Shane Palmer e Marc W. van Iersel
Increasing Growth of Lettuce and Mizuna under Sole-Source LED Lighting Using Longer Photoperiods with the Same Daily Light Integral
Agronomy 2020, 10(11), 1659; doi: 10.3390/agronomy10111659
Sia la gestione dell’illuminazione supplementare (per le coltivazioni effettuate in serra) sia l’illuminazione artificiale (per le piante coltivate in camera di crescita o in ambienti che non ricevono la luce solare) si basano sul calcolo del Daily Light Integral (DLI), il quale esprime la quantità di fotoni fotosinteticamente attivi “ricevuti” dalle piante, giornalmente, per metro quadrato di superficie. Durante precedenti studi, sono stati riportati i valori ottimali di DLI per differenti colture: 25–30 mol m-2 d-1 per il pomodoro, 6–12 mol m-2 d-1 per i micro-ortaggi, 17–20 mol m-2 d-1 per gli ortaggi da foglia, ecc. Tuttavia, uno stesso valore di DLI può essere ottenuto attraverso una strategia che punti ad allungare il fotoperiodo, riducendo l’intensità luminosa della radiazione istantanea (PPFD), oppure accorciando il fotoperiodo, aumentando il PPFD. In questo studio, Palmer e van Iersel hanno coltivato due specie di ortaggi da foglia (lattuga e mizuna) in camera di crescita con DLI di 16 mol m-2 d-1, ottenuto con sei fotoperiodi differenti: 10, 12, 14, 16, 18 e 20 ore. Logicamente, ad un fotoperiodo inferiore è stato associato un PPFD maggiore e viceversa. Per entrambe le specie è stato riscontrato che allungando il fotoperido, a parità di DLI, pur non variando l’indice di area fogliare (LAI) aumenta la capacità di intercettazione della luce e il contenuto di clorofilla. Inoltre, la resa quantica del fotosistema II risulta essere maggiore a bassi livelli di PPFD e questo significa che i fotoni emessi da un impianto a bassa intensità luminosa vengono utilizzati in maniera più efficiente rispetto ai fotoni emessi da un impianto di illuminazione ad alto PPFD. Infine, la produzione di biomassa aerea di lattuga e mizuna aumenta rispettivamente del 16 e del 19% nel trattamento con basso PPFD rispetto a quello con alto PPFD. Quindi, relativamente alla gestione dell’impianto di illuminazione, ai fini della massimizzazione della resa produttiva è necessario poter garantire un adeguato DLI ed ottimizzare la capacità delle piante di intercettare la radiazione luminosa gestendo la scelta varietale, la densità di semina, l’intensità luminosa e la composizione dello spettro di illuminazione supplementare (effetti della radiazione FR sull’architettura della pianta).
In conclusione, con intensità luminose più basse l’architettura delle piante di lattuga e mizuna migliora rispetto alla coltivazione con intensità di radiazione maggiori, perché migliora la capacità di intercettazione della luce, aumenta il contenuto di clorofilla delle foglie, migliora la resa quantica e quindi l’efficienza d’uso della luce artificiale. Il consiglio che deve essere trasmesso a chi vuole cimentarsi con questa tecnologia è di fare attenzione nella fase di progettazione dell’impianto di illuminazione artificiale, perché probabilmente un impianto “meno potente”, utilizzato per un numero di ore giornaliere maggiori, potrebbe garantire un “tempo di ritorno dell’investimento” inferiore rispetto ad un impianto “più potente” utilizzato per poche ore al giorno.