Integral de luz diaria

La integral de luz diaria ( ILD ) describe la cantidad de fotones fotosintéticamente activos (partículas individuales de luz en el  rango de 400 a 700 nm) que llegan a un área específica durante un período de 24 horas. Esta variable es particularmente útil para describir el entorno lumínico de las plantas.

La ecuación para convertir la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) a DLI, suponiendo una PPFD constante, se muestra a continuación. ^{[ 1 ]}

${\displaystyle {\text{DLI}}({\text{mol}}/({\text{m}}^{2}\cdot {\text{día}})=3.6\cdot 10^{-3}\cdot {\text{PPFD}}(\mu {\text{mol}}/({\text{m}}^{2}\cdot {\text{s}}))\cdot {\text{horas de luz}}/{\text{día}}}$

donde las horas luz son el número de horas al día en que los fotones activos llegan al área objetivo, medido en horas.  

Tenga en cuenta que el factor 3,6·10 ⁻³ se debe a los factores de conversión que provienen de la conversión de μmol a mol y de la conversión de la unidad de horas (de Light-Hours) a segundos.

La integral de luz diaria (ILD) es la cantidad de fotones fotosintéticamente activos (fotones en el rango PAR ) acumulados en un metro cuadrado a lo largo del día. Es una función de la intensidad y duración de la luz fotosintética (duración del día) y se suele expresar en moles de luz (mol fotones ) por metro cuadrado (m⁻² ⁾ por día (d⁻¹ ⁾ , o: mol· ^m⁻² · ^d⁻¹ . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El DLI se calcula generalmente midiendo la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) en μmol·m⁻² ^· s⁻¹ ⁽ número de fotones en el rango PAR recibidos en un metro cuadrado por segundo) a medida que cambia a lo largo del día, y luego utilizando ese valor para calcular el número total estimado de fotones en el rango PAR recibidos durante un período de 24 horas para un área específica. En otras palabras, el DLI describe la suma de las mediciones de PPFD por segundo durante un período de 24 horas. ^{[ 4 ]}

^{Si la intensidad de la} luz fotosintética se mantiene constante durante las 24 horas, la DLI en mol m⁻² ^d⁻¹ se puede estimar a partir de la PPFD instantánea mediante la siguiente ecuación: μmol m⁻² ^s⁻¹ multiplicado por 86 400 (número de segundos en un día) y dividido por 10⁶ ⁽ número de μmol en un mol). Por lo tanto, 1 μmol m⁻² ^s⁻¹ = 0,0864 mol m⁻² ^d⁻¹ si ^{la intensidad de} la luz se mantiene constante durante las 24 horas. 

En el pasado, los biólogos utilizaban luxómetros o medidores de energía para cuantificar la intensidad lumínica. Comenzaron a usar la densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) al darse cuenta de que el flujo de fotones en el rango de 400-700 nm es el factor clave para el proceso fotosintético. Sin embargo, la PPFD se suele expresar como el flujo de fotones por segundo. Esta escala temporal resulta conveniente para medir cambios a corto plazo en la fotosíntesis en sistemas de intercambio de gases, pero es insuficiente para caracterizar el clima lumínico óptimo para el crecimiento de las plantas. Esto se debe, en primer lugar, a que no considera la duración del período de luz diurna, pero sobre todo a que la intensidad lumínica en el campo o en invernaderos varía considerablemente a lo largo del día. Los científicos han intentado solucionar este problema informando la intensidad lumínica medida durante uno o más días soleados al mediodía, pero esto solo permite captar el nivel de luz durante un período muy corto del día. La integral de luz diaria incluye tanto la variación diurna como la duración del día, y también puede expresarse como un valor medio mensual o para todo un experimento. Se ha demostrado que está mejor relacionado con el crecimiento y la morfología de las plantas que la PPFD en cualquier momento o duración del día por sí sola. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Algunos medidores de energía pueden capturar la PPFD durante un período de intervalo como 24 horas.

En exteriores, los valores de DLI varían según la latitud , la época del año y la nubosidad . Ocasionalmente, en algunos lugares se pueden alcanzar valores superiores a 70  mol·m⁻² ^· d⁻¹ ^{en días soleados de verano. Los valores promedio mensuales de DLI oscilan entre 20 y 40 en los trópicos, entre 15 y 60 a 30° de latitud y entre 1 y 40 a 60° de latitud. [ 7 ]} Para las plantas que crecen a la sombra de plantas más altas, como en el suelo del bosque, el DLI puede ser inferior a 1 mol·m⁻² ^· d⁻¹ ^, incluso en verano.

En los invernaderos , entre el 30 % y el 70 % de la luz exterior es absorbida o reflejada por el vidrio y otras estructuras. Por lo tanto, los niveles de DLI en los invernaderos rara vez superan los 30  mol·m⁻² ^· d⁻¹ ^. En las cámaras de crecimiento, los valores más comunes se encuentran entre 10 y 30 mol·m⁻² ^· d⁻¹ ^. [ ^{8 ] Actualmente,} existen nuevos módulos de iluminación disponibles para la industria hortícola, donde la intensidad lumínica de las lámparas utilizadas en los invernaderos se regula de manera que las plantas reciban un valor fijo de DLI, independientemente de las condiciones climáticas exteriores.

La DLI afecta a muchos rasgos de las plantas. Las curvas generalizadas de dosis-respuesta muestran que la DLI limita particularmente el crecimiento y funcionamiento de las plantas individuales por debajo de 5 mol·m ⁻² ·d ⁻¹ , mientras que la mayoría de los rasgos se aproximan a la saturación más allá de una DLI de 20 mol·m ⁻² ·d ⁻¹ . Aunque no todas las plantas responden de la misma manera y las diferentes longitudes de onda tienen diversos efectos, ^{[ 9 ]} se encuentran diversas tendencias generales: ^{[ 7 ]}

• Luz de cultivo
• Fotosíntesis
• Curva PI