[ca] Context Els problemes a què s'enfronta l'agricultura actual són ben coneguts. Entre d'altres s'inclouen els recursos de cultiu limitats, com ara sòls fèrtils i aigua disponible; el canvi climàtic, amb alternança de períodes de sequera i esdeveniments de pluja massiva; l'augment de la població mundial i la seva concentració a les zones urbanes. En aquest context, la necessitat d'apropar-se a una agricultura innovadora caracteritzada per una forta aportació tecnològica és de fonamental importància. Una actualització tecnològica pot ajudar no només a garantir una producció important i controlada amb la menor quantitat d'inputs de cultiu, sinó també a conduir a la creació de sistemes alimentaris més sostenibles i resilients en els quals la producció rural i urbana, passant també per una integració en edifici ( per exemple, els hivernacles de les cobertes), es poden fusionar per fomentar la producció i el consum locals amb els consegüents beneficis econòmics, socials i ambientals. L'ús d'hivernacles d'alta tecnologia caracteritzats per sistemes de control climàtic, cultiu sense sòl per a l'optimització dels recursos hídrics i de nutrients, i l'ús de llum artificial suplementària en condicions de radiació solar limitada, ja han demostrat una capacitat eficaç per garantir un augment de la producció, especialment per tomàquet. Als països de latituds altes, aquests sistemes s'han convertit en la norma, aconseguint uns rendiments d'uns 60 kg m-2 de tomàquet als Països Baixos, enfront dels 28 kg m-2 d'Almeria, Espanya. Efectivament, el context mediterrani d'hivernacle segueix aplicant principalment sistemes de cultiu de baixa tecnologia, donats pel control climàtic passiu, el cultiu del sòl i les cobertes subòptimes per a condicions de llum interna, que poden garantir uns costos d'inversió inicials limitats, però afectant la capacitat productiva i l'eficiència dels costos de gestió a la llarga. Entre els diferents aspectes a investigar per a una millora tecnològica i productiva de l'àrea mediterrània, l'aplicació de la il·luminació LED suplementària encara mostra un interès limitat. De fet, la millor distribució de la radiació solar durant l'any enfront dels països de la zona nord podria suggerir una aplicació innecessària d'aquesta tecnologia en els contextos més meridionals. No obstant això, el cultiu de tomàquet d'alta densitat amb sistemes intensius emparrats podria conduir a un ombreig mutu i la consegüent reducció de la fotosíntesi i el rendiment, fins i tot en cas de quantitats apreciables de radiació solar externa. Estratègies d'interès també podrien incloure la producció fora de temporada o l'aplicació a l'agricultura integrada en l'edificació (BIA), com els hivernacles a sobre de terrats, on les regulacions municipals d'estructura i seguretat contra incendis podrien limitar la radiació entrant a la zona de cultiu. Paral·lelament a aquests aspectes, la llum LED addicional també podria afectar alguns aspectes morfofisiològics, amb conseqüències sobre les propietats nutracèutiques, la qualitat postcollita i la producció de plàntules. Objectiu L'objectiu d'aquesta investigació va ser investigar aplicacions diversificades de la il·luminació LED suplementària per a la producció de tomàquet d'hivernacle (Solanum lycopersicum), amb un focus específic en el context mediterrani. En conseqüència, les preguntes de recerca dirigides van ser: •RQ1: Quin és l'estat actual del cultiu de tomàquet amb llum LED addicional i quins aspectes s'han d'explorar encara? (Capítol 1 i 2). •RQ2: Quin és el potencial de la llum LED suplementària per reduir els ombrejats estructurals i la transmissió limitada de la radiació solar en el cas del cultiu de tomàquet en hivernacles integrats a les cobertes (i-RTG)? (Capítol 3). •RQ3: La llum LED addicional durant el cultiu podria afectar la qualitat del tomàquet després de la collita? (Capítol 4). •RQ4: A més de la producció de fruites, l'aplicació de llum LED suplementària podria interessar altres àrees comercials com la producció de plàntules de tomàquet? (Capítol 5). •RQ5: L'ús de llum LED addicional podria influir en alguns aspectes de gestió de la producció de tomàquet, com ara la defoliació, amb conseqüències en els aspectes qualitatius i quantitatius de la producció? (Capítol 6). Materials i mètodes El mètode utilitzat per al desenvolupament de la recerca va comportar dues fases: una primera fase de definició de l'estat de l'art del tema de recerca i possibles aspectes a implementar (RQ1), i una segona fase d'aplicació experimental basada en les observacions anteriors (RQ2, 3, 4 i 5). La primera fase es va dur a terme amb un mètode sistemàtic i meta-analític, i va consistir en: l'avaluació dels resultats de la investigació de la literatura disponible sobre el tema de la llum LED suplementària per al cultiu de tomàquet (Capítol 1), i l'anàlisi del desenvolupament mundial de l'agricultura en coberta (RA) com a sector potencial d'aplicació de llum LED suplementària (Capítol 2). La segona fase va consistir en el desenvolupament de quatre experiments (Capítol 3, 4, 5 i 6). El primer experiment tenia com a objectiu donar resposta a l'RQ2, aplicant els següents tractaments de llum: vermell i blau en una proporció de 3 (RB), vermell i blau en una proporció de 3 + Far-Red (FR) durant tot el dia, i vermell i blau en una proporció de 3 + Far-Red al final del dia durant 30 min (EOD). Els tractaments de llum es van afegir a la llum solar natural durant 16 h d-1 (8-00 h) amb una intensitat al voltant de 170 µmol m-2 s-1. També es va considerar un control cultivat sota llum natural (CK). El segon experiment va respondre a l'RQ3, aplicant els mateixos tractaments del primer experiment per avaluar els efectes de la llum LED suplementària durant el cultiu sobre la qualitat postcollita del tomàquet, després d'una setmana d'emmagatzematge a la foscor a 13°C. El tercer experiment va respondre a l'RQ4. , utilitzant els tractaments de llum d'experiments anteriors per avaluar la resposta morfo-fisiològica de les plàntules de tomàquet. Finalment, el quart experiment, que va respondre al RQ5, on es vaconsiderar la combinació de dos règims de defoliació, és a dir, l'eliminació de fulles abans de la collita (R) o la no eliminació (NR), amb tractaments RB o CK. Resultats RQ1: L'avaluació meta-analítica de l'aplicació de llum LED suplementària per al cultiu de tomàquet va mostrar una capacitat efectiva per augmentar el rendiment (+40%), els continguts de sòlids solubles (+6%) i àcid ascòrbic (+11%), contingut de clorofil·la en fulla (+31%), capacitat fotosintètica (+50%) i superfície foliar (+9%). L'anàlisi també va revelar una aplicació limitada de la tecnologia en el context mediterrani, així com una avaluació limitada dels aspectes nutracèutics. A més, l'avaluació del desenvolupament mundial de RA va mostrar un creixement del sector, amb aplicacions addicionals de llum LED potencialment interessants per millorar la producció d'hivernacles a les cobertes (Capítols 1 i 2). RQ2: L'aplicació de llum LED suplementària en un i-RTG va mostrar el potencial per superar les limitacions de la llum a causa dels ombrejats estructurals i la baixa transmissivitat dels materials de recobriment ignífugs independentment de la qualitat de l'espectre. En particular, les plantes tractades amb LED van aconseguir un augment del rendiment d'un 17% en comparació amb el control cultivat amb llum natural (CK), que va mostrar una reducció de pes del 9,3% i un 7,2% menys de fruits (Capítol 3). RQ3: L'aplicació d'il·luminació suplementària LED abans de la collita va afectar positivament la qualitat post-collita dels tomàquets després d'una setmana d'emmagatzematge a 13°C. En particular, RB i FR van augmentar la fermesa de la fruita en comparació amb CK. A més, la fruita RB va mantenir un contingut més elevat de licopè i β-carotè després d'una setmana d'emmagatzematge en comparació amb CK (Capítol 4). RQ4: La llum LED suplementària va mostrar que afecta els índexs de creixement i la resposta morfo-fisiològica de les plàntules de tomàquet en funció del tractament d'il·luminació. En particular, els tractaments RB i FR van donar com a resultat una millora en la compactació de les plantes, garantint al mateix tempsun bon contingut de clorofil·la. Entre els tractaments subministrats amb il·luminació artificial, les plantes EOD presentaven hipocòtils més llargs, mantenint encara un alt contingut de clorofil·la. D'altra banda, les plantes CK presentaven hipocòtils més llargs, major àrea foliar i menor contingut de clorofil·la, mostrant també una àrea foliar específica (SLA) i una proporció d'àrea foliar (LAR) més altes (Capítol 5). RQ5: L'aplicació o la no aplicació de la defoliació sembla no tenir efectes significatius sobre el rendiment de les plantes de tomàquet i altres paràmetres vegetatius, independentment de la combinació amb llum LED suplementària (RB) o llum natural sola (CK). No obstant això, les plantes sotmeses a la retirada de fulles van mostrar un contingut d'acidesa significativament major i un contingut reduït de sòlids solubles, presentant també una transpiració més elevada. L'aplicació del tractament RB va mostrar una capacitat significativament major per augmentar el rendiment de tomàquet (+118%) en comparació amb CK durant l'hivern (Capítol 6). Conclusions A partir dels resultats, es pot afirmar que l'aplicació de llum LED suplementària al tomàquet cultivat en hivernacle en el context mediterrani té potencial per fomentar diverses millores. En particular, pot augmentar la producció en cas de radiació solar limitada en els i-RTG, millorar la qualitat post-collita i garantir la producció de plàntules de qualitat. Suggeriments per a futures investigacions Malgrat els resultats positius obtinguts, encara cal aprofundir i millorar alguns aspectes de l'aplicació de la llum LED addicional en el context mediterrani. En particular, atès l'augment actual del cost de l'electricitat, les investigacions futures haurien de centrar-se en mètodes més econòmics per gestionar la il·luminació suplementària, com l'aplicació de fotoperíodes més curts o intensitats més baixes, o tècniques que puguin proporcionar estalvi energètic com la llum polsada. Adicionalment futures investigaciós també hauria de referir-se a l'avaluació de la qualitat després de la collita, considerant períodes d'emmagatzematge més llargs i avaluacions dels tomàquets en etapes primerenques de desenvolupament. A més, el tractament EOD, que va mostrar un major allargament dels hipocòtils en les plàntules de tomàquet, es va poder provar en varietats d'empelt per afavorir la producció de portaempelts més fàcils de manejar i de més qualitat. Finalment, també s'ha de considerar l'extensió de l'avaluació de les plàntules de tomàquet fins a l'etapa de fructificació per entendre millor els efectes que pot tenir la llum addicional a l'inici del desenvolupament de la planta sobre la distribució dels assimilats.

[es] Antecedentes Los problemas a los que se enfrenta la agricultura actual son bien conocidos. Entre ellos, la limitación de los recursos de cultivo, como el suelo fértil y el agua disponibles; el cambio climático, con la alternancia de periodos de sequía y eventos de lluvias masivas; el aumento de la población mundial y su concentración en zonas urbanas; por nombrar algunos. En este contexto, la necesidad de abordar una agricultura innovadora caracterizada por un fuerte aporte tecnológico es de fundamental importancia. Una actualización tecnológica puede ayudar no sólo a garantizar una producción mayor y controlada con la menor cantidad de insumos de cultivo, sino también a la creación de sistemas alimentarios más sostenibles y resilientes en los que la producción rural y urbana, pasando también por una integración en edificio (por ejemplo, invernaderos en azoteas), puedan fusionarse para fomentar la producción y el consumo local con los consiguientes beneficios económicos, sociales y ambientales. La aplicación de invernaderos de alta tecnología caracterizados por sistemas de control climático, el cultivo sin suelo para la optimización de los recursos de agua y nutrientes, y el uso de luz artificial suplementaria en condiciones de radiación solar limitada, ya han demostrado una capacidad efectiva para garantizar el aumento de la producción, especialmente del tomate. En los países de alta latitud, estos sistemas se han convertido en la norma, alcanzando rendimientos de unos 60 kg m-2 de tomate en los Países Bajos, frente a los 28 kg m-2 de Almería (España). De hecho, en el contexto de la agricultura mediterránea en invernadero se siguen aplicando principalmente sistemas de cultivo de baja tecnología, dados por el control climático pasivo, el cultivo en suelo y las cubiertas subóptimas para la condición lumínica interna, que pueden garantizar unos costes de inversión iniciales limitados, pero que afectan a la capacidad productiva y a la eficiencia de los costes de gestión a largo plazo. Entre los diversos aspectos que deben investigarse para una mejora tecnológica y productiva de la zona mediterránea, la aplicación de la interiluminación LED suplementaria sigue mostrando un interés limitado. De hecho, la mejor distribución de la radiación solar a lo largo del año en comparación con los países del área norte podría sugerir una aplicación innecesaria de esta tecnología en los contextos más meridionales. Sin embargo, el cultivo de tomates en alta densidad entutorados en forma vertical podría provocar un sombreado mutuo y la consiguiente reducción de la fotosíntesis y del rendimiento, incluso en caso de cantidades apreciables de radiación solar externa. Las aplicaciones de interés también podrían incluir la producción fuera de temporada o la aplicación en la Agricultura Integrada en Edificios (BIA), como los invernaderos en azoteas, donde las regulaciones municipales para la estructura y la seguridad contra incendios podrían limitar la radiación entrante en la zona de cultivo. Además de estos aspectos, la luz LED adicional también podría afectar a algunos aspectos morfo-fisiológicos, con consecuencias en las propiedades nutracéuticas, la calidad postcosecha y la producción de plántulas. Objetivo El objetivo de esta investigación fue investigar aplicaciones diversas de interiluminación LED suplementaria para la producción de tomate en invernadero (Solanum lycopersicum), con un enfoque específico en el contexto mediterráneo. En consecuencia, las preguntas de investigación que se plantearon fueron las siguientes: • RQ1: ¿Cuál es el estado actual del cultivo de tomate con luz LED suplementaria y qué aspectos quedan por explorar? (Capítulos 1 y 2). • RQ2: ¿Cuál es el potencial de la luz LED suplementaria para reducir los sombreados estructurales y la transmisión limitada de la radiación solar en el caso del cultivo de tomate en invernaderos de cubierta integrados (i-RTG)? (Capítulo 3). • RQ3: ¿Podría la luz LED suplementaria aplicada durante el cultivo afectar a la calidad postcosecha del tomate? (Capítulo 4). • RQ4: Además de la producción de fruta, ¿podría la aplicación de luz LED suplementaria interesar a otras áreas comerciales como la producción de plántulas de tomate? (Capítulo 5). • RQ5: ¿Podría el uso de luz LED adicional influir en algunos aspectos de gestión de la producción de tomate como la defoliación, con consecuencias en los aspectos cualitativos y cuantitativos de la producción? (Capítulo 6). Materiales y métodos El método utilizado para el desarrollo de la investigación implicó dos fases: una primera fase de definición del estado del arte del tema de investigación y de los posibles aspectos a implementar (RQ1), y una segunda fase de aplicación experimental basada en las observaciones previas (RQ2, 3, 4 y 5). La primera fase se llevó a cabo con un método sistemático y meta-analítico, y consistió en: la evaluación de los resultados de la búsqueda de la literatura disponible sobre el tema de la luz LED suplementaria para el cultivo del tomate (Capítulo 1), y el análisis del desarrollo mundial de la Agricultura de Azotea (RA) como un sector potencial de aplicación de la luz LED suplementaria (Capítulo 2). La segunda fase consistió en el desarrollo de cuatro experimentos (Capítulos 3, 4, 5 y 6). El primer experimento tenía como objetivo responder a la RQ2, aplicando los siguientes tratamientos de luz: Rojo y Azul en una proporción de 3 (RB), Rojo y Azul en una proporción de 3 + Rojo Lejano (FR) durante todo el día, y Rojo y Azul en una proporción de 3 + Rojo Lejano al final del día durante 30 min (EOD). Los tratamientos de luz se añadieron a la luz solar natural durante 16 h d-1 (8-00 am) con una intensidad de alrededor de 170 µmol m-2 s-1. También se consideró un control cultivado bajo luz natural (CK). El segundo experimento respondió a la RQ3, aplicando los mismos tratamientos del primer experimento para evaluar los efectos de la luz LED suplementaria durante el cultivo sobre la calidad postcosecha del tomate, después de 1 semana de almacenamiento en la oscuridad a 13° C. El tercer experimento respondió a la RQ4, utilizando los tratamientos de luz de los experimentos anteriores para evaluar la respuesta morfo-fisiológica de las plántulas de tomate. Finalmente, el cuarto experimento, que respondió a la RQ5, consideró la combinación de dos regímenes de defoliación, que consistieron en el deshoje antes de la cosecha (R) o el no deshoje (NR), con tratamientos de luz RB o CK. Resultados RQ1: La evaluación meta-analítica de la aplicación de luz LED suplementaria para el cultivo de tomate mostró que tiene una capacidad efectiva para aumentar el rendimiento (+40%), los contenidos de sólidos solubles (+6%) y de ácido ascórbico (+11%), el contenido de clorofila de la hoja (+31%), la capacidad fotosintética (+50%) y el área foliar (+9%). El análisis también reveló una aplicación limitada de la tecnología en el contexto mediterráneo, así como una evaluación limitada de los aspectos nutracéuticos. Además, la evaluación del desarrollo mundial de la AR mostró un crecimiento del sector, con aplicaciones de la luz LED suplementaria de alcance potencialmente interesante para mejorar la producción de los invernaderos de techo (Capítulos 1 y 2). RQ2: La aplicación de luz LED suplementaria en un i-RTG mostró su potencial para superar las limitaciones de luz debidas a los sombreados estructurales y a la baja transmisividad de los materiales de cubierta ignífugos, independientemente de la calidad del espectro. En particular, las plantas tratadas con LED lograron un aumento del rendimiento del 17% en comparación con el control cultivado con luz natural (CK), que se mostró un 9.3% más ligero y un 7.2% menos de frutos (Capítulo 3). RQ3: La aplicación de iluminación suplementaria LED antes de la cosecha afectó positivamente a la calidad postcosecha de los tomates tras una semana de almacenamiento a 13°C. En particular, RB y FR aumentaron la firmeza de los frutos en comparación con CK. Además, los frutos RB mantuvieron un mayor contenido de licopeno y β-caroteno después de una semana de almacenamiento en comparación con CK (Capítulo 4). RQ4: La luz LED suplementaria mostró afectar los índices de crecimiento y la respuesta morfo-fisiológica de las plántulas de tomate dependiendo del tratamiento de iluminación. En particular, los tratamientos RB y FR dieron lugar a una mejora de la compactación de las plantas, garantizando al mismo tiempo un buen contenido de clorofila. Entre los tratamientos suministrados con iluminación artificial, las plantas EOD presentaron hipocótilos más largos, manteniendo un alto contenido de clorofila. Por otro lado, las plantas CK presentaron hipocótilos más largos, mayor área foliar y menor contenido de clorofila, mostrando también mayor Área Foliar Específica (SLA) y Relación de Área Foliar (LAR) (Capítulo 5). RQ5: La aplicación o no de la defoliación no parece tener efectos significativos sobre el rendimiento de las plantas de tomate y otros parámetros vegetativos, independientemente de la combinación con luz LED suplementaria (RB) o luz natural sola (CK). Sin embargo, las plantas sometidas al deshoje mostraron un contenido de acidez significativamente mayor y un contenido de sólidos solubles menor, presentando además una mayor transpiración. La aplicación del tratamiento RB mostró una capacidad significativa para aumentar el rendimiento del tomate (+118%) en comparación con CK durante el invierno (Capítulo 6). Conclusiones A partir de los resultados, se puede afirmar que la aplicación de luz LED suplementaria en el tomate cultivado en invernadero en el contexto mediterráneo tiene potencial para fomentar diversas mejoras. En particular, puede aumentar la producción en caso de que la radiación solar sea limitada en los i-RTG, mejorar la calidad postcosecha y garantizar la producción de plántulas de calidad. Sugerencias para futuras investigaciones A pesar de los resultados positivos obtenidos, todavía es necesario profundizar y mejorar algunos aspectos de la aplicación de la luz LED adicional en el contexto mediterráneo. En particular, dado el actual aumento del coste de la electricidad, la investigación futura debería centrarse en métodos más económicos para gestionar la iluminación suplementaria, como la aplicación de fotoperiodos más cortos o intensidades más bajas, o técnicas que puedan proporcionar un ahorro de energía como la luz pulsada. Futuras investigaciónes también debería referirse a la evaluación de la calidad postcosecha, considerando períodos de almacenamiento más largos y evaluaciones de los tomates en etapas más tempranas del desarrollo. Además, el tratamiento EOD, que mostró una mayor elongación de los hipocótilos en las plántulas de tomate, podría ser probado en variedades de injerto para favorecer la producción de portainjertos más manejables y de mayor calidad. Por último, también debería considerarse la prolongación de la evaluación de las plántulas de tomate hasta la fase de fructificación para comprender mejor los efectos que la luz adicional al principio del desarrollo de la planta puede tener en la distribución de los asimilados.