Che luce serve alle piante?

L’illuminazione per orticoltura differisce in modo significativo rispetto all’illuminazione per l’uomo.
Ad esempio, l’occhio umano percepisce i colori; le piante invece hanno recettori specifici per le diverse lunghezze d’onda. Conoscere la correlazione fra le varie lunghezze d’onda e le risposte metaboliche, permette al coltivatore di influenzare le caratteristiche di una pianta; come la biomassa, la forma, i valori nutrizionali, il gusto, e la tempistica di fioritura.
FAR RED
La luce Far-Red può essere utile per influenzare la germinazione dei semi in alcune specie.
In natura un’alta concentrazione di radiazione Far-red comunica al seme che si trova in un ambiente ombreggiato e quindi avrà meno probabilità di germogliare. Può quindi essere usata per selezionare i semi con i caratteri più forti e resistenti, o per indurre la germogliazione in piante che crescono in natura in ambienti poco esposti alla luce solare diretta.
Il rapporto Photo-Red e Far-Red influisce anche sulla crescita vegetativa delle piante.
Elevate quantità di luce Far-Red possono provocare l’allungamento degli steli e delle foglie. Questo perché la pianta sta cercando di allungarsi nella speranza di raggiungere più luce solare.
Elevate quantità di luce Far-Red possono anche ridurre la quantità di clorofilla, antociani e antiossidanti nella pianta. Le clorofille e gli antociani sono pigmenti che rendono colorata una pianta e che influiscono sulla qualità del raccolto. Gli antiossidanti invece proteggono dai dannosi radicali liberi.
In generale questa frequenza può essere utile per regolare e gestire lo “stretching” della pianta.
Le piante associano lo spettro Far-Red all’ombra, fiori sono i tessuti riproduttivi di una pianta e se una pianta pensa che ci sia un rischio di morte (causato da un ambiente troppo ombreggiato), inizierà a riprodursi al più presto in modo che possa trasmettere la sua genetica alla prole.
Elevate quantità di spettro Far-Red innesca e accelera la fioritura di molte specie (pomodoro, patate, cetrioli, fagioli, frumento, senape e molti fiori ornamentali). In alcune specie fa aumentare il numero di fiori prodotti.

PHOTO RED
Lo spettro Photo-red (660nm) corrisponde ad un picco di assorbimento della clorofilla, responsabile della fotosintesi.
Per questo motivo, la luce rossa aumenta il tasso di fotosintesi ed in generale è uno degli spettri con la risposta metabolica più alta da parte delle piante.
Sebbene una pianta possa essere coltivata usando solo la luce rossa, la maggior parte delle piante ha una crescita migliore con uno spettro più ampio di luce. Inoltre, le piante cresciute sotto la sola luce rossa potrebbero non avere le caratteristiche desiderate. Ad esempio, le piante cresciute con solo luce rossa possono avere steli sottili e allungati con meno foglie.
Sia la luce rossa che quella blu vengono assorbite in modo più efficiente dai pigmenti fotosintetici rispetto ad altre regioni dello spettro. La combinazione rosso-blu consente una maggiore velocità di fotosintesi rispetto alla sola luce rossa o blu. Rispetto alla sola luce rossa, la combinazione di luci rosso-blu aumenta anche la dimensione della pianta, il numero di foglie, la dimensione delle foglie, il contenuto di clorofilla ed in generale comporta uno sviluppo più bilanciata e completo.
La luce rossa è la chiave per la crescita vegetativa, l’aggiunta di luce blu e altre lunghezze d’onda aumentano ulteriormente il tasso di fotosintesi e la dimensione delle piante.
Lo spettro Photo-Red influisce sulla fioritura in due modi. Primo, perché la luce rossa è importante per la fotosintesi, quindi è fondamentale per una fioritura rigogliosa, in secondo luogo la luce rossa media tempo di fioritura in alcune specie.
Il processo di fioritura richiede un elevato fabbisogno energetico, ed esiste una forte correlazione tra la dimensione della pianta (cioè la crescita vegetativa) e la dimensione del fiore. Pertanto, una pianta con alti tassi di fotosintesi accumulerà più risorse che in seguito le consentiranno una fioritura rigogliosa.

GREEN
La componente verde ha un ruolo nella fotosintesi e nella crescita vegetativa perché rientra nella gamma di radiazioni fotosinteticamente attive. Tuttavia, il suo effetto sulla crescita e sullo sviluppo delle piante non è ben compreso come quello della luce rossa o blu.
Le piante riflettono la luce verde, ed è per questo che appaiono verdi ai nostri occhi. Questo potrebbe indurci a pensare che la luce verde non sia usata dalle piante. Tuttavia solo il 5-10% circa della luce verde viene riflessa da una pianta e il resto (90-95%) viene assorbito o trasmesso alle foglie inferiori.
Se combinato con la luce rossa e blu, lo spettro verde aumenta ulteriormente la crescita delle piante. Ma troppa luce verde (oltre il 50% della luce totale) riduce la crescita delle piante.
La luce verde viene facilmente trasmessa attraverso le foglie. Ciò significa che le foglie nella parte inferiore della chioma ricevono uno spettro modificato che è basso blu e rosso e arricchito in verde.
In molte piante, la fioritura è principalmente regolata da due fotorecettori principali: criptocromo e fitocromo. Entrambi i fotorecettori rispondono principalmente alla luce blu e rossa, ma possono rispondere anche alla luce verde.
La luce verde è efficace nell’accelerare la fioritura in un certo numero di specie. Una volta che la fioritura è iniziata, è importante fornire alle piante una luce a “spettro completo” che abbia elevate quantità di luce blu, rossa e verde, al fine di ottimizzare la fotosintesi.
Se utilizzato insieme alla luce rossa e blu, il verde è importante per le fasi di crescita vegetativa, germinativa e di fioritura. La luce verde penetra nella chioma della pianta, permettendo alla luce di raggiungere i rami più bassi della pianta. La luce verde può essere utilizzata anche per manipolare l’apertura e la chiusura stomatica e l’altezza della pianta. In alcune specie, la luce verde può persino regolare la germinazione e la fioritura dei semi. L’aggiunta di altri colori di luce (luce a spettro completo) ha dimostrato di avere ulteriori benefici per la crescita delle piante.

BLUE
Lo spettro Royal blue (450nm) corrisponde ad un picco di assorbimento della clorofilla, responsabile della fotosintesi. Tuttavia, la luce blu è meno efficace della luce rossa per stimolare la fotosintesi. Questo perché la luce blu può essere assorbita da pigmenti a bassa efficienza come i carotenoidi e i pigmenti inattivi come gli antociani. Sorprendentemente, quando alcune specie vengono coltivate con solo luce blu, la biomassa vegetale (peso) e il tasso di fotosintesi sono simili a quelli di una pianta cresciuta con la sola luce rossa.
Oltre a svolgere un ruolo importante nella fotosintesi, la luce blu è ben nota per sopprimere lo “stretching” dello stelo. L’allungamento dello stelo si verifica quando una pianta riceve luce insufficiente e si estende per catturare più luce. Le piante cresciute con luce blu sono generalmente più corte e hanno foglie più spesse e più dense rispetto alle piante senza luce blu. Questo è attribuito all’azione del criptocromo, che risponde alla luce blu per controllare diversi aspetti della crescita e dello sviluppo della pianta, incluso l’allungamento dello stelo.
Oltre a controllare la dimensione del germoglio, un coltivatore potrebbe voler controllare il tempo di fioritura. Attraverso l’azione del criptocromo, la luce blu è un forte regolatore del tempo di fioritura. Nelle piante a lunga giornata, la luce blu può favorire la fioritura e nelle piante a breve giornata può inibire la fioritura.
La luce blu è essenziale per entrambe le fasi vegetative e di fioritura della crescita delle piante. La luce blu dovrebbe essere utilizzata in combinazione con la luce rossa per aumentare la fotosintesi e le dimensioni degli impianti. L’aggiunta di altri colori di luce, come il verde, ha dimostrato di avere ulteriori benefici per la crescita delle piante. Per questo motivo, le luci “full spectrum” di solito producono risultati migliori con luci monocromatiche o bicolori. La luce blu è un forte regolatore dell’altezza della pianta e della fioritura. Generalmente, la luce blu rende le piante più compatte rendendo gli steli più corti e più spessi.

In definitiva gli spettri Photo-red (660nm) e Royal-blue (450) nm rappresentano quelli con l’impatto maggiore sull’attività metabolica di una pianta.
Detto ciò, bisogna considerate che la crescita sana e bilanciata di una pianta richiede interazioni molto più complesse, che vengono catalizzate da diverse lunghezze d’onda.
In situazioni di integrazione artificiale alla luce naturale, si può concentrare in maniera calcolata la potenza, negli spettri che si vogliono integrare in funzione del risultato desiderato.
In situazioni invece di illuminazione artificiale come unica fonte luminosa, è fortemente consigliato l’utilizzo di spettri completi, al fine di fornire alla pianta tutto ciò che può servire per uno sviluppo bilanciato e completo.