Fotoperiodismo: Come la lunghezza del giorno influenza la crescita delle piante

Se risiedi da qualche parte a nord dell’equatore ma a sud del polo nord, potresti aver notato l’accorciamento e l’oscuramento delle nostre giornate ultimamente. In effetti, le giornate si stanno accorciando da giugno. Le giornate più corte con meno luce solare coincidono con il raffreddamento delle temperature e l’aumento delle precipitazioni, tutte cose che ostacolano la crescita e la maturazione delle piante in una certa misura. Chiunque abbia curato le piante anche solo per pochi giorni sa che la temperatura può essere un amico capriccioso e a volte un nemico; ma le piante hanno anche un rapporto significativo con la luce e il buio – un rapporto che è più complesso e spesso non così ben compreso dai coltivatori.

Una breve lezione di terminologia

Per capire meglio come la lunghezza del giorno influisce sulla crescita delle piante e cosa si può fare per massimizzare o minimizzare gli effetti del fotoperiodismo in base alle prestazioni desiderate delle piante, prima familiarizzate con questi termini importanti:

Fotoperiodismo: La reazione fisiologica e/o le risposte di sviluppo di una pianta alla durata relativa della luce e dell’oscurità che sperimenta.

Fotoperiodo: Il ciclo ricorrente di periodi ininterrotti di luce e buio a cui una pianta è esposta; di solito 24 ore, con rapporti variabili di periodi ininterrotti di luce e buio.

Pianta di giorno lungo (LD): Una pianta di giorno lungo richiede >12 ore di luce solare, o <12 ore di buio ininterrotto, per produrre una fioritura o un fiore.

Pianta di giorno corto (SD): Una pianta da giorno corto richiede <12 ore di luce solare, o >12 ore di buio ininterrotto, per produrre una fioritura o un fiore.

Pianta neutra al giorno (DN): Le piante day-neutral non iniziano la fioritura in base al fotoperiodo. Molti di questi tipi di piante invece fioriscono dopo aver raggiunto un certo stadio di sviluppo o una certa età, o in risposta ad altri fattori ambientali come la vernalizzazione.

Queste classificazioni del fotoperiodismo sono state riconosciute dai botanici per molti anni, ma non è stato fino alla metà del ventesimo secolo che i ricercatori delle colture sono arrivati a capire che è in realtà la durata dell’oscurità ininterrotta vissuta da una pianta – piuttosto che la durata della luce del giorno – che è la più importante per il suo sviluppo.

Per esempio, una pianta del giorno corto che richiede >12 ore di buio ininterrotto per iniziare la produzione di fiori, produrrà comunque un fiore se viene protetta dalla luce per un certo periodo di tempo durante le sue 10-12 ore di esposizione alla luce del giorno; non produrrà invece un fiore se viene esposta alla luce per un periodo di tempo durante le 12+ ore di buio richieste.

Ecco una lista di alcune comuni verdure ed erbe annuali e le loro classificazioni (SD, LD, o DN):

Cultura Classificazione (Breve, Lunga, Neutro)
Barbabietole Lungo
Ragazzi di Bruxelles Neutro
Cavolo Neutrale
Carote Lungo
Corno Neutrale
Cetriolo Neutrale
Finocchio Lungo
Cale Neutrale
Lattuga Lunga
Pa Neutro
Patate Lungo
Radano Lungo
Fagioli di soia Corto
Spinaci Lungo
Girasole Neutro
Barbabietola Lungo
Tomato Neutro
Turnips Long

Come il fotoperiodismo influenza la tua azienda o il tuo giardino?

Per massimizzare la produttività di una pianta, è utile capire le condizioni di luce in cui essa sperimenterà la crescita vegetativa (cioè le foglie) rispetto alla crescita riproduttiva (cioè la fioritura o l’imbullonamento). Poiché il fotoperiodismo è ciò che determina la crescita riproduttiva in alcune piante, la comprensione di come questi effetti si traducono nella crescita delle piante può essere uno strumento utile da avere per i coltivatori.

Le rape Hinona Kabu in fiore in un raccolto di semi del 2015 nella serra di produzione di semi di High Mowing. Le rape, una coltura di lunga durata, richiedono <12 ore di buio ininterrotto per iniziare la fioritura.

Prendiamo ad esempio le rape, una pianta di lunga durata. Ricordate la definizione di una pianta da giorno lungo: questo significa che con >12 ore di luce e <12 ore di buio ininterrotto, una pianta di rapa inizierà la crescita riproduttiva e tenterà di fiorire.

Come entra in gioco questo nei vostri campi agricoli e negli appezzamenti di giardino? Diciamo che un agricoltore qui nel nord del Vermont pianta un raccolto di rape Purple Top White Globe in primavera, intorno al 10 maggio. Questa particolare varietà impiega circa 55 giorni per raggiungere la maturità del raccolto. 55 giorni dal 10 maggio è il 4 luglio. Diamo un’occhiata alla lunghezza del giorno registrata in ognuno di questi giorni a Wolcott, Vermont:

Data Durata del giorno
10 maggio 2017 14h 37m
4 luglio, 2017 15h 26m

Cosa succederà a questa coltura di rape che sperimenta fotoperiodi continui con >12 ore di luce? Tenterà di fiorire – un risultato indesiderabile per una rapa, che viene raccolta per la sua radice. Quando si verifica la fioritura, o bullonatura, la radice diventa legnosa e poco appetibile. Tuttavia, se l’agricoltore piantasse invece queste stesse rape in agosto, per un raccolto programmato in ottobre, come sarebbe?

Data Durata del giorno
10 agosto 2017 14h 15m
4 ottobre, 2017 11h 32m

Quando la lunghezza del giorno diminuisce e torna sotto le 12 ore, le rape non sono più a rischio di subire la risposta di sviluppo della crescita riproduttiva. Così, questa varietà di rapa si comporta con risultati molto migliori all’inizio dell’autunno che nella tarda primavera qui nel Vermont settentrionale. Potete usare queste informazioni per determinare le migliori condizioni di lunghezza del giorno per ciascuna delle vostre colture in base alla vostra posizione.

Ci sono molti fattori da considerare nella produzione di colture, di cui la lunghezza del giorno è solo uno. Tuttavia, se avete tentato di coltivare una certa coltura con tutti gli altri fattori adeguati (temperatura, accesso all’acqua, fertilità del suolo) e avete sperimentato risultati meno che ideali, la lunghezza del giorno potrebbe essere un fattore che contribuisce. Usate queste classificazioni come guida per aiutarvi a determinare quando è il momento ideale dell’anno per piantare certe colture in base alla vostra posizione di coltivazione.

Considerando il giorno di 10 ore

Non importa la sua sensibilità alla lunghezza del giorno e all’oscurità (LD, SD o DN), una pianta non crescerà con meno di 10 ore di luce. Anche se le piante neutre dal punto di vista del giorno, come i cetrioli, i pomodori e la lattuga, sono coltivate in ambienti a clima controllato con abbastanza calore per crescere e produrre, fermeranno la loro crescita e rimarranno dormienti quando la lunghezza del giorno scende sotto le 10 ore. Quando il giorno di 10 ore ritorna, la crescita delle piante ricomincia.

Queste lattughe sono state trapiantate nella nostra serra nel nord del Vermont all’inizio di ottobre quando la luce del giorno era ancora tra 10 e 11 ore al giorno. La loro crescita è ora bloccata perché le nostre giornate contengono <10 ore di luce. Le piante rimarranno dormienti in questa cultura protetta fino a quando i giorni con più di 10 ore di luce torneranno nella nostra regione intorno al 1° febbraio.

Questo fattore è particolarmente importante per i coltivatori che cercano di prolungare la loro stagione con la produzione in serra. Ci sono tecniche di illuminazione supplementare che possono aiutare le piante a giorno neutro e a giorno lungo a continuare a crescere e a produrre durante i giorni più corti dell’anno, compreso l’allungamento della lunghezza del giorno e l’illuminazione con interruzione notturna. Tuttavia, il costo di queste tecniche dovrebbe sempre essere preso in considerazione quando si pianifica la produzione di colture estese.

Per i coltivatori che desiderano esplorare questa opzione di produzione, è importante conoscere il periodo di tempo annuale in cui la vostra località sperimenta <10 ore di giorno; ecco un esempio di alcune città degli Stati Uniti e le date dei loro giorni con meno di 10 ore di luce:

USA Città Range di date con <10 ore di luce
Portland, Oregon 3 novembre-6 febbraio
Burlington, Vermont 5 novembre-5 febbraio
Detroit, Michigan 8 novembre-31 gennaio
Washington, District of Columbia 16 novembre-24 gennaio
St. Louis, Missouri Novembre 17th-January 23rd
San Francisco, California Novembre 20th-January 20th
Dallas, Texas Dicembre 16-26 dicembre

La lunghezza del giorno è determinata dalla latitudine della tua località. All’equatore, la lunghezza del giorno e la lunghezza della notte sono sempre uguali. Nell’emisfero settentrionale in inverno, i giorni sono più lunghi quanto più si è vicini all’equatore; nell’emisfero settentrionale in estate, i giorni sono più lunghi quanto più si è lontani dall’equatore.

Ricorda: la lunghezza del giorno è solo uno dei molti fattori da considerare quando si pianificano le coltivazioni.

Una nota sulle cipolle

Se sei un esperto coltivatore di cipolle, potresti chiederti dove si inseriscono in questa discussione sulle piante a giorno lungo o corto. Poiché le cipolle dipendono dalla lunghezza del giorno per la formazione del bulbo, hanno le loro proprie classificazioni di categorie di giorno lungo, giorno corto e giorno intermedio. Secondo le definizioni di LD, SD e DN in relazione al fotoperiodismo, tutte le cipolle sono di giorno lungo perché tutte richiedono >12 ore di luce per formare un bulbo. I fattori distintivi sono i seguenti: le cipolle di breve durata iniziano a formare i bulbi con 11-12 ore di luce. Le cipolle di giorno lungo hanno bisogno di 14-16 ore di luce per iniziare a formare i bulbi. Le cipolle di giorno intermedio hanno bisogno di 12-14 ore di luce per la formazione dei bulbi. Quindi, se si vive in una località dove la lunghezza del giorno più lungo si aggira intorno alle 14 ore ma non si allunga molto, le cipolle di giorno lungo non avranno lo stesso rendimento delle cipolle di giorno corto o intermedio.

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