Metabolismo delle piante e fonti luminose
Metabolismo delle piante e Fonti luminose
di Fabio Scarpa
Tutti gli elementi indicati nell’articolo inerente la preparazione del fertilizzante servono per il metabolismo delle piante, che è l’insieme delle trasformazioni della materia e dell’energia che permettono tutte le manifestazioni vitali, le molecole impegnate in queste trasformazioni sono chiamate metaboliti.
Illustro adesso alcune caratteristiche fondamentali relative al regno vegetale in maniera da comprendere meglio le necessità delle piante per poterle soddisfare, infatti solo se sappiamo cosa abbiamo, e sappiamo cosa vogliamo, sappiamo cosa fare (idea personale che penso ci trovi tutti d’accordo).
Illustro adesso alcune caratteristiche fondamentali relative al regno vegetale in maniera da comprendere meglio le necessità delle piante per poterle soddisfare, infatti solo se sappiamo cosa abbiamo, e sappiamo cosa vogliamo, sappiamo cosa fare (idea personale che penso ci trovi tutti d’accordo).
Il metabolismo comporta due fasi concomitanti ed inverse:
• Anabolismo, fase di assimilazione con reazioni endotermiche (che richiedono energia), le cui sintesi hanno caratteristiche differenti a seconda del tipo di cellule considerate.
Le piante sono organismi autotrofi (che elaborano il carbonio dalla CO2 partendo da elementi minerali) tutte le sintesi possono essere effettuate partendo dagli oligoelementi e la sola sorgente di carbonio necessaria è costituita dalla CO2 dell’atmosfera solubilizzata in acqua che gli organismi autotrofi sono in grado di ridurre.
Si possono distinguere tre categorie di materiali cellulari prodotti per mezzo di processi anabolici
Le piante sono organismi autotrofi (che elaborano il carbonio dalla CO2 partendo da elementi minerali) tutte le sintesi possono essere effettuate partendo dagli oligoelementi e la sola sorgente di carbonio necessaria è costituita dalla CO2 dell’atmosfera solubilizzata in acqua che gli organismi autotrofi sono in grado di ridurre.
Si possono distinguere tre categorie di materiali cellulari prodotti per mezzo di processi anabolici
– Sostanze costituenti il protoplasma come proteine, lipidi, nucleoproteine, enzimi che assicurano la sintesi della nuova materia e quindi l’accrescimento cellulare ed il mantenimento della materia vivente rinnovando le molecole vecchie
– Sostanze inerti come cellulosa e lignina che costituiscono le pareti cellulari
– Sostanze di riserva come amido, saccarosio, inulina
Ci sono poi altri organismi autotrofi nei confronti dell’azoto come le alghe azzurre che lo assimilano sotto forma minerale, per cui bisogna limitare la presenza di azoto per non favorire la crescita e proliferazione di organismi competitori delle piante
Ci sono poi altri organismi autotrofi nei confronti dell’azoto come le alghe azzurre che lo assimilano sotto forma minerale, per cui bisogna limitare la presenza di azoto per non favorire la crescita e proliferazione di organismi competitori delle piante
• Catabolismo, fase di degradazione delle molecole organiche con reazioni esotermiche (che sviluppano energia) che portano alla distruzione delle sostanze organiche formate nel corso dell’anabolismo.
I metabolici composti da macromolecole sono decomposti con fissazione di acqua in molecole semplici come glucosio, acidi grassi, amminoacidi tramite una reazione detta idrolisi. Le piccole molecole organiche prodotte sono scisse a loro volta da una serie di reazioni comprendenti ossido-riduzioni, scissioni, deidrogenazione in molecole sempre più semplici.
Queste reazioni di degradazione producono una notevole quantità di energia utilizzabile dalla cellula, la respirazione e le fermentazioni.
I metabolici composti da macromolecole sono decomposti con fissazione di acqua in molecole semplici come glucosio, acidi grassi, amminoacidi tramite una reazione detta idrolisi. Le piccole molecole organiche prodotte sono scisse a loro volta da una serie di reazioni comprendenti ossido-riduzioni, scissioni, deidrogenazione in molecole sempre più semplici.
Queste reazioni di degradazione producono una notevole quantità di energia utilizzabile dalla cellula, la respirazione e le fermentazioni.
ENZIMI
Si sono nominati ripetutamente gli enzimi, che sono dei biocatalizzatori per mezzo del quale l’organismo può effettuare tutte le trasformazioni chimiche del suo metabolismo, si tratta di proteine dotate di un’attività catalitica (modificazione della velocità delle reazioni chimiche) specifica che permettono quindi la realizzazione di una reazione chimica che in loro assenza non si potrebbe manifestare, possono trasformare una massa di materia in una molto superiore a quella di partenza e li ritroviamo intatti alla fine dell’operazione.
La reazione chimica è la seguente:
La reazione chimica è la seguente:
Enzima + Substrato = Enzima/Substrato = Enzima + Prodotto di reazione
Gli enzimi regolano il metabolismo cellulare accelerando certi processi piuttosto di altri a seconda della loro localizzazione nella cellula.
Gli enzimi sono presenti nel condrioma (apparato citoplasmatico della cellula a forma di filamenti o granuli), nei plastidi verdi (corpi incluso nel citoplasma [sostanza complessa che circonda il nucleo della cellula]), nel nucleo.
Gli enzimi sono presenti nel condrioma (apparato citoplasmatico della cellula a forma di filamenti o granuli), nei plastidi verdi (corpi incluso nel citoplasma [sostanza complessa che circonda il nucleo della cellula]), nel nucleo.
ORMONI
Sono messaggeri chimici che, in piccole quantità, interagiscono con le proteine recettoriali inducendo effetti fisiologici peculiari.
In condizioni fisiologiche normali le piante riescono ad organicare (processo che trasforma gli elementi inorganici in composti organici) una quantità di metaboliti che solo in parte vengono catabolizzati (processi metabolici nei quali vengono scisse le molecole complesse in altre più semplici con acquisizione di energia ed eliminazione dei prodotti di rifiuto) per mezzo della respirazione.
In condizioni fisiologiche normali le piante riescono ad organicare (processo che trasforma gli elementi inorganici in composti organici) una quantità di metaboliti che solo in parte vengono catabolizzati (processi metabolici nei quali vengono scisse le molecole complesse in altre più semplici con acquisizione di energia ed eliminazione dei prodotti di rifiuto) per mezzo della respirazione.
La parte rimanente viene utilizzata per i diversi processi di accrescimento e di sviluppo che sono regolati dagli ormoni.
Questi funzionano come regolatori dell’accrescimento ed hanno la caratteristica di agire in quantità minime, sono cinque e di seguito sono elencate le caratteristiche principali:
Questi funzionano come regolatori dell’accrescimento ed hanno la caratteristica di agire in quantità minime, sono cinque e di seguito sono elencate le caratteristiche principali:
Le auxine, si tratta di un insieme di composti detti fitormoni, prodotti negli apici vegetativi, sono presenti anche nell’embrione, nelle foglie giovani (e nei frutti) migrano in senso basipeto (verso la base della pianta). Le auxine del meristema (tessuto le cui cellule sono capaci di dividersi dando origine a nuove cellule) apicale influenzano particolarmente la distensione cellulare con conseguente aumento della grandezza della pianta. Le auxine sono usate anche per facilitare l’emissione delle radici e sono quindi utili per l’attecchimento delle talee.
Le gibberelline che comprende circa 50 composti ed a differenza dell’auxina si sposta in tutte le direzioni ed il suo movimento è più limitato rispetto a quello dell’auxina, ed esercitano effetti molto marcati sull’accrescimento del fusto tra un nodo e l’altro e sull’accrescimento del germoglio, hanno azione sulla divisione e sulla distensione cellulare ed il luogo di elaborazione sembra essere nelle foglie più giovani.
Le chitochinine che sono presenti soprattutto nell’apice e nelle radici dove sembrano che siano sintetizzate e nelle foglie giovani, favoriscono la divisione cellulare favorendo i processi di cicatrizzazione, rallentano la perdita di clorofilla e di altre proteine che avviene al termine del periodo vegetativo, utili quindi per i bulbi tipo Aponogeton e Ninfee.
L’acido abscissico che viene prodotto a livello dei cloroplasti presenti nelle foglie e nei fusti giovani, induce uno stato di inattività metabolica che permette alle piante di superare periodi di condizioni svantaggiose, la sua sintesi infatti sembra avvenire in presenza di stimoli ambientali sfavorevoli per la pianta come in presenza di scarsità di sali minerali.
L’etilene che essendo un gas è l’unico composto con attività ormonale volatile, viene prodotto soprattutto a livello dell’apice del germoglio, dalle foglie vecchie e viene prodotto anche quando la parte della pianta viene staccata dalla pianta stessa.
L’etilene che essendo un gas è l’unico composto con attività ormonale volatile, viene prodotto soprattutto a livello dell’apice del germoglio, dalle foglie vecchie e viene prodotto anche quando la parte della pianta viene staccata dalla pianta stessa.
L’etilene che essendo un gas è l’unico composto con attività ormonale volatile, viene prodotto sopratutto a livello dell’apice del germoglio, dalle foglie vecchie e viene prodotto anche quando la parte della piante viene staccata dalla pianta stessa.
FOTOSINTESI
Un fenomeno anabolico fondamentale è la fotosintesi o assimilazione clorofilliana per mezzo della quale le piante sono capaci di utilizzare l’energia luminosa per poter realizzare la loro nutrizione partendo dall’acqua contenuta nelle cellule e dalla CO2 dell’acqua secondo la seguente reazione chimica:
6CO2 + 6H2O + 675kcal = C6H12O6 + 6O2 (anidride carbonica + acqua + energia = glucidi + ossigeno)
Dalla reazione sopra indicata si evince che il volume di ossigeno emesso ed il volume della CO2 introdotta si mantiene uguale a 1, tale rapporto è chiamato quoziente di assimilazione:
O2/CO2=1
6CO2 + 6H2O + 675kcal = C6H12O6 + 6O2 (anidride carbonica + acqua + energia = glucidi + ossigeno)
Dalla reazione sopra indicata si evince che il volume di ossigeno emesso ed il volume della CO2 introdotta si mantiene uguale a 1, tale rapporto è chiamato quoziente di assimilazione:
O2/CO2=1
L’assimilazione della CO2 e l’emissione di ossigeno costituiscono gli scambi gassosi caratteristici della fotosintesi, che sono inversi agli scambi gassosi della respirazione animale. Se riuscissimo a prelevare e ad analizzare le minuscole bollicine emesse dalle foglie constateremmo che si tratta di ossigeno.
Per pura curiosità indico una prova per dimostrare che la sorgente di carbonio è rappresentata dalla CO2, basterebbe immettere bario ossido che precipita sotto forma di bario carbonato, e l’emissione di bollicine di ossigeno cessa completamente perché la CO2 non è più utilizzabile dalle piante per la fotosintesi.
Come tutti gli scambi gassosi, anche quelli relativi alla fotosintesi sono regolati principalmente dall’apertura e dalla chiusura degli stomi (due cellule epidermiche della parte aerea che volgono la faccia concava l’una verso l’altra lasciando una fessura attraverso la quale avviene la respirazione).
Per pura curiosità indico una prova per dimostrare che la sorgente di carbonio è rappresentata dalla CO2, basterebbe immettere bario ossido che precipita sotto forma di bario carbonato, e l’emissione di bollicine di ossigeno cessa completamente perché la CO2 non è più utilizzabile dalle piante per la fotosintesi.
Come tutti gli scambi gassosi, anche quelli relativi alla fotosintesi sono regolati principalmente dall’apertura e dalla chiusura degli stomi (due cellule epidermiche della parte aerea che volgono la faccia concava l’una verso l’altra lasciando una fessura attraverso la quale avviene la respirazione).
I più importanti fattori che condizionano la fotosintesi sono:
• Luce, che fa aumentare la fotosintesi almeno fino a determinati limiti, oltre i quali la proporzionalità cessa a causa dell’intervento di agenti limitanti.
Ha una grande influenza anche la qualità della luce perché la clorofilla assorbe in diversa misura le radiazioni luminose di differente lunghezza d’onda, se si illumina una pianta con una radiazione monocromatica si constata che le radiazioni rosso-arancio sono intensamente assorbite determinando un’intensa fotosintesi, le radiazioni verdi svolgono un’attività trascurabile e le radiazioni azzurro-violette, anche se assorbite quasi nella stesa misura di quelle rosso-arancio, determinano un’attività fotosintetica molto più debole.
Si distinguono due gruppi di piante:
– piante eliofile che tendono ad organicare con intensità crescente parallelamente all’aumentare dell’intensità luminosa
– piante sciafile, nelle quali la capacità di organicare è molto più limitata, difatti una volta raggiunto un determinato valore di intensità luminosa, generalmente basso, l’intensità fotosintetica non aumenta più
Ha una grande influenza anche la qualità della luce perché la clorofilla assorbe in diversa misura le radiazioni luminose di differente lunghezza d’onda, se si illumina una pianta con una radiazione monocromatica si constata che le radiazioni rosso-arancio sono intensamente assorbite determinando un’intensa fotosintesi, le radiazioni verdi svolgono un’attività trascurabile e le radiazioni azzurro-violette, anche se assorbite quasi nella stesa misura di quelle rosso-arancio, determinano un’attività fotosintetica molto più debole.
Si distinguono due gruppi di piante:
– piante eliofile che tendono ad organicare con intensità crescente parallelamente all’aumentare dell’intensità luminosa
– piante sciafile, nelle quali la capacità di organicare è molto più limitata, difatti una volta raggiunto un determinato valore di intensità luminosa, generalmente basso, l’intensità fotosintetica non aumenta più
• Temperatura, esistono tre tipi di temperatura variabili a seconda delle specie alle quali si può coltivare le piante:
– minimale, al di sotto della quale l’organicazione si ferma
– ottimale, che come dice il nome è la migliore temperatura possibile alla quale si può coltivare una singola specie di piante
– massimale, che supera di poco l’ottimale, bisogna quindi prestare attenzione a non “lessare” le nostre piante
– minimale, al di sotto della quale l’organicazione si ferma
– ottimale, che come dice il nome è la migliore temperatura possibile alla quale si può coltivare una singola specie di piante
– massimale, che supera di poco l’ottimale, bisogna quindi prestare attenzione a non “lessare” le nostre piante
• Concentrazione di CO2 che agisce come fattore limitante nei confronti dei due precedenti.
Infatti la mancata corrispondenza, entro certi limiti, tra aumento di intensità luminosa ed aumento di intensità fotosintetica è causata proprio da un insufficiente apporto di CO2.
L’attività fotosintetica può essere incrementata aumentando il tenore di CO2 con gli appositi erogatori, infatti esperimenti di concimazione carbonica sono stati fatti nell’agricoltura.
Infatti la mancata corrispondenza, entro certi limiti, tra aumento di intensità luminosa ed aumento di intensità fotosintetica è causata proprio da un insufficiente apporto di CO2.
L’attività fotosintetica può essere incrementata aumentando il tenore di CO2 con gli appositi erogatori, infatti esperimenti di concimazione carbonica sono stati fatti nell’agricoltura.
PIGMENTI
Ad eccezione dei procarioti (alghe azzurre, rodobatteri e clorobatteri) i pigmenti assimilatori sono localizzati nei tilacoidi (sistema a forma di sacchetti piatti che hanno la funzione di raccogliere la luce ed immagazzinarla durante la fase luminosa della fotosintesi) dei cloroplasti (tessuti verdi contenenti un miscuglio di pigmenti formato da clorofilla, caroteni e xantofille) che contengono più pigmenti, nelle piante superiori (le alghe sono vegetali inferiori) si trovano sempre due tipi di clorofilla:
• la “clorofilla a” di colore verde-blu, composta da 4 anelli pirrolici al centro dei quali c’è un atomo di magnesio, è simile all’emoglobina del nostro sangue che contiene però un atomo di ferro, i picchi di assorbimento sono a 430nm e 663nm.
• la “clorofilla b” di colore verde-gialla, che si differisce dalla precedente perché ad un radicale metilico si sostituisce una funzione aldeidica, i picchi di assorbimento sono a 480nm e 650nm.
I valori indicati relativamente ai picchi di assorbimento sono approssimati in quanto si ottengono risultati differenti a seconda del solvente utilizzato per l’estrazione.
I valori indicati relativamente ai picchi di assorbimento sono approssimati in quanto si ottengono risultati differenti a seconda del solvente utilizzato per l’estrazione.
La clorofilla è vitale per la fotosintesi, che permetta alla pianta di ottenere energia dalla luca, il fatto che la “clorofilla a” e la “clorofilla b” abbiano spettri di assorbimento diversi migliora l’assorbimento delle radiazioni solari per la fotosintesi clorofilliana.
La clorofilla, di qualsiasi tipo sia, si presenta di colore verde-giallo, questo significa che assorbe tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile eccetto quelle da 490nm a 590nm.
Oltre alle clorofille nel cloroplasto si trovano anche i carotenoidi, pigmenti gialli o arancio, che partecipano a parte delle colorazione dei vegetali e assorbono soprattutto le radiazioni blu e violette e riflettono quelle arancio.
La clorofilla, di qualsiasi tipo sia, si presenta di colore verde-giallo, questo significa che assorbe tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile eccetto quelle da 490nm a 590nm.
Oltre alle clorofille nel cloroplasto si trovano anche i carotenoidi, pigmenti gialli o arancio, che partecipano a parte delle colorazione dei vegetali e assorbono soprattutto le radiazioni blu e violette e riflettono quelle arancio.
Anche l’astaxantina, che favorisce lo sviluppo della colorazione rossa e/o arancio dei pesci, fa parte dei carotenoidi.
La clorofilla è fluorescente, cioè una parte delle radiazioni luminose assorbite sono trasformate in radiazioni luminose a più grande lunghezza d’onda, 6500÷7000 A, significa che le radiazioni assorbite dalla molecola della clorofilla sono trattenute una piccolissima frazione di secondo prima di essere restituite in gran parte sotto forma di radiazioni rosse.
Lo spettro di assorbimento della clorofilla è molto simile sia per la forma “a” che per la forma “b” come potete vedere dalla figura quà sotto, mentre la somma degli spettri è nell’immagine più sotto:
Per rendere più cromaticamente comprensibile il discorso allego un’altra figura dove si può vedere la corrispondenza del colore delle varie radiazioni luminose con i picchi di assorbimento (in nero) e la variazione della fotosintesi (in verde) alle varie lunghezze d’onda
Vanno segnalate come fondamentali una banda larga nel rosso verso i 660nm, due bande più piccole nell’arancio a 610nm e nel giallo a 570nm, una banda larga nel blu-violetto fino al limite dello spettro visibile a 410-430nm.
Nel verde abbiamo un assorbimento quasi trascurabile, da ciò deriva il colore verde della clorofilla.
Naturalmente dobbiamo ricreare le condizioni adatte allo sviluppo delle piante, e nello stesso tempo dobbiamo inibire lo sviluppo delle alghe, la differente necessità di radiazioni luminose fra piante ed alghe non è marcata, ma per fortuna c’è, sta a noi cercare le fonti luminose idonee a riprodurre lo spettro indispensabile al corretto sviluppo delle piante che non faccia proliferare le alghe, dagli spettri sotto possiamo vedere le differenze fra le necessità di luce delle piante (linea tratteggiata) e delle alghe (linea a punti):
Come risulta evidente un eccesso di radiazioni blu favorisce la crescita delle alghe, mentre per la crescita ottimale delle piante è indispensabile fornire radiazioni rosse.
FONTI LUMINOSE
Lo spettro solare è:
Il Sole emette radiazioni che vanno dai raggi gamma alle onde radio, e per nostra fortuna le radiazioni dannose sono filtrate dell’atmosfera, come si nota nella figura sotto a sinistra.
Quantitativamente il picco delle radiazione corrisponde alla radiazione cosiddetta “visibile”.
L’atmosfera assorbe (è opaca a) certe lunghezze d’onda, indicate dalle bande scure nell’immagine sotto a destra.
Quantitativamente il picco delle radiazione corrisponde alla radiazione cosiddetta “visibile”.
L’atmosfera assorbe (è opaca a) certe lunghezze d’onda, indicate dalle bande scure nell’immagine sotto a destra.
Come si può immaginare è assolutamente impossibile ricreare in acquario la radiazione del sole senza incorrere in una crescita abnorme di alghe, dobbiamo quindi ricreare le radiazioni luminose necessarie all’espletamento delle funzioni fisiologiche delle piante, tralasciando le radiazioni “dannose” all’ambiente acquario.
In base a quanto osservato si può intuire che per la crescita ottimale delle piante, oltre all’apporto dei minerali con il fertilizzante liquido, alla corretta temperatura, all’aggiunta di CO2, sono necessarie delle fonti di illuminazione che rispettino ed apportino le radiazioni luminose necessarie, possiamo osservare di seguito alcuni istogrammi di tubi al neon di modelli T8 alcuni dei quali favoriscono una crescita ottimale delle piante:
In base a quanto osservato si può intuire che per la crescita ottimale delle piante, oltre all’apporto dei minerali con il fertilizzante liquido, alla corretta temperatura, all’aggiunta di CO2, sono necessarie delle fonti di illuminazione che rispettino ed apportino le radiazioni luminose necessarie, possiamo osservare di seguito alcuni istogrammi di tubi al neon di modelli T8 alcuni dei quali favoriscono una crescita ottimale delle piante:
I modelli elencati sopra sono stati presi seguendo molti modelli reperibili nei negozi di acquariofilia o dai rivenditori di materiale per illuminazione, ci sono sicuramente molti altri modelli e casi di similitudini.
Le case che commercializzano i tubi al neon spacciandoli come creati appositamente per l’acquariofilia non sempre dicono il vero, come si può dedurre dagli istogrammi illustrati sopra la maggior parte di questi neon “speciali” ha un modello equivalente prodotto dalle grandi case che si occupano di illuminazione, per cui una volta capito come interpretarne le caratteristiche è possibile individuare il modello desiderato e/o necessario risparmiando parecchi euri.
Le case che commercializzano i tubi al neon spacciandoli come creati appositamente per l’acquariofilia non sempre dicono il vero, come si può dedurre dagli istogrammi illustrati sopra la maggior parte di questi neon “speciali” ha un modello equivalente prodotto dalle grandi case che si occupano di illuminazione, per cui una volta capito come interpretarne le caratteristiche è possibile individuare il modello desiderato e/o necessario risparmiando parecchi euri.
Sopra è visibile lo spettro del neon Philips Food Pro, è un neon per macellai che fa acquistare alla carne un bel colore rosso sangue a causa della notevole quantità di radiazioni rosse emesse, non è certo un neon per acquariofilia.
La scelta del modello dipende poi dal gusto personale e non dimentichiamolo dai pesci che vogliamo allevare.
Dobbiamo infatti pensare anche al biotopo originale dei pesci che intendiamo allevare, alcuni vivono alla piena luce del sole, altri invece in zone ombreggiate, se rispettiamo queste necessità i nostri pesci si sentiranno a loro agio mostrandoci tutto il loro splendore e perderanno parte della loro timidezza, non è corretto allevare Discus con luce fredda e intensa a 12000K, o Ciclidi del Malawi con luce solare da 2700K.
Sovrapponendo gli istogrammi di un neon fitostimolante a luce “rossa” e di uno a luce “bianca” tra quelli indicati sopra, o altri, dobbiamo cercare di simulare lo spettro della clorofilla e quello delle necessità di luce delle piante, affinché le piante possano svolgere ottimamente il loro metabolismo.
A seconda del tipo di luce che usiamo otteniamo una resa cromatica differente, infatti l’emissione di una data radiazione luminosa fa risaltare il colore corrispondente, ad esempio se vogliamo fare risaltare il blu ed il giallo dobbiamo usare neon che emettano luce blu e gialla.
Quindi prima di acquistare un tubo al neon dobbiamo pensare a che radiazioni luminose vogliamo per fare crescere le piante e per fare risaltare i colori dei nostri pesci.
A seconda del tipo di luce che usiamo otteniamo una resa cromatica differente, infatti l’emissione di una data radiazione luminosa fa risaltare il colore corrispondente, ad esempio se vogliamo fare risaltare il blu ed il giallo dobbiamo usare neon che emettano luce blu e gialla.
Quindi prima di acquistare un tubo al neon dobbiamo pensare a che radiazioni luminose vogliamo per fare crescere le piante e per fare risaltare i colori dei nostri pesci.
Molti acquariofilo acquistano i neon informandosi solamente della temperatura del colore che è espressa in gradi Kelvin, che da sola non fornisce le caratteristiche fondamentali necessarie.
La misura Kelvin viene usata per definire lo zero termico assoluto che è -273,15°C, (0 K= -273.15°C) che è la minima temperatura che si può raggiungere in un sistema macroscopico, a quelle temperature la materia assume proprietà particolari come la super conduttività, la super fluidità, ecc.
La temperatura del colore definita in K ha teoricamente senso quando si parla di corpi neri perché appunto un corpo nero è in grado di assorbire tutte le radiazioni luminose che riceve senza riflettere nulla, l’emissione di radiazioni luminose da parte di un corpo nero dipende dalla temperatura stessa, quindi la temperatura del colore è la temperatura alla quale un corpo nero che emette energia radiante è in grado di riprodurre un colore uguale a quello della sorgente in esame, più semplicemente una temperatura di colore di 4200K è il colore emesso da un corpo nero riscaldato a 4200K (3926,85°C).
La misura Kelvin viene usata per definire lo zero termico assoluto che è -273,15°C, (0 K= -273.15°C) che è la minima temperatura che si può raggiungere in un sistema macroscopico, a quelle temperature la materia assume proprietà particolari come la super conduttività, la super fluidità, ecc.
La temperatura del colore definita in K ha teoricamente senso quando si parla di corpi neri perché appunto un corpo nero è in grado di assorbire tutte le radiazioni luminose che riceve senza riflettere nulla, l’emissione di radiazioni luminose da parte di un corpo nero dipende dalla temperatura stessa, quindi la temperatura del colore è la temperatura alla quale un corpo nero che emette energia radiante è in grado di riprodurre un colore uguale a quello della sorgente in esame, più semplicemente una temperatura di colore di 4200K è il colore emesso da un corpo nero riscaldato a 4200K (3926,85°C).
La luce del cielo blu a nord ha una temperatura di colore di circa 18000K, il cielo azzurro ha circa 13000K, il cielo nuvoloso circa 7500K, la luce del sole allo zenit circa 5300K, una candela circa 1900K, una fiamma ad alta temperatura è blu, una fiamma a bassa temperatura è gialla/rossa. Potete capire che una lampada che ai nostri occhi emette una luce ad una certa temperatura di colore può possedere una composizione spettrale differente, ad esempio i neon Aqua Glo vecchio, Aqua Glo nuovo, Power Glo hanno tutti la temperatura del colore di 18000K, ma gli istogrammi mostrano una diversa distribuzione spettrale.
Un altro parametro importante è l’indice di resa cromatica Ra, o indice di riproduzione del colore CRI, che è collegato alla temperatura di colore della sorgente luminosa ed è un sistema determinato per poter valutare l’impatto che determinate sorgenti luminose esercitano sul colore percepito.
Per determinare l’Ra bisogna conoscere la temperatura di colore della sorgente luminosa in esame, poi bisogna illuminare otto campioni di colore standard con la sorgente luminosa in questione e con un corpo nero portato alla temperatura K della sorgente, se nessuno degli 8 colori standard cambia l’apparenza cromatica viene assegnato un indice Ra=100, quindi maggiore sarà l’Ra e maggiore sarà la fedeltà dei colori riprodotti da quella sorgente luminosa.
Un indice Ra>80 è considerato alto e indica che quella sorgente luminosa ha una buona resa cromatica.
Da qualche anno è stato introdotto il vettore di resa cromatica CRV, che risulta molto più preciso rispetto a Ra perché si basa su un diagramma di 215 colori che considera gli spostamenti vettoriali intesi come variazione della tinta e della saturazione, ma non essendo attualmente in uso non viene considerato.
Possiamo definire quindi:
Ra 90÷100 = resa cromatica ottima = classe 1A
Ra 80÷89 = resa cromatica molto buona = classe 1B
Ra 70÷79 = resa cromatica buona = classe 2A
Ra 60÷69 = resa cromatica discreta = classe 2B
Ra 40÷59 = resa cromatica sufficiente = classe 3
RA <40 = resa cromatica scarsa = classe 4
Molte case produttrici di tubi al neon indicano la Ra, ad esempio i neon della Philips e Osram della serie 8 (840-865 ecc) hanno Ra>80, e i modelli della serie 9 (940-965 ecc) hanno Ra>90, per avere una elevata fedeltà dei colori bisogna quindi usare neon in classe 1A o 1B con un indice di resa cromatica Ra il più alto possibile.
Un altro fattore fondamentale per la crescita delle piante è anche la lunghezza del fotoperiodo, infatti se non forniamo un adeguato tempo per sviluppare sufficientemente la fotosintesi le piante non possono svilupparsi, non ci tragga in inganno la durata del giorno ai tropici perché sotto acqua, a causa della diffrazione, la luce arriva in quantità sufficiente solamente quando il sole non è molto inclinato rispetto alla superficie dell’acqua, quindi la durata di alba e tramonto va sottratta dalla durata del giorno come fotoperiodo utile per le piante.
Generalmente un periodo di illuminazione di 10÷11 ore è l’ottimale per le piante, meno ore non consentono la corretta e completa fotosintesi ed agevola in parte lo sviluppo delle alghe rosse/marrone, un periodo più lungo non serve alle piante ma viceversa agevola lo sviluppo delle alghe verdi.
Il consiglio è di accendere le fonti di illuminazione per 10 ore, ed eventualmente allungare il periodo di 15÷20 minuti ogni settimana per non creare traumi alle piante, particolare attenzione va prestata alle Cryptocoryne perché possono risentire negativamente di brusche variazioni dell’illuminazione.
CONCLUSIONI
Quindi per ottenere una crescita ottimale delle piante bisogna rispettare delle semplici regole e fornire:
• i giusti nutrienti apportati con un buon fertilizzante liquido da aggiungere settimanalmente o giornalmente per mantenere la concentrazione di ferro solubile circa 0.1mg/l, e rendere disponibili gli oligoelementi indispensabili
• la sufficiente concentrazione di CO2 da aggiungere con un diffusore, che se regolata correttamente mantiene stabile il pH, a tutto beneficio sia delle piante che dei pesci
• i giusti nutrienti apportati con un buon fertilizzante liquido da aggiungere settimanalmente o giornalmente per mantenere la concentrazione di ferro solubile circa 0.1mg/l, e rendere disponibili gli oligoelementi indispensabili
• la sufficiente concentrazione di CO2 da aggiungere con un diffusore, che se regolata correttamente mantiene stabile il pH, a tutto beneficio sia delle piante che dei pesci
• i giusti nutrienti da fondo, da aggiungere all’atto di installazione dell’acquario, e in seguito annualmente o quando se ne rende necessario il rabbocco; a proposito di fondo è da fare presente che un fondo troppo chiaro danneggia le piante perché riflette sulla pagina inferiore delle foglie la luce, e la pagina inferiore delle foglie non è dotata di recettori luminosi, si crea quindi una condizione di disagio per le piante
• la temperatura ed i valori chimico-fisici, come durezza/conduttività – pH – nitrati – redox, dell’acqua idonei per ogni pianta
• un fotoperiodo generalmente di 10÷11 ore sufficiente ad espletare completamente la fotosintesi, tale periodo dipende dalle piante che intendiamo allevare
• un corretto abbinamento di fonti di illuminazione tali da riprodurre gli spettri di assorbimento della clorofilla, della fotosintesi e delle necessità luminose, utilizzando fonti luminose differenti è possibile sommare i picchi dei diversi neon per riprodurre il più fedelmente possibile lo spettro della “clorofilla a”, della “clorofilla b”, della fotosintesi e delle necessità luminose prestando particolare attenzione a non fornire troppe radiazioni luminose sulle lunghezze d’onda che favoriscono la proliferazione delle alghe, scegliere modelli con Ra alto (classe 1)
• i tubi al neon non devono essere cambiati tutti contemporaneamente ma a rotazione, le ore di durata dei tubi sono spesso indicate sulla confezione.
Fate attenzione che per la legge del minimo di Liebig la crescita delle piante sarà limitata e vincolata dalla disponibilità della risorsa più scarsa; per rendere compressibile la legge a tutti il signor Justus von Liebig fece l’esempio del barile:
• i tubi al neon non devono essere cambiati tutti contemporaneamente ma a rotazione, le ore di durata dei tubi sono spesso indicate sulla confezione.
Fate attenzione che per la legge del minimo di Liebig la crescita delle piante sarà limitata e vincolata dalla disponibilità della risorsa più scarsa; per rendere compressibile la legge a tutti il signor Justus von Liebig fece l’esempio del barile:
la capacità di un barile dipende esclusivamente dalla lunghezza della doga più corta, quindi se vogliamo avere una vegetazione rigogliosa dobbiamo rispettare tutte le semplici necessità delle piante.
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