Funciones de la espectroscopia en plantas

La espectroscopía en las plantas permite detectar tempranamente enfermedades, estrés hídrico, falta de nutrientes y demás factores mediante la utilización de instrumentos como un espectrómetro.

El espectrómetro es una herramienta que analiza la luz (absorción, reflexión o transmisión) en longitudes de onda específicas. Para las plantas, su uso principal se divide en el análisis de la iluminación y el diagnóstico del estado fisiológico y nutricional.

Cuando la luz incide sobre las hojas, se refleja, se transmite o se absorbe. Cada una de estas interacciones lumínicas puede utilizarse para comprender mejor los procesos fisiológicos internos de las plantas. Los espectrómetros foliares registran datos espectrales, los analizan mediante quimiometría e índices vegetativos predefinidos y proporcionan información crucial sobre las plantas en tiempo real, tanto en el campo como en el laboratorio. Estos instrumentos permiten a científicos, cultivadores y mejoradores actuar con mayor rapidez. 

A través de la forma en que las hojas reflejan y absorben la luz, estos dispositivos permiten:

• Detección de nutrientes: Predicen en tiempo real deficiencias de nitrógeno, potasio u otros elementos en el follaje.
• Monitoreo de estrés hídrico: Identifican la falta de agua en las plantas días antes de que muestren marchitamiento visual.
• Medición de clorofila y pigmentos: Evalúan cuantitativamente los niveles de clorofila, carotenoides y antocianinas sin necesidad de cortar la hoja para pruebas de laboratorio.
• Detección temprana de enfermedades: Identifican estrés biótico (plagas o infecciones) mediante cambios imperceptibles en la reflectancia de la hoja.
• Medición de coeficiente de extinción de luz: Mide cómo el dosel vegetal filtra la radiación fotosintéticamente activa. Relaciona la luz interceptada con el Índice de Área Foliar (IAF).

Para optimizar el crecimiento y la floración de cultivos bajo luces artificiales, los espectrómetros se utilizan para:

• Medir la radiación fotosintéticamente activa (PAR): Cuantifican los fotones exactos (entre 400 y 700 nm) que la planta utiliza para hacer la fotosíntesis.
• Evaluar el espectro de los LEDs: Permiten asegurar que las lámparas del indoor entregan la proporción correcta de luz azul y luz roja.
• Control de estrés lumínico: Evitan la quema de hojas o la elongación excesiva de los tallos ajustando la intensidad de la luz.

A continuación, un video de la utilización del espectrómetro por el INIA (Chile) en un cultivo de San Esteban, Los Andes.