Ricerche accademiche e progetti di sviluppo industriale per esplorare e migliorare l’uso della tecnologia LED in agricoltura

Visto il crescente interesse per l’utilizzo dell’illuminazione artificiale a LED (Light Emitting Diode) nel settore agroalimentare, questa tecnologia è oggetto di una serie di sperimentazioni presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali (DiSAAA-a) dell’Università di Pisa e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con C-LED (gruppo CEFLA), azienda imolese (BO) leader in Italia nella realizzazione di lampade LED ad alta tecnologia. La collaborazione con l’azienda C-LED consente ai gruppi di ricerca di poter utilizzare lampade con spettri specifici in base ai risultati che si vuole raggiungere, sia durante la coltivazione che in post-raccolta, con, inoltre, un miglioramento dell’efficienza energetica rispetto ai sistemi di illuminazione tradizionali. Particolare attenzione è posta anche alle possibili applicazioni della radiazione UV.

La radiazione UV costituisce parte integrante dello spettro solare ed è nota la sua capacità di stimolare la produzione di una serie di composti bioprotettivi, che determinano una maggiore resistenza delle piante agli stress e hanno proprietà benefiche per la salute umana. Poiché i materiali utilizzati per la costruzione di serre e tunnel solitamente schermano la radiazione UV, è interessante reintegrare questo tipo di radiazioni nell’illuminazione, evitando però dosi eccessive di ultravioletti che sono potenzialmente dannosi. Sono attualmente in corso ricerche finalizzate ad ottimizzare la dose di radiazione UV capace di massimizzare la produzione di composti bioattivi senza ripercussioni negative sul prodotto. Il gruppo di ricerca della sezione di Chimica Agraria del DiSAAA-a (Prof.ssa Annamaria Ranieri, Prof.ssa Antonella Castagna, Prof. Mike Frank Quartacci, Dott. Marco Santin, Dott.ssa Alessia Mannucci) è impegnato in una sperimentazione atta a valutare la capacità delle lampade C-LED emittenti radiazione ultravioletta al fine di migliorare la qualità nutraceutica di prodotti ortofrutticoli.


Figura 1. Lattughino da taglio salad bowl a foglia verde e a foglia rossa al tempo zero e dopo 10 giorni di trattamento in cella climatica, presso la sezione di Chimica Agraria del DiSAAA-a


Inoltre, l’uso dei LED come unica sorgente di luce in fase di propagazione, congiuntamente all’impiego di biostimolanti, rappresenta una nuova strategia sostenibile di pre-condizionamento durante la fase vivaistica per produrre YOP (Young Ornamental Plants, semenzali) di alta qualità, in grado di resistere alla crisi di trapianto e altresì ridurre i tempi di produzione e migliorare le performance energetiche. Il gruppo di ricerca della Prof. Mensuali Anna della Scuola Superiore Sant’Anna, nell’ambito della collaborazione con la sezione di Orticoltura e Floricoltura del DiSAAA-a, sta svolgendo un’attività di ricerca focalizzata sulla manipolazione dello spettro luminoso mediante l’impiego di sistemi di illuminazione LED in un’unità di produzione multistrato, per sviluppare protocolli di illuminazione con spettri specie-specifici, con o senza l’uso di biostimolanti, al fine di ottimizzare le risposte delle piante in termini di: dimensioni, morfologia, qualità finale del prodotto e controllo dell’hardening delle YOP prima del trapianto. Inoltre, vengono analizzati gli effetti dell’illuminazione LED, come unica sorgente di luce, e di formulati a base di biostimolanti, nella fase di propagazione delle piantine, sulle caratteristiche morfologiche e di fioritura.


Figura 2. Microgreens cresciuti per 6 giorni in cella climatica, presso la sezione di Orticoltura e Floricoltura del DiSAAA-a.


Per quanto riguarda la fase di coltivazione, la valutazione degli effetti dell’illuminazione LED sulla produzione, in termini quantitativi e qualitativi, è effettuata nell’ambito dell’attività di ricerca che prevede la sperimentazione del sistema aeroponico per la coltivazione destagionalizzata di specie ortive. In questa attività, sono coinvolti il DiSAAA-a, l’azienda C-LED e la società EDO Radici Felici srl, la quale commercializza il sistema di coltivazione aeroponico. La Dott.ssa Martina Puccinelli, con la supervisione e collaborazione del Prof. Luca Incrocci, si occupa dei test all’interno delle serre della Sezione di Orticoltura e Floricoltura del DiSAAA-a, che prevedono la sperimentazione dell’utilizzo delle lampade C-LED per la coltivazione di ortaggi da foglia (lattughe da cespo, basilico, ecc.) fuori suolo, durante il periodo invernale. Inoltre l’illuminazione con lampade C-LED TOPLIGHT a tecnologia specifica per serre, viene testata presso la cooperativa Parvus Flos, in provincia di Siena, per valutarne l’efficacia nella produzione invernale di basilico coltivato in un impianto aeroponico commerciale.


Figura 3. Illuminazione LED usata per integrare la radiazione solare e allungare il fotoperiodo in una coltivazione di basilico in aeroponica presso la cooperativa Parvus Flos.


Questo articolo è disponibile anche in: Inglese

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C–LED è l’azienda del Gruppo Cefla che progetta e realizza applicazioni nei settori dell’illuminazione industriale, del visual merchandising, dell’interior design, dell’illuminazione pubblica e del growing.

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