Zhou J., Li P., Wang J.
Effects of Light Intensity and Temperature on the Photosynthesis Characteristics and Yield of Lettuce
Horticulturae 2022, 8, 178. Doi: 10.3390/horticulturae8020178
Radiazione e temperatura sono i principali fattori ambientali che influenzano l’attività fotosintetica, in quanto interagiscono con l’attività enzimatica e diversi processi fisiologici delle piante. Sia valori troppo elevati che valori troppo bassi della radiazione determinano una riduzione dell’attività fotosintetica e dunque una riduzione delle produttività. In questo studio la lattuga è stata utilizzata come pianta modello, in quanto la sua coltivazione è largamente diffusa a livello mondiale ed ha un ciclo di sviluppo rapido. Per questa specie numerosi studi sono stati condotti circa l’influenza della temperatura e della radiazione sulla produttività e sull’attività fotosintetica, ma pochi dati sono stati prodotti circa l’interazione di questi due fattori. L’obbiettivo di questo studio è stato quello di studiare l’efficienza fotosintetica della lattuga coltivata in diverse condizioni di temperatura e intensità radiativa, attraverso la determinazione delle curve di risposta alla radiazione in diverse fasi del ciclo produttivo. Sono state impostate tre differenti temperature di coltivazione (15/10, 23/18 e 30/25 °C), che per semplicità indichiamo con T15, T23 e T30, e cinque differenti livelli di PPFD (100, 200, 350, 500 e 600 µmol·m−2·s−1), che per semplicità indichiamo con P100, P200, P350, P500 e P600. L’attività è stata svolta in camera di crescita per avere il completo controllo dell’ambiente di coltivazione e la curva di risposta alla radiazione è stata misurata dopo 2, 3, 4 e 5 settimane dal il trapianto. La maggior attività fotosintetica netta (PNmax) è stata osservata a T23, seguita dal trattamento T30 e T15, mentre, con tutte e tre le condizioni di temperatura, il più basso valore di PNmax è stato registrato nel trattamento luminoso P100. Lo stesso andamento di PNmax è stato osservato per il tasso di respirazione al buio (RD), che rappresenta un indicatore del consumo dei prodotti ottenuti attraverso la fotosintesi della pianta. Relativamente al punto di saturazione della radiazione (LSP), questo è risultato essere più basso per tutte le intensità luminosa a T30 rispetto a T15 e T23. Inoltre, mentre a T30 non sono emerse differenze significative di LSP tra i trattamenti luminosi, nel trattamento T23, LSP è incrementato all’aumentare dell’intensità luminosa, e a T15 il più basso valore di LSP è stato misurato a P100. Invece, il punto di compensazione della radiazione (LCP) più elevato è stato individuato a T23, seguito da T30 e T15. Non sono emerse differenze significative di LCP a basse intensità luminose, ma oltre P500 il valore di LCP si è ridotto nel corso del ciclo di coltivazione. Infine, le produzioni maggiori sono state ottenute a T23, seguite da quelle ottenute a T30 e T15. Per tutte le temperature testate i valori di produzione più bassi sono stati ottenuti all’intensità luminosa P100 e P200, mentre a T15 le produzioni più elevate sono state ottenute a P350 e P500, a T23 sono state ottenute ad intensità luminose di P500 e P600 e a T30 le rese sono aumentate incrementando il PPFD. Il fatto che la lattuga coltivata a T23 abbia manifestato i più alti valori di PNmax e LSP significa che queste piante si sono contraddistinte per l’elevata capacità fotosintetica e per l’adattamento ad essere coltivate ad alti livelli di intensità luminosa. Tuttavia, a T23 sono stati registrati anche i più elevati valori di RD e LCP, il che significa che la lattuga a T23 ha utilizzato una larga parte dei prodotti ottenuti attraverso la fotosintesi per la propria attività metabolica. D’altro canto, osservando le risposte della lattuga alle differenti intensità luminosa è emerso che la più alta efficienza fotosintetica è stata raggiunta tra i trattamenti P350 e P500, mentre con l’intensità luminosa P600 l’efficienza fotosintetica del fotosistema II si è ridotta in seguito all’attivazione di processi fotoprotettivi. In generale la combinazione di alte intensità luminose e basse temperature ha determinato una riduzione del contenuto di clorofilla e dell’efficienza fotosintetica della lattuga. Inoltre, dall’attività è emerso che durante il ciclo produttivo la lattuga è riuscita ad adattarsi a valori di intensità luminosa via via crescenti ma non superiori a P500 a T23, mentre a T30 i valori di intensità luminosa ottimali per l’ottenimento di rese più elevate ed una maggiore efficienza fotosintetica sono stati tra P500 e P600, che necessità però di essere ridotta a P350 nelle fasi conclusive del ciclo di coltivazione per un miglior adattamento della coltura alle alte temperature.
In conclusione, in questo studio è stato dimostrato che la temperatura ha un ruolo fondamentale per l’attività fotosintetica e la crescita della lattuga e che l’intensità luminosa deve essere adeguata alla temperatura di coltivazione per ottimizzarne la crescita.
HTML e PDF: https://doi.org/10.3390/horticulturae8020178