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Light quality management in fruit orchards: physiological and technological aspects Manejo de la calidad de la luz en huertos frutales: Aspectos fisiológicos y tecnológicos

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Author(s): Richard M. Bastías | Luca Corelli-Grappadelli

Journal: Chilean Journal of Agricultural Research
ISSN 0718-5820

Volume: 72;
Issue: 4;
Start page: 574;
Date: 2012;
Original page

Keywords: luz roja | roja lejana y azul | fitocromo | criptocromo | foto-morfogénesis | film reflectantes | mallas de color | Red | far-red and blue light | phytochrome | cryptochrome | photo-morphogenesis | reflective films | colored nets

ABSTRACT
Light quality (sunlight spectrum) management promises to provide a new technological alternative to sustainable production in horticultural crops. However, little information exists about physiological and technological aspects on light quality management in fruit crops. Sunlight composition changes widely in orchard canopies, inducing different plant responses in fruit trees mediated by phytochrome (PHY) and cryptochrome (CRY) activity. High proportion of far-red (FR) in relation to red (R) light increases shoot elongation, while blue (B) light induces shoot dwarfing. Red and ultraviolet (UV) light increases fruit skin anthocyanin synthesis, while FR light shows a negative effect. Red and B light can also alter leaf morpho-physiological traits in fruit trees, such palisade thickness, stomatal aperture, and chlorophyll content. Besides improvement of photosynthetically active radiation (PAR) availability, the use of reflective films improves UV and R light proportion, with positive effects on PHY mediated-responses (fruit color, fruit weight, shoot growth), as reported in apple (Malus domestica Borkh.), peach (Prunus persica (L.) Batsch), and sweet cherry (Prunus avium (L.) L.). Colored nets widely alter spectral light composition with effects on plant growth, yield, and quality in apple, kiwifruit (Actinidia deliciosa A. Chev. C.F. Liang & A.R. Ferguson), peach, and blueberry (Vaccinium corymbosum L.) orchards. Mechanisms of colored nets seem to be associated to photosynthetic and morphogenetic process regulated by PAR availability, R/B light proportion, and CRY activity. Alteration of light quality affects significantly fruit tree plant responses and could be a useful tool for sustainable (e.g. lower use of chemicals and labor-practices) management of yield and quality in modern orchards.El manejo de la calidad de la luz (espectro de la luz solar) promete proveer una nueva alternativa tecnológica para la producción sostenible de cultivos hortícolas. Sin embargo, existe poca información acerca de aspectos fisiológicos y tecnológicos sobre el manejo de la calidad de la luz en cultivos frutales. La composición de luz solar cambia ampliamente en la canopia de los huertos, induciendo diferentes respuestas en la planta mediadas por la actividad del fitocromo (PHY) y criptocromo (CRY). Una alta proporción de luz roja-lejana (FR) en relación a la roja (R), incrementa la elongación de brotes, mientras que la luz azul (B) induce un acortamiento de brotes. La luz R y ultravioleta (UV) incrementan la síntesis de antocianinas en la piel de los frutos, mientras que la luz FR muestra un efecto negativo. La luz R y B también pueden alterar caracteres morfo-fisiológicos de la hoja en árboles frutales, tales como grosor de la palizada, apertura estomática y contenido de clorofila. Además de mejorar la disponibilidad de la luz fotosintéticamente activa (PAR), el uso de film reflectantes mejora la proporción de luz UV y R, con efectos positivos sobre respuestas mediadas por el PHY (color de fruto, peso de fruto y crecimiento de brotes), como se reportó en manzano (Malus domestica Borkh.), duraznero (Prunus persica L. Batsch) y cerezo (Prunus avium (L.) L.). Las mallas de color alteran ampliamente la composición espectral de la luz con efectos sobre el crecimiento de planta, rendimiento y calidad en huertos de manzano, duraznero, kiwi (Actinidia deliciosa A. Chev. C.F. Liang & A.R. Ferguson) y arándano (Vaccinium corymbosum L.). Los mecanismos de las mallas de color parecen estar asociados a procesos fotosintéticos y morfogenéticos regulados por la disponibilidad de PAR, la proporción de luz B/R, y actividad del CRY. La alteración de la calidad de la luz afecta significantemente respuestas de la planta en árboles frutales y podría ser una herramienta útil para el manejo sostenible (ej. bajo uso de químicos y prácticas laboriosas) del rendimiento y calidad en huertos modernos.
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