L'ORTICOLTURA CON LUCE ARTIFICIALE

Per le piante, ed in generale per le specie vegetali, è noto che esse hanno una diversa sensibilità alla luce rispetto agli umani e dunque le unità di misura utili in botanica sono ben diverse. Quella più utilizzata per la misurazione della radiazione fotosintetica attiva (PAR) è la densità di flusso fotonico fotosintetico (PPFD). In realtà, le piante utilizzano anche la luce al di fuori di questa gamma come:
- I raggi infrarossi che ne aumentano i livelli ormonali migliorando l'efficienza fotosintetica (effetto Emerson);
- I raggi UV che giocano un ruolo importante nella pigmentazione delle piante e nella formazione delle sostanze necessarie ai meccanismi di difesa.

Col termine PPFD (photosynthetic photon flux density) i botanici definiscono la quantità di fotoni che ogni secondo irraggiano la superficie di 1m2 con l’unità di misura μmol/m2/s (micromole per metro quadro al secondo).
Questo è il valore più importante per i coltivatori, poiché indica la quantità media di illuminazione sul terreno coltivato (numero di fotoni che irraggiano le piante) ed è generalmente l’unità indicata sui misuratori di PAR.

I PPFD possono variare a seconda delle dimensioni della lampada per la coltivazione. Le misurazioni che avvengono a una distanza minima dalla lampada non sono significative. È perciò essenziale misurare il valore del PPFD al livello dell'area di coltivazione su punti differenti e calcolarne una media, così da poter valutare in maniera affidabile se la lampada è sufficientemente efficiente.

Un valore elevato in termini di PPFD non garantisce che la pianta cresca in maniera ottimale. Le misurazioni infatti non sono accurate, poiché non offrono informazioni sulla intensità relativa di specifiche lunghezze d'onda. Due noti scienziati (McCree/Inada) hanno ricostruito lo spettro ottimale di coltivazione, nel quale sono indicati gli effetti della qualità e della quantità di illuminazione sulla fotosintesi, e la relativa curva di efficienza quantica, anche nota come curva di McCree, è ampiamente utilizzata.

La curva mostra che i fotoni sullo spettro dell'arancione e del rosso, fra i 600 nm e i 630 nm, producono il 25% di fotosintesi in più rispetto ai fotoni nello spettro di luce blu, compreso fra i 400 nm e i 540 nm.
Il semplice fatto che una lampada da coltivazione offra delle alte prestazioni in termini di PPFD non significa dunque necessariamente che le piante cresceranno in maniera ottimale: occorre perciò tenere conto dello spettro.

Con l’acronimo di DLI (Daily Light Integral) si definisce la quantità di fotoni che colpiscono un’area di 1m2 in 24h, ed è espresso in mol/m2d (mole per metro quadro al giorno). Ogni specie vegetale ha un valore specifico di DLI utile alla sua crescita. Le piante che richiedono pieno sole possono avere bisogno di valori più elevati di DLI ( 18 mol/m2.d o anche di più ) e quelle che richiedono piena ombra ( 6 mol/m2.d o anche meno). Conoscendo quindi il valore di PPFD e mantenendolo costante nel tempo, è possibile calcolare il valore di DLI ottimale. I livelli di DLI della luce naturale variano però a seconda della stagione e della latitudine. Nelle serre, circa la metà della quantità di luce naturale utilizzata è alterata nel momento dell’ingresso in serra, a causa dell’assorbimento effettuato dalla struttura di copertura.

Un’altra considerazione importante, riguarda la distribuzione del fascio luminoso generato dai proiettori. Esso deve essere il più uniforme possibile su tutta l’area di coltivazione, per garantire la maggior omogeneità di crescita ai vegetali. Questa valutazione deve essere effettuata in fase di progettazione, ma anche in fase di test durante l’installazione.

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