La luce può essere troppa per le piante?

Galleggianti, palustri... acquatiche

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roby70
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La luce può essere troppa per le piante?

Messaggio di roby70 » 02/07/2018, 20:20

In questo topic avevamo parlato delle luci migliori per le piante tecnica-dell-acquario-f15/LED-lampade-i ... 43582.html
ma qui vorrei riprendere un argomento di cui si era parlato un pò di tempo fa senza però approfondirlo.

Ho avuto da una persona che conosco il link ad una discussione di un forum americano in cui si parla proprio della luce necessaria per le piante e se può in alcuni casi essere troppa... di solito noi ci preoccupiamo sempre del fatto che sia poca :))
Ho quindi contattato l'autore del topic chiedendogli in permesso di riproporre qui quello che scriveva... gentilmente ha accettato; riporto di seguito una sintesi tradotta in italiano per parlarne un pò tra di noi ;)
Le piante acquatiche usano la luce per due scopi: la fotosintesi e il processo decisionale (quando germogliare semi, produrre germogli, sbocciare, ecc.). Il sole produce onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda da circa 290 nm a 3200 nm. Le piante usano principalmente la parte a 400-700nm dello spettro solare, che è chiamata PAR (Radiazione Fotosinteticamente Attiva).
Il rapporto di energia nella regione PAR (400-700nm) rispetto alla radiazione solare totale è di circa 0,5. È quasi indipendente dalle condizioni atmosferiche.

Durante la fotosintesi le piante assorbono CO2 (molecole costituite da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno), usano gli atomi di carbonio per fare i loro tessuti (per crescere) e rilasciare l'ossigeno rimanente. Tuttavia, anche le piante respirano o bruciano le loro riserve di carbonio per ottenere energia per varie cose che devono fare. La respirazione consuma ossigeno e rilascia CO2 nell'ambiente. Una condizione in cui la quantità di CO2 prelevata per la fotosintesi è uguale alla quantità di CO2 rilasciata durante la respirazione è chiamata Punto di compensazione. Se non c'è abbastanza luce affinché la fotosintesi sia più veloce della respirazione, le piante useranno carbonio dai loro tessuti per respirare, inevitabilmente esauriranno il carbonio e moriranno. Le piante che necessitano di scarsa illuminazione utilizzano la luce in modo più efficiente e il loro punto di compensazione è basso. Le piante esigenti hanno bisogno di molto PAR per raggiungere il punto di compensazione.

Dall'altro lato, le piante non possono fotosintetizzare a velocità indefinitamente veloce. Se la quantità di luce continua ad aumentare, la pianta cercherà di crescere più velocemente. Tuttavia, alla fine, l'intensità della luce aumenterà fino al punto in cui i macchinari fotosintetici della pianta non potranno reggere il passo. Questo è chiamato Punto di Saturazione. Avere un dispositivo con intensità luminosa al di sopra del Punto di saturazione non è solo uno spreco, è molto brutto per la crescita delle piante.

La luce non è una cosa benigna, rende la vita possibile, ma produce sempre radicali liberi, che distruggono indiscriminatamente varie molecole complesse utilizzate per la fotosintesi e altri processi vitali. Quindi, mentre fotosintesi, la pianta ripara continuamente il danno indotto dalla luce. A intensità luminose al di sopra del Punto di saturazione, la pianta può diventare foto inibita e alla fine morire.

Non tutti i 400-700nm dei PAR sono ugualmente buoni per le vasche esterne. Vogliamo tutti coltivare le piante più esigenti ma non le alghe. Le nostre piante hanno principalmente bisogno di luce blu (400-500nm) e rossa (630-700nm), perché raccolgono energia utilizzando principalmente clorofilla A e B. Tuttavia, la natura non ha sprecato l'energia gialla e verde rimanente, questa luce è spesso usata dalle alghe . Ad esempio, in molti cianobatteri i principali pigmenti di raccolta della luce sono due ficobiline, piuttosto che le clorofille, che usano bande nella regione verdastro-giallo-arancio di 550-615 nm.

Inoltre, le piante producono pigmenti molto importanti chiamati carotenoidi, neutralizzano il danno fotografico e hanno bisogno di luce blu-ciano (430-520 nm) per funzionare.

Inoltre, devo assicurarmi che la mia illuminazione emetta le lunghezze d'onda non solo per la fotosintesi, ma anche per il processo decisionale della pianta (vedi sopra).
Il compito è complicato dal fatto che non tutte le lunghezze d'onda possono essere raggiunte utilizzando LED finora esistenti. Inoltre, le pareti dell'acquario sono trasparenti, questo rende possibile che l'energia della luce si disperda nella stanza. Inoltre, devo assicurarmi che non ci siano punti scuri nel serbatoio.

Secondo un documento del 2006 pubblicato su "Limnology and Oceanography (Volume 51, N 6, 2006, pages 2722–2733)", sono state create 15 miscele di varie densità delle seguenti piante acquatiche:
Specie poco illuminate: Vallisneria Americana "Natans", Vallisneria Americana "Gigantea", Sparganium Emersum;
Specie a luce medio-bassa: Hygrophila corymbosa "Stricta", Sagitaria Platyphyla;
Specie a luce media: Sagitaria Subulata, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, Potamogeton Crispus, Potamogeton Pectinatus, diversi Callitriche sp.
Specie di alta luce: Cabomba caroliniana, Hygrophila corymbosa "Aroma"

Il punto medio di compensazione è stato raggiunto a 119 μmol / (sec m2) di PAR
L'inizio della saturazione è stato raggiunto a 455 μmol / (sec m2) di PAR
Il vero punto di saturazione non è stato raggiunto ed è probabilmente superiore del 20%, a 546 μmol / (sec m2) di PAR.
Ci sono altri studi pubblicati che riportano i punti di compensazione e saturazione di diverse piante acquatiche.. se interessa posso riportarle ma per il momento volevo parlare proprio dei punti di saturazione e compensazione :D
Più di una volta ho sentito parlare della luce differente tra piante rapide e no ma quanto scritto sopra sembra contraddirlo (come pensavo). La differenza è tra piante esigenti e non in fatto di luce. L'egeria è probabilmente una delle più rapide che conosciamo ma richiede meno luce di altre forse più lente :-?

Visto che tendenzialmente sono un rompiscatole se chi penso io non risponde lo taggo O:-)
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La luce può essere troppa per le piante?

Messaggio di cicerchia80 » 02/07/2018, 20:33

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roby70
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Messaggio di roby70 » 02/07/2018, 20:50

cicerchia80 ha scritto: Seguo
:-?
Visto che il capo segue @Artic1 @Ketto @nicolatc inizio a taggare voi ^:)^
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Messaggio di Sini » 02/07/2018, 21:26

Seguo...
I pesci non si possono inserire prima di un mese (almeno) senza cambi d'acqua né lavaggi del filtro.

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La luce può essere troppa per le piante?

Messaggio di Artic1 » 02/07/2018, 22:22

roby70 ha scritto: Non tutti i 400-700nm dei PAR sono ugualmente buoni per le vasche esterne. Vogliamo tutti coltivare le piante più esigenti ma non le alghe. Le nostre piante hanno principalmente bisogno di luce blu (400-500nm) e rossa (630-700nm), perché raccolgono energia utilizzando principalmente clorofilla A e B. Tuttavia, la natura non ha sprecato l'energia gialla e verde rimanente, questa luce è spesso usata dalle alghe . Ad esempio, in molti cianobatteri i principali pigmenti di raccolta della luce sono due ficobiline, piuttosto che le clorofille, che usano bande nella regione verdastro-giallo-arancio di 550-615 nm.
Parte che risponde e conferma quanto dicevo nel topic dei LED :D
roby70 ha scritto: La differenza è tra piante esigenti e non in fatto di luce. L'egeria è probabilmente una delle più rapide che conosciamo ma richiede meno luce di altre forse più lente
no, di solito per evoluzione le più esigenti in fatto di luce sono anche quelle che si sviluppano più rapidamente. Sia per motivi di fotosintesi (perché più fotosintesi vuol dire più energia disponibile) sia perché più energia disponibile vuol dire più possibilità di sviluppo e quindi necessità di metabolismo più rapido per poterla usare. Quindi veloce è praticamente identico ad affamata di luce. In vasca le cose cambiano se una pianta emersa la tieni sommersa grazie alla CO2,,, tutto varia. In natura la CO2 in acqua la hanno solo per decomposizione, non per la bombola :))
Inoltre per pressione evolutiva:
  • ho tanta luce e ne uso poca crescendo poco (piante lente) = vengo battuta dalle piante veloci che usano al meglio quanta luce possono
  • sempre per pressione evolutiva ma al contrario: Ho poca luce e non riesco ad usarla (piante veloci) = vengo battuta dalle piante lente che usano meglio di me quella poca luce.
Inoltre per velocità non tenere conto solo della lunghezza ma considera la biomassa prodotta. Ti faccio un esempio:
La pianta con il maggior tasso fotosintetico ad oggi nota è la Arundo donax Immagine
La conoscete? :D
Guarda caso è anche la pianta con la maggior produzione di biomassa ad unità di superficie :))

Il motivo? Non va in saturazione! Questo perché vive solo in zone umide dove ha acqua da sprecare e quindi di fatto non chiude mai gli stomi e non deve neppure perdere tempo a fare quello che invece fa il mais (che è una C4, quindi biologicamente più evoluta per risparmiare acqua), ossia accumulare la CO2 in composti temporanei quando è buio per avere più CO2 disponibile nelle cellule quando c'è luce e gli stomi son chiusi per evitare la traspirazione dell'acqua. ;)

In sintesi:
discorso condiviso ed interessante, non a caso io continuo a suggerire di ridurre la CO2 e di ridurre le ore di luce alle vasche per poter potare di meno.
Meglio 8 ore spezzate in 4 e 4 che 12 tutte assieme. Meglio sia per le tasche (meno CO2, meno concime, meno elettricità) che per l'ambiente.
Peraltro lo spezzare lo consiglia persino la Walstad.
Ma poi... in natura dentro una pozza delle zone equatoriali... avete presente quante ore di luce prendono le piante? Se va bene a causa delle ombre delle galleggianti o della vegetazione arborea limitrofa alla pozza... sarà già tanto se ne prendono tre ore di luce diretta. Noi perché dovremmo dargliene 12? :-bd

Aggiunto dopo 10 minuti 47 secondi:
Ah... dimenticavo.
La luce può essere troppa sia in intensità che in tempo e le due cose sono legate.

Comunque più che preoccuparmi della potenza luminosa (non penso che qualcuno metta plafoniere per 200 w a LED in un 50 litri) mi preoccuperei del tempo in cui lasciamo il tutto acceso. Dai dati della Walstad è evidente la foto-inibizione anche solo dopo alcune ore O:-)
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nicolatc (02/07/2018, 23:45) • Ketto (03/07/2018, 13:11) • Catia73 (27/11/2020, 20:04)
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Messaggio di cicerchia80 » 02/07/2018, 22:47

Artic1 ha scritto: Ma poi... in natura dentro una pozza delle zone equatoriali..
Dipende.....
img_0268.jpg
Rio Sucuri,Brasile
L'Hydrocotyle prende tanta di quella luce che cresce compatta come un prato

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La luce può essere troppa per le piante?

Messaggio di Artic1 » 02/07/2018, 23:08

cicerchia80 ha scritto:
Artic1 ha scritto: Ma poi... in natura dentro una pozza delle zone equatoriali..
Dipende.....

img_0268.jpgRio Sucuri,Brasile
L'Hydrocotyle prende tanta di quella luce che cresce compatta come un prato

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Ok, ma per quanto tempo resta così? Due mesi? Qualche settimana? Prima che qualche galleggiante o qualche rapida le passi sulla testa? Oppure per quanto tempo l'acqua resta limpida?
Io non l so! Ma il clima equatoriale l'ho vissuto e se in stagione secca non piove per mesi, nel resto dell'anno piove a scrosci intensissimi, roba da 100-200 mm in un'ora, praticamente quasi ogni settimana :)
Se piovessero a Genova vedremmo Sax con il canotto =))

Aggiunto dopo 1 minuto 45 secondi:
qui c'è un video dello stesso rio:
:)
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Messaggio di cicerchia80 » 02/07/2018, 23:21

Artic1 ha scritto: Ok, ma per quanto tempo resta così? Due mesi? Qualche settimana? Prima che qualche galleggiante o qualche rapida le passi sulla testa? Oppure per quanto tempo l'acqua resta limpida?
Non lo so....ma comunque la scoperta di questo prato è recente,un paio d'anni credo boh
Artic1 ha scritto: Meglio 8 ore spezzate in 4 e 4 che 12 tutte assieme. Meglio sia per le tasche (meno CO2, meno concime, meno elettricità) che per l'ambiente.
Peraltro lo spezzare lo consiglia persino la Walstad.
Beh...lady D lo suggerisce come "ricarico" per la CO2
Secondo lei il fotoperiodo non deve essere minore delle 10 ore 8-|

Il topic che ho aperto con vasche Low-tech sotto le 9 ore serve proprio per dimostrarle che sta cosa dovrebbe riconsiderarla, infatti è interessata e ne sta parlando con l'autrice delle parole citate sopra da Roby
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La luce può essere troppa per le piante?

Messaggio di Sini » 02/07/2018, 23:24

cicerchia80 ha scritto: Il topic che ho aperto con vasche Low-tech sotto le 9 ore serve proprio per dimostrarle che sta cosa dovrebbe riconsiderarla, infatti è interessata e ne sta parlando con l'autrice delle parole citate sopra da Roby
Evvai... la mia vasca diventerà un case-study della Walstad!!! =)) =)) =))
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Messaggio di nicolatc » 02/07/2018, 23:46

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