Fotosintesi , il ruolo fondamentale delle foglie.

[B.seed's]

Una volta studiando agronomia mi resi conto che esistono delle interessanti somiglianze fra la cannabis e la vite; esigenze nutritive, fotoperiodo e maturazione dei frutti, sensibilità a determinate malattie (Botrite,ragnetto rosso,lepidotteri!!!) , ruolo della foglia nella maturazione, esigenze nutritive ecc..

voglio mostrarvi una dispensa sull'attività fotosintetica che ho studiato in quinto e anche se è un po troppo scientifica ha al suo interno dei concetti molto utili che spero ci aiutano a capire come funzionano queste benedette piante.

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Guardando i grappoli pensate a delle cime buona lettura!!!

La fotosintesi e’ un processo di sintesi che richiede l’apporto di energia fornita dal sole. Di tutta la luce solare, una parte viene assorbita dalla superficie terrestre e trasformata in calore, una parte riflessa sotto forma di luce e solo una piccola quota , viene utilizzata dai vegetali per la fotosintesi. Questo e’ un processo mediante il quale sostanze inorganiche come l’anidride carbonica e l’acqua sono convertite in composti organici sfruttando l’energia solare. I prodotti finali della fotosintesi sono il glucosio e l’ossigeno. La fotosintesi e’ dunque un processo fortemente endoergonico ed e’ tipicamente distinta in due fasi:

• Fase luminosa

• Fase oscura
  
  I pigmenti fotosintetici presenti nelle foglie (clorofille e carotenoidi), hanno il ruolo fondamentale di captare l’energia luminosa utilizzata per arrivare ai prodotti finali della fotosintesi.
  Non tutte le lunghezze d'onda della luce sono utili per l’attività fotosintetica, ma solo quelle corrispondenti al PAR (Photosinteticcaly Active Radiation), che va da 400 a 700 nm (nanometri) circa.
  Il glucosio, prodotto finale della fotosintesi, assieme all’ossigeno, è unito al fruttosio, in questo modo si forma saccarosio che rappresenta il “carburante” del mondo vegetale.
  
  Unità di misura del tasso fotosintetico (1 µmol co2 m-2 s-1 = 0,63 co2 mg dm-2 h-1).

Spud per misura fotosintetica su foglie singole. Una foglia con una buona efficienza fotosintetica consuma dalle 15 alle 20 µmol m-2 s-1 di co2 atmosferica.

Camere di polietilene per la quantificazione della fotosintesi su piante “intere”.
Si immette aria atmosferica e sia all’entrata che all’uscita si misura la concentrazione di CO2.
La differenza di concentrazione è in relazione alla CO2 utilizzata dalla pianta per fotosintetizzare.

Le foglie apicali hanno una funzionalità fotosintetica maggiore di quelle basali.

La foglia apicale ha maggior efficienza fotosintetica ma la foglia basale ha una superficie maggiore e quindi la resa fotosintetica è simile.

Curva di saturazione luminosa (asintotica, non varia in funzione del clima).
Punto di saturazione luminosa: si colloca tra le 700 e le 1200 µmol m-2 s-1 ed è il valore di intensità di luce oltre il quale la fotosintesi non aumenta più.
Resa quantica: coefficiente angolare della retta tangente alla curva, misura l’efficienza fotosintetica a bassi valori di intensità luminosa.

Intensità di luce incidenti in relazione allo strato fogliare.
Se lo strato esterno riceve 1600 µmol m-2 s-1, il secondo strato, situato inferiormente ne riceve il 10% (160 µmol m-2 s-1), il terzo strato ne riceverà a sua volta il 10% del secondo (16 µmol m-2 s-1) ed è quindi passivo, tuttavia sono da considerare anche altri fattori ai fini dell'efficienza fotosintetica come ad esempio l’inclinazione delle foglie e la distribuzione fogliare.

In caso di irraggiamento solare diretto l’angolo di incidenza dei raggi sulla foglia influenza la resa fotosintetica.
Da come si può vedere con raggi paralleli alla foglia la resa è circa la metà rispetto a raggi perpendicolari incidenti sulla medesima foglia.

Foglia tipo a: erettofila e quindi poco ombreggiata ma quando il sole è allo zenit gran parte della luce colpisce il terreno.
Foglia tipo b: planofila o planogeotropica, questo tipo di foglie si ombreggiano l’una con l’altra anche se intercetta tutta la luce disponibile.
Foglia tipo c: tipologia mista, il miglior tipo, con caratteristiche intermedie tra quelle viste in precedenza, si ha la miglior efficienza fotosintetica a parità di superficie fogliare.

Chioma ristretta: schiacciando le foglie in un volume minore diminuisce la quantità di luce che colpisce gli strati più interni.questo studio ci fa capire come varia la fotosintesi.

Eliminando circa 4 metri quadrati di area fogliare la fotosintesi rimane quasi inalterata perchè le foglie che si asportano sono quelle interne alla chioma, passive ai fini fotosintetici perchè non sono illuminate.

Foglia da luce: cresciuta in luce intercettando intensità luminose anche di 1600 µmol m-2 s-1.
Foglia in ombra: cresciuta in ombra intercettando intensità luminose che non eccedono le 150-200 µmol m-2 s-1.
Il punto di saturazione luminosa nelle foglie da ombra è raggiunto più precocemente rispetto ad una foglia cresciuta in luce e di conseguenza il punto di compensazione è più basso in una foglia da ombra.

Dal punto di vista morfologico la foglia da ombra ha un'area maggiore, è più sottile e scura.
La foglia da ombra tende a cadere perchè ha una fotosintesi ridotta dell'80% rispetto a una foglia da luce, la traspirazione è inferiore del 50% circa, questi deficits la fanno ingiallire prima diminuendone la longevità.
R:fr = 0.40 (aumenta l'emissione nella banda dell'infrarosso) rapporto di assorbimento regione rosso – infrarosso che in una foglia da luce è all'incirca di 1 e che condiziona il metabolismo della pianta; se questo rapporto diventa basso il metabolismo della pianta ne risente e la sintesi di carboidrati diminuisce, aumenta invece la sintesi proteica (amminoacidi).
Anche la traspirazione di una foglia in ombra è inferiore a quella di una foglia cresciuta in luce e la prima ha un apporto di sali minerali, citochinine e sostanze nutritive nettamente inferiore.

L'esposizione continua e prolungata delle foglie a luce e calore determina una diminuzione della loro longevità.
In foglie da luce periodi di ombreggiamento tendono a conservare meglio la capacità fotosintetica perchè la foglia si “consuma” meno.

Esperimenti effettuati per simulare l'effetto di luce intermittente (fluttuante) gravante sulle foglie quando il vento ne determina il movimento.

I settori pieni dei dischi, fatti ruotare sopra la vite, si alternano a quelli vuoti per simulare la fluttuazione delle foglie dovuta al vento. In tutti i dischi luce ed ombra hanno la stessa durata e intensità, ciò che cambia è il tempo di alternanza della luce.
Si sono verificati fenomeni di:

• Isteresi stomatica: lo stoma dopo essere stato al buio ha un tempo di ripresa lungo.

• Inerzia stomatica: lo stoma si chiude se messo in ombra più di 3 secondi . (l'interruzione improvvisa di luce dovuto ad esempio allo spengimento della lampade provoca un rallentemento dell'attività fotosintetica)

Con il disco “e” gli stomi non hanno il tempo di chiudersi la fotosintesi è quasi identica a quella di una foglia in piena luce.

 

[B.seed's]

Fotosintesi , il ruolo fondamentale delle foglie (parte 2)

Fotosintesi , il ruolo fondamentale delle foglie (parte 2)

EFFETTI DELLA TEMPERATURA SULLA FOTOSINTESI

A 45 °c la fotosintesi si arresta in quanto si chiudono gli stomi che consentono sia l'entrata di CO2 per la fotosintesi che l'uscita di vapore acqueo derivante dall'attività traspiratoria. Questo è un fenomeno che la pianta attua per evitare perdite eccessive di acqua che la porterebbero alla disidratazione.
Come si può vedere con temperature di 30°c si ha il massimo di attività fotosintetica, che poi decresce progressivamente con l'aumentare delle temperature sino ad arrestarsi completamente 45 °c.

In alto sono riportati esperimenti condotti su foglie singole.
Esperimenti condotti su chiome complete attestano la validità dei risultati e confermano quanto detto in precedenza.

La chioma ha la sua massima efficienza fotosintetica appena dopo l’invaiatura (110 – 120 giorni circa dal germogliamento), quando le foglie basali non sono ancora invecchiate eccessivamente e quelle apicali hanno raggiunto delle dimensioni valide dal punto di vista fotosintetico.

La foglia ha una vita di 180 giorni e raggiunge la sua massima efficienza fotosintetica a 40 giorni, dopodichè la capacità fotosintetica cala progresivamente in relazione alla diminuzione del contenuto di azoto della foglia stessa, in quanto questo elemento, molto mobile, viene asportato verso altri organi della pianta.

La diminuzione progressiva dell'efficienza fotosintetica di ogni singola foglia è da attribuire al calo di azoto e non a quello della clorofilla, infatti come si vede dal grafico dopo 40 giorni addirittura c’è un incremento del contenuto di clorofilla (ch. Totale).

Le foglie apicali sono quelle che fotosintetizzano maggiormente.
Al 26 ottobre la fotosintesi è la metà, dal punto di vista quantitativo, di quella che il germoglio sosteneva un mese prima.



RELAZIONI SOURCE - SINK

Un sink è un centro di polarizzazione dei carboidrati, sono sinks gli apici dei germogli, quelli delle radici, le gemme e cime (tutti organi in accrescimento). Nei mesi di aprile e maggio il sink preponderante è l'apice vegetativo, a partire da giugno (fioritura), è il grappolo a rivestire questo ruolo. La forza di un sink è il prodotto di due variabili:

• Dimensioni

• Attivita’ del sink (in che fase di accrescimento si trova)
  
  Un fonte è tutto ciò che è superficie fogliare e che ha più di trenta giorni.
  La foglia sino a che non ha raggiunto il 30% delle sue dimensioni è un sink, nel senso che i carboidrati che trae dalla fotosintesi non le sono sufficenti per il suo normale sviluppo, quindi importa assimilati da altri organi della pianta, una volta diventata source riuscirà ad esportare assimilati verso i principali sink.

La cima ha un'azione attivante della fotosintesi in particolare per le foglie che sono prossime alla cima stessa, sempre che la pianta non sia in stress idrico.

La foglia è esportatrice di carboidrati, e quindi fonte, solo quando raggiunge il 30% delle sue dimensioni finali.

Il sink principale è l'apice vegetativo, in fioritura i carboidrati sono convogliati verso l'apice della pianta. Con una cimatura prima della fioritura (l'apice in questa fase è il sink preponderante) le foglie offrono il contributo di carboidrati esclusivamente alle cime sottostanti, con conseguenza di ingrossamento delle infiorrescenze aumentandone le dimensioni, resina, aroma ecc...

Eliminando invece le foglie vicine alla cima si eliminano dei source fondamentali e si otterranno invece cime più piccole e meno compatte.

Il fattore n° 1 è una variabile indipendente, il n° 2, così come il 3 e il 4, sono dipendenti dalle pratiche colturali e sono fattori concatenati tra loro. Quando le condizioni 2-3-4 vengono soddisfatte si può parlare allora di una chioma efficiente.


FONTI DI CARBOIDRATI

A) fotosintesi B) riserve

I carboidrati che si muovono nel floema della pianta sono sottoforma di saccarosio e mentre il movimento dell'acqua è unidirezionale (dal basso verso l’alto), quello del saccarosio nel floema è invece bidirezionale.
Una volta che gli zuccheri raggiungono il sink come saccarosio, questo viene scisso in glucosio e fruttosio da un enzima che si chiama invertasi ed entrano nel sink per diffusione, mentre il trasporto di saccarosio nei tubi cribrosi del floema avviene per flusso di massa.

Nelle radici il calo di carboidrati segue, dal punto di vista quantitativo, quello del ceppo, dopodichè nelle radici si ha un repentino accumulo di carboidrati a partire dalla fioritura. Nel ceppo invece questo accumulo si ha solamente dopo la vendemmia, questo ci fa capire che quando la produzione raggiunge livelli elevati, l'incremento di sostanza secca nelle radici diminuisce, influenzando anche la produzione dell'anno succesivo.
La crescita radicale è quindi sensibile al carico produttivo della vite.

Ritengo che la cannabis sfrutti gli zuccheri come lo fa la vite, con la differnza che la vite li utilizzi per alzare la concentrazione zuccherina del mosto e quindi quella alcolica nel vino mentre la cannabis per la formazione di resina e quindi thc.


per adesso è tutto!!! anche perché nemmeno a scuola mi impegnavo cosi tanto... se mi vedesse il prof di agronomia penso mi ucciderebbe

 

[gianammenicolo]

Curva di saturazione luminosa (asintotica, non varia in funzione del clima).
Punto di saturazione luminosa: si colloca tra le 700 e le 1200 µmol m-2 s-1 ed è il valore di intensità di luce oltre il quale la fotosintesi non aumenta più.
Resa quantica: coefficiente angolare della retta tangente alla curva, misura l’efficienza fotosintetica a bassi valori di intensità luminosa.

Complimenti B.seed's, molto interessante!
Giusto una domandina, non ho ben capito questi grafici che ho quotato.. cioè più che altro non capisco che grandezze sono riportate negli assi. Da quello che ho capito nelle ascisse è riportata l'intensità luminosa (espressa in par o ppdf, quindi in sostanza il numero di fotoni di un particolare range di frequenza che sbatte sull'unità di superficie nell'unità di tempo) che riceve la pianta, ma nelle ordinate? L'attività fotosintetica della pianta che riceve quella particolare intensità? Viene misurata sulla foglia a partire dalle moli di co2 consumati? Da un thread di noreason ho scoperto che l'attività di una pianta può variare considerevolmente se si modificano diversi parametri come umidità e temperatura, sai per caso le condizioni in cui sono state effettuate quelle misure? Nel senso, il punto di saturazione luminosa è proprio il massimo (dipende in qualche modo dalla concentrazione dei cloroplasti o della clorofilla) oppure in condizioni controllate è possibile aumentare l'attività fotosintetica variando altri parametri come ad esempio concentrazione esterna di co2, temperatura e umidità?

Perdona questa carrellata di domande ma dopo aver letto tutto mi sono rimasti un po' di dubbi che una veloce ricerca in rete non mi ha chiarito..

Grazie ancora di tutte queste info, rep+!

 

[B.seed's]

Cercherò di rispondere nel modo più semplice:

Allora nelle ordinate viene riportata l'attività fotosintetica della pianta ovvero la quantità di zuccheri elaborati da la luce e CO2, è un discorso simile all'energia che produce il motore di un' automobile in base al carburante utilizzato (solo che l'uomo non ha mai costruito neanche lontanamente un motore con una tale resa).

Dai grafici si vede che esiste un limite alle potenzialità fotosintetiche della foglia oltre il quale è inutile aggiungere ulteriore luce e CO2. Va detto che la foglia non può lavorare sempre al massimo dell'intesità poichè la sua vita si ridurrebbe drasticamente e nel momento del bisogno la pianta non avrebbe più una fonte di zuccheri prontamente assimilabile.

Le misurazioni effettuate credo siano state fatte in piena estate al picco del vertice di irraggiamento luminoso. In indoor la situazione rimane la stessa per tutto il ciclo a meno che non vi sia un modo per poter spostare la lampada come il sole nella natura(tipo le serre in olanda) o girare le piante di tanto in tanto.

Chi ha coltivato indoor si sarà reso conto di come le foglie si sviluppino più o meno se in ombra o in piena luce e di come si sciupino se esposte sempre a una grande quantità di luce.

se non è chiaro fammelo sapere!! ho cercato di rispondere al meglio ma l'argomento è davvero molto vasto!!!! sei hai altre domande scrivi pure...

se qualcuno ha del materiale a riguardo è libero di pubblicarlo.

 

[B.seed's]

La foglia apicale ha maggior efficienza fotosintetica ma la foglia basale ha una superficie maggiore e quindi la resa fotosintetica è simile.

Curva di saturazione luminosa (asintotica, non varia in funzione del clima).
Punto di saturazione luminosa: si colloca tra le 700 e le 1200 µmol m-2 s-1 ed è il valore di intensità di luce oltre il quale la fotosintesi non aumenta più.
Resa quantica: coefficiente angolare della retta tangente alla curva, misura l’efficienza fotosintetica a bassi valori di intensità luminosa.

Intensità di luce incidenti in relazione allo strato fogliare.
Se lo strato esterno riceve 1600 µmol m-2 s-1, il secondo strato, situato inferiormente ne riceve il 10% (160 µmol m-2 s-1), il terzo strato ne riceverà a sua volta il 10% del secondo (16 µmol m-2 s-1) ed è quindi passivo, tuttavia sono da considerare anche altri fattori ai fini dell'efficienza fotosintetica come ad esempio l’inclinazione delle foglie e la distribuzione fogliare.

In caso di irraggiamento solare diretto l’angolo di incidenza dei raggi sulla foglia influenza la resa fotosintetica.
Da come si può vedere con raggi paralleli alla foglia la resa è circa la metà rispetto a raggi perpendicolari incidenti sulla medesima foglia.

Foglia tipo a: erettofila e quindi poco ombreggiata ma quando il sole è allo zenit gran parte della luce colpisce il terreno.
Foglia tipo b: planofila o planogeotropica, questo tipo di foglie si ombreggiano l’una con l’altra anche se intercetta tutta la luce disponibile.
Foglia tipo c: tipologia mista, il miglior tipo, con caratteristiche intermedie tra quelle viste in precedenza, si ha la miglior efficienza fotosintetica a parità di superficie fogliare.

Chioma ristretta: schiacciando le foglie in un volume minore diminuisce la quantità di luce che colpisce gli strati più interni.questo studio ci fa capire come varia la fotosintesi.

Eliminando circa 4 metri quadrati di area fogliare la fotosintesi rimane quasi inalterata perchè le foglie che si asportano sono quelle interne alla chioma, passive ai fini fotosintetici perchè non sono illuminate.

Foglia da luce: cresciuta in luce intercettando intensità luminose anche di 1600 µmol m-2 s-1.
Foglia in ombra: cresciuta in ombra intercettando intensità luminose che non eccedono le 150-200 µmol m-2 s-1.
Il punto di saturazione luminosa nelle foglie da ombra è raggiunto più precocemente rispetto ad una foglia cresciuta in luce e di conseguenza il punto di compensazione è più basso in una foglia da ombra.

Dal punto di vista morfologico la foglia da ombra ha un'area maggiore, è più sottile e scura.
La foglia da ombra tende a cadere perchè ha una fotosintesi ridotta dell'80% rispetto a una foglia da luce, la traspirazione è inferiore del 50% circa, questi deficits la fanno ingiallire prima diminuendone la longevità.
R:fr = 0.40 (aumenta l'emissione nella banda dell'infrarosso) rapporto di assorbimento regione rosso – infrarosso che in una foglia da luce è all'incirca di 1 e che condiziona il metabolismo della pianta; se questo rapporto diventa basso il metabolismo della pianta ne risente e la sintesi di carboidrati diminuisce, aumenta invece la sintesi proteica (amminoacidi).
Anche la traspirazione di una foglia in ombra è inferiore a quella di una foglia cresciuta in luce e la prima ha un apporto di sali minerali, citochinine e sostanze nutritive nettamente inferiore.

L'esposizione continua e prolungata delle foglie a luce e calore determina una diminuzione della loro longevità.
In foglie da luce periodi di ombreggiamento tendono a conservare meglio la capacità fotosintetica perchè la foglia si “consuma” meno.

Esperimenti effettuati per simulare l'effetto di luce intermittente (fluttuante) gravante sulle foglie quando il vento ne determina il movimento.

I settori pieni dei dischi, fatti ruotare sopra la vite, si alternano a quelli vuoti per simulare la fluttuazione delle foglie dovuta al vento. In tutti i dischi luce ed ombra hanno la stessa durata e intensità, ciò che cambia è il tempo di alternanza della luce.
Si sono verificati fenomeni di:

• Isteresi stomatica: lo stoma dopo essere stato al buio ha un tempo di ripresa lungo.

• Inerzia stomatica: lo stoma si chiude se messo in ombra più di 3 secondi . (l'interruzione improvvisa di luce dovuto ad esempio allo spengimento della lampade provoca un rallentemento dell'attività fotosintetica)

Con il disco “e” gli stomi non hanno il tempo di chiudersi la fotosintesi è quasi identica a quella di una foglia in piena luce.

SPINNING LIGHTS

Cercando su youtube ho trovato questo video molto interessante, riguarda proprio la messa in pratica delle prove fatte nelle tabelle qui sopra.

ADVANCED GROW FEATURE - SPINNING LIGHTS


Da quello che ho capito nel video i vantaggi sostanziali sono due :

piante completamente illuminate

migliore resa delle lampade che coprono più superfice



è come se accendessimo e spengessimo la luce ogni 0,19 secondi ma senza fulminare lampade ne consumare corrente , la pianta nemmeno se ne accorge! per lei rimane sempre accesa, però nel momento in cui per lei è buio cè luce per un'altra pianta...

sembra fantascienza!

non che sia realizzabile in casa! però è una curiosità che mi son voluto togliere