Excellent results have been reported on ultraviolet C (UV-C) radiation to limit pre- and post-harvest diseases of fruit and vegetable crops. UV-C radiation appears a promising and sustainable technological substitute for pesticides, the use of which must be reduced because it damages the environment, and the health of operators and consumers. The best germicidal effects have been obtained using lowpressure mercury lamps, which emit radiation at a wavelength of 254 nm. Conversely, attempts to obtain hormesis effects using mercury lamps have produced uncertain results. Here for hormesis we mean a stimulation -through UV-C electromagnetic radiation- designed to increase the natural immune defenses, and therefore, resistance to pathogens. We have explored the effectiveness of a different UV-C wavelength (277 nm) emitted by Light Emitting Diodes (LED) to stimulate hormesis in basil plants, apples, strawberries, and lemons, after irradiation and exposure to the fungal pathogen Botrytis cinerea and Pennicillium digitatum. The LED are solid-state UV-C radiation sources that offer several advantages vs. the lamps: LED are much more compact, have greater resistance to shocks, shorter ignition time, a simpler electrical circuitry with a low working voltage, and choice of the wavelength of UV-C radiation such as not to generate ozone.

Sono riportati in letteratura risultati di irraggiamenti di specie vegetali con radiazione ‘ultravioletta C’ (UV-C), che evidenziano una drastica riduzione della presenza di patogeni e di malattie pre- e postraccolta delle colture. Si tratta di una promettente tecnologia alternativa ai pesticidi, l’uso dei quali deve essere ridotto perché contribuisce all’inquinamento di suolo, acqua, e aria, e rappresenta un rischio per la salute di operatori e consumatori. I migliori effetti germicidi UV-C sono stati ottenuti usando lampade a mercurio a bassa pressione, che emettono radiazione alla lunghezza d’onda di 254 nm. Viceversa, i tentativi di ottenere effetti di ormesi usando lo stesso tipo di lampade hanno prodotto risultati incerti. Per ormesi intendiamo la stimolazione -tramite radiazione UV-C- di metaboliti in grado di aumentare le difese immunitarie naturali delle piante e quindi la resistenza ai patogeni. In questo Rapporto si descrive l'efficacia dei raggi UV-C alla lunghezza d’onda di 277 nm, emessi da matrici di Light Emitting Diodes (LED), per generare una risposta ormetica in piante di basilico, frutti di mele, fragole e limoni dopo irraggiamento ed esposizione ai patogeni fungini Botrytis cinerea e Pennicillium digitatum. I LED sono sorgenti di radiazione a stato solido che offrono diversi vantaggi rispetto alle lampade: sono più compatti, hanno maggiore resistenza agli urti, tempo di accensione immediato, possibilità di scegliere la lunghezza d’onda della radiazione UV-C tale da accordarsi sullo spettro di assorbimento dei patogeni senza generare ozono, ed un’alimentazione elettrica più semplice, a basso voltaggio.

Risposta ormetica in diverse specie vegetali di interesse agronomico, stimolata da radiazione ultravioletta

Bacchetta, L.;Bollanti, S.;Di Lazzaro, P.;Murra, D.;Lai, A.;Montecchi, M.
2021

Abstract

Sono riportati in letteratura risultati di irraggiamenti di specie vegetali con radiazione ‘ultravioletta C’ (UV-C), che evidenziano una drastica riduzione della presenza di patogeni e di malattie pre- e postraccolta delle colture. Si tratta di una promettente tecnologia alternativa ai pesticidi, l’uso dei quali deve essere ridotto perché contribuisce all’inquinamento di suolo, acqua, e aria, e rappresenta un rischio per la salute di operatori e consumatori. I migliori effetti germicidi UV-C sono stati ottenuti usando lampade a mercurio a bassa pressione, che emettono radiazione alla lunghezza d’onda di 254 nm. Viceversa, i tentativi di ottenere effetti di ormesi usando lo stesso tipo di lampade hanno prodotto risultati incerti. Per ormesi intendiamo la stimolazione -tramite radiazione UV-C- di metaboliti in grado di aumentare le difese immunitarie naturali delle piante e quindi la resistenza ai patogeni. In questo Rapporto si descrive l'efficacia dei raggi UV-C alla lunghezza d’onda di 277 nm, emessi da matrici di Light Emitting Diodes (LED), per generare una risposta ormetica in piante di basilico, frutti di mele, fragole e limoni dopo irraggiamento ed esposizione ai patogeni fungini Botrytis cinerea e Pennicillium digitatum. I LED sono sorgenti di radiazione a stato solido che offrono diversi vantaggi rispetto alle lampade: sono più compatti, hanno maggiore resistenza agli urti, tempo di accensione immediato, possibilità di scegliere la lunghezza d’onda della radiazione UV-C tale da accordarsi sullo spettro di assorbimento dei patogeni senza generare ozono, ed un’alimentazione elettrica più semplice, a basso voltaggio.
Excellent results have been reported on ultraviolet C (UV-C) radiation to limit pre- and post-harvest diseases of fruit and vegetable crops. UV-C radiation appears a promising and sustainable technological substitute for pesticides, the use of which must be reduced because it damages the environment, and the health of operators and consumers. The best germicidal effects have been obtained using lowpressure mercury lamps, which emit radiation at a wavelength of 254 nm. Conversely, attempts to obtain hormesis effects using mercury lamps have produced uncertain results. Here for hormesis we mean a stimulation -through UV-C electromagnetic radiation- designed to increase the natural immune defenses, and therefore, resistance to pathogens. We have explored the effectiveness of a different UV-C wavelength (277 nm) emitted by Light Emitting Diodes (LED) to stimulate hormesis in basil plants, apples, strawberries, and lemons, after irradiation and exposure to the fungal pathogen Botrytis cinerea and Pennicillium digitatum. The LED are solid-state UV-C radiation sources that offer several advantages vs. the lamps: LED are much more compact, have greater resistance to shocks, shorter ignition time, a simpler electrical circuitry with a low working voltage, and choice of the wavelength of UV-C radiation such as not to generate ozone.
Hormesis
Ultraviolet radiation
Botrytis cinerea
Ormesi
Penicillium digitatum
Radiazione ultravioletta
UV-C
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
RT-2021-11-ENEA.pdf

accesso aperto

Descrizione: Documento completo
Tipologia: Versione Editoriale (PDF)
Licenza: Creative commons
Dimensione 6.79 MB
Formato Adobe PDF
6.79 MB Adobe PDF Visualizza/Apri

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12079/59421
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
social impact