Otimização do fotoperíodo para crescimento e biossíntese de centelósidos em Centella asiatica sob condições de agricultura vertical

Por que os horários de luz importam para uma erva medicinal

Muita gente conhece Centella asiatica, também chamada de gotu kola, por cremes para a pele e remédios tradicionais para cicatrização e circulação. Com o aumento da demanda, agricultores e empresas buscam maneiras de cultivar essa erva delicada em ambientes internos, onde luz, temperatura e água podem ser controladas com precisão. Este estudo faz uma pergunta simples, porém poderosa: quantas horas de luz e de escuridão por dia produzem a melhor combinação entre crescimento das plantas, compostos medicinais e economia de energia quando a Centella é cultivada em fazendas verticais internas e empilhadas?

Cultivar para cima em vez de para fora

Fazendas verticais cultivam plantas em prateleiras sob lâmpadas artificiais, permitindo colheitas durante todo o ano em cidades ou climas rigorosos. Mas as luzes são tanto o motor do crescimento quanto o principal custo. Luz insuficiente mantém as plantas pequenas; luz em excesso eleva muito a conta de eletricidade e pode danificar as folhas. Os pesquisadores cultivaram Centella asiatica por quatro semanas sob lâmpadas LED brancas com a mesma intensidade, porém com quatro regimes dia–noite diferentes: dias muito longos (20 horas de luz, 4 de escuro), dias longos (16/8), dias e noites iguais (12/12) e dias curtos (8/16). Como a intensidade foi fixa, alterar a duração do dia também mudou a quantidade total de luz que as plantas receberam por dia.

Compensações de crescimento sob diferentes durações do dia

A equipe mediu o tamanho das plantas — massa fresca e seca de ramos e raízes, tamanho das folhas, e o número de folhas e hastes rastejantes (estolões). De modo geral, a Centella cresceu mal sob os dias mais curtos: plantas expostas a apenas oito horas de luz tiveram os menores ramos, raízes e área foliar. O crescimento melhorou conforme os dias se tornaram mais longos, mas não de forma linear. Os ramos foram mais pesados no dia de 12 horas, um pouco menores em 16 e 20 horas, sugerindo que mais luz além de certo ponto não continuou a aumentar o crescimento aéreo. As raízes se comportaram de forma um pouco diferente, com maior massa sob o dia muito longo de 20 horas. Entretanto, as plantas sob 16 e 20 horas começaram a mostrar sinais de estresse, como folhas escurecidas, bordas enroladas e pontas de folhas mortas — indícios de que a dose de luz estava se tornando excessiva para um desenvolvimento saudável.

Ingredientes medicinais e defesas naturais

A Centella é valorizada por compostos chamados centelósidos — madecassosídeo, asiaticosídeo e seus ácidos relacionados — além de outros compostos naturais com ação antioxidante. Os pesquisadores testaram folhas em busca de fenóis totais, flavonoides e capacidade antioxidante, junto com os quatro centelósidos principais. Dias mais longos, em geral, elevaram os níveis de fenóis, flavonoides e atividade antioxidante, com os valores mais altos sob o dia de 20 horas e os mais baixos sob o dia de 8 horas. Os centelósidos responderam de forma mais sutil. As formas ligadas a açúcar (madecassosídeo e asiaticosídeo, preferidas pelas indústrias cosmética e farmacêutica) foram mais altas quando a duração do dia alcançou 12–16 horas, enquanto as formas ácidas foram mais abundantes sob o dia curto de 8 horas. Esse padrão sugere que dias moderados a longos direcionam a química da planta para saponinas mais desejáveis e suaves, ao passo que dias curtos favorecem outro ramo da via biossintética.

Equilibrando crescimento das plantas e contas de energia

Como a agricultura interna depende de eletricidade, a equipe também avaliou qual regime de luz produzia mais matéria vegetal por unidade de luz e de energia. Eles calcularam a eficiência de uso da luz (quanta biomassa seca é produzida para uma dada dose de luz) e a eficiência de uso de energia (quanta biomassa por unidade de energia elétrica e tempo). Embora a biomassa total tendesse a aumentar com dias mais longos, o dia de 12 horas forneceu o melhor equilíbrio geral. Nessa condição, as plantas cresceram vigorosamente, produziram quantidades atraentes de centelósidos valiosos e usaram luz e eletricidade de forma mais eficiente do que sob dias muito curtos ou muito longos. Ir além de 12 horas de luz aumentou algumas medidas antioxidantes, mas às custas de estresse visível e pior aproveitamento energético.

Mensagem principal para futuras fazendas de ervas internas

Para produtores que visam obter Centella asiatica de alta qualidade em fazendas verticais, este estudo aponta um alvo simples: cerca de 12 horas de luz e 12 horas de escuridão por dia, sob intensidade moderada de LED branco. Nessas condições, as plantas atingem um tamanho saudável, concentram nas folhas os centelósidos procurados e fazem isso usando eletricidade de forma mais eficiente do que sob dias mais curtos ou muito mais longos. Em outras palavras, para esta erva curativa, uma divisão equilibrada entre dia e noite oferece o ponto ideal em que saúde da planta, qualidade do produto e economia de energia se alinham.

Citação: Yang, GS., Kang, IJ., Sim, HS. et al. Optimizing photoperiod for growth and centellosides biosynthesis in Centella asiatica under vertical farming conditions. Sci Rep 16, 14537 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44883-w

Palavras-chave: agricultura vertical, Centella asiatica, fotoperíodo, plantas medicinais, iluminação LED