Este artículo presenta una investigación sobre el efecto de distintos tipos de luz en la germinación y desarrollo del pepino (Cucumis sativus L.). Se compararon dos métodos: semillas en charolas de unicel expuestas a luz natural y semillas en una cámara de germinación con luz blanca, anaranjada, verde y roja. El experimento buscó identificar las diferencias en el tiempo de brote y en el crecimiento. Los resultados mostraron que la luz influyó de manera significativa: las plantas en cámara alcanzaron 13 cm en 9 días, mientras que las cultivadas al aire libre llegaron a 11.5 cm en 12 días. Además, las hojas de las plantas con luz natural fueron más homogéneas, a diferencia de las expuestas a distintos colores de luz. Estos hallazgos evidencian que el tipo de iluminación es un factor clave en la germinación y desarrollo temprano de las plantas de pepino.

Palabras clave: luz, germinación, desarrollo vegetal, seguridad alimentaria, sustentabilidad.

This article presents research on the effect of different types of light on the germination and development of cucumber (Cucumis sativus L.). Two methods were compared: seeds placed in Styrofoam trays exposed to natural light, and seeds in a germination chamber with white, orange, green, and red light. The experiment aimed to identify differences in sprouting time and growth. Results showed that light significantly influenced development: plants in the chamber reached 13 cm in 9 days, while those grown outdoors reached 11.5 cm in 12 days. Additionally, leaves of plants exposed to natural light were more homogeneous compared to those under different light colors. These findings demonstrate that light type is a key factor in cucumber seed germination and early plant development.

Keywords: Light, germination, plant deveploment, food security, sustainability.

Un enfoque general en sostenibilidad, combinado con acciones tempranas, ofrece las mejores oportunidades para luchar contra el cambio climático. Esto incluye, un mejor aprovechamiento de los recursos naturales. En la búsqueda por innovar, en el sector agrícola se pretende producir alimentos de una manera más eficiente, cuidando del medio ambiente. Una de las formas es la aceleración del proceso de germinación de las semillas, con la finalidad de darle una ventaja al desarrollo, a la producción y por ende a la cosecha de los cultivos.

Al respecto, los investigadores Pita y Pérez (1998) apuntan lo siguiente:

En la mayoría de las especies de interés agrícola, las semillas constituyen el principal medio de reproducción; contienen un embrión y reservas nutricionales (hidratos de carbono, proteínas y lípidos), ambos protegidos por las envolturas seminales. Esta estructura varía entre las diferentes especies, sobre todo según el tipo y proporción de los compuestos de reserva y las características de las cubiertas seminales¹.

La germinación es el proceso mediante el cual una semilla se desarrolla hasta convertirse en una planta. Doria (2010) señala que “La germinación permite facilitar el nacimiento precoz de las diferentes plantas a cultivar, el máximo rendimiento de la semilla y, por ende, de plantas útiles, la obtención de mejores frutos y mayores cosechas, evitando el deshijamiento”². Asimismo, un texto de la Universidad Veracruzana (2019, p. 2) señala:

La luz tiene un papel crítico en el crecimiento y desarrollo de las plantas, ya que su calidad, cantidad y dirección son percibidas por fotosensores que regulan el desarrollo de la planta; en el caso de la fase de germinación de las semillas puede ser afectada por diversos factores ambientales, es un proceso complejo que es controlado por varios factores biológicos tales como las características intrínsecas de la especie, viabilidad, latencia, tamaño, etc. y ambientales como la humedad disponible, temperatura, humedad relativa y calidad de la luz³.

Por lo tanto, se decidió hacer una comparación de dos métodos de germinación y desarrollo en semillas de pepino (Cucumis sativus L.): el primero de ellos consistió en el establecimiento de las semillas en charolas de unicel al aire libre con luz natural, y el segundo método consistió en hacer uso de una cámara de germinación con diferentes tipos de luz (blanca, anaranjada, verde y roja). Dicho experimento se realizó para apreciar lo efectos de los distintos tipos de luz, principalmente, así como de las condiciones de temperatura y de humedad.

Objetivo general

Analizar el efecto de diferentes tipos de luz en el proceso de germinación en semillas de pepino.

Objetivos específicos

• Construir un germinador que permita apreciar el proceso de germinación de las semillas de pepino a través de la aplicación de diferentes tipos de luz.
• Comparar los resultados de la emergencia de las plantas en un germinador y el método tradicional en charola de germinado.

A medida que la población mundial sigue creciendo, aumenta la demanda de alimentos y surgen problemas como la disminución de las tierras agrícolas, la contaminación, el calentamiento global, la escasez de agua y las migraciones. Para cultivar plantas de forma fiable, predecible y eficiente, es crucial comprender y aplicar correctamente los conceptos de termodinámica para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

El planeta enfrenta una presión creciente debido a la actividad humana, a la cual se suma el cambio climático. Como se informa en el sitio Valor Compartido (2019): “Mantener el calentamiento global por debajo de los 2 °C requiere reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en todos los sectores, incluyendo la agricultura y la gestión del suelo”⁴. Así mismo, es necesario considerar que la degradación del terreno disminuye su productividad y su capacidad de captura de carbono, lo que agrava el cambio climático y, a su vez, acelera aún más la degradación del suelo.

Por lo tanto, es importante tratar de conservar los recursos naturales, darles uso y tratamiento adecuados, lo cual conlleva que la producción agrícola se haga más eficiente desde el proceso de germinación hasta la cosecha. Actualmente muchos cultivos como el chile y el pepino son germinados bajo el uso de charolas para aumentar la cantidad de brotes de semilla ya que, en comparación con una huerta, hay más brotes; sin embargo, a pesar de que las semillas logren florecer mejor en una charola de germinado, también se tienen aquellas que no logran germinar en el tiempo determinado, esto quiere decir que la eficacia de las charolas de germinado es entre el 70 % y 80 %, ya que dicha germinación depende de factores como la luz y la humedad.

De acuerdo con la demanda para las necesidades alimentarias actuales, es desventajoso esperar a que las plantas tratadas bajo el sistema tradicional, después del germinado lleguen al estado de plántula con una duración larga, ya que a su vez esto retrasa el trasplante, la espera de producción y cosecha, lo que implica también el retraso en la satisfacción de las necesidades alimentarias de la sociedad.

De acuerdo con Rivera (2016) la alimentación es esencial para la vida, y la nutrición resulta fundamental para los seres humanos, quienes (como organismos conscientes) pueden intervenir en procesos físicos para mejorar continuamente la eficiencia energética, tanto en el ámbito tecnológico como en su propio organismo y en su relación con el medio ambiente⁵.

Por su parte, Wu et al. (2025) señalan que uno de los aspectos más importantes en la producción agrícola de alimentos es el tipo de luz que las plantas absorben, de tal modo que la iluminación permite aumentar el rendimiento en hortalizas y frutas bajo invernadero; asimismo mejora la calidad nutricional (más antioxidantes, vitaminas y azúcares) en alimentos como lechuga, tomate y fresa; reduce la dependencia de condiciones climáticas externas, favoreciendo la agricultura vertical y urbana; permite ajustar ciclos de crecimiento y obtener cosechas más rápidas y uniformes⁶.

Los efectos de los diferentes colores dependen de cuán fuerte sea la luz. Por ejemplo, la luz verde puede tener menor absorción, pero mejor distribución en las hojas si la luz es alta. Usar luz roja en combinación con luz azul tiende a producir mejor crecimiento que usar una sola longitud de onda. Sin embargo, no todas las plantas reaccionan igual; lo que es óptimo para lechuga puede no serlo para tomate, flores ornamentales, algas, etc.

Por lo anteriormente expuesto se requieren métodos más eficientes de germinación como proceso base de la producción de los alimentos, por lo que se hizo necesario probar la mejor forma de germinación: al aire libre con luz natural o en cámara de germinación con diferentes tipos de luz, con la finalidad de encontrar alternativas más eficientes que aceleren la producción de alimentos.

El presente estudio se llevó a cabo en el ciclo primavera de abril- mayo 2024, en Janicho, municipio de Salvatierra, en el estado de Guanajuato. Se realizó la construcción de un germinador con diferentes tipos de luz y se estableció un experimento comparativo con semillas de pepino, en los laboratorios del Instituto Tecnológico Superior de Salvatierra, ubicado en Manuel Gómez Morín # 300 (Figura 1). El clima es templado y húmedo durante todo el año. De acuerdo con el Gobierno de Guanajuato (2019) la temperatura máxima es de 33.4 ºC, mientras que la mínima de 2 ºC y la media anual es de 18 ºC, con una precipitación pluvial de 730 mm anuales⁷.

Figura 1. Ubicación del ITESS (Google Maps, 2024)

a) Construcción de cámara de germinación

Se inició con la construcción del germinador de semillas utilizando una caja de plástico con tapadera, focos de diferentes colores cuyo propósito era emitir luz en diferentes longitudes de onda, como se puede apreciar en la Figura 2, estos elementos pueden estar al alcance del uso de cualquier persona.

Dentro de la cámara, se agregaron focos con diferentes tipos de luz: azul = 75 W, blanca = 12 W, naranja y roja = 25 W, ya que de acuerdo con la Universidad Veracruzana (2019), en el caso de los vegetales, su color verde es resultado de la presencia de pigmentos que absorben todas las longitudes de onda de la luz visible, excepto la verde³.

Para regular el calor proporcionado, así como mantener la recirculación de gases, se añadió un pequeño ventilador, así como un higrotermómetro para conocer la humedad y temperatura en la que se desarrollaban dentro de la cámara; todas estas herramientas requerían de una alimentación eléctrica, por lo que se elaboró un circuito eléctrico con cable de calibre 12, pijas, contactos y sockets.

Al finalizar su construcción se mantuvo a prueba durante una semana para así lograr corregir posibles errores que pudieran causar fallas en el sistema, tales como bajas inesperadas de energía.

Figura 2. Cámara de germinación terminada, la cual contiene focos con diferentes tipos de luz, ventilador, higrotermómetro (elaboración propia)

Al tener la certeza de que el prototipo funcionaba correctamente, se continuó con el establecimiento del experimento.

b) Geminación de las semillas

De acuerdo con Rivera (2016) el proceso de germinación se lleva a cabo cuando el embrión se hincha y la cubierta de la semilla se rompe⁵. Para lograr esto, toda nueva planta requiere de elementos básicos para su desarrollo: temperatura, agua, oxígeno y sales minerales. En este caso, para la germinación se usaron diferentes tipos de luz, para el testigo se utilizó luz natural (Figura 3), y dentro de la cámara se usó luz blanca, anaranjada, roja y azul (Figura 4).

En ambas charolas de germinado se utilizaron 150 cavidades, para facilitar el conteo en los resultados y facilitar los análisis estadísticos finales. A las charolas se les agregó sustrato y posteriormente las semillas de pepino.

Figura 3. Siembra del testigo (elaboración propia, 2024)

La calidad de luz, en cuanto al tiempo, fue similar; en la cámara de germinación el fotoperiodo fue de 12 horas, mientras que en el testigo fue de 9 horas, ya que el sol no alcanzaba a iluminarlas más tiempo; mientras que el prototipo manejaba temperaturas mínimas de 26 ºC y máximas de 33 ºC, en cambio el testigo se encontraba en las condiciones de temperaturas ambientales de 25 ºC como mínima y máxima de 36 ºC.

Figura 4. Siembra en cámara (elaboración propia, 2024)

Para mantener la humedad, en ambos métodos usados se realizaba un riego manual: se utilizó un atomizador de 1 litro para facilitar y permitir que el agua pudiera filtrarse más fácil, en cada charola se utilizaba 1 litro de agua, a las 10 horas, cada tercer día

c) Monitoreo

Una vez transcurrido el tiempo del germinado, se realizó un conteo de los brotes obtenidos tanto en el germinado tradicional como en el prototipo, para determinar las diferencias de ambos sistemas, además se identificó el tiempo en el que surgió la emergencia de cada especie. Posteriormente se dio seguimiento al crecimiento de las plantas y sus días de supervivencia.

En la Tabla 1 se muestra la comparación de ambos métodos utilizados para la germinación y emergencia máxima de las plantas de pepino; se consideran las variables de tiempo y cantidad.

Tabla 1. Comparación de la emergencia máxima de brotes de pepino en días (elaboración propia, 2024).

Tratamiento	Tiempo de emergencia total (días)	Brotes por cavidad	Porcentaje (%)
Testigo	6	65	86
Prototipo	4	60	80

En la Figura 5 se puede ver cómo fue la evolución de los brotes, tanto para el testigo como para la cámara de germinación.

Figura 5. Tasa de supervivencia de los brotes (elaboración propia, 2024)

En cuanto a la calidad de ambas emergencias, se ha observado que hubo mayor tasa de supervivencia en las plantas que se encontraban en el germinador, pues las que estaban dentro del prototipo mostraron más uniformidad a la hora de germinar y emerger, sus tallos y hojas muestran mayor grosor, su altura es mayor a las del testigo; esto puede apreciarse en las figuras 6 y 7.

Figura 6. Cucumis sativus en cámara de germinación (elaboración propia, 2024)

Figura 7. Testigo de Cucumis sativus (elaboración propia, 2024)

En el caso de las plantas cuya germinación procedió de la cámara, lograron una altura máxima de 13 cm en 9 días. Además, como puede apreciarse, se tienen diferentes tamaños de hoja de acuerdo con el tipo de luz.

En el caso del testigo, la altura máxima de las plantas fue de 11.5 cm en 12 días, y el tamaño de las hojas, al estar expuestas a luz natural, fue relativamente homogéneo.

De acuerdo con Bioamara (2021), la calidad de la luz, así como la humedad, son muy importantes durante la germinación y emergencia de semillas8. Cabe destacarse que tanto para las plantas expuestas a la luz natural como a las expuestas a los tipos de luz en el germinador, el porcentaje de brotes fue muy similar, aunque con diferentes tendencias de supervivencia, como se mostró en la Figura 5.

Como se expresa en Konica Minolta (2023): independientemente de si el color de la luz es rojo o violeta, la planta absorberá cierta cantidad de energía de la luz que recibe. La luz verde es la menos efectiva para las plantas, porque ellas mismas son verdes debido al pigmento clorofila. Las luces de diferentes colores ayudan a las plantas a lograr diferentes objetivos: la azul, por ejemplo, ayuda a estimular el crecimiento vegetativo de las hojas; la luz roja, cuando se combina con el azul, permite que las plantas florezcan⁹.

Por otra parte, el fotoperiodo y el tipo de color de luz o longitud de onda que recibían las especies mejoraron la calidad de las plantas de pepino, la exposición de semillas a diferentes gradientes de temperatura activó y estimuló los procesos metabólicos de la semilla, demostrando la importancia de estas variables en la etapa de germinación, emergencia y desarrollo temprano de las plántulas.

Asimismo, la supervivencia de las semillas y las plantas fue mayor en el germinador: tardaron menos tiempo en germinar y se desarrollaron con mejor calidad, apoyando lo que también mencionaron Romero-Bastidas et al. (2016): “Dicho efecto se vio reflejado en el incremento del porcentaje y tasa de emergencia, así como en el crecimiento y producción de biomasa de plántulas. Lo anterior asociado a diferentes estrategias fisiológicas que la planta utiliza como respuesta para propiciar una tolerancia mayor a factores estresantes”¹⁰.

Sin embargo, como resultado también se sospecha que las condiciones climáticas actuales en el municipio de Salvatierra afectaron en el desarrollo y emergencia de las especies en el testigo.

La semilla es esencial en el ciclo de cultivo de la agricultura, siendo elemental para obtener los mejores rendimientos y éxito de producción agrícola. La creciente demanda de semillas de la mejor calidad ha llevado a una investigación continua para la mejora de los métodos de análisis, con el objetivo de aumentar rendimientos y a incrementar la calidad en el producto a cosechar. Por lo tanto, en el estudio se construyó un germinador de semillas para consumo humano, el cual reduce el proceso de germinado de 6 días a 2 días, ayudando así a lograr un mayor cultivo de semillas.

En un mundo que depende de las plantas para alimentarse, es importante saber que los diferentes colores de luz pueden afectar en el surgimiento y desarrollo de una planta. La tecnología LED avanzada ahora hace posible controlar los tipos de luz de colores que se proporcione a las plantas en entornos controlados. Es necesaria hacer modificaciones para incluir un método de riego con lluvia constante, para que sea más eficiente el mantenimiento de las condiciones de humedad requeridas para el proceso de germinado de las semillas.

Con este proyecto se logró mejorar los sistemas de germinación tradicionales y se hace un aporte considerable a la agricultura. El uso de un germinador que proporcione el calor suficiente para acelerar el proceso de desarrollo de las semillas y adelantar su emergencia significativamente es una alternativa importante para la producción más rápida de alimentos.

1. PITA, José Manuel y Pérez, Félix. Germinación de semillas. [En línea]. Hojas divulgadoras. Núm. 2090 HD. s. f. [Fecha de consulta: 09 de mayo de 2024]. Disponible en https://www.mapa.gob.es/ministerio/pags/biblioteca/hojas/hd_1998_2090.pdf
2. DORIA, Jessica. Generalidades sobre las semillas: su producción, conservación y almacenamiento. [En línea]. Cultivos Tropicales. 2010. Vol. 31 (1), p. 74-85. [Fecha de consulta: 05 de julio de 2024]. Disponible en http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v31n1/ctr11110.pdf
3. UNIVERSIDAD VERACRUZANA. La luz en la germinación de semillas. [En línea]. 2019. [Fecha de consulta: 30 de abril de 2024]. Disponible en https://www.uv.mx/personal/tcarmona/files/2019/02/ACTIVIDAD-3-LA-LUZ-EN-LA-GERMINACION.pdf
4. VALOR COMPARTIDO. Crisis climática pondrá en riesgo el agua y la comida del planeta. [En línea]. 2019, noviembre 19. [Fecha de consulta: 15 de mayo de 2024]. Disponible en https://valor-compartido.com/crisis-climatica-pondra-en-riesgo-el-agua-y-la-comida-del-planeta-2/
5. RIVERA, Walter. Diseño y construcción de un germinador de semillas para consumo humano.[En línea]. [Trabajo de grado]. Universidad Tecnológica de Pereira. 2016. [Fecha de consulta: 15 de mayo de 2024]. Disponible en https://repositorio.utp.edu.co/server/api/core/bitstreams/4f194885-58c9-4d4c-9024-0f6b66ff6845/content
6. WU, Wenyuan; Chen, Long; Liang, Rentao; Huang, Shiping; Li, Xiang; Huang, Bilei; et al. The role of light in regulating plant growth, development and sugar metabolism: a review. Frontiers in Plant Science. [En línea]. 15:1507628. 07 de enero de 2025. [Fecha de consulta: 18 de septiembre de 2025]. Disponible en: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11747448/ ISSN: 1664-462X.
7. GOBIERNO DE GUANAJUATO. Fenómeno hidrometeorológico Salvatierra. [En línea]. 2019. [Fecha de consulta: 10 de abril de 2024]. Disponible en https://servicios-ssp.guanajuato.gob.mx/atlas/hm/hm_salvatierra.pdf
8. BIOAMARA. Hacer crecer una planta con luz artificial es posible si sabes cómo: la mega-guía de iluminación LED para plantas de interior. Xataca.com [En línea]. 28 de agosto de 2021. [Fecha de consulta: 03 de abril de 2024]. Disponible en https://www.xataka.com/otros/hacer-crecer-planta-luz-artificial-posible-sabes-como-mega-guia-iluminacion-led-para-plantas-interior
9. KONICA MINOLTA. ¿Pueden las luces de colores afectar el crecimiento de las plantas? [En línea]. 2023. [Fecha de consulta: 31 de mayo de 2024]. Disponible en https://sensing.konicaminolta.us/mx/blog/pueden-las-luces-de-colores-afectar-el-crecimiento-de-las-plantas
10. ROMERO-BASTIDAS, Mirella; Nieto-Garibay, Alejandra; Hernández-Montiel, Luis Guillermo; Troyo-Diéguez, Enrique; Ramírez-Serrano, Rogelio y Murillo-Amador, Bernardo. Acondicionamiento térmico de semillas en la germinación, emergencia, vigor y etapa vegetativa de albahaca (Ocimum basilicum L.). Revista Nova scientia. [En línea]. Vol. 18, número 16. 2016. [Fecha de consulta: 22 de mayo de 2024]. Disponible en https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-07052016000100181 ISSN 2007-0705.