Le piante di riso hanno bisogno di luci per la coltivazione? Quale spettro luminoso è più efficace?
Il riso è una delle colture alimentari più importanti nel mio Paese e la sua produzione stabile è fondamentale per la sicurezza alimentare nazionale. Attualmente, l’accelerazione del cambiamento climatico globale e i frequenti eventi meteorologici estremi minacciano seriamente la produzione di riso. Per affrontare questa sfida, è essenziale accelerare il processo di selezione del riso e coltivare nuove varietà di alta-qualità, alta-resa e multi-resistenti per soddisfare le esigenze della futura crescita della popolazione. La tecnologia agricola ad ambiente controllato, caratterizzata da un controllo preciso della luce e della temperatura, offre un nuovo percorso per la selezione delle colture. Le sorgenti luminose a LED, grazie al loro spettro regolabile, all'efficienza energetica e ad altre caratteristiche, mostrano un grande potenziale di applicazione nelle fabbriche di impianti. L'utilizzo di ambienti con luce artificiale a LED per la coltivazione del riso può evitare efficacemente le incertezze del clima naturale, consentendo una coltivazione continua-tutto l'anno e più generazioni di selezione all'anno, abbreviando così in modo significativo il ciclo di selezione e migliorando il guadagno genetico e l'efficienza della selezione.
Le domande principali sono: è necessaria un’illuminazione supplementare sotto la luce solare naturale? Quale spettro luminoso è più adatto?
La qualità della luce è un fattore ambientale chiave che regola la crescita e lo sviluppo delle piante. Diversi rapporti di qualità della luce possono influenzare in modo specifico la morfogenesi delle colture e il metabolismo fisiologico, promuovendo sia la crescita vegetativa che quella riproduttiva. Nelle piante ornamentali, gli studi hanno dimostrato che la luce blu LED è particolarmente vantaggiosa per la crescita in altezza delle piante di taro e per l'accumulo di antociani, mentre una luce composita rossa-blu-bianca-verde (1:1:1:1) può aumentare significativamente l'area fogliare e il contenuto di antociani nelle foglie. Nella coltura tissutale di Dendrobium, specifiche combinazioni di luce rossa-blu-verde possono promuovere efficacemente la proliferazione e il radicamento delle piantine clonali e aumentare la percentuale di piantine primarie. La ricerca sulla coltura dei tessuti di Anthurium conferma che la richiesta di qualità della luce è specifica per lo stadio: la luce rossa è più adatta per l'induzione del callo, un rapporto rosso-blu di 3:1 è benefico per la coltura di proliferazione e un rapporto rosso-blu di 4:1 è più adatto per la differenziazione delle gemme e la crescita delle piantine. Nelle colture graminacee anche l’effetto sulla qualità della luce è significativo. La luce blu può favorire lo sviluppo delle radici dell'orzo e l'accumulo di biomassa, mentre una luce combinata rosso-blu può bilanciare l'aumento della biomassa e la crescita equilibrata delle piante.
Nelle piantine di riso, la luce rossa può favorire l’espansione delle foglie e l’accumulo di sostanza secca, mentre la luce blu aiuta ad aumentare la larghezza della base dello stelo e l’indice di vigore della piantina. Rispetto alla luce solare naturale, i rapporti dello spettro luminoso dei LED nella fabbrica di piante hanno mostrato effetti significativi di promozione della crescita sia durante la fase nutrizionale di base che durante la fase sensibile al fotoperiodo del riso. Esistevano differenze significative tra i diversi trattamenti del rapporto dello spettro luminoso. Rapporti elevati di luce rossa, pur promuovendo l'altezza della pianta e la lunghezza delle foglie, aumentavano anche il rischio di allettamento; elevati rapporti di luce blu hanno inibito significativamente la crescita vegetativa come l'altezza delle piante e l'accestimento. Inoltre, lo studio ha identificato la combinazione di trattamenti dello spettro luminoso che ha portato alla maggiore riduzione del periodo di crescita. Tuttavia, l’analisi delle componenti principali ha mostrato che questa combinazione ha ottenuto il punteggio di resa complessiva più alto sia nelle varietà di riso japonica che indica, abbreviando contemporaneamente l’intero periodo di crescita del riso e ottenendo un miglioramento sinergico della resa. Considerando fattori quali l'applicabilità della varietà, il periodo di crescita, la resa dei semi e i livelli di consumo energetico, il rapporto dello spettro luminoso può fungere da soluzione generale per l'ambiente luminoso per la rapida coltivazione del riso nelle fabbriche di piante a LED.
