Come calcolare i lumen necessari

Scritto da Gery (editor: Sini) il . Postato in Tecnica in acquario

Comprando una vasca con illuminazione a LED molti si saranno chiesti:

«La luce sarà sufficiente per le mie piante?»

Nel web si trovano plafoniere da 300-400 € come soluzioni di tutti i mali; l'alternativa - si dice - è la convivenza con piante pallide e morenti, dai colori smunti e - tanto per non farci mancare niente - pure infestate da alghe.

UFO

Ma è veramente così?

 

Come calcolare i lumen necessari

Guardiamo il nostro acquario dal davanti a dal di sopra.
Considerando ipoteticamente le nostre piante come dei parallelepipedi e, rispetto al volume totale dell'acquario, sottraiamo il volume dei nostri parallelepipedi.

  • Consideriamo un acquario scarsamente piantumato se le piante coprono meno del 30 % del volume totale.
  • Un acquario mediamente piantumato sarà quello nel quale piante coprono dal 40 al 60 % del totale.
  • Avremo infine un acquario abbondantemente piantumato se le piante coprono oltre il 60% del volume totale.

Adesso consideriamo la crescita e il fabbisogno delle piante.

Possiamo dividere le piante in esigenti e poco esigenti.

  • Le prime hanno di solito uno sviluppo molto veloce e necessitano di una ricca fertilizzazione, CO2 (circa 30-40 mg/L) e luce.
  • Le seconde hanno generalmente un metabolismo ridotto, possono vivere anche in assenza di CO2 e con una luce di intensità ridotta.

Per la legge del minimo di Liebig ogni fattore mancante è limitante.
Tuttavia, mentre per le piante poco esigenti il fattore limitante è quasi sempre la fertilizzazione, nel caso delle piante esigenti il fattore limitante può essere la CO2 o l’intensità luminosa.

Ora cerchiamo di capire di quanta luce hanno bisogno le nostre piante.

Trattandosi di LED, valuteremo il flusso luminoso attraverso la sua unità di misura: il lumen.

Aiutiamoci con uno schema:

Markaf Quanti lumen

Abbiamo dunque trovato un intervallo, espresso in lumen, del fabbisogno luminoso del nostro acquario.

Se la luce fornita è inferiore al limite inferiore dell'intervallo, sarà il fattore limitante nella crescita delle nostre piante.

Però possiamo essere ancora più precisi nel calcolare il fabbisogno luminoso.

Facciamo un esempio.

Ipotizziamo che il nostro acquario sia mediamente piantumato con un 40 % di piante poco esigenti e un 60 % di piante esigenti.
Come possiamo vedere dallo schema, se avessimo solo piante poco esigenti ci basterebbero 40 lm/L; se avessimo solo piante esigenti ci occorrerebbero 60 lm/L.
Facendo le opportune proporzioni otterremo un valore ottimale di 55 lm/L.

 

La luce potrebbe anche essere... troppa?

Si, in due casi.

Nel primo: abbiamo calcolato un fabbisogno corretto ma il nostro acquario sta attraversando un... momento difficile.
Torniamo all'esempio precedente: se avessimo le piante bloccate o non somministrassimo la corretta dose di CO2, i 55 lm/L sarebbero troppi e quella luce in più avvantaggerebbe le alghe!

Nel secondo: la luce fornita eccede il limite superiore dell'intervallo calcolato.
Ipotizziamo di avere
un acquario mediamente piantumato esclusivamente con piante esigenti e di somministrare 70 lm/L di luce (un valore più alto di quello ottimale).
Abbiamo deciso di abbondare con l'illuminazione perché non abbiamo nessuna carenza, la fertilizzazione è perfetta e stiamo somministrando 40 mg/L di CO2.
Nei primi giorni la vegetazione crescerà splendidamente, ma... nelle settimane successive vedremo un rallentamento dei consumi e un blocco delle piante.

Come mai? Cosa sarà successo?

Per capirlo abbiamo bisogno di fare un accenno alla biochimica.

Markaf Fase luminosa

Grazie all’energia elettromagnetica della luce le piante effettuano la fase luminosa della fotosintesi clorofilliana.
In questa fase 12 molecole di acqua vengono scisse in 6 molecole di ossigeno, con formazione di ATP e NADPH.
Questo processo, tuttavia, richiede un importante dispendio energetico.

Quando forniamo troppa luce, stimoliamo i processi ossidativi a livello dei cloroplasti creando un deficit energetico e un accumulo di sostanze; la conseguenza è un rallentamento o addirittura un blocco dei processi fotosintetici.
Ecco perché, ad un aumento di attività nelle fasi iniziali, può subentrare un blocco della pianta.

Questo fenomeno è osservabile, in acquari con molta luce, su alcune piante.
Guardando a fine fotoperiodo può capitare di vedere le piante con le foglie «chiuse», come se fossero già nella fase di riposo notturno.

Limnophyla belemLimnophyla belem (foto di Luigidrumz)

In realtà stanno semplicemente cercando di proteggere le foglie dalla luce.
Da questo momento fino a quando si spegneranno le luci, tutto quello che state somministrando (oltre ad essere uno spreco in bolletta) sta stressando le piante e facendo felice unicamente le alghe.

Quando modificate l'illuminazione non osservate soltanto il pearling frutto della traspirazione della pianta: guardate anche come si dispongono le foglie in prossimità della fine del fotoperiodo, in maniera da cogliere eventuali problemi di adattamento alla aumentata luminosità.

 

Conclusioni

Possiamo concludere con una battuta: per quanto riguarda la luce, oltre alla legge del minimo c’è anche la legge del massimo.

Un ringraziamento a Bebo75 che ha fatto da cavia per la stesura di questo articolo.