Usamos cookies para melhorar sua experiência.Ao continuar a navegar neste site, concorda com a nossa utilização de cookies.Mais informações.As mudanças climáticas e a expansão populacional, bem como os avanços tecnológicos e outras variáveis, irão alterar a agricultura no futuro.Isso implica que as futuras fazendas terão que produzir mais com menos e frequentemente em condições cada vez mais difíceis.Os avanços tecnológicos que permitirão a agricultura futura estão agora sendo desenvolvidos.A fisiologia das plantas, ou como as plantas crescerão, se desenvolverão e se reproduzirão, tem uma variedade de efeitos na produção e na qualidade das culturas.A fisiologia da planta é influenciada pela luz, que é provavelmente o componente ambiental mais significativo.As plantas respondem de forma diferente aos sinais luminosos em seu entorno em termos de quantidade, qualidade, direção e duração.Eles produzem hormônios, bem como outros metabólitos secundários que têm impacto na produção agrícola, na qualidade e no sabor dos alimentos.O cultivo interno bem-sucedido requer uma compreensão das reações das plantas aos sinais de luz.Os efeitos de diferentes condições de luz na fisiologia das plantas foram estudados por pesquisadores da Dinamarca, Bulgária e Bélgica.Os fotorreceptores nas plantas detectam luz ultravioleta-B, ultravioleta-A, vermelha e azul.Esses fotorreceptores podem sentir a intensidade, a qualidade, a direção e o tempo da luz.Dentro da faixa de 400-700 comprimentos de onda de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), a densidade de fluxo de fótons fotossintéticos (PPFD) reflete o número de fótons utilizados para a fotossíntese.Os comprimentos de onda mais significativos para a fotossíntese são a luz vermelha e azul, que são absorvidas eficientemente perto da superfície.Tanto a luz azul (420–450 nm) quanto a vermelha (600–7100 nm) são absorvidas pela clorofila – o principal pigmento vegetal responsável pela fotossíntese.A clorofila A tem picos de absorção na faixa azul de 430 nm e na faixa vermelha de 665 nm, enquanto a clorofila B tem picos de absorção na faixa azul de 453 nm e na faixa vermelha de 642 nm (vermelho).A 550 nm, a clorofila absorve a menor quantidade de luz.(Ouzounis 2019)A luz azul tem mais energia do que a luz vermelha, pois tem uma frequência mais alta e um comprimento de onda mais curto.No entanto, em vez do conteúdo energético de fótons individuais, a fotossíntese é determinada pela quantidade total de fótons absorvidos.O excesso de energia é perdido como calor no caso da luz azul.A eficiência reduzida na faixa azul mostra esse impacto.(Ouzounis 2019)As plantas respondem à luz vermelha e azul de maneira diferente, e mesmo vários tipos da mesma espécie podem florescer melhor sob diferentes situações de luz.Devido à baixa qualidade da luz, as plantas comercializadas em recipientes são comumente feitas em ambientes lotados com luz insuficiente e apresentam hipocótilo estendido, que é o caule localizado abaixo das folhas da semente e logo acima das raízes.Isso faz com que plantas excepcionalmente altas com folhas finas e baixa produção de peso fresco.Ervas e plantas de especiarias tendem a ter essa característica estendida.Devido à baixa qualidade da luz durante o período de germinação, as plantas de endro têm muito alongamento, menos folhas e uma área foliar reduzida.O impacto da mudança dos níveis de luz azul entre 10-15% com uma proporção consistente de luz vermelha foi pesquisado por pesquisadores da Universidade de Ciências da Vida de Poznan, em Poznan, Polônia.Os cientistas descobriram que as plantas de endro expostas à luz vermelha cresciam mais altas e tinham entrenós mais longos, mas as plantas expostas à luz azul tinham entrenós menores e geravam maiores rendimentos de ervas.A resposta da planta à luz azul, por outro lado, é extremamente sensível e é determinada não apenas pela quantidade de luz azul ou vermelha, mas também pelo estágio de crescimento da planta.(2016, Frszczak)Durante as primeiras semanas de germinação, grandes doses de luz azul reduziram mais o alongamento da estrutura do caule do hipocótilo, com plantas cultivadas sob 50% de luz azul tendo o menor comprimento do hipocótilo.Doses mais baixas de luz azul podem ser adequadas para restringir o alongamento em estágios posteriores de desenvolvimento, oferecendo vantagens na taxa fotossintética líquida, com os maiores valores observados em plantas tratadas com luz azul em torno de 30%.(Frszczak, 2016)Em várias situações, outras espécies de plantas apresentam ótimo desenvolvimento.Uma proporção de 1:1 de luz vermelha para azul mostrou ser útil para tomates cereja;no entanto, uma proporção de vermelho para azul de 0,9:0,1 pode ser uma proporção melhor para alface, espinafre e rabanete.Enquanto a luz azul inibe o alongamento do caule em plantas de endro e alface, as berinjelas cultivadas em luz azul têm caules mais longos do que aquelas cultivadas em qualquer outra cor.A expressão de plantas comerciais não alimentícias também pode ser afetada pela luz.A altura das flores de rosas e crisântemos diminuiu quando a quantidade de luz azul foi aumentada.(Frzczak 2016)A luz ultravioleta-B (280-315 nm) está tendo uma influência cada vez mais prejudicial sobre os seres vivos da Terra à medida que a camada de ozônio se esgota, enquanto a luz ultravioleta-C é absorvida na atmosfera superior e dificilmente atinge a superfície da Terra - exceto que isso pode não mais Seja o caso.Em 1997, cientistas em Madri observaram a radiação UV-C direta do sol atingindo a Terra.(Katerova 2009)O efeito da radiação UV-B e UV-C em três hormônios vegetais essenciais que governam a sensibilidade ao estresse externo, ácido abscísico (ABA), ácido indol-3-acético (IAA) e ácido 1-aminociclopropano-a-carboxílico foi pesquisado por pesquisadores da Academia Búlgara de Ciências (ACC).Em resposta a sinais ambientais, esses fitohormônios regulam processos de desenvolvimento, como crescimento de plantas e iniciação de raízes laterais.(Katerova 2009)As plantas de estufa recebem de 16 a 20 horas de luz artificial todos os dias, com intensidades variando de 100 a 200 μmol m-2 s-1.Devido à sua grande eficiência (1,9 μmol m-2 W-1) na conversão de energia em radiação fotossinteticamente ativa, a lâmpada de sódio de alta pressão (HPS) tem sido o padrão da indústria na cultura de plantas de interior há anos.No entanto, as lâmpadas HPS produzem luz principalmente amarela e laranja, com alguma luz vermelha entre 550 e 650 nm.Apenas cerca de 5% da luz gerada pelas lâmpadas HPS é azul e não há método para alterar a saída espectral dessas lâmpadas.Os LEDs geram luz em um espectro restrito que varia do ultravioleta ao infravermelho próximo, permitindo a modificação do espectro de luz para induzir mudanças fisiológicas que podem melhorar o desenvolvimento das plantas.Os LEDs têm qualidades de distribuição de luz equivalentes ou melhores que o HPS, tornando-os um substituto completamente escalável.Os LEDs estão se tornando mais competitivos com as lâmpadas HPS em termos de eficiência quântica e, no caso de algumas luminárias holandesas e dinamarquesas modernas (2,2-2,4 μmol m-2 W-1), elas podem até superá-las.Os LEDs também são fontes de luz de estado sólido e duradouras que podem durar até 100.000 horas, em comparação com a vida útil normal da lâmpada HPS de 10.000-20.000 horas.(Ouzounis 2019)A Avantes foi pioneira no uso da espectroscopia em condições de casa de vegetação.Os espectrômetros Avantes têm sido usados para melhorar as misturas de luz LED e alterar automaticamente os sistemas de sombra dentro das estufas para controlar a integral de luz diária (DLI), que é a quantidade total de luz recebida por uma planta em 24 horas.O desenvolvimento de um método não invasivo de avaliação da saúde e qualidade das plantas é um dos tópicos de foco mais prevalentes na Agricultura Inteligente.A reflexão difusa espectroscópica é excelente para esta aplicação, pois requer pouco aparato e pode ser feita rapidamente (por exemplo, 600 espectros por segundo).A imagem 1 mostra um cabeçote sensor instalado na parte superior de um trator puxando um implemento de fertilizante - um exemplo notável dessa tecnologia.A Yara AG desenvolveu e comercializa este dispositivo, que detecta a iluminação do sol e a compara com os dados de reflexão das colheitas.A luz refletida das culturas oferece uma riqueza de informações sobre o teor de clorofila, permitindo o cálculo de uma pontuação de saúde, que controla o nível de aplicação do fertilizante em tempo real e é posteriormente mapeado para locais de GPS para monitoramento futuro.Este método é uma excelente ilustração de como a agricultura SMART pode aumentar a produção agrícola usando melhor os recursos.A qualidade da colheita é outro aspecto fundamental da produção agrícola que se beneficiou de abordagens espectroscópicas.O equipamento Avantes está sendo usado por pesquisadores da Universidade Politécnica de Valência, na Espanha, para construir um índice de qualidade de manga para modelagem preditiva e uma garra robótica capaz de medições espectroscópicas táteis e NIR simultâneas para detectar a qualidade e a maturidade da manga.(Cortes 2017)As características bioquímicas e físicas das amostras de manga são utilizadas nesta forma não destrutiva de avaliação da qualidade do fruto.As mangas raramente estão prontas para comer quando atingem a maturidade total.Eles exigem um tempo de maturação durante o qual a fruta sofre várias mudanças químicas e físicas.Para avaliar as alterações nos sólidos solúveis, ácido ascórbico, teor de água e cor da casca, foi empregada a espectroscopia de refletância difusa com uma sonda de fibra óptica em contato direto com a casca da manga.Este índice de qualidade foi criado utilizando equipamento espectroscópico multicanal Avantes.A faixa visível do espectrômetro AvaSpec-ULS2048CL-EVO Starline foi de 600–100 nm, enquanto a faixa visível do espectrômetro AvaSpec-NIR256-1.7-EVO NIRLine foi de 900–1750 nm.Na agricultura, espectrômetros e espectrorradiômetros são ferramentas críticas para caracterizar a luz natural e artificial.Esses dispositivos, comumente confundidos com sensores, fornecem dados confiáveis sobre a qualidade e quantidade de luz absorvida, recebida ou transmitida pelas plantas.Em contraste, um sensor é geralmente confinado ao monitoramento de uma faixa específica, porém estreita, de comprimentos de onda de luz recebidos em conjunto.Como a composição dos comprimentos de onda de luz recebidos pelas plantas é tão importante, os espectrômetros são instrumentos úteis para determinar essa composição.Os dispositivos Avantes AvaSpec são construídos para suportar os rigores da espectroscopia de campo.O AvaSpec-ULS2048CL-EVO e o AvaSpec-Mini2048CL são os instrumentos UV/VIS mais utilizados nesta aplicação.Devido aos seus designs robustos e pequenos, coleta de dados em alta velocidade e estabilidade térmica, ambos são escolhas ideais para uso em campo.O AvaSpec-NIR256/512-1.7-EVO e o AvaSpec-NIR256/512-1.7-HSC-EVO refrigerado são os instrumentos para aplicações de infravermelho próximo.Este equipamento é particularmente adequado para análises de grãos e silagem de campo.Esta informação foi obtida, revisada e adaptada de materiais fornecidos pela Avantes BV.Para mais informações sobre esta fonte, visite Avantes BV.Por favor, use um dos seguintes formatos para citar este artigo em seu ensaio, artigo ou relatório:Avantes BV.(2022, 13 de maio).O Futuro da Agricultura Inteligente e Espectroscopia.AZoM.Recuperado em 13 de maio de 2022 em https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=21654.Avantes BV."O Futuro da Agricultura Inteligente e Espectroscopia".AZoM.13 de maio de 2022.