{"id":21503,"date":"2023-10-18T23:36:52","date_gmt":"2023-10-18T22:36:52","guid":{"rendered":"http:\/\/indolighting.com\/?p=21503"},"modified":"2026-05-11T20:51:02","modified_gmt":"2026-05-11T19:51:02","slug":"illuminazione-orticola-ppf-e-ypf-misurare-per-il-successo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/indolighting.com\/it\/illuminazione-orticola-ppf-e-ypf-misurare-per-il-successo\/","title":{"rendered":"Illuminazione orticola: PPF e YPF, misurare per il successo"},"content":{"rendered":"<h6><span style=\"color: #00a5db;\">L&#8217;illuminazione per l&#8217;orticoltura non \u00e8 certo una novit\u00e0; tuttavia il LED sta portando un cambiamento radicale nel settore, consentendo ai coltivatori di modulare e affinare le intensit\u00e0 spettrali in modi del tutto impensabili con le tecnologie precedenti.<\/span><\/h6>\n<h6><span style=\"color: #00a5db;\">Eppure, mentre la tecnologia avanza, le misure utilizzate per presentare e confrontare i prodotti stanno davvero guidando i coltivatori nella giusta direzione?<\/span><\/h6>\n<p>L&#8217;illuminazione per l&#8217;orticoltura \u00e8 un settore in rapida crescita; alcuni esperti prevedono che il mercato raggiunger\u00e0 \u00a34,85 miliardi entro il 2023. Grandi progetti illuminotecnici sono in corso sia in ambito nazionale sia nei mercati internazionali, con il progetto di serre di Lyudinovo in Russia come esempio pi\u00f9 significativo, che a completamento utilizzer\u00e0 circa 240.000 corpi illuminanti.<\/p>\n<p>L&#8217;illuminazione LED, in progetti di qualsiasi dimensione, ha dimostrato di:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: left;\">aumentare le rese;<\/li>\n<li style=\"text-align: left;\">migliorare la stabilit\u00e0 delle colture e la resistenza ambientale;<\/li>\n<li style=\"text-align: left;\">fornire tempi di crescita pi\u00f9 prevedibili;<\/li>\n<li style=\"text-align: left;\">risparmiare energia; e<\/li>\n<li style=\"text-align: left;\">ridurre i costi<\/li>\n<\/ul>\n<p>Sono stati osservati anche benefici qualitativi, come una maggiore pigmentazione cromatica e un&#8217;alterazione del sapore. I progressi nella tecnologia LED consentono una targetizzazione spettrale ancora pi\u00f9 precisa e un&#8217;efficienza in costante aumento, ampliando il divario tra il LED e le tecnologie precedenti.<\/p>\n<h4><strong>Come si misura attualmente l&#8217;illuminazione per le piante?<\/strong><\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-8094 size-medium\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/PAR-300x210.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"210\" srcset=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/PAR-300x210.png 300w, https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/PAR.png 498w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/>Le piante utilizzano la luce all&#8217;interno di una porzione dello spettro elettromagnetico per la fotosintesi, denominata Radiazione Attiva Fotosintetica (PAR). Il PAR copre lunghezze d&#8217;onda visibili comprese tra 400 nm e 700 nm, ed \u00e8 questo che definisce le nostre misurazioni.<\/p>\n<p>La principale misura di resa luminosa, e lo standard industriale consolidato, \u00e8 il Flusso Fotonico Fotosintetico (PPF), che esprime semplicemente la quantit\u00e0 di fotoni PAR prodotti al secondo.<\/p>\n<p>L&#8217;altra misura chiave oggi in uso \u00e8 la Densit\u00e0 di Flusso Fotonico Fotosintetico (PPFD), ovvero il numero di fotoni PAR che cadono su un metro quadrato al secondo. Questi concetti si possono ricondurre abbastanza agevolmente alle basi di un illuminotecnico:<\/p>\n<ul>\n<li>il PAR corrisponde grosso modo alla porzione di luce visibile dello spettro elettromagnetico<\/li>\n<li>il PPF \u00e8 collegato alla potenza radiante (tra 400 nm e 700 nm)<\/li>\n<li>il PPFD corrisponde grosso modo all&#8217;illuminamento, ma senza la ponderazione V(\u03bb)<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Il PAR<\/strong> definisce la luce che ci interessa, <strong>il PPF<\/strong> \u00e8 la quantit\u00e0 di quella luce che fuoriesce dalla sorgente, e <strong>il PPFD<\/strong> \u00e8 la quantit\u00e0 di quella luce su un metro quadrato di superficie di coltivazione.<\/p>\n<h4><strong>Perch\u00e9 occorre usare il PPF con cautela come misura?<\/strong><\/h4>\n<p>Sebbene il PPF presenti punti di forza come unit\u00e0 di misura, essendo semplice da comprendere, facile da misurare e ampiamente diffuso, ha comunque dei limiti;<\/p>\n<h6>Si misura solo la quantit\u00e0 di luce, non il <span style=\"text-decoration: underline;\">tipo<\/span>, n\u00e9 la <span style=\"text-decoration: underline;\">qualit\u00e0<\/span><\/h6>\n<p>Diventa sempre pi\u00f9 evidente che la <strong>qualit\u00e0 della luce<\/strong> \u00e8 un fattore determinante per la coltivazione di qualsiasi coltura, mentre la quantit\u00e0 \u00e8 solo una parte del quadro. I tassi di assorbimento, la risposta fotosintetica e le risposte non fotosintetiche potrebbero non essere ancora presi in considerazione.<\/p>\n<p>Mentre il settore si concentra sul PPF per Watt, riteniamo che questo approccio possa avere effetti negativi sulle velocit\u00e0 di crescita, anzich\u00e9 benefici.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8088 size-blog-grid\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/PPFD-comp-labelled-700x450.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"450\" \/><\/p>\n<p>Gli specifier che si concentrano sul PPF\/W come criterio di selezione stanno, in un certo senso, influenzando lo sviluppo di nuovi corpi illuminanti, spingendo i produttori a utilizzare una maggiore componente rossa, poich\u00e9 un fotone rosso pu\u00f2 essere prodotto con meno energia di uno blu.<\/p>\n<p>\u00c8 ampiamente riconosciuto che una sorgente luminosa puramente rossa produrrebbe una crescita molto scarsa, pur avendo un PPF\/W molto elevato: questo dimostra che il parametro PPF\/W non \u00e8 sufficiente per valutare le prestazioni di un prodotto e pu\u00f2 ostacolare la scelta di una soluzione pi\u00f9 adatta.<\/p>\n<p>Quando il PPF viene utilizzato come dato principale per l&#8217;output di un&#8217;unit\u00e0, ci\u00f2 rappresenta in modo fuorviante l&#8217;utilit\u00e0 reale di una sorgente luminosa. Ignorando le reali esigenze delle piante, un&#8217;unit\u00e0 LED pu\u00f2 sembrare altamente efficiente, pur garantendo una crescita effettiva inferiore rispetto a una soluzione pi\u00f9 mirata.<\/p>\n<h4><strong>Un parallelo con l&#8217;alimentazione<\/strong><\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8074 size-blog-grid\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Calories-700x450.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"450\" \/>Il limite del PPF nel non tenere conto della qualit\u00e0 della luce \u00e8 analogo al limite delle calorie nel non poter indicare una dieta sana. Se due individui consumassero 2.000 calorie di cibo, ciascuno avrebbe assunto la stessa quantit\u00e0 di energia in base al contenuto calorico.<\/p>\n<p>Tuttavia, se uno dei due avesse ricevuto 2.000 calorie da un&#8217;alimentazione equilibrata e l&#8217;altro da un singolo alimento (il burro, per esempio), il valore nutrizionale, la capacit\u00e0 di ricavarne energia e, in definitiva, la salute del singolo sarebbero molto diversi nei due casi.<\/p>\n<p>Considerare le due diete equivalenti sarebbe chiaramente errato e fuorviante, eppure \u00e8 esattamente ci\u00f2 che accade quando ci si concentra sul parametro PPF per la selezione dei corpi illuminanti.<\/p>\n<h4><strong>Trovare una misura migliore<\/strong><\/h4>\n<p>I coltivatori dispongono di altre misure che tengono maggiormente conto della sensibilit\u00e0 fotosintetica di una pianta.<\/p>\n<h6>Il Flusso Fotonico di Resa (YPF) \u00e8 una di queste<\/h6>\n<p>YPF \u00e8 un sistema ponderato che misura il valore di una determinata lunghezza d&#8217;onda di luce rispetto alla risposta fotosintetica che la coltura \u00e8 probabile manifesti. Mentre nel PPF tutti i fotoni hanno lo stesso peso, lo YPF considera l&#8217;efficienza fotosintetica relativa delle diverse lunghezze d&#8217;onda, attribuendo un peso minore alla luce meno utile.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-8100 size-medium\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Eye-300x201.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"201\" srcset=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Eye-300x201.jpg 300w, https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Eye-600x401.jpg 600w, https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Eye-768x514.jpg 768w, https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Eye.jpg 800w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/>Il concetto di rapporti S\/P offre un&#8217;indicazione dell&#8217;utilit\u00e0 di una sorgente luminosa in diverse condizioni di illuminazione, applicando questo stesso principio di ponderazione. L&#8217;occhio umano ha due curve di risposta: una per la visione fotopica (V(\u03bb)), ovvero la visione diurna, e un&#8217;altra per la visione scotopica (V'(\u03bb)), ovvero la visione notturna; i rapporti S\/P ponderano la risposta a questi diversi tipi di luce per determinare l&#8217;utilit\u00e0 di una sorgente in diverse applicazioni.<\/p>\n<p>Un prodotto che garantisce buoni livelli di illuminazione in condizioni fotopiche potrebbe non farlo in condizioni scotopiche, e viceversa. Allo stesso modo, un prodotto pu\u00f2 avere una buona risposta PPF ma una scarsa risposta YPF, poich\u00e9 le curve di risposta delle due misure differiscono.<\/p>\n<p><strong>Mentre il PPF misura i fotoni all&#8217;interno del PAR, lunghezze d&#8217;onda comprese tra 400 nm e 700 nm, lo YPF considera un intervallo pi\u00f9 ampio, esaminando le emissioni della sorgente fino a 360 nm (Blu Profondo) e fino a 760 nm (Rosso Lontano).<\/strong> Queste lunghezze d&#8217;onda aggiuntive comprendono luce con effetti osservabili sulla crescita delle piante, con lunghezze d&#8217;onda superiori a 700 nm utili in piccole quantit\u00e0 per favorire piante pi\u00f9 alte e simulare le condizioni di luce crepuscolare, usate per impostare i ritmi circadiani, con caratteristiche desiderabili osservate in alcune piante.<\/p>\n<p>Una pianta all&#8217;ombra, in natura, riceverebbe pi\u00f9 luce Rosso Lontano e reagirebbe a quello stimolo per orientare la crescita. Alcune piante che naturalmente si trovano sotto la chioma si aspettano un rapporto Rosso Lontano\/Rosso superiore alla media e reagiranno negativamente a uno spettro che non include abbastanza luce Rosso Lontano.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8103 size-blog-grid\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/plants-for-shade-700x450.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"450\" \/>Alcune risposte alla Sindrome di Evitamento dell&#8217;Ombra sono desiderabili per i coltivatori; a quantit\u00e0 maggiori, la luce oltre i 700 nm pu\u00f2 essere usata per indurre deliberatamente la Sindrome di Evitamento dell&#8217;Ombra, che favorir\u00e0 una fioritura rapida e una crescita pi\u00f9 compatta in alcune piante, migliorando potenzialmente la robustezza.<\/p>\n<p><strong>Il PPF perde le sfumature di queste risposte delle piante, considerando solo la luce all&#8217;interno del PAR, e da solo non pu\u00f2 fornire il quadro completo. Noti come fotomorfogenesi, i processi pi\u00f9 ampi per il controllo dello sviluppo di una pianta sono influenzati da lunghezze d&#8217;onda da 300 nm fino a 800 nm (mostrate dalla Curva di McCree), delle quali una parte maggiore \u00e8 catturata dallo YPF.<\/strong><\/p>\n<h4><strong>Un approccio olistico<\/strong><\/h4>\n<p>Lo YPF, naturalmente, non pu\u00f2 esistere in isolamento. \u00c8 un&#8217;indicazione principale adeguata per approssimare le prestazioni o per determinare approssimativamente il prodotto e l&#8217;output giusti per raggiungere un Integrale di Luce Giornaliero prefissato. Il PPF viene usato come dato principale, ma non tiene conto del fatto che diverse lunghezze d&#8217;onda potrebbero avere un effetto maggiore sulla crescita.<\/p>\n<p>I LED monocromatici spostano ulteriormente questa misura; con molti chip blu e rossi che targetizzano un intervallo specifico e ristretto di lunghezze d&#8217;onda. Pur garantendo un PPF elevato, questo pu\u00f2 compromettere la soluzione illuminotecnica, poich\u00e9 qualsiasi degrado differenziale tra le sorgenti alterer\u00e0 lo spettro risultante nel tempo.<\/p>\n<p>Questo rischio pu\u00f2 essere ridotto utilizzando LED a spettro ampio con fosforo, poich\u00e9 il degrado del LED \u00e8 determinato solo dall&#8217;emettitore a die blu. \u00c8 importante notare che i corpi illuminanti a spettro ampio colmano le lacune tra le parti blu e rossa dello spettro, offrendo una migliore corrispondenza con la luce solare naturale. La luce solare contiene un&#8217;ampia gamma di lunghezze d&#8217;onda nello spettro visibile, le quali svolgono probabilmente una serie di funzioni che non comprendiamo ancora del tutto.<\/p>\n<p>Lo YPF presenta limitazioni, poich\u00e9 la misura originale si basa su letture eseguite su singoli segmenti fogliari in condizioni controllate. In uso reale, la luce che attraversa una foglia pu\u00f2 ancora apportare benefici alle superfici pi\u00f9 in basso nella pianta; considerare solo un singolo segmento fogliare ignora quindi la luce che vi passa attraverso.<\/p>\n<p>Tuttavia, questo approccio \u00e8 comunque migliore di non considerare nulla. Ignorando le differenze tra le lunghezze d&#8217;onda, il PPF ci presenta una caratteristica frustrante per una misura empirica: un PPF pi\u00f9 alto non significa necessariamente un prodotto illuminotecnico migliore.<\/p>\n<h4><strong>La collaborazione tra cliente e produttore\/fornitore di illuminazione LED \u00e8 fondamentale<\/strong><\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-8114 size-blog-grid\" src=\"https:\/\/indolighting.com\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Plant-Testing-1-700x450.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"450\" \/>Gran parte della responsabilit\u00e0 ricade sugli specifier, che devono condurre ricerche e pianificazioni nelle fasi iniziali di un progetto per determinare l&#8217;effetto desiderato dell&#8217;illuminazione sul prodotto finale. L&#8217;attenzione ai dettagli \u00e8 determinante, con il tipo di pianta e la risposta prevista da tenere in considerazione nella scelta di una soluzione illuminotecnica. Un produttore versatile dovrebbe essere disponibile a collaborare con i coltivatori per determinare e sviluppare gli spettri progettati per la loro coltura e il risultato desiderato.<\/p>\n<p>Nel confronto tra prodotti, lo YPF \u00e8 un punto di partenza migliore del PPF, ma l&#8217;output dovrebbe essere un elemento all&#8217;interno di un approccio olistico che comprenda una serie di fattori: spettro ampio rispetto a spettro ristretto, fotoperiodo, benefici qualitativi come il sapore o il colore, e la considerazione delle lunghezze d&#8217;onda al di fuori del PAR.<\/p>\n<p>Molto rimane ancora da comprendere sulle risposte delle piante e sulla composizione spettrale ideale per le diverse colture e i risultati desiderati. Colmare il divario tra il depliant del prodotto e lo spettro ottimale dovrebbe essere uno sforzo collaborativo tra fornitore e cliente, ma la misura giusta avvicina gli specifier al prodotto ideale per le loro esigenze.<\/p>\n<p><a href=\"\/?page_id=3739\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Scopri il sistema di illuminazione a Top Light LED di INDO &gt;<\/a><\/p>\n<p>Articolo redatto da Toby Penter, Business Development di INDO<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Fonti:<\/p>\n<p><em>(1) Worldwide Horticulture Lighting Market [by segments (Hardware, Software, Services); by Deployment (Turnkey, Retrofit); by Environment (Indoor, Vertical, Greenhouse, Research); by Crop Type; by Regions]: Market Sizes and Forecasts (2018-2023)<\/em><br \/>\n<em>(2) Ashdown, I 2018. &#8216;Far-Red Lighting and the Phytochromes&#8217;. MAXIMUM YIELD USA, Oct 2018, p. 60-66.<\/em><br \/>\n<em>(3) Shinkle, J 2016. &#8216;BASIC PHOTOMORPHOGENESIS&#8217;. photobiology.info. Department of Biology, Trinity University, San Antonio. Disponibile online: http:\/\/photobiology.info\/Shinkle.html<\/em><br \/>\n<em>(4) Nelson, J. A., &amp; Bugbee, B. (2014). Economic Analysis of Greenhouse Lighting: Light Emitting Diodes vs. High Intensity Discharge Fixtures. PLoS ONE, 9(6), e99010. http:\/\/doi.org\/10.1371\/journal.pone.0099010<\/em><br \/>\n<em>(5) (Nelson, JA. 2014)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L&#8217;illuminazione per l&#8217;orticoltura non \u00e8 certo una novit\u00e0; tuttavia il LED sta portando un cambiamento radicale nel settore, consentendo ai coltivatori di modulare e affinare le intensit\u00e0 spettrali in modi del tutto impensabili con le tecnologie precedenti. 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