Luce per piante: come ottimizzarne l’utilizzo nelle serre

La luce è un fattore fondamentale per la vita e la crescita delle piante, soprattutto nelle serre. Ottimizzare l’utilizzo della luce per piante nelle serre è essenziale, non solo per ottenere maggiore qualità ma anche per produrre ortaggi con proprietà salutari, grazie ad alcuni composti prodotti dalle piante. Sotto certi aspetti, la luce può essere considerata quasi un fattore produttivo per le piante, che in pieno campo non si ha l’abitudine di prendere in considerazione. Tuttavia, per le colture protette in serra, la luce può essere un fattore determinante per massimizzare la produzione e la qualità. Vediamo perché in questo articolo!

l’Importanza della luce per la fotosintesi

La luce fornisce l’energia per la reazione della fotosintesi. Per crescere, le piante hanno bisogno – oltre ai nutrienti, azoto, fosforo, potassio, ecc. – per circa il 90-95% di idrogeno, carbonio e ossigeno, elementi che entrano nella reazione della fotosintesi. La luce per le piante è indispensabile per fornire l’energia necessaria alla reazione della fotosintesi al fine di produrre glucosio.

In sostanza, attraverso il processo chimico della fotosintesi le piante convertono l’anidride carbonica (CO₂) e l’acqua (H₂O) in materiale vegetale, grazie all’impiego dell’energia luminosa che proviene dal sole. In questo modo, l’energia si conserva sotto forma di sostanza organica (glucosio). Infatti, durante il processo di fotosintesi clorofilliana, vengono assorbite 6 molecole di CO₂ e 6 molecole di H₂O, con la conseguente produzione di una molecola di glucosio e 6 molecole di ossigeno. Il materiale vegetale prodotto viene quindi utilizzato, tramite combustione o digestione, dalla pianta e dagli animali per le loro esigenze energetiche. Le piante con il processo chimico della respirazione producono l’energia di cui hanno necessità per tutte le attività che sono indispensabili per i processi di crescita, sviluppo e produzione di biomassa degli organismi vegetali. Anidride carbonica e acqua ricompaiono poi in questi processi.

In modo semplice e generico possiamo scrivere la reazione della fotosintesi con la seguente equazione:

6CO₂ + 6H₂O + Luce → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Come tutti gli esseri viventi, anche le piante respirano: il processo è esattamente l’opposto a quello della fotosintesi clorofilliana, dove da una mole di Glucosio e 6 moli di ossigeno si libera dell’energia, che è quella che serve alla pianta. Come “residuo” abbiamo 6 moli di anidride carbonica e 6 moli di acqua. Il glucosio è il prodotto della reazione fotosintetica, mentre l’ossigeno sarebbe un prodotto di scarto; tuttavia, esso è fondamentale per la vita sulla terra.

Luce naturale e lunghezze d’onda

Nelle lunghezze d’onda del visibile, la luce per le piante si rivela fattore essenziale. La luce, che può provenire dal sole o da una lampada in serra, dal punto di vista fisico risponde alla teoria elettromagnetica ondulatoria, oppure alla teoria corpuscolare (la radiazione elettromagnetica come sequenza di pacchetti di energia chiamati fotoni). Nel primo caso, il livello di energia della luce è funzione della sua lunghezza d’onda: più corta è la lunghezza d’onda più alto è il livello di energia.

Nella tabella di seguito viene riportata la suddivisione della luce sulla base delle diverse lunghezze d’onda. Le piante utilizzano la luce con lunghezze d’onda comprese tra 400 e 700 nanometri come fonte di energia per realizzare il loro processo di fotosintesi. La luce rossa (650-700 nm) e la luce blu (460-480 nm) costituiscono le lunghezze d’onda più efficienti per il processo fotosintetico.

La luce del sole che arriva sulla Terra corrisponde mediamente a 1.800-2.000 μmoli/m2 per secondo. La Photosynthetic Active Radiation (PAR), o luce fotosinteticamente attiva, ha un valore di lunghezza d’onda pari a 400-700 nm e corrisponde a circa 300-400 μ moli/m2/sec.

Ottimizzare l’uso della luce nelle serre

Per le colture in serra, è importante avere una oculata gestione del sistema serra (struttura e copertura) al fine di ottimizzare al massimo l’utilizzo della luce che vi entra. Solo per la copertura e la struttura si ha una perdita di trasmissività di circa il 30-40% della luce totale presente all’esterno. L’agricoltura protetta sfrutta l’effetto serra per far sì che i processi di crescita delle piante siano accelerati, grazie al fatto che in serra, rispetto a quanto avviene all’esterno, si mantiene una temperatura media ottimale per le piante. Ciò è possibile intrappolando la luce – o meglio, l’energia del sole – e impedendo che l’aria riscaldata si mescoli con l’ambiente esterno e con gli strati più freddi dell’atmosfera alta. In primavera inoltrata o in estate, con giornate di sole intenso, può accadere che le temperature in serra siano troppo alte e, quindi, diventa necessario abbassarle attraverso la ventilazione: si procede, dunque, a un certo numero di ricambi d’aria orari oppure alla riduzione dell’energia radiante del sole attraverso l’ombreggiamento.

Oltre al fatto di prestare la massima attenzione a come le piante vengono esposte alla luce, è assolutamente necessario passare attraverso una attenta scelta del materiale di copertura e una sua buona manutenzione e pulizia. In caso di nuove costruzioni, non si deve tralasciare anche la scelta di strutture leggere che minimizzino la formazione di ombre.