Caratterizzazione di piante di pomodoro esposte a differenti tipi di illuminazione e a radiazione infrarossa in ambiente protetto

A causa del cambiamento climatico, della riduzione della disponibilità di acqua e di una popolazione in costante crescita c’è un interesse sempre maggiore verso la coltivazione in ambiente protetto. La coltivazione in serra, utilizzata in particolare per piante ornamentali, orticole, officinali e medicinali è un importante sistema indoor che consente di controllare parametri importanti come luce e temperatura, utilizzando in modo efficiente le risorse (ad es. acqua e fertilizzanti), per ottenere un prodotto finale di alta qualità. Per quanto riguarda la luce, è sempre più comune l’utilizzo di lampade che controllino l’illuminazione dell’ambiente coltivato per fornire il necessario apporto di radiazione luminosa alle piante. Il pomodoro (Solanum lycopersicum L.) è uno degli ortaggi più importanti e diffusi nella dieta umana, a livello mondiale. La sua coltivazione in serra è in costante aumento e anche per questo motivo è importante trovare metodi innovativi che possano favorire la produzione di questo frutto, mantenendo o potenziando la biosintesi di importanti composti che concorrono alla qualità. In questo lavoro piante di pomodoro (var. Leader F1) sono state coltivate in serra utilizzando tre condizioni di luce: HPS, LED e LED con integrazione di infrarossi (LED+IR) per fornire un supplemento di calore. L'obiettivo è stato quello di studiare come i diversi sistemi di illuminazione e la temperatura influenzassero non solo lo sviluppo delle piante, la loro resa e il metabolismo (sia primario che secondario), ma anche la qualità e la resa dei frutti. Ad un mese dalla semina in ambiente controllato, sono state selezionate e trapiantate 18 piantine con crescita omogenea (6 piante per ogni condizione di luce) e a cadenza settimanale, dal trapianto alla raccolta finale, sono state effettuate analisi in vivo (fluorescenza della clorofilla a, pigmenti, rilevazione della temperatura con termometro ad infrarossi e con termocamera a livello di bancale, vaso, terreno e foglie). I campionamenti per le analisi distruttive sono stati effettuati in due tempi diversi, uno ad un mese dal trapianto e uno finale alla raccolta, valutando livelli biomassa prodotta (sia verde che in numero e peso dei frutti maturi), contenuto idrico, altezza della pianta, concentrazione di clorofilla, carotenoidi, fenoli, antociani, zuccheri e TBARS. Sono state effettuate anche analisi qualitative sui frutti maturi ottenuti (analisi del colore, -carotene, licopene, acidità titolabile, pH e solidi solubili totali). I risultati hanno mostrato che le temperature più alte sono sempre state registrate nelle piante esposte a LED+IR, ma senza determinare sostanziali differenze tra i trattamenti nelle varie analisi in vivo effettuate. Le analisi distruttive sulle foglie hanno evidenziato una maggiore concentrazione di TBARS nelle piante esposte a LED+IR e questo può essere giustificato da un maggior stress ossidativo causato dalla presenza di alte temperature. Tuttavia, a parità di contenuto idrico, il trattamento con LED+IR ha mostrato maggiore biomassa verde e produzione di frutti, che mostravano anche un colore più intenso rispetto a LED e HPS. In termini qualitativi, il trattamento con HPS ha portato alla produzione di frutti con contenuto più alto di carotenoidi, di zuccheri ed una acidità intermedia rispetto ad entrambi i sistemi di illuminazione LED. I sistemi di illuminazione testati, in relazione alla diversa qualità dello spettro di emissione, hanno quindi avuto un’azione differente sul metabolismo delle piante e sulla conseguente qualità dei frutti ottenuti. Considerate le esigenze termiche del pomodoro, le alte temperature ottenute mediante il supplemento con IR hanno avuto un effetto positivo sulla resa della pianta e dei frutti.