dettaglio sull’illuminazione

La luce si classifica valutandone la QUALITÀ (SPETTRO) e l’INTENSITÀ (P.A.R).

La luce è costituita da fotoni che spostandosi vibrano e a cui vengono associate delle lunghezze d’onda. I fotoni che interagiscono con le piante si trovano tra gli ultravioletti e gli infrarossi, vicini allo spettro del visibile, da 350 a 750 nm (Fig. 2).
UV vicini (350-380 nm): agiscono contro determinati microorganismi e migliorano il sistema immunitario delle piante.
Visibile (380-700 nm): è l’intervallo che attiva la fotosintesi. Le piante assorbono principalmente il blu e il rosso. In generale, il blu (430-500) favorisce la crescita e il rosso (630-680) la fioritura e la fruttificazione.
IR vicini (700-750 nm): fungono da riscaldamento radiante e favoriscono l’allungamento delle piante in cerca del sole.

Solo i fotoni con lunghezza d’onda che va da 400 a 700 nm (vicini allo spettro del visibile) partecipano alla fotosintesi. Questi fotoni vengono chiamati “Photosynthetically Active Radiation”. È possibile misurare il P.A.R. di un impianto di illuminazione da solo (PPF-PPE) oppure all’interno di un sistema completo di coltivazione (PPFD).

La lampada viene posizionata dentro la sfera di Ulbritch (Fig. 3) e vengono misurati tutti i fotoni che emette al secondo. In questo modo si ottiene il “Photosynthetic Photon Flux” (P.P.F. in μmol/s) che determina la capacità di fotosintesi potenziale di un impianto di illuminazione. Dividendo il P.P.F. per la potenza assorbita, si ottiene la “Photosynthetic Photon Efficacy” (P.P.E. in μmol/s/w o μmol/j) che permette di determinare la resa di fotosintesi potenziale per watt assorbito di un impianto di illuminazione Di seguito alcuni valori di P.P.E.: lampade fluorescenti compatte (CFL, TCL, T5…)= meno di 1 μmol/s/w, lampade a scarica (HPS, MH, CMH…)= da 1 a 2 μmol/s/w, lampade LED: (attualmente) da 2 a 3 μmol/s/w.

Vengono misurati i fotoni che arrivano sulla superficie di coltivazione per m2 al secondo. Il risultato viene chiamato “Photosynthetic Photon Flux Density” (P.P.F.D in μmol/s/m2) Che permette di determinare la capacità reale di fotosintesi per m2 su una superficie di coltivazione. Il P.P.F.D viene rappresentato da una vista dall’alto dell’area coltivata con valori presi ogni 30×30 cm/36”x36” (Fig. 4). Per agevolare la lettura, abbiamo stabilito tre colori per tre livelli di P.P.F.D.

Livello I: meno di 300 μmol/s/m2: propagazione, semina, crescita leggera e fase vegetativa.

Livello II: da 300 a 600 μmol/s/m2: coltivazione di piante che amano la luce, coltivazione intensiva di piante che amano l’ombra.

Livello III: Oltre 600 μmol/s/m2: coltivazione intensiva di piante che vogliono il sole.

Esistono due tipi di LED. I LED monocromatici emettono fotoni che vibrano a una singola frequenza. Vengono suddivisi in base alla lunghezza d’onda: 450 nm blu, 660 nm rosso… I LED bianchi hanno uno spettro più largo. Derivano da un LED monocromatico blu su cui è stato apposto uno strato di fosforo che ha l’effetto di spostare e appiattire lo spettro verso il giallo, abbassando l’energia di alcuni fotoni (Fig. 5). Vengono classificati in base alla temperatura colore in gradi Kelvin: 6500K bianco freddo, 5000/4000K bianco caldo, 3000/2700/2100K bianco tendente al giallo. Questo metodo consente di avere LED da utilizzare per l’illuminazione quotidiana, ma anche per la coltivazione grazie a uno spettro più completo.