Le piante vengono irrigate con una soluzione nutritiva composta da acqua e dai composti (per lo più inorganici) necessari ad apportare tutti gli elementi indispensabili alla normale nutrizione minerale.

Rispetto alle tecniche convenzionali, l’idroponica manifesta significativi vantaggi in quanto si rimuove all’origine il contatto con gli agenti patogeni del terreno; le piante allevate in coltura idroponica manifestano in genere un migliore rigoglio vegetativo e offrono produzioni più elevate non solo per il controllo dello stato nutrizionale ma anche per il migliore stato sanitario.

La coltura idroponica consente produzioni abbondanti indipendentemente dalla stagionalità assicurando, la totale sicurezza igienico-sanitaria. I risultati di questi metodi di coltivazione hanno il 500% in più di produttività rispetto alle colture in terra, il 90% in meno di consumo di acqua, un +50% di rapidità nella crescita, il 40% di lavoro in meno, ed infine una riduzione del 30% per quel che riguarda l’energia richiesta nella filiera produttiva.

Le coltivazioni fuori-suolo o idroponiche, si basano in sostanza sulla sostituzione del terreno con un’ambiente fisico in cui i parametri sono di più facile controllo.

La “funzione di protezione” delle radici nei confronti degli agenti atmosferici è svolta da un substrato solido inerte e tendenzialmente asettico senza alcuna funzione di ancoraggio, quindi la pianta non ha bisogno di espandere l’apparato radicale perché viene meno la funzione di ancoraggio e trova nelle immediate vicinanze l’acqua e i sali minerali di cui ha bisogno.

La “funzione di ancoraggio” viene sostituita, se necessario, da un sistema di fili che tengono sospese le piante mantenendole in situ; l’ancoraggio della pianta è garantito fissandone l’apparato aereo ad un sistema di sospensione.

La “funzione trofica” del terreno è surrogata integralmente dall’apporto di una soluzione nutritiva per mezzo di un impianto di fertirrigazione, nel quale l’acqua irrigua è utilizzata come vettore dei sali minerali, con i parametri controllati.

La “funzione ecologica” del terreno è completamente annullata dall’idroponia. Dal momento che non esistono i presupposti per la creazione di una biocenosi favorevole, il substrato che surroga il terreno è del tutto inerte dal punto di vista biologico e il mezzo ospita esclusivamente le radici delle piante allevate.

pH: è fondamentale per mantenere lo stato di solubilità degli elementi e ottimizzare i processi di scambio fra le radici e la soluzione nutritiva. Un pH che si discosta dal range ottimale peggiora lo stato nutrizionale delle piante.

Conducibilità elettrica: è il parametro con cui si controlla la concentrazione della soluzione nutritiva. Una conducibilità bassa è correlata ad un’eccessiva diluizione della soluzione, pertanto le piante si trovano in condizioni di nutrizione minerale carente.

Una conducibilità eccessivamente elevata è correlata ad un’elevata concentrazione della soluzione le piante manifestano sofferenza e abbassano notevolmente la resa produttiva.

Portata, tempi e cicli di erogazione: sono i parametri con cui si controlla nel complesso la nutrizione minerale attraverso il ricambio della soluzione a contatto con le radici. Erogazioni troppo frequenti e volumi troppo alti innalzano i costi economici ed ambientali.

Erogazioni diradate e volumi troppo bassi riducono le rese produttive perché lo stato nutrizionale delle piante non è ottimale.

Composizione chimica della soluzione: è il parametro con cui si controlla il bilancio nutrizionale delle piante comparato nei vari elementi nutritivi, i rapporti di antagonismo fra potassio e metalli alcalino-terrosi, la solubilità dei vari sali. La preparazione deve rispettare una priorità nella sequenza partendo dai sali meno solubili e sono da preferire i fertirrigatori che usano due soluzioni madri, mantenendo separati i sali meno solubili da quelli più solubili.

Una conducibilità eccessivamente elevata è correlata ad un’elevata concentrazione della soluzione le piante manifestano sofferenza e abbassano notevolmente la resa produttiva.

Erogazioni diradate e volumi troppo bassi riducono le rese produttive perché lo stato nutrizionale delle piante non è ottimale.

La coltivazione fuori suolo presenta degli evidenti vantaggi in situazioni ambientali dove il substrato non è in condizione di far crescere la coltura in modo ottimale, come ad esempio roccia o terreni eccessivamente sabbiosi.

Un altro vantaggio di questo tipo di coltivazione è il minor utilizzo di acqua per ottenere il medesimo risultato, indicativamente di un decimo rispetto alla coltura in terra, rendendo questo sistema particolarmente utile in quelle situazioni ambientali dove la scarsità di acqua rende difficile o addirittura impossibile la coltivazione di ortaggi.

Da non sottovalutare l’aspetto ambientale visto che l’utilizzo dei fertilizzanti è mirato e non ci sono dispersioni nel terreno; l’utilizzo di diserbanti è assente, mentre l’utilizzo di antiparassitari è decisamente ridotto.

In termini qualitativi il prodotto mostra uniformità di dimensione e caratteristiche oltre che qualità organolettiche costanti in tutta la produzione, qualità richieste dalla distribuzione organizzata ai produttori di frutta e ortaggi.

Uso sostenibile dell'acqua

La rapida crescita demografica sta condizionando la disponibilità di risorse idriche soprattutto nei paesi sotto la soglia di.

L’acqua ricopre la superficie del nostro pianeta per il 71 % eppure solo l’1% di questa è accessibile per uso umano.

Un altro aspetto da considerare è che la quantità realmente disponibile sta diminuendo vertiginosamente e, specie nei paesi più sviluppati e industrializzati, un tasso elevato di sprechi e di cattiva gestione nell’uso stanno riducendo drasticamente la disponibilità di questo bene.

Ecco che utilizzare meno acqua per riuscire a produrre al tempo stesso più cibo sarà cruciale per affrontare i problemi legati alla scarsità delle risorse idriche nella produzione agricola del futuro, dove per tenere il passo con l’incremento demografico la produzione alimentare mondiale dovrà aumentare del 60 %.

Il problema della desertificazione e della perdita di fertilità del suolo

Per desertificazione s’intende l’espansione dell’ambiente desertico in zone che precedentemente erano semi aride, a steppa o ricoperte di foreste.

Gli effetti di questo cambiamento sono un progressivo e drastico impoverimento dei suoli, con la conseguente perdita di fertilità che di fatto non li rende più utilizzabili per la produzione agricola.

Le principali cause di questo fenomeno sono principalmente da attribuire a

un uso errato delle acque
all’inquinamento delle riserve di acqua dolce
a pratiche agricole intensive
al disboscamento incontrollato ed eccessivo
a notevoli emissioni di gas serra.

L’attuale tendenza ad aumentare le superfici da destinare a uso agricolo causerà seri danni all’intero ecosistema: il disboscamento e la desertificazione che ne conseguiranno aumenteranno i fenomeni di dilavamento superficiale, rendendo di fatto impossibile la penetrazione di acqua nel terreno nonché la corretta ricarica delle falde acquifere.

Uso sostenibile dell'acqua

La rapida crescita demografica sta condizionando la disponibilità di risorse idriche soprattutto nei paesi sotto la soglia di.

L’acqua ricopre la superficie del nostro pianeta per il 71 % eppure solo l’1% di questa è accessibile per uso umano.

Il problema della desertificazione e della perdita di fertilità del suolo

Per desertificazione s’intende l’espansione dell’ambiente desertico in zone che precedentemente erano semi aride, a steppa o ricoperte di foreste.

Le principali cause di questo fenomeno sono principalmente da attribuire a

un uso errato delle acque
all’inquinamento delle riserve di acqua dolce
a pratiche agricole intensive
al disboscamento incontrollato ed eccessivo
a notevoli emissioni di gas serra.

	resa media per acro
Colture	Agricoltura tradizionale	Equivalente in Idroponica
Grano (Triticum aestivum L.)	600 lb	5.000 lb
Riso (Oryza sativa L.)	750-900 lb	12.000 lb
Mais (Zea mays L.)	1.500 lb	8.000 lb
Patata (Solanum tuberosum L.)	8 tons lb	70 tons

* I dati ottenuti derivano da uno studio condotto da ricercatori del MIT Academy of Engineering Alandi Pune, Maharashtra, India, si rende opportuno specificare che ad 1 libbra corrispondono circa 0,45 Kg di prodotto e che 1 acro di terreno corrisponde a circa 0,405 ettari. Da Sardare, M.D., and Admane, S.V. (2013).

La biotecnologia è una branca della biologia che studia tutti quei processi naturali, cioè già esistenti in natura, che sono parte dell’equilibrio ambientale e che costituiscono i cicli vitali di tutti gli organismi (microorganismi, enzimi, proteine, microelementi e sali minerali ed estratti vegetali).

I progressi della biotecnologia hanno segnato tappe fondamentali nella scienze della biologia, della chimica, e della fisica, l’ingegneria, i calcolatori e la tecnologia dell’informazione per sviluppare gli strumenti ed i prodotti che si rivelano una grande promessa, ma anche una grande sfida.

Scopri di più

La coltivazione Idroponica