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Cenni di BOTANICA.

jikko77

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luce, clorifille e fotorecettori

luce, clorifille e fotorecettori



Ciao a tutti.
vi presento la mia nuova lettura.

le uniche cose che ho trovato qui su icm, in ita, sono:

https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=231523
di Sgapetti
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?threadid=200339
di B.seed's

ve ne consiglio la lettura.

Sappiamo che la Clorofilla assorbe la luce, specifiche lunghezze d' onda, che vanno dai 400nm a poco oltre i 700nm.
La Clorofilla è il pigmento che da alla pianta il suo colore verde.

nel 1882 T.V. Englemann fece un esperimento, con i mezzi che aveva a disposizione:



lo studio è stato fatto su un alga filamentosa, dei batteri attratti da ossigeno.

l' immagine sopra mostra lo spettro di assorbimento e lo spettro d azione per la fotosintesi di un alga filamentosa.
la lunghezza d'onda usata comprende i "colori" che vanno dal al: violetto, azzurro, verde, giallo, arancio, rosso.

tutti questi spettri attivano la fotosintesi dell'alga, come mostrano i batteri attratti dalla produzione di ossigeno.
si evidenziano alcune cose:
  • a determinati spettri l' alga produce più fotosintesi
  • l'alga produce, anche se a livelli minori, fotosintesi anche ai rimanenti spettri.
  • l'organismo ha attività a tutti gli spettri passati dal valore "x" al valore "y".

questo ci lascia capire che fonti luminose che, emettono solo specifici spettri luminosi, attiva alcune attività, non tutte o le attivano parzialmente.

qui una tabella contente il "nome" del colore, la relativa lunghezza d'onda, frequenza e la potenza del fotone (The photon energy is the energy carried by a single photon with a certain electromagnetic wavelength and frequency.)

Color Wavelength Frequency Photon energy
violet 380–450 nm 668–789 THz 2.75–3.26 eV
blue 450–495 nm 606–668 THz 2.50–2.75 eV
green 495–570 nm 526–606 THz 2.17–2.50 eV
yellow 570–590 nm 508–526 THz 2.10–2.17 eV
orange 590–620 nm 484–508 THz 2.00–2.10 eV
red 620–750 nm 400–484 THz 1.65–2.00 eV

Spettro di Assorbimento:
  • percentuale di luce assorbita del pigmento. sparando un fascio di luce a una determinata frequenza. verifico la luce assorbita dal campione in esame rispetto al campione di riferimento. si misura con un spettrofotometro.
Spettro di Azione:
  • si intende l'efficacia relativa della luce, a diverse lunghezze d'onda, nell'influenzare processi come: fotosintesi, fioritura, fototropismo.

La corrispondenza tra Spettro di Assorbimento di un pigmento e Spettro di Azione di un determinato processo è l' evidenza che quel pigmento è coinvolto in quel determinato processo.




Un pigmento che assorbe energia luminosa va in uno stato "eccitato" perchè subisce un azione sugli elettroni della sua molecola.
queste molecole possono:
  • cedere energia sotto forma di calore
  • cedere l'energia sotto forma di luce a una lunghezza d'onda maggiore.
  • cedere l'energia a un sistema che ne permette la processazione chimica, la fotosintesi.

Una soluzione di Clorofilla, illuminata, ha le sue molecole che:
  • riemettono luce per fluorescenza (cioè con una rapida azione), le molecole liberano un quantitativo inferiore di energia a uno spettro d'onda maggiore.
  • la clorofilla permette la processazione chimica della luce, se associata a particolari proteine e assorbita dai tilacoidi.
I pigmenti implicati nella fotosintesi comprendono:
  • le clorofille
  • le ficobiline
  • carotenoidi

la catena molecolare della clorofilla:


La clorofilla A è il pigmento fondamentale per la fotosintesi.

La clorofilla B è un pigmento "accessorio".
amplia lo spettro di radiazioni luminose utili per la fotosintesi. quando si eccita una molecola di B (clorofilla) questa trasferisce energia ad una molecola di A, che usa tale energia per i processi chimici.
Poichè B assorbe lunghezze d'onda diverse essa permette di allargare lo spettro utile per la fotosintesi.
nelle foglie delle piante verdi B è un 1/4 della clorofilla totale.

poi ci sono le Ficobiline e Carotenoidi.

I Carotenoidi sono pigmenti solubili in lipidi, tendono a un "colore" rosso, arancione o giallo.
I Carotenoidi presenti si dividono in caroteni e xantofille (i primi non contengono molecole di ossigeno i secondi si), nelle piante verdi i carotenoidi sono "mascherati" dal "colore" delle altre clorofille, presenti in quantitativi più abbondanti.

La terza classe di pigmenti è costituita dalle ficobiline, questi sono solubili in acqua e per lo più presenti in alghe.

io sono uno di quello cresciuto con il mito dei raggi fotonici :)
quindi per me la luce è costituita da fotoni, per cui, in maniera inconsapevole appoggiavo la teoria corpuscolare (la radiazione elettromagnetica come sequenza di pacchetti di energia chiamati fotoni).
torniamo a noi e le piante:

fino ad ora abbiamo visto che le piante, con il processo chimico della fotosintesi, convertono l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) in materiale vegetale mediante l’impiego dell’energia luminosa che proviene dal sole.
In questo modo, l’energia, si conserva sotto forma di sostanza organica (zuccheri, grassi).
Oltre che come fonte di energetica la luce svolge, per le colture, una importante funzione di informazione per i fenomeni fotomorfogenetici che si verificano nei diversi stadi della crescita della pianta.

I più importanti e maggiormente conosciuti e studiati sono:
1. fotoperiodo
2. intensità luminosa
3. qualità della luce.

Per fotoperiodo si intende il tempo (spesso espresso in ore) di esposizione alla luce delle piante e la sua lunghezza risulta fondamentale per le numerose attività delle piante.
Per intensità luminosa si intende la quantità di energia luminosa che raggiunge la coltura.
L’intensità di luce si misura come quantità di energia radiante che le colture intercettano ovvero il flusso radiante per unità di superficie, che viene definito irradianza o flusso quantico fotonico e si esprime come μmolm-2s-1.
In generale, maggiore è l’irradianza migliore è lo sviluppo dei germogli, ma oltre una certa quantità di luce fornita, i germogli subiscono un calo della crescita con chiari segni di senescenza e ingiallimento delle foglie.
La soglia limite dipende comunque dal tipo di specie trattata e dallo stadio del ciclo di propagazione.
Si suppone che un’irradianza minore sia utile nelle fasi di impianto e moltiplicazione, mentre un’irradianza maggiore sia preferibile per la radicazione della pianta.
Per qualità della luce si intende l’effetto della luce sull’accrescimento delle piante, ed è uno degli aspetti meno conosciuti ed i riferimenti bibliografici a riguardo sono scarsi.
Le cause risiedono probabilmente nel fatto che in passato non era disponibile una strumentazione adeguata per questo tipo di ricerca. Come riferito in precedenza l’importanza della luce per le colture, riguarda soprattutto l’effetto che ha sulle risposte fotomorfogeniche.

i fotorecettori delle piante vengono così suddivisi:

1) fotorecettori fotosintetici, localizzati nei tilacoidi dei cloroplasti e responsabili dell’assorbimento della luce come energia.
2) fotosensori, specifici pigmenti responsabili delle risposte fotomorfogeniche.

Per le colture in camera di crescita sono i fotosensori ad essere importanti; tuttavia non si può parlare di un unico fotorecettore ma esso varia col variare dello spettro di emissione della luce (Horwitz e Gressel, 1986).
I fotorecettori conosciuti ad oggi sono:
  • Fitocromo, capace di assorbire lunghezze d’onda comprese tra 280nm e 800nm.
  • Fotorecettori Blu/UV-A, tra cui il criptocromo, che assorbono radiazioni inferiori a 500nm.
  • Fotorecettori UV-B, in grado di assorbire nell’ ultravioletto con un picco oscillante intorno ai 290nm e insensibili a lunghezze d’onda superiori a 350nm.

PAR (photosynthetic active radiation), misurato in μ moli.s-1.m-2. Le piante utilizzano l’intervallo tra 400 e 700 nm (al quale corrispondono circa 300-400 μ moli.s-1.m-2).
PPAR (Photo-Physiologically Active Region): la regione dello spettro responsabile dei fenomeni fot-fisiologici delle piante.
PPFD (densità di flusso fotonico foto sintetico): densità del flusso fotonico nell’intervallo tra 400 e 700 nm rappresenta, in pratica, il numero di fotoni incidenti a 400 e 700 nm per unità di tempo sull’unità di superficie.
Si misura in moli.m-2 per giorno e mediamente sul globo terrestre è di 26moli.m-2 per giorno.
La radiazione solare globale che arriva sulla terra a mezzogiorno in una giornata di sole, corrispondono approssimativamente 1800-2000 µmoli.m-2.s-1.

soltanto una frazione dell’output di radiazione totale delle lampade, UV, PAR, IR viene utilizzata dalle piante.

In generale possiamo dire che gli spettri di emissioni della luce ai quali si hanno maggiori risposte sono luce rossa, luce blu, UV-A, UV-B, luce far red.

Il fitocromo è coinvolto in processi che avvengono tramite la luce ma che sono indipendenti dalla fotosintesi.
Interviene per esempio nella germinazione, nella distensione delle foglie, e nella fioritura.
Esistono due forme del fitocromo: il Fitocromo Red (Pr) e il Fitocromo Far-red (Pfr).
Le due forme si differenziano per il posizionamento dei picchi nel loro spettro di assorbimento della luce; il Pr ha il picco nella regione del rosso visibile (lunghezza d'onda circa 660nm) mentre il Pfr ha il suo picco nella regione dell'infrarosso (circa 730nm).
la forma sintetizzata dalle piante è la Pr (di colore blu), essa si converte nella forma Pfr quando è esposta alla luce rossa; la quale a sua volta si converte nella forma Pr in seguito all'esposizione a luce infrarossa; le due forme sono in equilibrio dinamico tra loro in base all'esposizione del momento.
Fitocromo 660, indicato con la sigla Pr, avente come picchi di assorbimento 380nm e 660nm.
Fitocromo 730, indicato con la sigla Pfr, a sua volta capace di assorbire la radiazione luminosa con lunghezza d’onda a 730nm.

Per la luce blu (Brigg e Huala [23]1999) è stato possibile caratterizzare quattro fotorecettori:
1) criptocromo 1 ( CRY1);
2) criptocromo 2 ( CR 2);
3) fototropine;
4) zeaxantine;
Il CRY1 fu isolato da Cashmore nel 1999 dedusse che il CRY1 controlla il carattere lunghezza dell’ipocotile (Lin, 1995).
Le funzioni fisiologiche indotte da CRY1 e CRY2 spesso tendono a sovrapporsi in diverse risposte quali:
1) inibizione allungamento ipocotile;
2) induzione della sintesi di antocianine;
3) espansione cotiledonare;
4) controllo fotoperiodico della fioritura;

L’influenza della radiazione ultravioletta sulle piante è oggetto di studio da diversi anni.
Le risposte che esse inducono nelle piante sono: riduzione della taglia delle piante, riduzione della superficie fogliare, distruzione dei carotenoidi, aumento di spessore della lamina fogliare, aumento di brillantezza dei colori, accumulo di antociani, nei tessuti.
Per quanto riguarda il recettore responsabile dell’assorbimento dei raggi UV è stato rilevato che sono molti i componenti che hanno un picco di assorbimento degli UV-A e UV-B, quindi è difficile poter associare un singolo fotorecettore o più fotorecettori associati ad indurre una determinata fotorisposta nella pianta.

E’ evidente come luci di diverse qualità, possono influenzare le diverse risposte fisiologiche e morfologiche nei germogli allevati in camera di crescita.
Già Hilmann nel 1984 mise in evidenza come l’esposizione dei germogli alla luce influenzava la dominanza apicale.
In particolare la luce blu e rossa, sbilanciando il rapporto citochinine/auxine a favore delle citochinine, favorivano la schiusura di gemme ascellari e quindi la moltiplicazione dei germogli, con una forte riduzione della dominanza apicale.
Come riferito in precedenza le diverse qualità della luce influenzano le risposte fotomorfogeniche delle colture. Tuttavia, le poche indagini effettuate ancora non hanno permesso di approfondire le conoscenze su questo tema.
In seguito alla scoperta dei fotorecettori, fitocromo e criptocromo, per la luce rossa e blu, gli studi relativi agli effetti indotti da queste due diverse qualità di luce hanno rilevato aspetti interessanti.
Le risposte fotomorfogeniche delle colture sono diverse tra loro e a volte contraddittorie; molto dipende dalla specie studiata e dalle condizioni ambientali e nutrizionali della coltura.
In particolare è il bilancio ormonale ad essere alterato dai fotorecettori.
Oltre alla luce rossa e blu vi sono risposte fotomorfogeniche che possono essere indotte da altre qualità di luce come ad esempio quella gialla e verde. La luce gialla (580-600 nm) pare sopprima l’accrescimento della lattuga, impedendo la formazione della clorofilla o dei cloroplasti.
Invece i risultati degli studi sulla luce verde (500-580 nm) sono tuttora controversi poiché considerati in alcuni come inibitori al pari della luce gialla, in altri come stimolanti per la crescita.
Il fotorecettore interessato è sempre il fitocromo in grado di assorbire la luce da 280 nm a 800 nm.


tratto da:
ACCRESCIMENTO DELLE PIANTE CON LUCE LED
C.A. CAMPIOTTI, A. BERNARDINI, F. DI CARLO, M. SCOCCIANTI
ENEA - Dipartimento Biotecnologie, Agroindustria e protezione della Salute
Centro Ricerche Casaccia, Roma

Biologie delle piante del '94
di raven
 

jikko77

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fotosintesi e ATP

fotosintesi e ATP

seconda parte di appunti tratto dal libro di botanica che sto leggendo. ricordo che non ho studi di biologia o chimica. questi appunti sono per me, sto cercando di capire come funzionano le piante, ma anche per coloro che non hanno accesso a un libro di biologia e possono essere interessati a queste cose.


Tutte le funzioni cellulari richiedono energia.
Le attività di Biosintesi sono attività anaboliche.
Una buona parte di queste energie viene fornita dal ATP (Adenosintrifosfato)

Il legame chimico può essere definito come l'insieme delel forze che unisce i vari atomi che compongono una molecola. Un legame chimico definisce una configurazione molecolare stabile, per rompere tal legame bisogna usare energia.

in un sistema vivente le reazioni avvengono solo se l' energia chimica contenuta nei legami dei prodotti è minore di quella contenuta nei reagenti, le cellule usano reazioni accoppiate, le reazioni chimiche che richiedono energia sono accoppiate a reazioni chimiche che liberano energia. frequentemente si usa ATP.

La luce solare, una porzione di questa energia, viene usata dalla fotosintesi e convertita in energia chimica.

durante la fotosintesi, questa energia, viene usata per formare legami ad alta energia: carbonio - carbonio & carbonino - idrogeno; questi vengono scissi con la formazione di anidrite carbonica e acqua più una perdita di energia.

queste operazioni avvengo in accordo alle 3 leggi della termodinamica, l'energia viene definita in modo operativo, cioè per gli effetti che produce piuttosto che ciò che è.
  • 1 l'energia non si crea ne si distrugge, si trasforma da una forma all'altra, in una reazione chimica l'energia potenziale dello stato iniziale è uguale all'energia potenziale dello stato finale più l'energia liberata nel processo o nella reazione.
  • 2 la seconda legge stabilisce che nelle conversioni energetiche l'energia potenziale dello stato finale è sempre inferiore all'energia potenziale dello stato iniziale. le trasformazioni energetiche nelle cellule viventi coinvolgono lo spostamento di elettroni da un livello energetico ad un altro. le reazioni che comportano il trasferimento di elettroni da un atomo o una molecola sono dette reazioni di ossido-riduzione. un atomo si ossida se perde elettroni, si riduce se ne acquista.
  • 3 per la terza legge lasciatemi usare un esempio: Per comprendere il terzo principio della termodinamica prendiamo in esame l' acqua e i suoi stati, solido liquido e gassoso. il vapore acqueo è costituito da molecole di acqua allo stato di vapore che hanno un elevatissimo grado di disordine essendo libere di muoversi. Abbassando la temperatura si verifica la condensazione e l’acqua si troverà allo stato liquido in cui le molecole hanno un’entropia minore rispetto al caso precedente pur godendo ancora di un certo grado di disordine. Dopo un ulteriore abbassamento della temperatura si verifica la solidificazione con relativa formazione di ghiaccio e l’entropia è molto bassa infatti le molecole di acqua possono vibrare solo entro i cristalli di ghiaccio. Quando l’acqua allo stato solido si avvicina allo zero assoluto tutti i moti delle molecole si smorzano e l’entropia tende a zero.
un atomo di ossida se per perde elettroni, si riduce se ne acquista.

il metabolismo rappresenta l'insieme delle reazioni chimiche che avvengono in una cellula. il catabolismo sono le azione che portano a degradi o rotture. l'anabolismo è l'azione biosintetica, di formazione delle molecole. le azioni metaboliche avvengono in schemi precisi chiamate tappe, le tappe sono controllate da specifici enzimi.

gli enzimi aumentano la velocità di reazione in cui sono coinvolti, sono grosse molecole proteiche. le azioni enzimatiche sono a stretto contatto con le cellule, sono influenzate da temperatura e ph.

TP opera il trasferimento di energia in molte reazioni metaboliche

la respirazione è il processo che permette di usare l'energia contenuta in composti organici, carboidrati, per sintetizzare l'ATP.

da qui si capisce l'importanza del ph per specifiche tipologie di piante:



e l'importanza del ph per l'assorbimento di determinati elementi nutritivi:



non sono immagini specifiche per la canapa, sono solo immagini a scopo esplicativo.
 

jikko77

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VPD

VPD

ne prendo un appunto, vediamo se rimane in zucca cosi.

la discussione originale è nata qui:
https://www.icmag.com/ic/showpost.php?p=7428525&postcount=130



La tabella mostra il VPD in millibars a differenti temperature dell'aria e di umidità relativa in essa contenuta.
molte piante crescono bene con un valore VPD compreso tra 8 e 10, rappresentata dalle caselle verdi.
il valore VPD ideale varia per diversi tipi di piante e fasi di crescita.
Le caselle blu indicano la necessità di aumentare l'umidità.
le caselle rosse indicano il bisogno di un deumidificatore.

in accordo a questa tabella non esiste un valore assoluto di umidità.
come detto sopra sarà opportuno cercare di rimanere in una soglia che va da un VPD di 8 a 10.
il valore di umidità deve essere regolato in funzione della temperatura presente in grow box.
un esempio pratico: a, diciamo, 24 c° il massimo valore (10.4) lo avremo a un hr del 65%.

si fa presente che a hr alte il filtro a carboni attivi perde efficacia.

cercando sul forum sono arrivato a questo:
https://www.icmag.com/ic/showpost.php?p=3052652&postcount=1

a questo punto mi sono chiesto che diavolo era il VPD e che potesse avere a che fare con la crescita.
cercando ho trovato diversi post, quello sopra mi è sembrato il migliore.

cos'è il VPD?
letteralmente sta per: Vapor pressure deficit,
Vapour Pressure Deficit, or VPD, è la differenza (deficit) tra il quantitativo di umidità nell'aria e quanta umidità massima, può essere contenuta prima della saturazione. quando arriveremo a saturazione l'acqua presente nell'aria inizierà a condensarsi e produrre nubi, rugiada o strati d'acqua sopra le foglie.

Come trattato in qualche post sopra, così come riportato nel link su, le piante piante rilasciano umidità per via della traspirazione fogliare, l' umidità viene rilasciata nell'ambiente circostante.
Meno umidità viene rilascia meglio sarà per le piante.

cercando sul web ho trovato questo:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3550641/

allego un estratto, il documento completo è scaricabile dal ink sopra.

Effect of different photosynthetic photon flux densities (0, 500, 1000, 1500 and 2000 μmol m-2s-1), temperatures (20, 25,
30, 35 and 40 oC) and CO2 concentrations (250, 350, 450, 550, 650 and 750 μmol mol-1) on gas and water vapour exchange
characteristics of Cannabis sativa L. were studied to determine the suitable and efficient environmental conditions for its
indoor mass cultivation for pharmaceutical uses.

The rate of photosynthesis (PN) and water use efficiency (WUE) of Cannabis sativa increased with photosynthetic photon flux densities (PPFD) at the lower temperatures (20-25 oC).

At 30 oC, PN and WUE increased only up to 1500 μmol m-2s-1 PPFD and decreased at higher light levels. The maximum rate of photosynthesis (PN max) was observed at 30 oC and under 1500 μmol m-2s-1 PPFD.

The rate of transpiration (E) responded positively to increased PPFD and temperature up to the highest levels tested (2000 μmol m-2s-1 and 40 0C). Similar to E, leaf stomatal conductance (gs) also increased with PPFD irrespective of temperature. However, gs increased with temperature up to 30 oC only. Temperature above 30 oC had an adverse effect on gs in this species. Overall, high temperature and high PPFD showed an adverse effect on PN and WUE. A continuous decrease in intercellular CO2 concentration (Ci) and therefore, in the ratio of intercellular CO2 to ambient CO2 concentration (Ci/Ca) was observed with the increase in temperature and PPFD.

However, the decrease was less pronounced at light intensities above 1500 μmol m-2s-1. In view of these results, temperature and light optima for photosynthesis was concluded to be at 25-30 oC and ~1500 μmol m-2s-1 respectively. Furthermore, plants were also exposed to different concentrations of CO2 (250, 350, 450, 550, 650 and 750 μmol mol-1) under optimum PPFD and temperature conditions to assess their photosynthetic response.

Rate of photosynthesis, WUE and Ci decreased by 50 %, 53 % and 10 % respectively, and Ci/Ca, E and gs increased by 25 %, 7 % and 3 % respectively when measurements were made at 250 μmol mol-1 as compared to ambient CO2 (350 μmol mol-1) level. Elevated CO2 concentration (750 μmol mol-1) suppressed E and gs ~ 29% and 42% respectively, and stimulated PN, WUE and Ci by 50 %, 111 % and 115 % respectively as compared to ambient CO2 concentration. The study reveals that this species can be efficiently cultivated in the range of 25 to 30 oC and ~1500 μmol m-2s-1 PPFD. Furthermore, higher PN, WUE and nearly constant Ci/Ca ratio under elevated CO2 concentrations in C. sativa, reflects its potential for better survival, growth and productivity in drier and CO2 rich environment.

[Physiol. Mol. Biol. Plants 2008; 14(4) : 299-306] E-mail : suman@olemiss.edu

Key words : Cannabis sativa, Photosynthesis, Transpiration, Water use efficiency

Abbreviations : PPFD - Photosynthetic photon flux density, PN - Photosynthesis, Rd – Dark respiration, PN max - Maximum
rate of photosynthesis, E - Transpiration, gs - Leaf stomatal conductance, Ci - Leaf internal CO2 concentration, Ci/Ca - Internal
to ambient CO2 concentration, WUE - Water use efficiency

qui un post di Noreason che illustra il rapporto tra VPD e assorbimento dei nutrienti:
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=195058

qui un estratto del post di nore:

You know the plant (thanks to rubisco) hook the C atom in the co2 molecule just through the stomata.
A low VPD value let the stomata to open wide,so the plant has a great co2 availability.
In the other hand there is low h2o absorption from the roots,because the leaves already have a lot of water inside and need not much h2o due to little transpiration.

Having an high VPD value leads the stomata reduce their opening.This means the plants has little co2 availability but there is a lot of water absorption from the roots due to more transpiration through the leaves.More uptake of water from the roots means also more nutrients absorption,from the substrate to the top of the plants to be used after.

qui le aggiunte di spurr, sempre nel post di nore:

If a grower doesn't use a carbon scrubber than they should shoot for VPD of ~0.8-1 kPa for veg and ~1 kPa for flowering. But if they have a carbon scrubber than they should shoot for ~1.25 Kpa all the time.

To find VPD one needs to know the canopy temp (under shade), and RH, and ideally average leaf temp.

Using VPD is ideal because that allows us to provide ideal stomatal conductance, which in turn allows for ideal rate of transpiration ("E") and carbon fixation; the former in turn allows for ideal uptake (and translocation) of Ca and Bo because they need to be 'sucked' up into roots with water, unlike other elements.

VPD is RH, canopy temp and leaf temp; but because leaf temp is hard to accurately measure and also be representative of all leafs, just using canopy temp and RH is fine for most people.

Quote: To be short,a low VPD value coincide with high umidity
Kind of, low VPD coincides with higher RH and lower temp.

Quote: on the other hand an high VPD value coincide with low humidity in the air
Kind of, high VPD coincidences with lower RH and higher temp.

(1 hPa = 100 Pa) which is equal to one millibar, the kilopascal (1 kPa = 1000 Pa), the megapascal (1 MPa = 1,000,000 Pa), and the gigapascal (1 GPa = 1,000,000,000 Pa).
 

jikko77

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i movimenti dell'acqua e delle soluzioni

i movimenti dell'acqua e delle soluzioni

Traspirazione

Le caratteristiche strutturali e funzionali, così come lo sviluppo e la forma nel suo complesso, dipendono, largamente, dalla capacità di trasportare i nutrienti e l'acqua.

Più del 90% dell'acqua assorbita dalle radici di una pianta viene rilasciata nell'aria come vapore acqueo; tale processo è chiamato traspirazione, si può definire come la perdita di vapor acqueo dalle parti aeree della pianta, principalmente dalle foglie.

la funzione principale delle foglie è la fotosintesi. l'energia per la fotosintesi deriva dalla luce solare, o di altri illuminanti artificiali. la luce è solo uno degli elementi, il cloroplasto richiede anche anidrite carbonica.

l'anidrite carbonica, in stato gassoso, è impermeabile alle membrane cellulari, per far si che venga assorbita, per diffusione, avremo bisogno che sia in soluzione; questo ci lascia capire che sulle foglie avremmo bisogno di uno strato d'acqua. c'è da tenere presente che l'acqua, esposta all'aria, evapora, da qui la traspirazione fogliare.

l'assorbimento di anidrite carbonica per la fotosintesi e la perdita d'acqua per traspirazione, nella vita di una pianta, sono due cose inestricabilmente legate.

Assorbimento tramite le radici

L'apparato radicale serve sia per ancorare la pianta al suolo che soddisfare la richiesta di acqua da parte delle foglie.

dai peli radicali l' acqua si muove attraverso la corteccia, una volta penetrata negli elementi conduttivi dello xilema transita verso il fusto fino le foglie.
durante i periodi di rapida traspirazione, l'acqua viene assorbita dal terreno che si trova nelle immediate vicinanze dei peli radicali, il modo principale, con cui le radici, vengono in contatto con l' acqua è accrescendosi.
la corrente traspiratoria, oltre che rifornire di acqua le foglie della pianta, porta con se ioni minerali.

Pressione radicale e guttazione

quando la traspirazione e molto lenta o addirittura assente, come di notte, le radici possono ancora secernere ioni nello xilema; per osmosi, l' acqua, può migrare nello xilema dalle cellule circostanti. in tal modo viene a formarsi una pressione positiva, chiamata pressione radicale, la quale spinge verso l' alto dello xilema l'acqua e gli ioni in essa disciolta.
le goccioline d'acqua simili a rugiada che si possono vedere sui margini delle foglie non si tratta di condensa, ma di goccioline d'acqua provenienti dall'interno della foglia mediante un processo di guttazione, queste non fuoriescono dagli stomi ma dagli idatodi.
la pressione radicale non è mai tale da poter spingere l'acqua fino alla sommità di una pianta alta. in molte piante la pressione radicale non esiste, è da vedere come un effetto collaterale del pompaggio degli ioni nello xilema.

Assorbimento passivo

quando la velocità di traspirazione è molto alta gli ioni che si si accumulano nello nello xilema sono trascinati via dalla corrente traspiratoria e la velocità di di movimento, per cause osmotiche, attraverso l'endoderma diminuisce. durante questo periodo, la radice assorbe passivamente l'acqua che è aspirata tramite il flusso di massa generato dalla chioma che traspira. in questo caso si parla di assorbimento passivo delle radici.

regolazione della Traspirazione

quando l'anidrite carbonica entra nella foglia, vapore acqueo viene perduto nella traspirazione, un fenomeno che può essere dannoso per la pianta. i processi di fotosintesi e traspirazione non sono separabili; esistono speciali adattamenti che minimizzano la perdita d'acqua pur mantenendo entro certi limiti l'assunzione di anidrite carbonica.

la cuticola e gli stomi

le foglie sono ricoperte da una cuticola che rende la loro superficie impermeabile sia all'acqua che all'anidrite carbonica. solo una piccola parte dell' acqua traspirata è persa dallo strato protettivo.
la quantità maggiore d'acqua é perduta per traspirazione tramite gli stomi.
la traspirazione stomatica comprende due fasi successive:
  • l'evaporazione dell'acqua dalle pareti cellulari che rivestono gli spazi intercellulari del mesofilo.
  • la diffusione del vapor acqueo negli spazi intercellulari all'atmosfera attraverso gli stomi.
gli stomi sono piccole aperture dell'epidermide delimitate da due cellule "guardiane" la cui forma può variare, causando l' apertura o la chiusura dello stoma stesso. gli stomi comunicano con gli spazi intercellulari all'interno della foglia.
l'aria contenuta in questi spazi è satura del vapore che si forma per vaporizzazione delle superfici umide delle cellule del mesofilo, il resto è perduto tramite la cuticola.
la chiusura degli stomi impedisce l' ingresso dell'anidrite carbonica nella foglia. una certa quantità di anidrite carbonica è prodotta dalla pianta con la respirazione, finchè c'è luce, tale anidrite può permettere una scarsa attività fotosintetica, pur essendoci gli stomi chiusi.

nota: questo si collega al discorso fatto sul VPD. quindi qui c'è l' aggancio alla tabella.vedi il post #10



qui sopra un illustrazione del meccanismo di apertura degli stomi

il meccanismo di movimento degli stomi

i movimenti stomatici derivano dalla variazione del turgore, pressione, delle cellule guardia gli stomi si aprono quando i soluti vengono attivamente accumulati nelle cellule di guardia. l' accumulo dei soluti causa un richiamo d'acqua nelle cellule di guardia il che le rende più turgide delle cellule epidermiche circostanti. il processo inverso causa la chiusura degli stomi, quando la concentrazione dei soluti diminuisce l'acqua fuoriesce dalle cellule guardiane e la pressione di turgore diminuisce. il turgore varia in funzione di un movimento osmotico passivo d iacqua verso l'interno o verso l'esterno delle cellule lungo un gradiente di potenziale idrico.
il principale responsabile della formazione del gradiente è lo ione di potassio (k+).

cosa influenza i movimenti degli stomi

L'apertura e chiusura degli stomi è influenzata da vari fattori:
  • la perdita d'acqua
  • la concentrazione di anidrite carbonica
  • la luce
  • la temperatura

la traspirazione rimane il principale, quando il turgore di una foglia cade al di sotto di un determinato valore l'apertura dello stoma diventa più piccolo, il punto critico varia da pianta a pianta.
in molte specie l' aumento di anidrite carbonica negli spazi intercellulari causa la chiusura degli stomi. l' ampiezza di risposta alla co2 varia da specie a specie.
in molte specie gli stomi si aprono alla luce e si chiudono al buio. la luce tuttavia può avere un effetto più diretto sugli stomi.

un esempio: i protoplasti della cipolla si rigonfiano in presenza di ioni k+ illuminati con luci blu.

nei normali intervalli di temperatura (10-25°c) le variazioni di temperatura hanno un lieve effetto sul comportamento degli stomi, le temperature superiori ai 30-35°c possono causare la chiusura degli stomi.
gli stomi non rispondono solamente a fattori ambientali ma mostrano anche ritmi giornalieri di apertura e chiusura, che sembrano essere controllati dai ritmi circadiani.
che gli stomi siano aperti di giorno e chiusi di notte, anche se diffuso, non è una regola.
 

jikko77

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zuccheri e dominanza apicale

zuccheri e dominanza apicale

ho trovato il testo integrale di:
Sugar demand, not auxin, is the initial regulator of apical dominance:

http://www.pnas.org/content/111/16/6092.full.pdf

recuperato da:
http://www.pnas.org/

ho scelto di partire con questo pezzo per via di un concetto base:
questa immagine, in aggiunta alla didascalia, spiega bene il principio che si sta cercando di trattare.



lettura interessante, molto, ma non molto semplice.
qui uno schema che dovrebbe sintetizzare il processo, a dx la painta "decapitata", a sx la pianta "intera".

quella che segue è la traduzione della didascalia sotto questa immagine:

La dominanza apicale è controllata dallo zucchero (non viene esplicitato quale tipo di "zucchero") e dalla risposta degli ormoni.
in piante intatte (non decapitate) la dominanza è mantenuta limitando l' accesso agli zuccheri da parte dell'auxina.
dopo la perdita della gemma(decapitazione), lo zucchero si accumula rapidamente nelle "gemme" ausiliari.
quando questo accumulo supera una certa soglia, i rami laterali (ausiliari) sono rilasciati in contrasto, la perdita del rifornimento di auxine dell' apicale, fa si che si abbia un rilascio delle auxine nello stelo.

comunque il rilascio delle auxine sarà differente in termini di tempo e spazi lungo il gambo, perchè le auxine sono rilasciate relativamente lentamente; a conseguenza di questo la crescita laterale avverrà prima nella parte superiore del gambo e poi in quella inferiore.

in questo modello, le auxine sono coinvolte in maniera predominante nel priorizzare le fasi successive della crescita, mentre gli zuccheri sono predominanti per l'iniziale rilascio dei rami laterali.

Le linee nei due diagrammi rivelano le meccaniche per ogni germoglio.
lo spessore della linea solida indica un canale più ampio, dove si registra una maggior attività.
la linea tratteggiata indica un basso livello di attività.


ok, sembra che la traduzione abbia un senso compiuto, ho bisogno di una bomba ora :D
 

jikko77

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ORMONI

ORMONI

il contenuto di questo post non è riferito in particolare alla Canapa.
tratta in maniera "generica" di ormoni vegetali.
le informazioni sono un mix del libro, quello del primo post, un mix di info estratte da wikipedia e da alcuni thread su ICMag.

https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=281272
è un post del 2014.

sembra una lettura molto interessante, anche se complessa.

il fitormone od ormone vegetale (PGRs plant growth regulators per gli anglofoni) è un composto sintetizzato dalle piante; influenza i processi di crescita, differenziamento e sviluppo della pianta.

una lista dei vari fitormoni (PGRs):
  • Auxine
  • Citochinine
  • Gibberelline
  • Acido abscissico
  • Acido jasmonico
  • Etilene
  • Brassinosteroidi
  • Acido salicilico
  • Poliammine
  • Turgorine
  • Strigolattoni

Le gibberelline

Questo ormone possiede come caratteristica principale la stimolazione della distensione cellulare e l'incremento della crescita dei tessuti vegetali, regolano sia la fioritura che la germinazione di molte dicotiledoni.
L'influenza dell'acido gibberellico permette di ottenere risultati pratici diversi, come una maggiore allegagione (una fase dello sviluppo dei frutti successiva alla fioritura).
anticipo e maggior fioritura in floricoltura, interruzione della dormienza dei semi, ripresa dalle gelate tardive e controllo dell'alternanza.
sulle radici hanno un azione che ne inibisce la crescita.

Le citochinine

Questa classe di ormoni possiede un'attività biologica che condiziona lo stimolo della divisione cellulare.
Studi più recenti hanno evidenziano che le citochinine, lavorano in sinergia con le auxine, relativamente alla divisione cellulare.
altre funzioni sono: formazione dei germogli "ascellari", inibiscono la formazione delle radici, ritardano l'invecchiamento dei tessuti, aumentano la produzione di clorofille ed enzimi fotosintetici, regola il flusso di nutrienti verso quei tessuti che assorbono le citochinine.

Acido abscissico

regola la dormienza dei semi; funge da antagonista con le auxine, le gibberelline e le citochinine; promuove la senescenza fogliare.
dormienza dei semi: questa funzione è esplicata tramite la sintesi di proteine.
Senescenza fogliare: è un effetto indiretto perché aumenta la formazione di etilene che stimola l'abscissione (caduta).
Chiusura stomatica: in presenza di stress idrico: determina l'aumento del pH e della concentrazione di calcio, variando il turgore delle cellule guardiane, facendo chiudere gli stomi.

Acido jasmonico

la funzione del acido jasmonico regola la crescita e i processi di sviluppo, includendo l'inibizione della crescita, la scenesenza, lo sviluppo die fiori e la caduta delle foglie.
ricopre un ruolo importante nella risposta ai calli.
l'acido jasmonico è implicato nello sviluppo del polline, dei semi e nella difesa contro stress fisici (ferite, quello che prima ho definito calli), chimici (ozono) e biotici (insetti ecc.)

Etilene

L'etilene è l'olefina conosciuta più semplice e in condizioni fisiologiche è più leggero dell'aria.
E' infiammabile e va facilmente incontro a ossidazioni: può essere ossidato ad ossido di etilene, e l'ossido di etilene può essere idrolizzato a glicole etilenico.
Nella maggior parte dei tessuti l'etilene può essere completamente ossidato a CO2. Esso viene facilmente liberato dal tessuto e si diffonde nella fase gassosa che attraversa gli spazi intercellulari fuoriuscendo dal tessuto.
Poichè l'etilene gassoso viene liberato facilmente dai tessuti o organi durante lo stoccaggio di frutti, vegetali e fiori vengono utilizzati dei sistemi di intrappolamento di questo gas.

Brassinosteroidi

Recentemente inseriti nella classe dei fitormoni, hanno effetti sull'accrescimento delle piante, distensione e divisione cellulare aumentando la sensibilità all'auxina, fotomorfogenesi, sviluppo riproduttivo, senescenza e risposte agli stress.

Acido salicilico

L'acido salicilico come ormone vegetale stimola la respirazione cianuro-resistente (ossidasi alternativa) soprattutto nelle piante della famiglia delle aracee. La sua attivazione comporta la produzione di calore che libera sostanze volatili quali indoli e/o poliammine per l'impollinazione entomofila.

Poliammine

Turgorine

agiscono sul turgore cellulare.

strigolattoni

Gli strigolattoni sono una classe di fitormoni terpenici che aumentano la dominanza apicale. In passato si riteneva che stimolassero solo la crescita delle micorrize, ma nel 2008 è stato scoperto che accanto alle auxine e alle citochinine, anche gli strigolattoni influenzano la dominanza apicale.
 

jikko77

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UV e canapa.

UV e canapa.

questo non è l'unico modo, ma è un modo per influenzare la produzione di A9THC, altri metodi prevedono un gioco molto complesso con micro e macro nutrienti, vediamo se riesco a coprire questa parte in un prossimo post.
Con A9THC intendo il "delta nove thc".

appena possibile aggiungo delle info in più estratte dagli scritti di BETA TEST TEAM (di Icmag).

Gli UV sono divisi in tre classi:
UV-C, UV-B e UV-A.

Gli UV-C includono le lunghezze d'onda sotto i n280nm; questi sono realmente filtrati dallo strato di ozono presente nella stratosfera, questo vuol dire che la luce solare che arriva sulla terra non contiene gli UV-C.

Gli UV-B hanno una lunghezza d'onda che va dai 280nm fino ai 320nm; questi raggiungono la superficie terrestre, la quantità di UV-B aumenta in funzione di una diminuzione di ozono.

Gli UV-A hanno una lunghezza d'onda che va dai 320 ai 390 nm; questi non vengono filtrati dallo strato di ozono.

Come tutti gli organismi viventi anche le piante usano gli UV.
tutti i tipi di radiazione UV hanno un effetto "distruttivo" su diversi processi che avvengono nelle piante, queste "distruzioni" possono essere divise in due categorie particolari: a livello di DNA ed a livello fisiologico.

nota: non mi metterò a tradurre le parti relative ai danni ne fisiologici ne a livello di dna, andrò solo a citarli, per poi cercare di spiegare che vantaggi possano avere per l'indoor.

La regolazione dei cannabinoidi è ancora materia di studio; non tutto è stato documentato così come non tutto è stato sperimentato.

Le radiazioni ultraviolette sono fondamentalmente dannose, gli UV-B, in particolare, danneggiano le proteine e i nucli acidi delle cellule, andando a minare la riproduzione cellulare e il metabolismo. per difesa vengono prodotto i flavonoids (non ho una traduzione a questo termine), alcune piante producono questo, mentre la canapa li assorbe tramite i cannabinoidi, molti dei quali vengono poi convertiti in A9THC proprio per via degli UV-B.

esistono due scuole di pensiero distinte:
- chi crede che la cannabis non subisca influenze da fattori esterni
- chi che gli stimoli esterni influenzino il comportamento genetico della cannabis.(io tendo più per questa scuola di pensiero)

Alcuni studi suggeriscono che le diverse altitudini (dal livello del mare) fossero responsabili per un aumento della produzione di cannabinoidi in piante cresciute a 1300m.
come campione sono stati usati fiori maturi di Indian C. sativa:
tra i 250m e i 1000m era del 2.43% (peso a secco); tra i 1000m e 2000m era del 3.01%; sopra i 2000m era del 1.39% (Turner et al., 1979).
I cannabinoidi contenuti in quattro dei cinque campioni usati diminuiva se veniva fatta crescere al livello del mare.

Non apparivano significative differenze a livello morfologico o fisiologico tra le le canape esposte ai raggi UV-B (sia da fibra che da "droga").
Risultava SOLO un maggior concentrazione di A(delta)9-tetrahydrocannabinol (A9-THC), ma non di altri cannabinoidi.

Da quanto riportato sopra, risulta, che solo il A'-THC contenuto nelle foglie e nei fiori ha subito un significativo incremento (quello che interessa a noi) contenuto nelle foglie e nei fiori.
Studi successivi hanno dimostrato che l'aumento è "lineare"; l'incremento risultava, nel tessuto fogliare, del 22% e 48% con un quantitativo giornaliero, effettivo, di 6.7 e 13.4 kJ m2.
Con la stessa quantità di radiazione si è notato un incremento dal 15% al 32%, nei tessuti dei fiori.

credits:
tratto da:
The Plant Cell, Vol. 4, 1353-1358, November 1992 0 1992 American Society of Plant Physiologists
REVIEW ARTICLE
Ultraviolet Radiation and Plants: Burning Questions
Ann E. Stapleton
Department of Biological Sciences, Stanford University, Stanford, California 94305

UV-B RADIATION EFFECTS ON PHOTOSYNTHESIS,
GROWTH AND CANNABINOID PRODUCTION OF TWO
Cannabis sativa CHEMOTYPES
JOHN LYDON~.*, ALAN H. TERAMURA' and C. BENJAMIN COFFMAN~
'Department of Botany, University of Maryland, College Park, MD 20742, USA,, 2USDA-ARS,
Southern Weed Science Laboratory, P.O. Box 350, Stoneville, MS 38776. USA and 'USDA-ARS,
Weed Science Laboratory, AEQ. I, Beltsville, MD 20705. USA
(Received 29 August 1986; accepted 24 February 1987)

https://www.icmag.com/ic/showthread.php?threadid=302671
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=260046
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=296665
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=293045
https://www.icmag.com/ic/showthread.php?t=293184
http://www.reptileuvinfo.com/html/mega-ray-narrow-flood-report.htm
Di: Beta Test Team.
 

Zippocamel

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Veteran
Interessante :) ben fatto!

il termine che non sei riuscito a tradurre sono i "flavonoidi" che si trovano in tutte le piante e che, negli alberi o arbusti da frutto, dona il colore agli stessi.
ne esistono migliaia, la canapa purtroppo ne ha solo una ventina ed in concentrazioni non superiori al 1% nei tessuti vegetali..pur avendo delle esclusive personali, come la cannaflavina(A-B-C)..e la disponibilità scende se inalati fumandoli. sono fenoli aromatici e si possono distillare da vapore..sono molto volatili e molto delicati a livello molecolare, vanno a braccetto con i terpeni.
Questo non è il mio campo spero di non aver usato termini inesatti :tiphat:
 

jikko77

Active member
@lo zio: prego, bella la frase: "Ha senso dar valore al libero pensiero se non ci viene insegnato a pensare?". mi piace molto :D
 

Lo Zio

Member
@lo zio: prego, bella la frase: "Ha senso dar valore al libero pensiero se non ci viene insegnato a pensare?". mi piace molto :D

Ti ringrazio jikko! Adoro le massime! Esprimono in poche parole concetti enormi.
Questa é una a cui sono particolarmente affezionato ed é di mia creazione. (magari abbiamo filosofie simili ;) chissà )
Up per il tuo 3d che penso sia molto interessante!
:wave:
 

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