L'agricoltura moderna è alla continua ricerca di nuove soluzioni per migliorare la sostenibilità e l'efficienza delle coltivazioni. Tra queste, la coltura idroponica si distingue come una delle tecniche più promettenti per ridurre l'impatto ambientale e ottimizzare le risorse.
La coltivazione idroponica è un metodo di coltivazione delle piante senza suolo, utilizzando soluzioni nutritive a base d'acqua. Questa tecnica offre numerosi vantaggi, ma presenta anche alcune sfide.
Cos'è la Coltura Idroponica?
La coltura idroponica è un sistema di coltivazione fuori suolo in cui la terra è sostituita da un substrato inerte (argilla espansa, perlite, vermiculite, fibra di cocco, lana di roccia, zeolite, ecc.) per fornire supporto alle radici. Le radici delle piante vengono irrorate mediante una soluzione nutritiva composta dall’acqua e dai composti (per lo più inorganici) necessari ad apportare tutti gli elementi indispensabili alla normale nutrizione minerale. Ciò può avvenire tramite alloggi a canaline nei quali scorre la soluzione, sistemi galleggianti o di irrigazione a goccia.
Il Floating System
Il floating system è una tecnica che permette di coltivare le piante in acqua, fornendo loro i nutrienti necessari attraverso sistemi di distribuzione ad alta tecnologia. L'azienda agricola Valle Standiana, situata ai confini del Parco del Delta del Po, ha realizzato un innovativo progetto di coltura idroponica su 13 ettari di terreno, riducendo significativamente l'uso di risorse rispetto ai metodi tradizionali.
A Savio di Ravenna è stata inaugurata la coltura idroponica più grande d'Europa, che utilizza la tecnica del floating system per ridurre l'uso di diserbanti e risparmiare tra il 70 e l'80% di acqua. La produzione di 9 milioni di piante su 13 ettari di terreno, rispetto ai 180 ettari necessari con metodi tradizionali, rappresenta una vittoria per l'ambiente!
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Materiali Innovativi
Per l'impermeabilizzazione delle vasche, Polyglass ha fornito MAPEPLAN T WT, un manto sintetico in FPO/TPO ideale per colture idroponiche. Questo materiale è atossico, senza plastificanti e privo di sostanze pericolose. MAPEPLAN T WT è resistente alle radici, ai microrganismi e agli agenti atmosferici, con eccellenti proprietà meccaniche e di saldatura. L'installazione dei manti MAPEPLAN T WT avviene mediante termo-fusione con aria calda, assicurando saldature resistenti e durature.
L'impermeabilizzazione delle vasche è stata realizzata con Polyglass, consociata del Gruppo Mapei, che ha fornito MAPEPLAN T WT, un manto sintetico in FPO/TPO adatto per colture idroponiche, vasche per acqua potabile e bacini di irrigazione.
Vantaggi della Coltura Idroponica
- Risparmio idrico: La coltura idroponica utilizza meno acqua rispetto all'agricoltura tradizionale.
- Riduzione dell'uso di diserbanti e sostanze chimiche: Questo metodo minimizza la necessità di pesticidi ed erbicidi.
- Produzione omogenea e di alta qualità: Le piante crescono in un ambiente controllato, garantendo una resa costante.
- Efficienza: Permette di produrre la stessa quantità di piante su una superficie molto più ridotta rispetto ai metodi tradizionali.
- Flessibilità: Possibilità di coltivare in ambienti chiusi, indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne.
- Coltivazione a km 0: Le fattorie verticali permettono di produrre cibo vicino ai consumatori, riducendo i tempi e i costi di trasporto.
Efficienza e Sostenibilità
Secondo Vertical Farm Italia, le serre verticali raggiungono un risparmio d’acqua del 90% e, secondo i dati riportati da eitFood, permetterebbero di coltivare, grazie ai piani posizionati uno sopra l’altro lungo scaffali, torri o pareti, molte più piante rispetto all’agricoltura in campo aperto; nel caso della lattuga ci sarebbe una resa per metro cubo di circa 20 volte superiore.
L’elevato impiego della tecnologia, poi, è utile per il monitoraggio oculato dei parametri e dei nutrienti, con la possibilità di ridurre al minimo i consumi energetici, ma anche l’impiego di acqua, nutrienti e sostanze fertilizzanti e antiparassitarie.
In un mondo che si muove verso una più pervasiva urbanizzazione, coltivare su più livelli in edifici, grattacieli o capannoni all’interno delle stesse città potrebbe essere una risorsa per accorciare la distanza che separa il luogo in cui viene effettivamente coltivato un prodotto e i consumatori finali che vivranno nelle aree urbane: il risultato sperato è una filiera che si avvicini all’obiettivo “chilometro 0”.
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Svantaggi della Coltura Idroponica
- Costi iniziali elevati: L'installazione di sistemi idroponici può richiedere un investimento significativo.
- Necessità di competenze tecniche: Richiede una conoscenza approfondita dei nutrienti e delle condizioni ambientali ottimali.
- Consumo energetico: Le serre verticali spesso dipendono dall'illuminazione artificiale, aumentando il consumo di energia.
- Dipendenza dalla tecnologia: Qualsiasi guasto al sistema può compromettere l'intera produzione.
- Limitazioni delle colture: Non tutte le piante sono adatte alla coltivazione idroponica.
Costi e Sfide Energetiche
È infatti costoso per i produttori (e di conseguenza per i consumatori); può funzionare a livello economico per una varietà limitata di specie vegetali, come piccoli ortaggi a foglia verde, erbe aromatiche e bacche da frutto, ma attualmente non per cereali e legumi, alimenti fondamentali nella nostra dieta.
Soprattutto, richiede molta energia. Serre costruite su più livelli sovrapposti infatti raramente possono dipendere dalla luce solare. La tecnologia più diffusa per garantire l’illuminazione costante si basa sui LED, che per quanto siano stati migliorati negli ultimi anni, non possono far sì che la maggior parte dell’energia luminosa da essi erogata venga utilizzata efficacemente dalle piante per la fotosintesi. Questo svantaggio, sommato alla necessità di rendere automatizzati molti dei processi e di mantenere costanti i parametri vitali per le piante in modo artificiale, fa sì che mediamente il costo energetico per un chilogrammo di prodotto superi di 30-176 chilowattora quello per la stessa quantità coltivata in una serra tradizionale.
Un ostacolo attuale è connesso alla necessità di ridurre il consumo energetico nelle coltivazioni verticali. Questi sistemi richiedono una notevole quantità di energia, soprattutto per alimentare l’illuminazione a LED e altre tecnologie fondamentali per il monitoraggio e gli interventi necessari alla produzione e alla cura delle piante.
Al momento, la dipendenza energetica di tali impianti è principalmente legata a fonti fossili, un aspetto che richiede attenzione. Tuttavia, proiettando lo sguardo al futuro, una transizione verso un mix energetico più sostenibile può aprire la strada a una significativa riduzione della quantità di energia necessaria e delle emissioni di CO2 equivalenti, promuovendo così un approccio più ecologico nell’ambito delle richieste energetiche di queste strutture agricole verticali.
Colture Adatte alla Coltura Idroponica
A prestarsi alla coltivazione verticale sono diverse varietà vegetali. Tra le più indicate troviamo insalata e pomodori, per la rapidità di crescita e le rese elevate in rapporto allo spazio. Colture orticole, verdure a foglia, ortaggi, ma anche piante aromatiche (il basilico, per esempio) possono essere ideali, come pure funghi e germogli.
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Agricoltura Biologica e Idroponica
Nell’idroponica c’è una verifica maggiore delle condizioni fitosanitarie della pianta che dunque non viene intaccata da tutte quelle malattie che spesso si diffondono partendo dal suolo.
Le piante coltivate in idroponica sono molto più fragili rispetto a quelle cresciute “in suolo”. La coltivazione idroponica non può essere definita organica (Regolamento CE 889/2008) perché le piante non crescono nel terreno e questa mancanza vieta la definizione appunto di “coltura organica”.
Vertical Farming: Un'Alternativa Urbana
Non esiste una definizione rigorosa di “fattoria verticale”, ma in genere l’agricoltura verticale afferisce alla pratica di coltivare specie vegetali su più livelli sovrapposti verticalmente ospitati all’interno di edifici o strutture artificiali, come grattacieli o serre. Si basa su tecniche di coltivazione soiless (cioè a consumo di suolo zero) come idroponica, acquaponica, aeroponica o agricoltura ad ambiente controllato (CEA).
Per massimizzare il numero di piante a metro cubo, tali sistemi utilizzano tecnologie avanzate per controllare le condizioni di coltivazione (temperatura, umidità, CO2, luce, ecc.) al fine di ottimizzare l’uso delle risorse e degli elementi produttivi aumentando la produttività delle piante. Acqua e nutrienti in eccesso vengono recuperati e reimmessi nel circuito e il consumo di risorse è radicalmente ridotto.
La Crescita del Vertical Farming
Secondo gli ultimi dati di Statista, il valore di mercato del Vertical Farming dovrebbe traguardare i 35 miliardi di USD entro il 2032, partendo da circa 5,6 miliardi di dollari statunitensi nel 2022. Del resto, la necessità di poter contare su un alleato altamente tecnologico e sostenibile per l’agricoltura tradizionale è quanto mai urgente. Basti pensare che oggi sulla Terra vivono 8 miliardi di persone e considerando che nel 2050 se ne conteranno 9,8 miliardi, la coltivazione verticale può offrire un contributo alla sostenibilità della produzione alimentare, di nicchia magari, ma comunque significativo, specie per le grandi città.
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Tabella Comparativa: Vantaggi e Svantaggi
| Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|
| Risparmio idrico | Costi iniziali elevati |
| Riduzione dell'uso di diserbanti | Necessità di competenze tecniche |
| Produzione omogenea e di alta qualità | Consumo energetico |
| Efficienza nell'uso dello spazio | Dipendenza dalla tecnologia |
| Flessibilità e controllo del clima | Limitazioni delle colture |
La coltura idroponica e l'agricoltura verticale rappresentano un passo avanti verso un futuro agricolo più sostenibile ed efficiente, ma è fondamentale considerare attentamente i vantaggi e gli svantaggi per valutarne l'applicabilità in diversi contesti.