Tra i processi vitali per la crescita delle piante c'è la fotosintesi clorofilliana. Che si tratti di coltivazioni outdoor o indoor, senza questo processo biochimico di fatto una pianta non potrebbe sopravvivere.
Ti sei mai chiesto come si nutrono le piante e come fanno a crescere forti, sane e rigogliose? Tutto merito del complesso meccanismo di sintesi clorofilliana.
Le specie vegetali sono organismi detti “autotrofi” (dal greco autòs "stesso" e troféo, "nutrire"). Ciò vuol dire che traggono da soli il proprio nutrimento partendo da materie inorganiche come aria, acqua e luce del sole-
In questo manuale ti illustreremo nel dettaglio cos’è la fotosintesi e ti forniremo una spiegazione esaustiva di come avviene e del perché è così importante per ottenere una migliore resa dalle tue piante.
Continua a leggere.
Che cos’è la Fotosintesi Clorofilliana
La fotosintesi è una elaborazione chimica grazie alla quale le piante producono sostanze organiche (in particolare carboidrati) con:
- Anidride carbonica;
- Acqua metabolica;
- Luce del sole.
Le varie reazioni chimiche che formano la fotosintesi rientrano tra i processi anabolici dei carboidrati e sono totalmente contrari ai processi inversi di catabolismo (ossidazione).
Si tratta di un processo biochimico vitale per la salute e la sopravvivenza delle piante. Tramite esso, infatti, le specie vegetali producono il nutrimento necessario a soddisfare i loro bisogni di crescita.
Alla base di tutto questo processo vi è la clorofilla, il pigmento che si trova sulla superficie delle foglie e che è responsabile della loro colorazione verde.
Le molecole di Clorofilla presenti nelle piante (A e B) sono fotosensibili, ovvero sono in grado di interagire con la luce solare a diverse lunghezze d’onda dai 400 nm (blu) ai 700 nm (rosso), convertendola in energia chimica.
Questa energia prodotta viene impiegata poi per trasformare l’Anidride Carbonica assorbita dall’aria in zuccheri e carboidrati, che sono il nutrimento essenziale per le piante stesse, rilasciando Ossigeno come scarto di tutto il processo di fotosintesi.
Ecco perché prende anche il nome di “fotosintesi ossigenica”, in quanto libera l’ossigeno che è un elemento altrettanto essenziale per la vita sul Pianeta Terra.
Vediamo nel prossimo paragrafo come avviene esattamente la Fotosintesi Clorofilliana.
Come funziona la sintesi clorofilliana: schema e fasi
Il processo della fotosintesi è il primario produttore di composti organici da sostanze inorganiche predominante sulla Terra e, sicuramente, è la prima forma di processo anabolico supportato dagli organismi viventi.
I componenti di questo processo derivano da Anidride Carbonica e Acqua. Per comprenderlo meglio occorre analizzare la formula chimica della fotosintesi:
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
In buona sostanza, mentre è in atto la fotosintesi nelle piante all’interno dei cloroplasti (piccoli organuli contenenti clorofilla che assorbe la luce solare) avviene la conversione di sei molecole di CO2 e sei molecole di H2O in una sola molecola di glucosio (C6H12O6), zucchero importantissimo per le piante.
Come sottoprodotto della fotosintesi produce 6 molecole di ossigeno, che la pianta sprigiona nell'ambiente per mezzo degli stomi (piccoli fori) che sono sulle foglie.
La Fotosintesi Clorofilliana avviene in due fasi distinte:
- Luminosa (o luce-dipendente), cioè in presenza di luce;
- Oscura, quella di fissazione del carbonio, indipendente dalla luce.
Nella fase luminosa, la linfa grezza - composta da sali minerali e acqua - passa dalle radici alle foglie, una sorta di “pannelli solari” delle piante, che assorbono luce mediante la clorofilla. Spieghiamo meglio l’intero processo.
La funzione fotosintetica avviene all’interno dei cloroplasti, i quali contengono un sistema di membrane (tilacoidi), e alcune lamelle di congiunzione (lamelle intergraniche), dentro cui si trovano le molecole di clorofilla, unite a formare i fotosistemi.
I fotosistemi sono formati da una combinazione di molecole e di pigmenti sistemati in modo da racchiudere una molecola di clorofilla particolare chiamata "a trappola". La forza del fotone viene scambiata da molecola a molecola fino a raggiungere la clorofilla speciale.
Facciamo una precisazione: è possibile distinguere tra fotosistema I e il fotosistema II. Nel primo, la molecola trappola si eccita ad una lunghezza d'onda di 700 nm, invece nel secondo a 680 nm.
Queste molecole sono tutte capaci di catturare l'energia della luce, ma soltanto quelle di clorofilla A possono passare ad uno stato eccitato che innesca la reazione fotosintetica. Invece le molecole che servono per la captazione sono chiamate molecole antenna.
La fase luminosa è condizionata dalla clorofilla A, che assorbe solamente lo spettro di luce rossa, blu e violetta. L'energia presa dalle molecole di clorofilla favorisce la trasformazione degli elettroni da orbitali atomici con minor energia a orbitali con maggiore energia.
Questi vengono scambiati mediante una scissione di molecole d'acqua che libera due protoni, due elettroni ed un ossigeno per mezzo della fotolisi, azionata dall’OEC (oxygen evolving complex ), complesso evolvente ossigeno associato al fotosistema II.
Gli elettroni emanati dalla clorofilla del fotosistema II vengono inseriti in una catena di trasporto formata dal citocromo, che nel frattempo perdono energia, trasformandosi e assumendo un energia inferiore. L'energia dispersa viene a sua volta utilizzata per spingere i protoni dallo stroma all'interno del tilacoide, formando un gradiente protonico.
Nel complesso tutta l’energia del processo viene prodotta sotto forma di ATP e NADPH2, due composti chimici che immagazzinano e distribuiscono energia a tutte le parti che compongono la pianta.
La seconda fase, definita anche con il nome di Ciclo di Calvin, permette la trasformazione del carbonio inorganico (presente nell’anidride carbonica) in carbonio organico (ovvero glucosio).
Viene erroneamente chiamata “Fase di buio”, perché in realtà non si riferisce ad una vera e propria mancanza di luce. Inoltre, gli enzimi coinvolti in questa fase sono innescati dalla luce, tanto è vero che si manifesta contemporaneamente alla fase di luce e non durante la notte.
Infatti, durante la notte si ha scarsità di ATP e NADPH, i quali si producono durante la fase del giorno e gli stomi sono chiusi, quindi l’Anidride Carbonica non può penetrare. In secondo luogo, di notte si registra inattività dei vari enzimi i quali sono luce-dipendenti.
Ora che hai le idee più chiare su come avviene il processo della fotosintesi clorofilliana, cerchiamo di capire nel prossimo paragrafo perché è così importante.
Perché è essenziale il processo di fotosintesi?
Il glucosio che viene sintetizzato durante questo processo è una componente essenziale per due motivi soprattutto, poiché:
- Presiede alla sintesi di molecole ad alto contenuto energetico:
- Fornisce energia per i diversi processi metabolici delle piante.
Ecco spiegato perché è così importante: senza la produzione di glucosio, le piante non avrebbero il nutrimento adeguato a sopravvivere e a compiere tutti quei processi coinvolti nella loro crescita.
Lo scarto di questo processo è rappresentato dall’Ossigeno, sostanza vitale per la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi sulla Terra. Le piante dunque assorbono dall’atmosfera Anidride Carbonica che mediante la fotosintesi clorofilliana viene trasformata in Ossigeno.
Ciò spiega anche perché le piante sono un valido alleato nella lotta all’inquinamento ambientale e perché la crescente deforestazione suscita una certa preoccupazione per il futuro dell’umanità.
Come favorire la fotosintesi delle piante nella tua coltivazione indoor
Anche all’interno di una coltivazione indoor la luce è un elemento fondamentale nel favorire il processo clorofilliano e produrre energia vitale per le piante. Dunque, ciò che dovrai fare è installare un adeguato ed efficiente impianto di illuminazione per aumentare al massimo il tasso di fotosintesi.
Come devono essere le luci indoor? Gli elementi che dovrai considerare per una fotosintesi clorofilliana efficace sono:
- Intensità luminosa;
- Wattaggio;
- PAR;
- Spettro di luce adatto alla fase di crescita delle piante;
- Temperatura ambientale;
- Ore di esposizione alla luce.
Le lampade da coltivazione - MH, HPS o AGRO che siano - sono caratterizzate dalla luminosità, che si misura in Lumen. Ogni pianta per attivare la fotosintesi richiede un certo limite di intensità luminosa, intorno ai 10.000-15.000 lux.
Oltre al lux è importante conoscere anche il PAR (radiazione fotosinteticamente attiva), ovvero il potere di crescita di una lampada. L’intervallo tra 400 e 700 nm è quello utilizzato dalla maggior parte delle piante per la loro fotosintesi.
L’unità di misura del PAR è il PPFD (densità del flusso di fotoni fotosintetici) che indica quanti fotoni nell’intervallo PAR colpiscono esattamente le foglie delle piante al secondo.
Per conoscere il tipo di luce ideale alla fotosinteesi consulta la nostra guida sullo spettro luminoso per piante.
Quando acquisti lampade per la coltivazioni devi sempre far attenzione alla potenza: se i watt sono troppo bassi, infatti, la sorgente luminosa non emetterà luce a sufficienza per lo sviluppo ottimale delle coltivazioni. Il range ideale è tra i 400-600 W/m².
Le lampade da coltivazione devono possedere anche uno specifico spettro di luce, ricco di toni blu (ultravioletti) e rossi (infrarossi), da dosare a seconda della fase vegetativa in cui si trovano le piante.
In linea generale, senza però dimenticare le specificità di ogni varietà di piante, temperature troppo alte o troppo basse possono compromettere la fotosintesi. Il picco ideale è tra i 25°C e i 30°C.
Il processo di fotosintesi richiede ore di luce ma anche ore di buio. Ecco perché dovresti dotarti di una centralina con timer e impostare cicli di illuminazione in base alle esigenze delle piante coltivate. In linea di massima 18 ore di luce sono ottimali durante la fase vegetativa, mentre un ciclo di 12 ore di illuminazione è perfetto per stimolare la fioritura.
Se le lampade giuste sono importanti, lo sono altrettanto attrezzature e prodotti per il growing. Scopri i nostri kit per la coltivazione indoor basic e professionali.
Ogni kit è studiato per rispondere alle esigenze dei growers e offrire solo il meglio per la massima resa delle piante e una fioritura di qualità con il minimo sforzo.
Scegli il tuo preferito e acquista direttamente online su Grow Shop Italia.
