Introduzione
La luce è un termine che di solito si riferisce alla parte della radiazione solare che è visibile all’occhio umano. Questa parte è solo una piccolissima parte della potenza di radiazione complessiva del sole. Nel cosiddetto spettro elettromagnetico, alcuni raggi non raggiungono nemmeno la superficie terrestre. Lo spettro elettromagnetico comprende radiazioni ultraviolette, radiazioni infrarosse, raggi X, microonde e onde radio.
La nostra luce è il segmento più piccolo della radiazione elettromagnetica e comprende i sette colori dell’arcobaleno nella gamma visibile, che per noi va da 380 a 780 nanometri (nm). Mettendo insieme tutti i colori, la luce appare bianca all’occhio umano. La luce può anche essere suddivisa in colori, quando la si fa passare attraverso una goccia d’acqua o un prisma di vetro: l’esempio più noto è l’arcobaleno, in cui la luce viene riflessa dalle gocce d’acqua nell’aria.
Esistono diversi modi per misurare la luce. Misure ben note come i lux e i lumen si riferiscono alla visione dei colori e alla sensibilità alla luce dell’occhio umano. È noto che le piante hanno una percezione della luce diversa da quella di noi umani. La cosiddetta radiazione fotosinteticamente attiva, oggi si è affermata come l’indicatore più importante del settore ed è abbreviata in “PAR”.
Radiazione fotosinteticamente attiva (PAR)
Il PAR è utilizzato dagli scienziati delle piante e descrive la parte di luce utile alla crescita delle piante. Il PAR si riferisce fondamentalmente alla gamma di luce compresa tra 400 e 700 nanometri (nm). Il PAR NON è un’unità di misura, in quanto indica semplicemente che la luce tra i 400-700 nm è necessaria per sostenere la fotosintesi in una pianta. Secondo gli scienziati, tuttavia, il concetto di radiazione attiva fotosintetica ha un difetto fondamentale: le lunghezze d’onda inferiori a 400 nm (in particolare UV-A e UV-B) e superiori a 700 nm (rosso lontano) sono escluse dalla misurazione della PAR. La radiazione fotosinteticamente attiva presuppone che tutti i fotoni al di fuori della regione non vengano utilizzati per la fotosintesi e la salute delle piante. Tuttavia, le piante utilizzano una luce al di fuori della PAR, come quella a infrarossi, che aumenta il supporto ormonale e l’efficienza fotosintetica (effetto Emerson). La luce UV svolge un ruolo importante nella pigmentazione delle piante e nella formazione di sostanze per i meccanismi di difesaLe unità di misura più comuni della PAR sono il PPF (Photosynthetic Photon Flux) e il PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density).
Flusso di fotoni fotosintetici (PPF)
Il PPF è una misura della luce PAR totale emessa da una lampada da coltivazione ed è espresso in µmol/s (micromoli al secondo). Un micromole corrisponde a 602.214.150.000.000.000 di fotoni. Il PPF è una misura molto importante che ci dice quanti fotoni (particelle di luce) vengono emessi dalla sorgente luminosa ogni secondo. Il PPF, tuttavia, non esprime il numero di fotoni luminosi che cadono sulle piante, poiché si limita ad accumulare la produzione totale.
Densità del flusso di fotoni fotosintetici (PPFD)
Il PPFD misura i fotoni di luce emessi su un metro quadrato al secondo ed è espresso in µmol/m2/s(micromoli per metro quadrato al secondo). Questo è in genere il numero che viene visualizzato su un misuratore PAR portatile. Il PPFD è il numero più importante per i coltivatori, poiché indica il livello medio di luce nel tuo spazio di coltivazione. Il PPFD esprime la quantità di fotoni luminosi che cadono sulle piante, ma una singola misurazione del PPFD non ti fornirà il numero per l’intera area di coltivazione. Le letture PPFD possono variare a seconda delle dimensioni della lampada da coltivazione. Le misurazioni individuali di PPFD appena sotto la luce di coltivazione non sono molto significative. Ogni lampada per la coltivazione potrebbe avere valori di PPFD incredibili proprio sotto le luci. Per questo motivo è fondamentale misurare i valori di PPFD sull’area di coltivazione in diversi punti, in modo da calcolare una media, che ti darà un’idea affidabile del fatto che la luce di coltivazione sia abbastanza efficace da portare i fotoni direttamente su tutte le tue piante. Le misurazioni della PPFD dipendono anche dall’altezza della sorgente luminosa. In parole povere: maggiore è la distanza della luce di coltivazione, maggiore sarà la copertura, ma minore sarà l’intensità. È quindi importante sapere a quale distanza sono state effettuate le misurazioni dalla sorgente luminosa. Solo misurando i valori di PPFD sull’intera area di illuminazione e a diverse distanze dalla chioma è possibile fare un confronto utile tra le luci di coltivazione.
Efficienza quantica relativa (McCree/Inada)
Efficienza quantica relativa
Avere il numero PPFD non significa che la pianta crescerà in modo ottimale. Le misurazioni PPF/PPFD non sono accurate, in quanto non forniscono informazioni sulle intensità relative di specifiche lunghezze d’onda. Due noti scienziati (McCree/Inada) hanno elaborato lo spettro di crescita ottimale, che mostra l’effetto della qualità della luce sulla fotosintesi. La curva di efficienza quantica relativa viene anche chiamata curva Yield Photon Flux (YPF) o talvolta curva McCree ed è ampiamente utilizzata per valutare l’effetto della qualità e della quantità di luce sulla fotosintesi. La curva mostra che i fotoni arancioni e rossi tra i 600-630 nm producono il 25% in più di fotosintesi rispetto ai fotoni blu tra i 400-540 nm. Per questo motivo, una misurazione PAR del 100% di luce blu darebbe comunque luogo a valori significativi di PPF/PPFD. Solo perché una lampada da coltivazione ha valori elevati di PPF/PPFD, non significa che le piante stiano crescendo bene. Per questo motivo è necessario prendere in considerazione lo spettro.
Illuminamento in Lux e Lumen
I lux e i lumen sono misure adattate alla percezione della luce bianca per l’occhio umano e quindi non hanno un effetto straordinario sulla fotosintesi. I valori di lux e lumen sono i risultati migliori per valutare il grado di illuminazione di un ufficio. Il lux esprime la quantità di flusso luminoso che incontra una certa area. Un lux esiste quando un flusso luminoso di un lumen illumina uniformemente un metro quadrato di superficie.
L’occhio umano è molto sensibile alla luce nella regione gialla dello spettro. In questa misurazione lux/lumen, 100 fotoni di luce gialla ottengono una valutazione più alta rispetto a 100 fotoni di luce blu o rossa. Pertanto, queste misurazioni non sono adatte ai nostri scopi.
