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Impacto De Factores Ambientales En El Crecimiento De Plantas En Condiciones Controladas

Morado Ordóñez Daniel Jauregui Tapia Brandon Vázquez Chávez Emilio Juan Pablo Parra Arreguin Uriel Alberto Hernández Tierrablanca

Introducción

• Contexto: El crecimiento vegetal está influenciado por factores ambientales como la luz, el agua y el compostaje, los cuales interactúan para determinar su desarrollo. Estos factores son cruciales para garantizar cultivos agrícolas sostenibles y mejorar la producción alimentaria mundial. • Objetivo general: Analizar cómo diferentes combinaciones de luz, agua y compostaje afectan el crecimiento de plantas de frijol bajo condiciones controladas. • Objetivos específicos: -Evaluar el impacto de la luz solar y artificial. -Comparar los efectos del agua limpia y reciclada. -Determinar la eficacia del compostaje casero y comercial. -Examinar las interacciones entre los factores ambientales. -Sistematizar y analizar los resultados para identificar condiciones óptimas.

Marco Teórico

• Teoría fotosintética: Según Taiz y Zeiger (2006), la luz es fundamental para la fotosíntesis, proceso mediante el cual las plantas convierten la energía solar en química. Este proceso afecta directamente el crecimiento y desarrollo vegetal. • Teoría de la morfogénesis: Explica cómo factores externos como luz, agua y nutrientes influyen en la formación de estructuras vegetales. La genética también juega un papel clave en la respuesta de las plantas.

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Metodología

• Tipo de investigación: Mixta, combinando análisis cuantitativo (altura de las plantas) y cualitativo (estado general de las plantas). • Diseño experimental: Comparación de plantas bajo distintas combinaciones de luz (solar y artificial), agua (limpia y reciclada) y compostaje (comercial y casero).

Resultados Generales

• Se analizaron diez combinaciones de luz, agua y compostaje, midiendo su impacto en el crecimiento de las plantas durante cuatro semanas.

• Las plantas bajo luz solar, agua limpia y compostaje comercial alcanzaron una altura promedio de 15 cm.• Las condiciones menos óptimas, como luz LED, agua reciclada y compostaje casero, resultaron en un crecimiento limitado de solo 3 cm.

Resultados Específicos (Luz)

• Impacto de la luz solar: -Crecimiento robusto y saludable debido al espectro completo de luz, esencial para la fotosíntesis. -Las plantas expuestas a luz solar alcanzaron 85% más crecimiento comparadas con luz LED. • Impacto de la luz LED: -Menor calidad espectral. Las plantas mostraron un desarrollo lento y hojas más pálidas.

Resultados Específicos (Agua)

• Agua limpia: -Proporcionó un crecimiento consistente, sin obstáculos relacionados con contaminantes. -Incremento del 125% en promedio respecto a plantas regadas con agua reciclada. • Agua reciclada: -Posible acumulación de sales o residuos químicos inhibió la absorción de nutrientes, limitando el crecimiento.

Resultados Específicos (Compostaje)

• Compostaje comercial: -Nutrientes equilibrados y alta retención de agua favorecieron un desarrollo uniforme y sostenido. • Compostaje casero: -Variabilidad en su composición condujo a un crecimiento irregular. En condiciones desfavorables, el compostaje casero fue el menos efectivo.

Resultados Combinados

• Las mejores condiciones (luz solar, agua limpia, compostaje comercial) llevaron a un crecimiento máximo de 15 cm. • La peor combinación (luz LED, agua reciclada, compostaje casero) produjo solo 3 cm. • Gráfico: Comparación de altura entre todas las combinaciones experimentales.

Luz Solar vs. LED

• La luz solar demostró ser esencial para procesos fisiológicos como la fotosíntesis.• La luz LED, aunque controlable, no proporciona el espectro necesario, resultando en un crecimiento menos eficiente. • Hallazgo importante: La calidad espectral influye directamente en la tasa de crecimiento y la salud general de las plantas.

Calidad del Agua

• El agua limpia favoreció la absorción de nutrientes, mientras que el agua reciclada presentó residuos que probablemente bloquearon la absorción de minerales esenciales.• Interpretación clave: La calidad del agua es tan crítica como la cantidad utilizada.

Interacción entre Factores

• Las combinaciones de factores no son aditivas, sino interactivas. Por ejemplo, la luz solar maximiza el beneficio de un compostaje comercial, mientras que las condiciones subóptimas tienden a agravar los efectos negativos de cada factor individual.• Perspectiva: Ajustar uno de los factores no es suficiente; la optimización debe ser integral.

Limitaciones del Estudio

• Factores ambientales: Cambios inesperados de temperatura o humedad pudieron haber afectado el crecimiento.• Sistema automatizado: Posibles inconsistencias en el riego y la iluminación LED. • Tamaño de la muestra: Ocho plantas limitaron la extrapolación a escenarios más amplios.

Relevancia de las Condiciones Óptimas

Conclusiones

1. Luz solar: Es el principal factor para el crecimiento vegetal, ya que impulsa la fotosíntesis, esencial para la producción de energía en las plantas. 2. Agua limpia: Fundamental para la absorción de nutrientes y el desarrollo saludable, al evitar contaminantes que podrían afectar el metabolismo vegetal. 3. Compostaje comercial: Proporciona nutrientes equilibrados y de liberación constante, mejorando la fertilidad del suelo y el crecimiento de las plantas.

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• Las condiciones ideales (luz solar, agua limpia, compost comercial) incrementaron la altura promedio en un 125% respecto a condiciones subóptimas.• Este estudio evidencia la importancia de una planificación cuidadosa para optimizar recursos agrícolas.

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Conexión con la Agricultura Sostenible

• El manejo eficiente de luz, agua y nutrientes no solo mejora el rendimiento, sino que también minimiza el impacto ambiental.• Propuesta: Integrar sistemas automatizados y enfoques científicos en prácticas agrícolas comunes.

• Variables: -Dependiente: Crecimiento en altura (cm). -Independientes: Luz, tipo de agua, compostaje. -Controladas: Tipo de suelo y especie vegetal. • Procedimiento: -Siembra de plantas de frijol en macetas con el mismo tipo de suelo. -Uso de un sistema Arduino para controlar riego y luz LED. -Medición de altura cada dos días y observaciones cualitativas.

• Estudios previos:

• Luz solar vs. artificial: Smith et al. (2017) evidenciaron que la luz solar promueve un crecimiento más vigoroso.• Calidad del agua: Kumar et al. (2019) mostraron que agua limpia optimiza la absorción de nutrientes, mientras que el agua reciclada puede inhibir el desarrollo. • Compostaje: La FAO (2013) destacó que el compost comercial mejora la retención de agua y proporciona nutrientes esenciales.