Hunter A. Hammock, Dean A. Kopsell, Carl E. Sams
Supplementary Blue and Red LED Narrowband Wavelengths Improve Biomass Yield and Nutrient Uptake in Hydroponically Grown Basil
HortScience, 2020 • doi:10.21273/HORTSCI15267-20
In questa ricerca è stato studiato l’effetto di due tecnologie di illuminazione supplementare (HPS vs LED) sulla produzione di biomassa e sulla concentrazione di nutrienti del basilico (Ocimum basilicum cv. ‘Genovese’). La tecnologia HPS è quella maggiormente utilizzata per le applicazioni in orticoltura, ma nell’ultimo decennio la tecnologia LED sta accrescendo sempre più la sua efficienza ed oggi, in tutto il mondo, rappresenta la tecnologia di illuminazione artificiale prescelta per la realizzazione di nuovi impianti. Oltre ad un più efficiente utilizzo dell’energia elettrica, con i LED è possibile regolare lo spettro di emissione delle piante, in base alle specie da coltivare. Proprio per questo, nel lavoro è stato confrontato lo spettro di emissione delle lampade HPS con lo spettro LED rosso (R) + blu (B) avente differenti rapporti tra le due lunghezze d’onda (10B/90R; 20B/80R; 30B/70R; 40B/60R; 50B/50R; 60B/40R); il controllo è stato rappresentato dalla luce naturale. La cultivar ‘Genovese’ è stata prescelta per il suo intenso flavour e per il suo elevato consumo nel mercato americano. Sono stati effettuati sei cicli di coltivazione, durante i quali il Daily Light Integral (DLI) ottenuto dall’illuminazione artificiale è stato di 8,64 mol m-2 s-1 mentre la media del DLI della radiazione naturale è stata di 9,5 mol m-2 s-1 (variabilità dovuta alla stagionalità). Le piante di basilico coltivate con sola luce naturale e con lampade HPS hanno sviluppato foglie, germogli e steli con un peso fresco inferiore rispetto alle piante coltivate con i LED. Inoltre, quando la percentuale di luce blu supera la rossa, il peso fresco di germogli e steli si riduce rispetto agli altri trattamenti LED. Stesso andamento del peso fresco è stato osservato per il peso secco di foglie, steli e germogli ed in questo caso il massimo contenuto di sostanza secca è stato ottenuto durante il ciclo di coltivazione effettuato a giugno (ciclo durante il quale l’apporto di luce solare è stato maggiore). Morfologicamente le piante cresciute sotto luce LED avevano un’altezza ed un diametro dello stelo maggiore rispetto alle piante coltivate con luce naturale e lampade HPS. Ma anche in questo caso, quando il rapporto B/R era superiore all’unità l’altezza e il diametro dello stelo tendevano a diminuire. Inoltre, la concentrazione di elementi minerali nelle foglie di basilico non è variata tra i trattamenti sperimentali, ed una elevata variabilità è stata ottenuta tra i cicli di coltivazione. Infine, considerando il rapporto tra energia elettrica consumata e biomassa prodotta, questo risulta essere inferiore per le coltivazioni con luce LED ed in particolare per il trattamento LED 40B/60R ci sono voluti 6,48 kWh di energia elettrica consumata dalle lampade per incrementare di 1 g la biomassa prodotta. Dunque, questo trattamento si è rivelato essere quello economicamente più efficiente.
In conclusione, nelle condizioni di coltivazione utilizzate durante questo esperimento, per la cultivar di basilico ‘Genovese’ la tecnologia LED ha permesso di ottenere risultati migliori rispetto alla tecnologia HPS e al controllo. Inoltre, i rapporti B/R ottimali sono risultati tra 20B/80R e 40B/60R. I benefici di questi trattamenti sulla coltivazione si sono avuti durante tutto l’anno (anche in primavera-estate), permettendo di incrementare la produzione di biomassa e la morfologia delle piante.