosintética y aumentar la producción de biomasa, pero demasiada luz provocará fenómenos de fotoprotección y fotodaño en las plantas25. La integral de luz diaria (DLI) es la cantidad total de radiación fotosintéticamente activa (400–700 nm) entregada a las plantas en un período de 24 h. Es función del fotoperiodo y la intensidad de la luz (PPFD) e indica la cantidad de luz necesaria para el crecimiento y desarrollo de las plantas. El DLI es un factor ambiental crucial para las plantas y demuestra una asociación más fuerte con la acumulación de biomasa, el crecimiento de las plantas26,27,28,29, la calidad nutricional30 y la cantidad de riego diario31. Sin embargo, el aumento del DLI deterioró la apariencia visual y redujo el rendimiento fotosintético cuántico de PSII32 y la eficiencia del uso de la luz30. No hubo aumentos significativos en el peso fresco total ni en el contenido fenólico total de la albahaca dulce cuando el DLI se incrementó por encima de 16,5 mol m–2 día–112. Gent33, estudió el efecto de la luz solar diaria integral sobre la concentración de metabolitos secundarios en lechuga mantecosa cultivada hidropónicamente. El estudio sugirió que la lechuga se debe cosechar por la tarde después de crecer bajo mucha luz para obtener la máxima calidad nutricional. Runkle34 sugirió un DLI mínimo de 12 a 14 mol m–2 día–1 para la producción de lechuga en invernadero. Cui et al. 29 recomendaron un DLI de 6,35 mol m–2 día–1 para plántulas de pepino que podría lograrse mediante el uso de PPFD de 110–125 µmol m−2 s−1 y un fotoperiodo de 14–16 h. Para el cultivo interior de plantas de lechuga de hoja roja, se sugirió un DLI mínimo de 6,5 a 9,735. El requisito de DLI para la lechuga oscila entre 12 y 16 mol m–2 día–1, sin embargo, su valor varía entre especies y cultivares17,22,26,36.

El aumento de PPFD tiene un efecto positivo en la tasa de fotosíntesis de las plantas hasta una cierta intensidad en la que se produce la tasa máxima de fotosíntesis. Un mayor aumento de la PPFD da como resultado una disminución de la eficiencia en el uso de la luz y del crecimiento de las plantas37. Esto se debe a que las actividades fotoprotectoras hacen que la energía luminosa absorbida se convierta en calor en lugar de permitir que se utilice para el transporte de electrones en las reacciones luminosas que se producen durante la fotosíntesis38. Muchos investigadores han demostrado que la PPFD en el rango de 150 a 300 µmol m-2 s-1 es óptima para el cultivo de lechuga bajo iluminación artificial26,39,40,41,42 o incluso por encima de 300 µmol m-2 s-143,44. ,45. Debido al mayor requerimiento de energía, generalmente no se recomiendan intensidades de luz superiores a 30046. Si bien agregar fotones adicionales aumentando la PPFD tiene ganancias marginales decrecientes, aumentar el fotoperiodo es otra estrategia para aumentar el DLI y la fotosíntesis bruta17,47,48.

El fotoperíodo es un factor ambiental importante que regula el crecimiento y desarrollo de las plantas. Muchas especies de plantas detectan la duración del día para determinar cuándo realizar la transición del crecimiento vegetativo al desarrollo reproductivo. El fotoperíodo puede influir en la cantidad de luz que las plantas experimentan en un día, el control de su ritmo circadiano y el crucial período de oscuridad necesario para la floración en plantas fotoperiódicamente sensibles49,50. Muchos estudios han demostrado que las plantas cultivadas con el mismo DLI y un fotoperíodo creciente con PPFD bajo dieron como resultado una mayor actividad fotosintética y producción de biomasa38,51,52. Además, se demostró que Arabidopsis53 (Lepisto et al., 2009) y lechuga54 tienen un aumento en su producción de biomasa cuando se exponen a luz continua. La iluminación continua también aumentó la biomasa de brotes frescos y secos y el crecimiento de las plantas de lechuga (cv. Yidali) bajo LED rojos y azules14. Se obtuvieron resultados similares para las plantas de capuchina (Tropaeolum majus L.)55. Sin embargo, en otro estudio17 se encontró que ampliar el fotoperíodo de 16 a 24 h día-1 con un DLI de 10,4 mol m-2 día-1 no aumentaba significativamente el peso seco de la lechuga (cv. Rouxai). Además, la CL tuvo un impacto perjudicial en la tasa de fotosíntesis en las hojas, así como en el peso seco total de las plantas de tomate56. También se informó que la CL tiene un impacto negativo en el peso fresco y seco de la planta de hielo común48. Por lo tanto, el efecto del fotoperíodo varía según el tipo de cultivo y sus cultivares (Tabla complementaria 1).

Es importante resaltar que la densidad de plantas utilizada en este estudio estuvo en línea con el cultivo comercial de lechuga. Esto se debe a que el espaciamiento de plantas de alta densidad puede generar competencia por la luz, lo que no se tiene en cuenta en los estudios que utilizan un diseño de una sola planta por maceta. Por lo tanto, es crucial considerar el espaciamiento de plantas de alta densidad para evaluar con precisión el impacto de la competencia lumínica en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Se debe tener en cuenta tanto la cantidad de luz que captura un cultivo como la eficacia con la que utiliza esa luz para producir biomasa para evaluar con precisión el crecimiento y la productividad del cultivo. Una de las principales desventajas de la agricultura vertical con luz artificial es el mayor coste de la electricidad. El número de horas de luz proporcionadas a las plantas está directamente relacionado con el coste de la electricidad. Por lo tanto, es necesario realizar más investigaciones sobre las estrategias DLI que ofrecen los LED blancos de fuente única, teniendo en cuenta el consumo de energía. Nuestro estudio se suma a la literatura existente sobre DLI y producción de lechuga al evaluar el impacto de diferentes regímenes de DLI no solo en el crecimiento y el rendimiento, sino también en la calidad nutricional y la eficiencia en el uso de recursos de la lechuga cultivada en VHS en invernadero, proporcionando una comprensión más completa de los DLI. Impacto en la producción de lechuga. Además, un tercer estudio compara el crecimiento de la lechuga bajo diferentes regímenes de DLI proporcionados por luces LED artificiales con el de la luz solar natural dentro de un invernadero, lo que nos permite identificar el régimen de DLI óptimo para la producción de lechuga y proporcionar información sobre las ventajas relativas de las luces artificiales en comparación con las naturales. luz solar, algo que no se hacía antes. Hasta donde sabemos, ningún estudio ha examinado la respuesta de la lechuga iceberg a diferentes DLI utilizando LED blancos de fuente única. Muy pocos investigadores han estudiado el impacto del DLI variando el fotoperiodo y manteniendo constante el PPFD. Por lo tanto, el objetivo de nuestro estudio fue estudiar el efecto del fotoperíodo/DLI en el crecimiento de los cultivos, la fotosíntesis y los parámetros de calidad y determinar el fotoperíodo/DLI óptimo para la lechuga iceberg con el fin de optimizar el crecimiento de las plantas teniendo en cuenta la eficiencia en el uso de recursos. . Nuestra hipótesis es que un DLI más alto conduciría a una mayor acumulación de biomasa y calidad nutricional. Probamos las hipótesis con tres tratamientos DLI obtenidos variando el fotoperiodo.

El peso fresco de los brotes y las raíces de la lechuga cultivada en un sistema hidropónico vertical con luces artificiales se vio significativamente afectado (p <0,05) por el DLI en todas las etapas de muestreo, excepto en el FW de la raíz a los 20 DAT (Fig. 1). El peso fresco de los brotes de lechuga aumentó significativamente con el aumento del DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1, posteriormente disminuyó significativamente con el DLI de 14,4 mol m-2 día-1, en el momento de la cosecha. Hasta los 30 DAT, no hubo diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) en el FW de los brotes entre los tratamientos de 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1. El aumento del DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 aumentó el FW de brotes y raíces en un 42% y 57%, respectivamente. Sin embargo, aumentar el DLI de 11,5 a 14,4 mol m-2 día-1 disminuyó el FW de brotes y raíces en un 10% y 21%, respectivamente.

(A) Peso fresco del brote y (B) peso fresco de la raíz de una lechuga iceberg cultivada en cuatro fotoperíodos (12 h, 16 h, 20 h y control) en varios intervalos de muestreo. Las barras representan medias ± error estándar. Las medias seguidas de letras diferentes indican una variación estadísticamente significativa en p < 0,05, según la prueba HSD de Tukey.

El DW de brotes y raíces de lechuga se vio afectado significativamente (p <0,05) en todas las etapas de muestreo por los tratamientos DLI (Fig. 2). Se observó una tendencia similar en DW como en el caso de FW excepto que no hubo diferencias significativas en el DW de brotes y raíces entre el control y 8.64, 11.5 y 14.4 mol m-2 día-1 DLI en la etapa de cosecha. Sólo a los 30 DAT, se observó una diferencia significativa entre el control y 8,64, 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1 DLI. Se observó un aumento del 41% en el DW de los brotes al aumentar el DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1, pero un aumento adicional en el DLI a 14,4 mol m-2 día-1 resultó en una disminución del 23% en el DW de los brotes. El DLI de 8,64 mol m-2 día-1 tuvo un 11% más de peso seco de brotes que el tratamiento de control, pero la diferencia no fue estadísticamente significativa.

(A) Peso seco del brote y (B) peso seco de la raíz de una lechuga iceberg cultivada en cuatro fotoperíodos (12 h, 16 h, 20 h y control) en varios intervalos de muestreo. Las barras representan medias ± error estándar. Las medias seguidas de letras diferentes indican una variación estadísticamente significativa en p < 0,05, según la prueba HSD de Tukey.

El área de la hoja de una lechuga iceberg cultivada en un sistema hidropónico de interior mostró una respuesta distinta al DLI/fotoperiodo. El área foliar aumentó en un 43% con un aumento en el DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 (Fig. 3A), un incremento adicional en el DLI a 14,4 mol m-2 día-1, disminuyó ligeramente el área foliar (3%) . Sin embargo, la disminución en el área foliar con 14,4 mol m-2 día-1 DLI no fue estadísticamente significativa. No se encontraron diferencias significativas en todos los tratamientos a los 20 DAT. Además, el DLI de 8,64 mol m-2 día-1 tuvo un 12 % más de área foliar en comparación con el tratamiento de control, pero la diferencia no fue estadísticamente significativa.

(A) Área foliar de lechuga y (B) área foliar específica de lechuga en diferentes etapas de muestreo. Las barras representan medias ± error estándar. Las medias seguidas de letras diferentes indican una variación estadísticamente significativa en p < 0,05, según la prueba HSD de Tukey.

DLI/Fotoperiodo no afectó significativamente (p < 0,05) el área foliar específica de la lechuga en el momento de la cosecha. No hubo una tendencia consistente a lo largo del tiempo entre el fotoperíodo y el área foliar específica (Fig. 3B). El área foliar específica para los tratamientos DLI de 8,64, 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1 DLI no fue sustancialmente diferente en todas las etapas de muestreo.

El número de hojas fue significativamente (p <0,05) mayor en el caso del tratamiento DLI de 11,5 mol m-2 día-1 en comparación con el tratamiento de control en el momento de la cosecha (Fig. 4A). El DLI de 11,5 mol m-2 día-1 tuvo el mayor número promedio de hojas (24), seguido de 8,64 (22), 14,4 (21) y el control (19). No hubo diferencias significativas entre todos los DLI/fotoperiodos a los 10 DAT. También se encontró que el DLI proporcionado por las luces artificiales (8,64, 11,5, 14,4) no ha afectado sustancialmente el número de hojas.

(A) Número de hojas por planta y (B) Proporción de brotes de raíz por planta en diferentes etapas de muestreo. Las barras representan medias ± error estándar. Una variación significativa (p < 0,05) en las medias se denota con letras diferentes según la prueba HSD de Tukey.

Se observó una tendencia decreciente en la proporción de raíces y brotes en cada etapa sucesiva de muestreo (Fig. 4B). No hubo diferencias significativas entre los tratamientos DLI de 8,64, 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1 en todas las etapas de muestreo, excepto a los 10 DAT. El DLI de 8,64 mol m-2 día-1 tuvo la proporción de brotes de raíz más baja (0,039), seguido de 14,4 mol m-2 día-1 (0,045) y 11,5 mol m-2 día-1 (0,052), mientras que el tratamiento de control tuvo la mayor proporción de raíces y brotes al momento de la cosecha pero sus diferencias no fueron significativas.

La curva de respuesta a la luz mostró una buena correlación entre la tasa fotosintética y la PPFD. La tasa fotosintética aumentó continuamente de 3,02 µmol CO2 m-2 s-1 a 200 µmol m-2 s-1 a 10,89 µmol CO2 m-2 s-1 a 1000 µmol m-2 s-1, donde alcanzó un punto de saturación de luz. (Figura 5A). Un aumento adicional en PPFD a 1200 µmol m-2 s-1 disminuyó la tasa fotosintética (en un 2%) a 10,7 µmol CO2 m-2 s-1. La curva de respuesta para la tasa de transpiración (Fig. 5B) mostró una tendencia creciente continua al aumentar la PPFD, a diferencia de Pr, donde disminuyó después de aumentar la PPFD de 1000 µmol m-2 s-1 a 1200 µmol m-2 s-1. El aumento de PPFD de 400 a 600 µmol m-2 s-1 aumentó la tasa de transpiración en un 28%. Sin embargo, un aumento adicional de la PPFD a 800 y 1000 µmol m-2 s-1 resultó en un 14% y un 11% respectivamente.

Respuesta de (A) tasa fotosintética y (B) tasa de transpiración de hojas de lechuga al aumento de la intensidad de la luz de las luces LED blancas. Las barras de error representan el error estándar de la media.

Para analizar los parámetros de intercambio de gases de las hojas, el tratamiento de control, que consistía en un VHS de tres capas sin luces artificiales, se dividió en capa superior, media e inferior. Se ha estudiado la respuesta de los parámetros de intercambio gaseoso foliar por capa en el tratamiento control compuesto por un VHS de tres capas sin luz artificial que luego se comparó con el VHS con luz artificial. Observamos, para la condición de control, que la actividad fotosintética de la lechuga disminuyó sustancialmente desde la capa superior a la inferior en un 70% (Tabla 1). El aumento del DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 aumentó la actividad fotosintética en un 22%. Sin embargo, no se observó ninguna diferencia significativa entre 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1. También se encontró que la eficiencia en el uso del agua (Pn/E) disminuyó desde la capa superior hasta la inferior en el tratamiento de control. La WUE más alta se observó bajo un tratamiento DLI de 11,5 mol m-2 día-1 correspondiente a un fotoperíodo de 16 h.

Todos los parámetros cualitativos de la lechuga variaron ampliamente en respuesta al fotoperiodo cambiante. El contenido fenólico total de 11,5 mol m-2 día-1 DLI (15,27 ± 0,49 mg GAE/100 g de FW) fue significativamente (p <0,05) mayor en comparación con 14,4 y el control (Tabla 2). Los fenoles totales fueron un 2,5% más altos en el DLI de 11,5 mol m-2 día-1 que en el DLI de 8,64 mol m-2 día-1, lo que no fue estadísticamente significativo. Además, los fenoles totales en todos los tratamientos de fotoperíodo proporcionados por luces artificiales fueron sustancialmente más altos que los del control. El fotoperíodo no tuvo efecto sobre la capacidad antioxidante de la lechuga cultivada bajo luz artificial. Sin embargo, fue significativamente (p < 0,05) mayor en comparación con el control. La capacidad antioxidante más alta (8,48 ± 0,17 µmol Trolox/g FW) se observó con 11,5 mol m-2 día-1 DLI seguido de 14,4 mol m-2 día-1 (8,05 ± 0,14 µmol Trolox/g FW) DLI. La capacidad antioxidante de 11,5 mol m-2 día-1 DLI fue un 29,70% mayor que la del control. El contenido de vitamina C de la lechuga iceberg aumentó al aumentar el DLI de 11,5 a 14,4 mol m-2 día-1. Sin embargo, no hubo diferencias significativas entre 8,64 y 11,5 mol m-2 día-1 DLI. Se encontró que el contenido de vitamina C era más alto en el período de 14,4 (14,38 mg/100 g), mientras que el más bajo se observó en el caso del tratamiento de control (12,10 mg/100 g). 0,14,4 mol m-2 día-1 DLI tenía un 19 %. mayor contenido de vitamina C que el control. Los parámetros fisiológicos como la longitud de las hojas, la longitud de las raíces y la altura de la planta también se midieron en el momento de la cosecha. La longitud de la hoja no se vio afectada por el fotoperíodo de las luces LED artificiales, pero fue significativamente mayor en comparación con el control. La longitud de la raíz no tuvo diferencias significativas entre todos los tratamientos. La altura de la planta fue sustancialmente mayor para los DLI de 11,5 mol m-2 día-1 en comparación con los tratamientos de 14,4 mol m-2 día-1 y de control. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la altura de la planta entre los tratamientos de 8,64 y 11,5 mol m-2 día-1.

Se necesitaba electricidad para alimentar la bomba sumergible, la bomba aireadora y los LED. Para calcular la EUE eléctrica se consideró la energía eléctrica consumida por los LED. El DLI de 8,64 mol m-2 día-1 requirió la menor cantidad de energía (41,55 kWh) en comparación con los otros dos DLI. La variación del DLI tuvo un impacto significativo en la EUE de la lechuga (Fig. 6A). El aumento del DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 aumentó la EUE en un 7%. El EUE se redujo en un 28 % a medida que el DLI aumentó aún más a 14,4 mol m-2 día-1. El DLI de 11,5 mol m-2 día-1 produjo el EUE más alto, mientras que el DLI de 14,4 mol m-2 día-1 produjo el más bajo.

(A) Eficiencia en el uso de energía y (B) eficiencia en el uso de agua de una lechuga iceberg cultivada en cuatro fotoperiodos. Las barras representan medias ± error estándar. Una variación significativa (p < 0,05) en las medias se denota con letras diferentes según la prueba HSD de Tukey.

La eficiencia del uso del agua de la lechuga se vio afectada significativamente (p <0,05) por diferentes fotoperiodos (Fig. 6B). El consumo total de agua fue mayor (262,82 litros) en el tratamiento de control en comparación con todos los demás tratamientos. En el caso de los tratamientos con luz artificial, el 8,64 mol m-2 día-1DLI utilizó la menor cantidad de agua (193,58 litros). El DLI de 11,5 mol m-2 día-1 tuvo la máxima eficiencia en el uso de agua (100,34 g FW L-1 H2O) seguido de 14,4 mol m-2 día-1 (82,76 g FW L-1 H2O), mientras que el tratamiento de control tuvo el más bajo (72,39 g PF L-1 H2O). La WUE aumentó un 38,6 % cuando el DLI se amplió de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1. Un aumento adicional en DLI a 14,4 mol m-2 día-1 redujo la WUE en un 17,5%. Con los tratamientos de luz artificial se consumieron 5,64 litros de agua por planta, frente a 7,3 litros de agua bajo el tratamiento con luz solar dentro del invernadero.

Varios estudios han examinado el efecto de la variación del DLI debido a cambios en el PPFD en una variedad de plantas cultivadas en interiores, incluida la lechuga26,28,36,61. Sin embargo, pocos estudios, centrados principalmente en la lechuga, han examinado los efectos de la modificación del fotoperíodo en cultivos de interior con iluminación LED25,42,62,63. En el presente estudio, se investigó el efecto del DLI obtenido variando el fotoperiodo (12 h, 16 y 20 h) con PPFD constante de 200 µmol m-2 s-1 en lechuga iceberg cultivada en un sistema hidropónico vertical bajo luces LED blancas. . Se observó que el crecimiento, la calidad nutricional y la eficiencia en el uso de recursos de la lechuga iceberg se optimizaron con un fotoperíodo de 16 h (DLI = 11,52 mol m-2 día-1).

El rendimiento del cultivo tiene relación directa con el DLI64,65. El aumento del DLI aumentó el crecimiento y las características morfológicas de una lechuga iceberg. El peso fresco y seco de hojas y raíces aumentó significativamente (p < 0,05) con un aumento en el DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1. Nuestros resultados estuvieron en línea con estudios previos sobre el mismo cultivo con diferentes cultivares y condiciones de crecimiento que indicaron un aumento en el peso fresco y seco al aumentar el DLI22,26,28,32. Yan et al.22 encontraron que el mayor rendimiento de lechuga de hoja madura se observó para la combinación de 200 µmol m-2 día-1 y un fotoperíodo de 16 h ((DLI = 11,5 mol m-2 día-1) usando cuatro diferentes luces LED proporcionadas en la etapa de plántula. En nuestro estudio, encontramos una tendencia similar en la etapa de cosecha donde el tratamiento de luz LED se proporcionó después del trasplante. La concentración de CO2 mantenida por Yan et al.22 fue casi el doble (800 ± 50 μmol·mol −1) que nuestro estudio. Probaron los efectos de dos fotoperíodos diferentes (14 y 16 h) y dos niveles diferentes de PPFD (200 y 250 µmol m-2 día-1) mientras exponían las plántulas de lechuga a cuatro condiciones de calidad de luz diferentes. .

La biomasa seca de lechuga aumentó sustancialmente a medida que el DLI aumentó de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1. El aumento del peso seco se asoció con un aumento del área foliar de la lechuga. Sin embargo, un mayor incremento en el DLI a 14,4 mol m-2 día-1 disminuyó sustancialmente el peso fresco, lo que demuestra que una cantidad excesiva de DLI tuvo un impacto negativo en la acumulación de carbohidratos e incluso causó una reducción en la acumulación de peso seco30,35 ,66. No hubo diferencia significativa en el peso seco de brote y raíz entre el fotoperiodo de 11,5 y 20 h. Estos resultados estuvieron en línea con estudios previos26,64. El aumento del DLI de 11,5 a 14,4 mol m-2 día-1 disminuyó el peso fresco y el peso seco de las hojas en un 10% y un 23% respectivamente. Esto puede explicarse por la fotoinhibición, definida por Xu y Shen65, como una disminución inducida por la luz en la eficiencia fotosintética que ocurre cuando las plantas reciben más energía luminosa de la que necesitan para la fotosíntesis. Además, el cierre de los poros estomáticos y la consiguiente reducción del intercambio de gases pueden explicar el rendimiento inferior del fotoperiodo de 20 h67 (DLI = 14,4 mol m-2 día-1). Anteriormente se demostró que el peso fresco de la lechuga verde y roja no varió sustancialmente en respuesta a niveles de DLI que oscilaban entre 13 y 26 mol m-2 día-125. El área foliar de la lechuga aumentó en un 43% con un aumento en el DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 bajo luces LED. Las referencias 62,68,69 obtuvieron resultados similares. Sin embargo, Palmer y van Lersel63 encontraron que diferentes fotoperiodos (10, 12, 14, 16, 18 y 20 h) con DLI constante de 16 mol m-2 día-1 no tuvieron influencia en el área foliar de lechuga y mizuna. El fotoperiodo no influyó sustancialmente en el área foliar específica de la lechuga en el momento de la cosecha. (Weaver y van lersel, 2020) obtuvieron resultados similares para la lechuga 'Little Gem' a un DLI constante de 17 mol m-2 día-1.

El contenido fenólico total de la lechuga aumentó con el aumento del DLI de 8,64 a 11,5 mol m-2 día-1 y luego disminuyó a 14,4 mol m-2 día-1. La disminución en el contenido fenólico en DLI de 14,4 mol m-2 día-1 podría deberse al logro del punto de saturación de luz. Este resultado estuvo de acuerdo con Cho et al.69, donde utilizaron lámparas fluorescentes de electrodos externos para estudiar el impacto de varias combinaciones de fotoperíodo y PPFD en hojas de lechuga. Carvalho et al.70, observaron que el contenido fenólico total en hojas de batata fue mayor en el fotoperiodo de 16 h en comparación con el fotoperiodo de 8 h con PPFD de 150 µmol m-2 día-1. Los antioxidantes que se encuentran en alimentos vegetales ricos en nutrientes, como frutas y verduras, son cruciales para reducir el riesgo de enfermedades crónicas relacionadas con el estrés oxidativo71,72. Ali et al.73 observaron que los niveles de actividad antioxidante en acelgas, remolacha roja, amaranto verde, amaranto rojo y espinacas rojas eran mayores en un fotoperiodo de 12 h. Se encontró que la capacidad antioxidante de la lechuga era mayor bajo una combinación de fotoperíodo de 12 h y solución nutritiva a la mitad de concentración74. Cho et al.69, demostraron que la capacidad antioxidante de la lechuga de hoja verde aumentaba hasta las 20 h y luego disminuía a las 24 h. En nuestro estudio, observamos que la capacidad antioxidante aumentó hasta un DLI de 11,5 mol m-2 día-1 y luego disminuyó a 14,4 mol m-2 día-1. Aproximadamente el 70% de las sustancias fenólicas encontradas en la lechuga han demostrado actividad antioxidante, lo que sugiere que las tendencias en el contenido fenólico total y el nivel de antioxidantes en este estudio pueden ser similares entre sí. El contenido de vitamina C de la lechuga iceberg aumentó al aumentar el DLI. Varios otros investigadores informaron una tendencia similar26,76.

La mayor demanda de energía es una de las barreras en la adopción generalizada de la agricultura vertical en interiores con luz artificial. Por lo tanto, aumentar la eficiencia en el uso de los recursos ayuda a reducir costos y mejorar la sostenibilidad general del sistema. También puede ayudar a garantizar que las plantas reciban una cantidad suficiente de recursos, lo que puede mejorar su crecimiento y rendimiento. Al optimizar la eficiencia en el uso de recursos, se puede aumentar la productividad y la rentabilidad del sistema hidropónico de interior y al mismo tiempo reducir su impacto ambiental. En el presente estudio, la WUE de la lechuga aumentó con el aumento del DLI hasta 11,5 mol m-2 día-1 y luego disminuyó a partir de entonces. La WUE más alta de 71 g FW/lit se observó con un DLI de 11,52 mol m-2 día-1. Nuestros hallazgos estuvieron en línea con Pennisi et al.77 pero con un DLI más alto, donde observaron que la WUE de la lechuga mantecosa (cv. Rebelina) aumentó sucesivamente al aumentar la PPFD de 100 µmol m-2 día-1 (DLI = 5,8 mol m-2 día-1) a 250 µmol m-2 día-1 (DLI = 14,4 mol m-2 día-1). El aumento de PPFD a más de 250 µmol m-2 s-1 resultó en una ligera disminución en WUE. Observaron la WUE más alta de 60 g FW/lit, que es menor que nuestros hallazgos. Además, Pennisi et al.42 observaron que los cambios en el fotoperíodo no tenían impacto en la EUA de la lechuga mantecosa (cv. Rebelina). La EUA observada en el presente estudio es mucho mejor que la EUA de la lechuga reportada en condiciones tradicionales de campo abierto e invernadero. Barbosa et al.78 informaron que la WUE de la lechuga en campo abierto y en sistemas hidropónicos de invernadero fue de 4 g PF/lit y 20 g PF/lit, respectivamente.

En el presente estudio, el requerimiento de energía aumentó con el aumento del DLI. El EUE máximo de 206,31 g FW/kWh se observó bajo un DLI de 11,5 mol m-2 día-1. Zhang et al.26 demostraron que la EUE de la lechuga aumentó de 15,9 a 40,6 g FW/kWh al cambiar de luces fluorescentes a luces LED. Yan et al.79 estudiaron el efecto de la combinación de varios LED en la EUE de lechugas de hojas verdes y moradas. Descubrieron que el EUE máximo de 80 g FW/kWh se observaba bajo luces LED blancas. Pennisi et al.42 revelaron que la EUE de la lechuga mantecosa disminuyó con el aumento del fotoperíodo de 16 a 24 h con una PPFD de 250 µmol m-2 s-1 bajo LED azules y rojos. La EUE máxima de 138 g FW/kWh se observó en un fotoperíodo de 16 h correspondiente a un DLI de 14,4 mol m-2 día-1. Las mejoras en las características intrínsecas de la fuente de luz, en particular el uso de energía de la luz y la eficacia de los fotones fotosintéticos, son las principales responsables de los aumentos significativos en la EUE observados en el presente estudio80. La eficacia fotosintética de los fotones de las luces LED utilizadas en nuestro estudio fue de 2,2 µmol/J, que fue más de 1,52 µmol/J utilizada por Pennisi et al.42.

Es esencial comprender la respuesta de las plantas a las diferentes condiciones de iluminación para poder determinar la receta de iluminación óptima. Para garantizar un crecimiento óptimo de las plantas bajo iluminación artificial, se debe considerar la relación entre PPFD, fotoperiodo, DLI y eficiencia en el uso de recursos al desarrollar un algoritmo óptimo de control de la luz. Los productores a menudo quieren saber la PPFD mínima y la duración para el crecimiento óptimo de los cultivos para reducir el costo del cultivo además de la eficiencia en el uso de los recursos. Este es el primer estudio que demuestra la respuesta de una lechuga iceberg cultivada en un sistema hidropónico vertical a varios DLI obtenidos alterando el fotoperiodo. Nuestro estudio demostró que la alteración del DLI mediante la modificación del fotoperíodo tuvo un efecto sustancial en el crecimiento y desarrollo de la lechuga iceberg. Observamos que aumentar el DLI al cambiar el fotoperiodo de 8,64 (DLI = 8,64 mol m-2 día-1) a 16 h (DLI = 14,4 mol m-2 día-1) resultó en un aumento significativo en la acumulación de carbohidratos, el área foliar y los recursos. eficiencia de uso de una lechuga iceberg, mientras que el fotoperíodo de 20 h (DLI = 14,4 mol m-2 día-1) dio como resultado una disminución marginal en los parámetros fisiológicos y morfológicos y una disminución significativa en la eficiencia del uso de recursos. Por lo tanto, de nuestro estudio, podemos concluir que el crecimiento óptimo, la calidad nutricional y la eficiencia en el uso de recursos de una lechuga iceberg se lograron en un fotoperíodo de 16 h correspondiente a un DLI de 11,5 mol m-2 día-1 y un PPFD de 200 µmol m-2 s-1 bajo luces LED blancas. El estudio ha demostrado una estrategia práctica de manejo de la luz para el cultivo de lechuga iceberg en un sistema hidropónico vertical interior utilizando recursos mínimos. Nuestros hallazgos sugieren que al determinar un régimen DLI óptimo para la producción de lechuga, los agricultores podrían potencialmente reducir los costos de energía de iluminación y al mismo tiempo mejorar la calidad nutricional del cultivo, lo que podría tener implicaciones de gran alcance para la agricultura sostenible.

El presente estudio reveló que la calidad nutricional de la lechuga mejoró hasta el umbral DLI, después del cual disminuyó. Mientras que en el caso del contenido de antioxidantes no se observaron cambios significativos en todos los tratamientos DLI. El estudio demuestra que al manipular las condiciones de iluminación dentro del rango óptimo, los productores pueden lograr una mayor eficiencia en el uso de recursos en VHS. El aumento del DLI dentro de un rango específico resultó en mejoras significativas en la acumulación de carbohidratos, el área foliar y la eficiencia en el uso de recursos de la lechuga. Este estudio ha demostrado una estrategia rentable de gestión de la luz para el cultivo interior de lechuga iceberg en invernadero VHS interior.

El presente experimento se llevó a cabo en un invernadero con clima controlado ubicado en el Centro de Tecnología de Cultivo Protegido, ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, India. Las semillas de lechuga iceberg (Lactuca sativa cv. Glendana, Enza Zaden, Holanda Septentrional, Países Bajos) se sembraron en una bandeja de plástico (45 × 70 cm) llena con una mezcla de turba de coco, perlita y vermiculita en una proporción de 3:1:1 (p/p), respectivamente. Durante tres días, las bandejas de plugs se cubrieron con cúpulas de plástico translúcido para mantener un alto nivel de humedad. Después de la germinación, las plantas se podaron a una planta por celda. Las bandejas se mantuvieron en un invernadero de vivero durante aproximadamente 3 semanas. Las bandejas se regaron según los requisitos. Se proporcionó ¼ de solución nutritiva tres días después de la siembra, etapa de cotiledón y etapa de 1 a 2 hojas verdaderas. Las plántulas después de 3 semanas se trasplantaron a un sistema hidropónico vertical (VHS) de tipo NFT (Técnica de película nutritiva) autóctono (1220 mm x 610 mm x 1520 mm) que tenía tres capas. Cada capa tiene capacidad para 36 plantas. La distancia entre cada capa se mantuvo en 35 cm. Las hileras exteriores de plantas en cada parcela no se incluyeron en el análisis porque se consideraron plantas de borde. Para mantener la densidad de siembra original, las plantas se trasladaban después de cada cosecha destructiva. El sistema se mantuvo en una estructura de bambú rodeada por una red de sombra blanca y negra dentro del invernadero para bloquear la luz solar que caía sobre la estructura. Las plantas de lechuga se cosecharon 45 días después del trasplante (DAT). Toda la estructura se cerró mediante una red de sombra rectangular para bloquear la luz del sol. Además, se fijó una lámina de poliestireno (1220 mm × 610 mm) encima de cada capa para evitar la entrada de luz desde la capa superior.

Se proporcionó un depósito de 30 L de capacidad por tratamiento para almacenar y suministrar solución nutritiva. La solución nutritiva estuvo compuesta por los siguientes componentes (mg L−1): KH2PO4, 200; NH4H2PO4, 10; KNO3, 630; K2SO4, 200; Ca(NO3)2·4H2O, 1000; MgSO4, 200; Fe, 40; Cu, 0,4; Zn, 3; Mn, 3; Na2[B4O5(OH)4]·8H2O, 4; Na2MoO4, 0,2, respectivamente. Las plántulas, después del trasplante, se regaron durante dos días antes de proporcionarles la solución nutritiva. La conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva se mantuvo entre 1,2 y 2 dS/m usando agua y solución nutritiva. El pH de la solución nutritiva se mantuvo entre 5,5 y 6,5, utilizando soluciones ácidas (1 M, H2SO4) y básicas (1 M, KOH). Se agregó solución nutritiva nueva al depósito cuando el nivel del agua alcanzó cerca de la bomba en el fondo. La solución nutritiva se renovó cada 2 semanas después del trasplante. La temperatura media (media ± DE) y la humedad relativa dentro de la cámara fueron 20,1 ± 3,3 °C y 69,61 ± 7,6%, respectivamente (con concentración ambiental de CO2). Los métodos empleados en este estudio se llevaron a cabo en estricto cumplimiento de las directrices y regulaciones pertinentes establecidas por las directrices nacionales e internacionales pertinentes, garantizando la integridad científica y la solidez ética de la investigación presentada en este informe.

La luz artificial fue proporcionada por tubos LED blancos (Modelo-HYGL8, espectro N × 4, 17 vatios, Nexel Tech Pvt. Ltd., India) con una relación R:B de 2,6. Los detalles del espectro de luz se muestran en la Fig. 7. Se montaron cuatro LED blancos uniformemente encima de cada capa. Se mantuvo una distancia de 15 cm entre cada LED para obtener una PPFD uniforme. Se utilizó un sensor cuántico LI-190 (Li-Cor, Lincoln, Nebraska, EE. UU.) para medir la densidad del flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) sobre la cubierta vegetal. La salida de PPFD de los tubos LED se mantuvo en 200 ± 10 µmol m-2 s-1. Los fotoperíodos de 12, 16 y 20 h se proporcionaron conectando tubos LED a un temporizador con un valor DLI correspondiente de 8,64, 11,5 y 14,4 mol m-2 día-1, respectivamente (Tabla 3). Los cálculos para las integrales de luz diaria (DLI) se realizaron multiplicando la PPFD (en µmol m-2 s-1) por el fotoperíodo (en segundos), y los resultados se dieron como mol m-2 día-1. El crecimiento de las plantas bajo luz artificial se comparó con el de las plantas cultivadas en un sistema hidropónico vertical (NFT) bajo la luz solar en condiciones de invernadero. La variación diaria del DLI (en mol m-2 día-1) recibido de la luz solar se muestra en la Fig. 8. El DLI se calculó utilizando datos de radiación solar de una estación meteorológica automática ubicada dentro del invernadero. Los datos de radiación solar en W m-2 se convertido a PPFD en µmol m-2 s-1 utilizando un factor de conversión de 2,0657.

Detalles de los espectros de luz del LED utilizado en el experimento (fuente: https://www.nexsel.tech/).

Variación del DLI debido a la luz solar dentro del invernadero.

Las mediciones de crecimiento se tomaron de tres plantas de cada tratamiento con un intervalo de 10 días después del trasplante. Se midieron los siguientes parámetros de las plantas muestreadas: El peso fresco y seco del brote y la raíz se midió en un intervalo de 10 días desde el trasplante hasta la cosecha utilizando una balanza electrónica. Las plantas cosechadas se secaron en estufa a 60 °C durante 72 h y luego se tomaron las medidas de peso seco de raíz y brote. Se contó y registró el número de hojas por planta (longitud superior a 2 cm). El área foliar se midió utilizando un medidor de área foliar LI-3100C (LI-COR Inc., Lincoln, Nebraska). El área foliar específica (SLA) se determinó tomando la relación entre el área foliar de la planta y su peso seco.

El uso total de agua por tratamiento se calculó por separado y la eficiencia del uso del agua se calculó a partir de la relación entre el peso fresco de la planta y el agua de riego utilizada por las plantas, expresada en g FW L-1 H2O. La eficiencia del uso de energía eléctrica se calculó a partir de la relación entre el peso fresco de la planta en el momento de la cosecha y el consumo total de electricidad de los LED expresado como g FW kWh-1 y g DW kWh-1.

Se utilizó un sistema de fotosíntesis portátil (LI-6400xt, LI-COR Inc., Lincoln, EE. UU.) para registrar las curvas de respuesta a la luz y las características de intercambio de gases como la tasa fotosintética (Pn, µmol CO2 m-2 s-1), la conductancia estomática (mol H2O m-2 s-1), tasa de transpiración (E, m. mol H2O m-2 s-1) y la relación entre la concentración de CO2 intercelular y la ambiental, etc. Después de alcanzar las condiciones de estado estacionario y equilibrio, se tomaron medidas en a hojas fisiológicamente activas (44 DDT) de cada planta entre las 9 am y las 11:30 am. El déficit de presión de vapor (VPD) promedio en la cámara foliar fue de 2,2 kPa. Las lecturas se tomaron cuando la concentración subestomática de CO2 (Ci) alcanzó un valor estable.

El contenido fenólico total de muestras de lechuga fresca se determinó según Ainsworth y Gillespie58. Se homogeneizaron 1 g de muestras de lechuga fresca de cada tratamiento en 20 ml de etanol (80%). Las muestras trituradas se centrifugaron a 4 °C durante 20 min a 10.000 rpm. Se mezcló una alícuota de 0,1 ml con 0,5 ml de reactivo de Folin-Ciocalteu y se dejó durante 5 minutos. Tras la adición de 2 ml de Na2CO3 al 20 %, el volumen restante se llevó hasta 20 ml con etanol al 80 %. Se utilizó una cubeta de un centímetro en un espectrofotómetro (Spectra Max M2, Molecular Devices, EE. UU.) para medir la absorbancia a 765 nm.

Según Mensor y otros59 se llevó a cabo una prueba para determinar el efecto eliminador de radicales libres del DPPH. Se tomó una muestra fresca de lechuga de 1 g y se trituró en 20 ml de metanol. Las muestras se centrifugaron a 4 °C durante 20 min a 10.000 rpm. Una mezcla de 1 mL de solución de extracto y 3,9 mL de DPPH se mantuvo en oscuridad durante 30 min. Se utilizó un espectrofotómetro UV-VIS (Spectra Max M2, Molecular Devices, EE. UU.) para registrar la absorbancia de la mezcla de reacción a la longitud de onda de 517 nm. El porcentaje de inhibición de DPPH se calculó de la siguiente manera:

donde A1 = lectura de absorbancia de la muestra a 517 nm, A0 = lectura de absorbancia del blanco a 517 nm, se usó metanol (95%) como blanco. Los resultados se presentaron en µmol Trolox/g FW.

Para la determinación del ácido ascórbico se utilizó el método volumétrico con colorante 2,6-diclorofenol-indofenol60. Se trituraron 2 g de muestra de lechuga en 100 ml de solución de ácido metafosfórico (HPO3) al 3% de concentración. Posteriormente, la muestra se filtró a través de papel de filtro Whatman No. 1. Se transfirieron 10 ml de la solución filtrada a un matraz cónico y se tituló con un colorante hasta que apareció un tono rosado. Se anotaron las lecturas y los resultados se expresaron en mg por 100 g.

El experimento fue diseñado con un Diseño Completamente Aleatorio (CRD) con tres repeticiones. Cada capa del sistema hidropónico vertical contenía cuatro canales NFT. Cada canal NFT se trató como una replicación separada. Se tomaron muestras destructivas de las plantas en los intervalos deseados (10, 20, 30 y cosecha) y se registraron los parámetros de crecimiento. Se tomaron muestras de tres plantas de cada tratamiento para evaluar las características de crecimiento. Los datos obtenidos se analizaron mediante el software SPSS (International Business Machines Corporation, Chicago, Estados Unidos) para medir la significancia de la varianza entre diferentes parámetros en tres fotoperiodos. El análisis univariante se realizó utilizando la prueba de diferencia de significación honesta (HSD) de Tukey en p <0,05 para medir la diferencia significativa en las medias entre los tratamientos. Las tablas de ANOVA obtenidas para cada parámetro se presentan en un archivo de datos complementario (Información complementaria).

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el presente estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Todos los autores desean agradecer al ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, por proporcionar instalaciones de investigación para el experimento.

Este trabajo de investigación fue financiado por el Centro Indoalemán de Ciencia y Tecnología (IGSTC) en el marco del proyecto SenseVert.

División de Ingeniería Agrícola, ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, India

Kishor P. Gavhane, Murtaza Hasan y Dhirendra Kumar Singh

Centro de Tecnología de Cultivos Protegidos, ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, India

Murtaza Hassan

División de Ciencias Ambientales, ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, India

Soora Naresh Kumar

División de Física Agrícola, ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola, Nueva Delhi, India

Rabi Narayan Sahoo

ICAR-Instituto de Investigación de Estadísticas Agrícolas de la India, Nueva Delhi, India

Guardián de la naturaleza

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Conceptualización: MH, DKS y RNS; Curación de datos: KPG y SNK; Metodología: MH, DKS y RNS; Software: KPG y WA; Validación: KPG, MH y DKS; Análisis formal: KPG, SNK y WA; Investigación: KPG, MH y DKS; Recursos: MH, DKS y SNK; Redacción: borrador original: KPG y MH; Escritura: revisión y edición: MH, DKS y SNK; Visualización: KPG, MH, DKS, SNK y WA; Supervisión: MH, DKS, SNK, RNS y WA; Administración de proyectos: MH; Adquisición de financiación: MH

Correspondencia a Kishor P. Gavhane.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Gavhane, KP, Hasan, M., Singh, DK et al. Determinación de la integral de luz diaria (DLI) óptima para el cultivo interior de lechuga iceberg en un sistema hidropónico vertical autóctono. Informe científico 13, 10923 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36997-2

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Recibido: 02 de abril de 2023

Aceptado: 14 de junio de 2023

Publicado: 05 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36997-2

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