La luce può essere troppa per le piante?

[kumuvenisikunta]

Seguo

[Artic1]

Belin! Tutti che seguono e nessuno che scrive!

Aggiunto dopo 9 minuti 9 secondi:
Io aggiungo un'altra osservazione al fattore luce.
Credo sia anche rilevante considerare che il sole non è a picco sull'acqua come la luce nelle nostre vasche.

Voglio dire... chi va a fare snorkeling sa bene che a mezzogiorno (ora solare) ho una visibilità incredibile ma che basta che siano passate anche solo 2 ore e la visibilità è drasticamente scesa sott'acqua.
In pratica anche le piante che prendono luce diretta, comunque non la prendono di massima intensità per più di qualche ora...

Poi @cicerchia80 un'altra osservazione sulla foto che ha allegato. Quelle piante, come vedi anche nel video che ho mandato io, sono nella zona con maggior flusso idrico. sono quelle che per prime vengono sommerse dai detriti delle piene e erose dalle acque. Nelle zone con fondo più fine e ricco crescono un sacco di vegetali a sviluppo rapido e con biomassa decisamente superiore. Non pensi anche tu?

[Humboldt]

Ci sono altri studi pubblicati che riportano i punti di compensazione e saturazione di diverse piante acquatiche.. se interessa posso riportarle

Magari... la discussione ne gioverebbe.
Comunque a parte gli esempi estremi del Rio Sucuri (e molti altri ancora) parliamo sempre di piante tendenzialmente sciafile o comunque con una enorme plasticità adattativa a diverse irradianze, in cui il punto di saturazione di luce e il punto di compensazione per la luce sono sempre abbastanza vicini e con valori generalmente inferiori ai 50-80 PAR (W/m²); anzi molte delle specie più utilizzate in acquario hanno valori di compensazione per la luce decisamente più bassi.
Il problema sta spesso nel capire quanta PAR forniamo con i nostri sistemi di illuminazione?
Per ora approssimiamo con i lumen...

[Artic1]

Il problema sta spesso nel capire quanta PAR forniamo con i nostri sistemi di illuminazione?
Per ora approssimiamo con i lumen...

Qui mi spiace ma mi dovete aiutare!

[roby70]

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.

Su questo punto non sono del tutto convinto Se guardi il riferimento messo sopra la Vallisneria è indicata come poco esigente in fatto di luce, l'egeria come mediamente esigente e la Cabomba come molto esigente. Io ho sempre visto l'egeria crescere molto più rapidamente della Cabomba e l'ho sempre considerate più rapida ma meno esigente in fatto di luce.
Per rispondere anche a @Humboldt questi I riferimenti di cui parlavo (/li ho lasciati in inglese ma direi che sono semplici da leggere):

Freshwater Biology (2015) Volume 60, Pages 929–943
Elodea Canadensis, Egeria Densa, Hydrilla Verticillata and Ceratophyllum Demersum were grown for 3 years under 100 μmol/(sec m2) at the water surface. Relative growth rate (dry mass increase per a day) increases 2-4 times with light increase to 150 μmol/(sec m2) at the water surface.
New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research (1994), Volume 28, Pages 235-241
Lagarosiphon Major and Myriophyllum Triphyllum were grown under 200 μmol/(sec m2) presumably at the water surface (authors did not specify this) for 14 hours of light per day.
Aquatic Botany (2015) Volume 120, Part B, Pages 205-211
Egeria Densa, Hydrilla Verticillata, Lagarosiphon Major and Myriophyllum Triphyllum were successfully grown for 2 months under both of 172 μmol/(sec m2) and 69 μmol/(sec m2) average light intensities measured at 5cm below the water surface. Average daily irradiance was 6.97 mol/m2 and 2.79 mol/m2 respectively which corresponds to 11.2 hours of light per day.
Aquatic Botany (2013) Volume 110, Pages 31-37
For Myriophyllum Aquaticum light saturation occurs at 270-300 μmol/(sec m2). The plant was successfully grown for 3 months at both 280 μmol/(sec m2) and 85 μmol/(sec m2) adjusted 1cm above the water surface, with 16:8 h day/night cycle. The high-light growth was a little faster only with CO₂ addition.
Plant Physiology (1976) Volume 58, Pages 761-768
Photosynthesis of Hydrilla Verticillata, Myriophyllum Spicatum, Ceratophyllum Demersum, and Cabomba Caroliniana was studied by immersing apical portion of the plants in a glass test tube and irradiating the tube with incandescent lamps, so, presumably, the given PAR values are measured at the tube's surface.
Hydrilla – Myriophyllum – Ceratophyllum – Cabomba
Compensation point, μmol/(sec m2): 15 – 35 – 35 – 55
Saturation point, μmol/(sec m2): 600 – 600 – 700 – 700
Irradiance required for 50% photosynthetic rate, μmol/(sec m2): 80 – 120 – 145 – 160

Per tornare al discorso delle rapide è interessante ad esempio il punto di compensazione del Ceratophyllum a solo 35 PAR, eppure è una delle più rapide che conosciamo. Il punto di saturazione è invece molto alto come quasi tutte le altre piante, difficilmente raggiungibile in acquario se pensiamo che le plafoniere migliori arrivano a 300/400 PAR.

La luce può essere troppa sia in intensità che in tempo e le due cose sono legate.

Su questo concordo. Ad esempio questo è quello che dice la Walstad per il suo caso:
"
Nel mio 200 litri inizialmente avevo usato due CFL da 55 watt (quindi circa 110 watts/200 litri con un rapporto di 0.56 W/l). Le due CFL era in un'unica plafoniera con un ottimo riflettore. La vasca ha cominciato ad avere problemi di alghe dopo un pò di tempo, probabilmente quando il fondo ha iniziato a produrre meno CO₂. Quindi ho rimosso una delle due CFL ottenendo un rapport di circa 0,28 w/l e la vasca ha funzionato bene per molti anni.
"
La sua scelta è stata quella di diminuire la luce, forse poteva ottenere lo stesso effetto diminuendo il fotoperiodo
Sulla lunghezza del fotoperiodo Karen Randall lo suggerisce di 8/9 ore e pensa che il fotoperiodo della Walstad così lungo funzioni bene perchè ha scelto piante che preferiscono poca luce per lungo tempo (o comunque che tollerano questa condizione) rispetto a piante che preferiscono luce più intensa.

Il problema sta spesso nel capire quanta PAR forniamo con i nostri sistemi di illuminazione?
Per ora approssimiamo con i lumen...

Usare I lumen così come I watt non è propriamente corretto ma lo abbiamo sempre fatto e al momento non è che ci sia un metodo migliore.. ho trovato alcune cose interessanti che potrebbero aiutare in tal senso, magari ci apro un topic in tecnica

la mia vasca diventerà un case-study della Walstad!!!

Diverse delle sue hanno le volvox quindi direi che l'altra tua era meglio come caso di studio

Aggiunto dopo 12 minuti 1 secondo:
Aggiungo un altro punto alla discussione... si è parlato di punto di compensazione e di saturazione. L'ottimo sarebbe avere una luce che emetta i PAR necessari per raggiungere il punto di compensazione (luce più forte diventa da quanto scritto sopra inutile).
Ma c'è anche un punto inferiore sotto il quale le piante non riescono a far partire il processo di fotosintesi? O tale punto non esiste e le piante possono crescere anche con poca luce.. lo faranno meno e più lentamente ma non muoiono?

[Sini]

Diverse delle sue hanno le volvox quindi direi che l'altra tua era meglio come caso di studio

[Ketto]

Grazie Roby per l'argomento molto interessante

Inoltre, le pareti dell'acquario sono trasparenti, questo rende possibile che l'energia della luce si disperda nella stanza.

Utilizzando LED con fascio di emissione 120° (o inferiore) e tenendoli ad una corretta distanza dai vetri laterali la luce dispersa diventa pochissima.

Ma c'è anche un punto inferiore sotto il quale le piante non riescono a far partire il processo di fotosintesi? O tale punto non esiste e le piante possono crescere anche con poca luce.. lo faranno meno e più lentamente ma non muoiono?

La risposta non l'hai scritta tu scusa?
"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."
Proviamo a fare un esempio con dei dati che hai scritto...
Hydrilla – Myriophyllum – Ceratophyllum – Cabomba
Compensation point, μmol/(sec m2): 15 – 35 – 35 – 55
Con un valore di 30 μmol/(sec m2) l'unica pianta che riesce a sopravvivere è l'hydrilla, probabilmente anche le altre piante sono già in fotosintesi a quel valore ma producono meno energia di quella che consumano attraverso la respirazione cellulare. Per i valori sopra riportati si capisce perchè la cabomba è considerata una pianta esigente in fatto di luce

[Humboldt]

Il problema sta spesso nel capire quanta PAR forniamo con i nostri sistemi di illuminazione?
Per ora approssimiamo con i lumen...

Qui mi spiace ma mi dovete aiutare!

Non chiedere a me
La cosa mi sembra estremamente complessa

@roby70 grazie mille per i dati; molto interessanti.
Solo una considerazione (ma correggetemi se sbaglio...).

Hydrilla – Myriophyllum – Ceratophyllum – Cabomba
Compensation point, μmol/(sec m2): 15 – 35 – 35 – 55
Saturation point, μmol/(sec m2): 600 – 600 – 700 – 700
Irradiance required for 50% photosynthetic rate, μmol/(sec m2): 80 – 120 – 145 – 160

L'unità di misura riportata "μmol/(sec m²)" non dovrebbe riferirsi al PAR, che si misura in W/m² (Watt su metro quadro), ma al flusso di fotosintetico di fotoni (PPF, photosyntethic photon flux) che per l'appunto si misura in μmol/(sec m²).

► Mostra testo

Il PAR è una misura dell'energia della luce solare con lunghezza d'onda tra 400 e 700 nm che incide su di una superficie di 1 metro quadro, mentre il PPF rappresenta una misura della quantità di fotoni nello spettro tra 400 e 700 nm che arrivano su di una superficie di 1 metro quadro in 1 secondo.
Questo perché, la fotosintesi, come molte altre reazioni bio-fotochimiche, non dipende dall'energia totale della luce ma dal numero dei fotoni assorbiti. Un fotone altamente energetico del blu ha quasi il doppio dell'energia di un fotone del rosso, ma nella fotosintesi hanno esattamente lo stesso effetto

Un giorno sereno d'estate ha un PPF di circa 2000-2300 μmol/(sec m²) che più o meno sono in PAR 400-500 (W/m²).
Questo ci aiuta a leggere un po meglio i dati relativi al punto di compensazione per la luce e soprattutto del punto di saturazione di luce.
Pertanto, quei "Saturation point, μmol/(sec m2): 600 – 600 – 700 – 700" non vanno intesi come PAR (valori cosi elevati non si registrano neanche nella Death Valley californiana a mezzo dì...) ma per quello che in realtà sono e cioè flusso di fotosintetico di fotoni. In pratica, il Ceratophyllum raggiunge il punto di saturazione di luce quando si trova in un area che riceve 700 micro moli di fotoni al secondo per ogni metro quadro, che rispetto al massimo che si osserva sulla terra è pari a meno di un terzo.

Ma c'è anche un punto inferiore sotto il quale le piante non riescono a far partire il processo di fotosintesi? O tale punto non esiste e le piante possono crescere anche con poca luce.. lo faranno meno e più lentamente ma non muoiono?

Per rispondere a questa domanda è necessario concentrarsi sul punto di compensazione per la luce. In pratica, il nostro Ceratophyllum quando riceve solo 35 micro moli di fotoni al secondo su metro quadro si trova nel punto in cui la quantità di CO₂ organicata tramite la fotosintesi eguaglia la CO₂ consumata nella respirazione (demolizione degli zuccheri per ricavare energia per il sostentamento); con 1 solo fotone in più il Ceratophyllum può iniziare a crescere.
Ora a quanti PAR corrisponda un PPF di 35 μmol/(sec m²) non è semplice dirlo in quanto la relazione non è lineare, ma occhio e croce siamo sui 7-15 PAR.
Il nostro Ceratophyllum presenta un magnifico adattamento alle condizioni di scarsa illuminazione e soprattutto gli basta poco (in termini di luce) appena 145 μmol/(sec m²) per far andare la fotosintesi al 50% della velocità massima; Irradiance required for 50% photosynthetic rate è infatti appena 1/5 del punto di saturazione di luce, pari a 700 μmol/(sec m²).

[Sini]

Poi mi fate un disegnino, vero?

[cicerchia80]

Poi mi fate un disegnino, vero?

In pratica ti dò l'unica risposta che ti interessa
Avere problemi di troppa luce in acquario è una cosa improponibile

Un giorno sereno d'estate ha un PPF di circa 2000-2300 μmol/(sec m2) che più o meno sono in PAR 400-500 (W/m2).

In acquario è un'intensità irrealizzabile