[ITA] Come conservare le piante durante l'inverno con i led - Parte 1 - Introduzione, basi, setup

Chi come me vive nelle zone montane, dove in inverno la temperatura scende di parecchio sotto zero, si sarà sicuramente trovato nella situazione di dover riparare durante il periodo invernale le piante che non sopportano il gelo intenso.
Gli esperti promuovono e consigliano molti sistemi, sia in base al tipo di pianta, sia in base alle necessità... tuttavia quasi tutti per vari motivi (e anche forse per errori miei) non mi hanno mai consentito di salvare tutte le piante da una stagione all'altra.

Da 4 anni ho sviluppato (e negli anni affinato) un sistema di coltivazione indoor per le piante, che prevede l'utilizzo di led appositi per favornirne la crescita anche in locali poco (o per niente) luminosi, e devo dire che mi ha dato parecchie soddisfazioni!

Iniziamo dal principio: dove?
Inanzitutto serve un posto dove mettere le piante. Un garage, una cantina o una stanza adibita a rispostiglio possono andare bene. Non è necessario che sia riscaldata, anzi, sarebbe meglio che non lo fosse, perchè in questo modo le piante possono attraversare correttamente durante l'inverno la fase di quescenza (cioè di riposo), che per alcune piante è fondamentale per poter affrontare correttamente i propri cicli biologici e quindi rendere al meglio in termini di fioritura, frutti e crescita in generale. Se trasferiamo le piante in un ambiente riscaldato, la pianta potrebbe non riconoscere correttamente il periodo invernale e ritrovarsi poi con i cicli biologici alterati in primavera. Tuttavia bisogna avere la certezza che nella stanza la temperatura non scenda sotto la temperatura minima di sopravvivenza delle piante che abbiamo.
E' inoltre consigliabile che la stanza non sia molto frequentata nè un ambiente dove viviamo abitualmente, questo perchè la luce dei led, come vedremo, è di un colore rosa/viola molto intenso e fastidioso... non il massimo per viverci!

Led: Perchè, come funzionano e di quanti tipi ne esistono?
Do per scontato che chi legge conosca i vantaggi in termini di efficenza e di risparmio energetico che i led offrono. In passato esistevano lampade apposite per la crescita delle piante, ma consumavano parecchio. Ora con i led si può risparmiare parecchio sia in termini di consumo, sia anche in termini di spazio, in quanto sono molto più compatti delle lampade HSR usate un tempo.

Perchè si parla di led appositi per la coltivazione? Non van bene le luci di casa? Perchè prima parlavo di una luce sgradevole? Qui per rispondere bisogna fare un passo indietro e capire a cosa serve la luce per le piante: la luce serve per fare la fotosintesi e come vediamo nello schema sopra i diversi tipi di clorofilla (le cellule preposte a svolgere la fotosintesi) reagiscono diversamente alle diverse lunghezze d'onda presenti nello spettro della radiazione luminosa. Questo indica che la luce bianca vhe è ottimale per noi, perchè ci fa apprezzare in maniera corretta i colori che ci circondano, alla clorofilla invece in gran parte di essa non sortisce effetto.
Ad esempio si può vedere che gli spettri di luce verde, gialla ed arancione per la fotosintesi sono in gran parte inutili. Quindi per ottimizzare l'effetto, evitando di sprecare energia su lunghezze d'onda inutilizzate dalle piante, i led vengono progettati per mettere solo le lunghezze d'onda utili.
Negli anni ho molto seguto lo sviluppo di questo tipo di led, e devo dire che i modelli disponibili sul mercato si sono evoluti parecchio.

Hanno iniziato da subito a diffondersi sia modelli di led "COB" (che ho sempre preferito), sia modelli a striscia di vario tipo. Entrambi questi modelli in principio erano caratterizzati da 2 "colori" soltanto, ovvero il rosso e il blu. Questo perchè le due cellule di clorofilla principali assorbono principalmente queste due radiazioni.
In particolare la clorofilla alfa (responsabile del verde nelle foglie) assorbe prevalentemente la radiazione blu-violetto (ma anche parte della rosso-arancio) e la clorofilla beta (complementare alla clorofilla alfa, utile soprattutto per le piante ombrose), che assorbe in particolar modo la radiazione blu.
Spesso la quantità dei "chip" che compongono il modulo del led variano in proporzione le quantità dei due colori, in modo da andare in contro alle esigenze specifiche delle varietà di piante coltivate.
Negli ultimi anni però ci si è resi conto che è riduttivo concentrarsi solo sullo spettro rosso e blu, in quanto nelle piante esistono anche altri tipi di clorofilla, che svolgono altre funzioni nella scescita della pianta, e sono necessari ad esempio alla crescita dei fiori o alla maturazione dei frutti.
Anche radiazioni che in un primo momento erano state tralasciate, come ad esempio i raggi UV, si sono rivelati utili per allontanare le infestazioni di pidocchi ed altri malattie, che sono molto comuni invece nelle coltivazioni che utilizzano esclusivamente con led blue e rossi (ne so qualcosa anch'io!).

In conclusione, anche se li sto sperimentando da poco, mi sento di consigliare i led COB "full spectrum", invece dei led COB bi-colore o delle strisce led (quest'ultime possono sembrare più comode, hanno meno problemi di dissipazione del calore, ma hanno anche meno potenza e spesso le lunghezze d'onda emesse dai chip non sono ottimali).

Funzionano? Uno dei problemi dei led destinati alle piante è che l'onda emessa dal chip deve essere il più possibile vicina al picco di assorbimento della clorofilla, ed alcuni led venduti per "fitostimolanti" invece non lo sono perchè contengono semplici led blu o rossi con una lunghezza d'onda ben diversa da quella necessitata dalle piante, con conseguente spreco di energia ed innefficacia.
Visto che ero propenso ad una soluzione fai da te (in Italia ed in Europa all'epoca si trovavano solo soluzioni "pronte all'uso", ma che per vari motivi non mi entusiasmavano), ho voluto acquistare dalla Cina i led COB per costrurmi da me una soluzione ad hoc, ma avevo il dubbio sulla loro effettiva efficacia.

Per capire se erano realmente efficaci ho voluto quindi fare un semplice test che può essere replicato (anche in forma più semplice) per testare i vostri modelli di led, se avete il dubbio che non funzionino adeguatamente:

Ho preso 6 biccheri di plastica e li ho riempiti di terriccio. In 3 di essi ho seminato crescione, mentre in altri 3 ho seminato erba gatta (erano le prime sementi che avevo sottomano). Per ogni coppia di varietà:

• una coppia l'ho messa sul balcone, alla luce naturale (le 2 a sinistra nella foto)
• una coppia avvolta completamente dalla carta alluminio, per simulare i buio totale. Questa non avrebbe dovuto prendere luce per tutta la duranta dell'esperimento (la coppia centrale)
• per l'ultima coppia a destra il compito più delicato: testare il led. Ho inserito le due piante assieme al led dentro uno scatolone rovesciato e rivestito di carta alluminio. Non doveva prendere nessuna luce esterna se non quella del led per alcune ore al giorno.
  I risultati sono quelli in foto. La coppia centrale e quella di destra sono cresciute molto di più di quella a sinistra perchè erano all'interno. Il calore è molto importante nelle fasi di germinazione, e questo ha fatto si che fossero molto più sviluppate di quelle lasciate alla luce naturale all'esterno (fuori era ancora piuttosto freddino).
  Il colore verde intenso e lo sviluppo delle piantine sono la dimostrazione che lo spettro di luce era corretto per la clorofilla alfa (verde).
  Una piccola precisazione: io ho testato solo la clorofilla alfa, perchè quella più facile da testare (ci vuole poco sforzo a far crescere qualche seme d'erba). Anche perchè per la mia finalità (lo stoccaggio delle piante durante l'inverno) non ho interesse che facciano fiori o altro.
  Testare invece gli altri tipi di clorofile propedeutiche alla fioritura ed allo sviluppo di frutti invece può essere molto più lungo e difficoltoso e conviene farlo direttamente provandoli nella situazione reale in cui servono.

Dopo 4 anni di utilizzo di led bicolore e strisce a led, posso dire che agiscono in maniera eccellente sulle parti verdi delle piante. Purtroppo però i fiori crescono a stento e quei pochi che sbocciano sono sbiaditi. Anche sulle bacche sembrano sortire nessun effetto di maturazione. Questo li rende quindi inadatti per coltivare piante da bacche, fuori o frutto in maniera completa per tutto il loro ciclo vitale.
Sicuramente se usassi led COB "full spectrum" la situazione di fiori bacche e frutti cambierebbe, ma non li ho ancora sperimentati in modo approfondito, conto di farlo dall'anno prossimo.

Setup
Io ho scelto una stanza al pianterreno adibita a zona di lavoro, disponendo le piante su un tavolo. Con colla a caldo e quanche asse di legno ho realizzato una sorta di struttura per sostenere i led sopra le piante. Per questa parte si può usare un po' quello che si trova sottomano, e in base a come si è comodi... possono andare bene anche dei cavi che scendono dal soffitto o una struttura fatta con tubi in pvc o altro matariale reperibile nei centri di hobbistica, l'importante è che la struttura sia sufficientemente robusta da sorreggere i dissipatori (che possono essere molto pesanti).

I led cob li ho acquistati online dalla cina (ebay 4 anni fa, pagandoli 20-30 euro l'uno). Ora su a Aliexpress e su Wish si possono trovare del tipo full spectrum a 2-10€. L'unico problema è la lentezza della spedizione; conviene quindi ordinare preparare l'occorrente con largo anticipo, già durante l'estate.
Molti modelli oggigiorno inoltre possono essere alimentati direttamente a 220v, senza bisogno di un'ulteriore spesa in alimentatori con tutti i cablaggi che comportano. Un'accortezza importante però, per evitare di rimanere folgorati, è quella di ricoprire i contatti saldati sul led con del silicone o della colla calda, o qualsiasi altro materiale isolante.

Se dovessi ricreare tutto da capo, attualmente la soluzione migliore sono dei led COB full spectrum, di potenza non eccessiva cadauno (10-20W), alimentati direttamente a 220v, con dissipatore passivo. Secondo me con questi led si può creare una soluzione comoda, economica, facile da realizzare, efficace ed a risparmio energetico.

I miei led cob invece andavano alimentati a 24V, quindi li ho saldati a due cavetti e collegati ad un alimentatore da 24V di tipo traforato. Ho scelto un alimentatore traforato perchè costa meno di quelli chiusi, ma tuttavia vanno messi al riparo dal contatto con le persone (e soprattutto l'acqua!). Io li ho installati in alto, ma se non avete questa possibilità, non esitate ad acquistare trasformatori impermeabili. Questo vi contente di installarli anche vicino ai vasi senza correre pericoli.

E' importante montare i led COB su dei dissipatori adeguati alla loro potenza. Non usare un dissipatore vuol dire fulminare il led! Io ho optato per dei dissipatori attivi (con ventola) dello stesso tipo di quelli usati per le cpu dei pc, ma questo obbliga a dover installare anche un trasformatore da 12v per l'alimentazione delle ventole, e qualora dovesse accadere qualcosa e le ventole si fermassero, il led si surriscalderebbe, rovinandosi irreparabilmente. Ecco perchè se dovessi ad oggi rifare tutto, non adotterei questa soluzione.
Tra il led e il dissipatore ho messo inoltre un filo di pasta termoconduttiva, la stessa usata per le cpu dei pc, allo scopo di favorire lo scambio termico.
In futuro conto di usare dissipatori passivi, che sono più grandi, ma non richiedono l'installazione e gestione di una ventola con tutti i problemi e costi che comporta.
Sia per il cablaggio dei led, sia delle ventole verso i rispettivi alimentori, mi sono avvalso di un saldatore e di guaine termorestringenti.

I led con relativi dissipatori vanno montati nella struttura predisposta sopra le piante, cercando di trovare il giusto compromesso tra l'altezza del led dalle piante e l'area da coprire.
Alzando il led, l'area coperta sarà più estesa, ma l'efficacia della fotosintesi sarà inferiore. Servono circa 8-10.000 lux per fare una buona fotosintesi. I lux dipendono dalla distanza della sorgente di luce e dalla sua potenza. Per esperienza dico che un led da 10w copre in maniera completa un'area da mezzo metro quadro, mentre uno da 30w può coprire 1 mq abbondante.

Secondo me conviene comprare tanti led poco potenti piuttosto di un unico led molto potente. Questo consente di:

• gestire meglio la copertura della luce, in modo più omogeneo, con meno zone d'ombre causate dalla sorgente di luce singola "puntiforme", con conseguente minor ingiallimento delle parti delle piante coperte da altre foglie
• maggior facilità a reperire dissipatori passivi adatti (è più facile trovare un dissipatore da 10w piuttosto di uno da 100w)
• in caso di guasto a qualche led si hanno altre sorgenti che possono tamponare provvisoriamente la mancanza

Led e ventole vanno poi collegate ad un timer che provvederà ad accendere e spegnere i led fornendo la giusta quantità di luce quotidianamente in maniera autonoma.

La quantità di luce da fornire deve variare a seconda della stagione e della temperatura, in modo da seguire più o meno l'andamento della luce esterna.
Personalmente passo da 10-12 ore al giorno quando le riparo verso fine ottobre, scendendo poi gradualmente ed arrivando a 5 ore in dicembre-gennaio, per poi pian piano aumentare le ore fino a 10-12 nel periodo prima dello spostamento all'esterno verso aprile-maggio.
Da tenere presente anche che l'efficacia della fotosintesi varia anche in base alla temperatura ambientale, quindi nei mesi più freddi si nota in modo molto evidente un rallentamento generale del ciclo vitale della pianta, di conseguenza non è necessario in questo periodo fornire molte ore di luce.

Fondamentale è anche la gestione delle annaffiature. Bisogna fare molta attenzione alla secchezza del terreno, perchè è molto facile nelle prime settimane dopo la messa al riparo essere troppo carenti d'acqua, per poi invece farle marcire esagerando nei periodi più freddi.
A tal proposito negli anni ho messo a punto un sistema di monitoraggio remoto dello stato di umidità del terreno tramite Raspberry, Arduino e sensori messi nel terreno, in modo da analizzare in profondità il terreno, ma di questo ne parlerò nella prossima parte :)