Colture senza suolo

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Introduzione

Colture senza suolo Espressione usata per indicare la coltivazione delle specie vegetali in assenza di terreno e per mezzo di speciali soluzioni nutritive. Questa tecnica di coltura può essere di due tipi: idroponica, in cui le sostanze nutrienti vengono fornite in soluzioni liquide e le piante sono sostenute da materiali porosi come torba, sabbia, ghiaia o lana di vetro, che consentono il movimento della soluzione nutritiva in direzione delle radici; e aeroponica, in cui l’apparato radicale delle piante rimane completamente o parzialmente sospeso nell’aria.

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Colture idroponiche

Sperimentati per la prima volta negli anni Trenta del Novecento, in base a studi compiuti dai fisiologi vegetali sulla nutrizione delle piante, i metodi di coltura idroponica, benché differiscano in alcuni particolari dalle colture tradizionali, complessivamente ne mantengono ancora i tratti fondamentali. Tramite la fotosintesi, le piante sono in grado di produrre le proprie sostanze nutritive organiche, a partire da composti inorganici come l’anidride carbonica e l’acqua. Dal suolo le piante assorbono elementi, come carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, potassio, magnesio, zolfo, calcio, ferro, manganese, boro, zinco, rame e molibdeno, presenti sotto forma di sali minerali. I sali utilizzati per fornire questi elementi variano in base alle caratteristiche del terreno e delle specifiche aggiunte del coltivatore.

Una soluzione tipica usata nella coltivazione idroponica contiene nitrato di potassio, KNO₃; nitrato di calcio, Ca(NO₃)₂; fosfato acido di potassio, KH₂PO₄; e solfato di magnesio, MgSO₄, disciolti in acqua. In soluzione, i sali si trovano generalmente dissociati in ioni; il nitrato di potassio è, ad esempio, disponibile per le piante sotto forma di ione K⁺ e ione NO₃^-. A questa soluzione di elementi primari vengono, in genere, aggiunti micronutrienti in traccia e piccole quantità di fungicidi per prevenire la crescita di muffe.

Nelle colture idroponiche possono essere utilizzate tecniche colturali diverse. Il metodo commerciale più comunemente impiegato è quello della subirrigazione, nella quale le piante sono coltivate in bacinelle riempite di ghiaia, ceneri o altri materiali grezzi, e periodicamente sommerse con soluzioni di nutrienti. La soluzione viene, quindi, lasciata defluire e, finché contiene minerali a sufficienza, può essere riutilizzata più volte.

Un altro metodo è quello dell’acquacoltura, ampiamente sfruttata negli esperimenti di botanica, nei quali appositi recipienti di porcellana smaltata vengono riempiti con una soluzione nutritiva; le piante vi vengono, quindi, adagiate in letti di lana di vetro o materiali simili, che sono tenuti a galla dalla soluzione stessa. Dopo qualche tempo le radici della pianta penetrano nei letti e rimangono immerse nella soluzione.

Il metodo più semplice da mettere in opera prevede l’utilizzo di sabbia pulita, a grana grossa, nella quale a intervalli regolari si versano uguali quantità di soluzione nutritiva; un perfezionamento di questa tecnica è il cosiddetto metodo “a goccia”, nel quale il rifornimento dei nutrienti avviene in modo continuo, con estrema lentezza ma senza interruzioni. In entrambi i casi il nutrimento in eccesso viene lasciato defluire.

Le colture idroponiche sono utilizzate soprattutto per produrre primizie in serra o per ottenere, in determinate zone, piante che altrimenti non potrebbero crescere, a causa delle particolari condizioni climatiche o del terreno. Esempi di coltivazioni idroponiche sono quelle delle regioni aride attorno al Golfo Persico, dove in questo modo vengono coltivati pomodori e cetrioli.

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Colture aeroponiche

La tecnica della coltura aeroponica è nata, alla fine degli anni Sessanta del Novecento, con l’obiettivo di migliorare la resa in rapporto allo spazio impiegato. Questo sistema consiste nel coltivare le piante su supporti di varia forma e struttura (ad esempio tubi di PVC, oppure fogli di polistirolo), generalmente fatti in modo da offrire loro sostegno lasciando le radici esposte all’aria, e in un ambiente nel quale possono essere periodicamente irrorate con una soluzione nutritiva. In genere il progetto dell’impianto consente il riciclaggio della soluzione nutritiva.

Rispetto alla coltura idroponica, l’aeroponica presenta un vantaggio in termini di sfruttamento dello spazio e una riduzione dell’incidenza dei marciumi radicali. Quest’ultimo problema ostacolava l’idrocoltura soprattutto ai tempi in cui essa era effettuata senza usare substrati inerti, ma tenendo l’apparato radicale della pianta completamente immerso nella soluzione nutritiva, e quindi in condizioni di scarsa ossigenazione; nella coltura aeroponica, invece, l’esposizione delle radici all’aria garantisce un’ossigenazione ampiamente sufficiente.

I problemi maggiori da risolvere negli impianti aeroponici sono invece quello di assicurare a tutte le piante un’illuminazione sufficiente, anche a quelle poste più in basso nelle strutture portanti, e quindi ombreggiate dalle altre, e quello di fornire un adeguato supporto: in genere i vegetali coltivati con questa tecnica sono piante con uno scarso sviluppo verticale e possono ancorarsi senza difficoltà alla griglia, al tubo di PVC o al foglio di polistirolo. Un altro problema incontrato negli impianti aeroponici è quello rappresentato dalla difficoltà di poter raggiungere tutte le piante per effettuare le normali operazioni di cimatura, trattamenti antiparassitari e simili interventi di manutenzione.

Una soluzione adottata per risolvere questi problemi è quella che prevede l’impiego di strutture con superfici verticali o inclinate. Le pianticelle sono ancorate su fogli di polistirolo espanso, inserite in appositi fori. I fogli possono essere disposti in posizione verticale, paralleli gli uni agli altri, oppure, nel sistema a superfici inclinate, a formare un prisma a base triangolare equilatera: le facce laterali, inclinate, sono quelle che portano i vegetali. In questo secondo tipo d’impianto, le radici restano sospese all’interno del prisma, dove si trova un sistema di spruzzatori che le irrora di soluzione nutritiva. Con questo sistema si raddoppia la superficie coltivabile; nel caso della fragola, una coltura che si presta molto all’aeroponia, la resa è di 12 kg per metro quadro, con un investimento di 76 piante, sempre per metro quadro.

Le colture più adatte alla coltivazione aeroponica sono quelle orticole e floricole. In particolare, sono stati ottenuti ottimi risultati con le seguenti colture orticole: pomodori, lattuga, cavoli, fagiolini, spinaci, melanzane, peperoni, cetrioli, zucchine, porri, radicchio, sedano, basilico, biete e fragole; per quanto riguarda le colture floricole, sono stati ottenuti risultati molto soddisfacenti con tulipani, gladioli, narcisi, crisantemi e garofani. Ricorrendo a una rotazione delle colture, gli impianti aeroponici possono funzionare tutto l’anno in serra fredda.

Un vantaggio considerevole offerto da questa tecnica è la possibilità di coltivare piante diverse in spazi limitati, anche a scopo di ricerca (ad esempio, per effettuare ibridazioni).