Luigi Gennaro Izzo, Bruno Hay Mele, Luca Vitale, Ermenegilda Vitale, Carmen Arena
The role of monochromatic red and blue light in tomato early photomorphogenesis and photosynthetic traits
Environmental and Experimental Botany 2020, 179, 104195
Abbiamo già descritto precedenti lavori che segnalano come la tecnologia LED, grazie alla possibilità di regolare lo spettro di emissione, consenta di studiare l’effetto di specifiche lunghezze d’onda sulla fisiologia e l’accrescimento delle specie vegetali. In questo lavoro, piantine di pomodoro (Solanum lycopersicum L. cv. ‘Piennolo’) sono state allevate in camera di crescita con quattro spettri di illuminazione artificiale: rosso (R), blu (B), 60% rosso + 40% blu (RB) e bianco (W). Le piantine sono state coltivate fino all’emissione della seconda foglia vera ad una temperatura media di 24 °C di giorno e di 18 °C di notte. Il fotoperiodo impostato è stato di 12 ore, durante le quali è stato fornito un PPFD di 190 µmol m-2 s-1. I differenti spettri luminosi hanno fortemente influenzato la crescita delle piantine, a tal punto che la lunghezza dell’ipocotile è stata massima per le piantine coltivate con luce rossa e minima per le piantine coltivate con luce blu; anche la lunghezza dei cotiledoni è stata massima per le piantine coltivate con luce rossa, mentre per l’area cotiledonare le piantine di pomodoro cresciute sotto luce blu avevano i valori più bassi. Anche se la luce rossa ha causato un allungamento dei tessuti aerei della pianta, con questo trattamento luminoso il peso fresco e secco delle radici è stato il più basso. Le piante coltivate con luce bianca avevano un peso fresco di stelo e foglie più alto rispetto agli altri trattamenti, mentre quelle coltivate con luce blu il più basso. Dalla misura della fluorescenza e dei parametri fotosintetici è emerso che l’efficienza fotosintetica (in particolare del fotosistema II) più elevata si ha per le piante coltivate con luce RB e W, mentre diminuisce fortemente per i trattamenti monocromatici (R e B). Infine, per le piante coltivate con luce B e RB è stata trovata la più alta quantità di Rubisco (enzima chiave per l’attività fotosintetica). Riassumendo, durante questo esperimento, la luce rossa ha favorito un accumulo di biomassa nello stelo, ottenendo così piantine alte ma con radici poco sviluppate; la luce blu ha inibito l’allungamento dell’ipocotile e dell’allungamento dello stelo, ottenendo così piantine più compatte e con un’area fogliare inferiore rispetto agli altri trattamenti. Mentre le piantine con luce rossa hanno manifestato i tipici sintomi di “abbondanza di ombra” scaturita da un alto rapporto luce rossa/luce rossa lontana; le piantine coltivate esclusivamente con luce blu avevano una limitata attività di divisione ed espansione cellulare e per questo apparivano molto compatte. Quindi, sebbene lo sviluppo dei tessuti aerei sia favorito dalla luce rossa, durante questa attività di ricerca è stato confermato che aggiungendo una percentuale di luce blu su una base di luce rossa si ottengono delle foglie con un indice di massa fogliare più elevato, che permettono alle piantine di essere più resistenti nei confronti di avversità biotiche ed abiotiche. Inoltre, la luce blu ha dimostrato di essere fotosinteticamente più efficiente rispetto alla luce rossa. In conclusione, sia la luce rossa che blu risultano essere essenziali per l’accrescimento delle giovani piantine ed il rapporto nel quale devono essere utilizzate dipende dalla specie da coltivare, dalla fase fenologica e dai risultati quanti-qualitativi che si vogliono ottenere.