| Il quadro sopra mostra una possibile configurazione in questo esempio la coltivazione del grano. |
L’AGRICOLTURA VERTICALE SARA’ LA NUOVA FRONTIERA DELL’AGRICOLTURA?
Secondo un mio modesto parere si, basti pensare alla discontinuità meteorologica alle precipitazioni improvvise e copiose, dove il raccolto viene messo in pericolo anche da una formazione di grandine e quello che ne consegue con un danno di produttività su mancato raccolto. E' chiaro che questo tipo di coltivazione vede sempre almeno all'89% di affidabilità sulla produzione del raccolto salvo non si vengono a formare dei problemi di natura parassitaria. Questo tipo di coltivazione tutto sommato avrà più affidabilità sul raccolto perchè prodotto in ambienti al chiuso, anche se esposti alla luce solare controllata ed alimentati con concimi dosati elettronicamente. Petrtanto si potranno coltivare anche su "terreni" preparati e su edifici anche su piani diversi. Di fatto la progettualità riguardante gli edifici dovrà rispondere a dei requisiti particolari come l'esposizione al sole dell'edificio alla luce solare usando tetti in vetro per favorire l'irraggiamento. Di seguito verrà descritto nel particolare questa coltivazione fuori dal suolo, ossia l'Idrocoltura. Pertanto questi edifici dovranno raccogliere anche l'acqua piovana e con celle fotovoltaiche si dovrà produrre energia elettrica , mentre con i pannelli solari produrre acqua calda per avere un ottimale uso..
IDROCOLTURA
Coltivazione fuori suolo: la terra è sostituita da un substrato inerte, argilla espansa, perlite, vermiculite, fibra di cocco, lana di roccia, zeolite, ecc. La pianta viene irrigata con una soluzione nutritiva composta dall'acqua e dai composti per lo più inorganici necessari ad apportare tutti gli elementi necessari assunti normalmente con la nutrizione minerale. La tecnica è altrimenti conosciuta con il termine di Idrocoltura.
Come si effettua questa coltivazione:
La pianta viene irrigata con una soluzione nutritiva composta dall'acqua e dai composti (per lo più inorganici) necessari ad apportare tutti gli elementi necessari assunti normalmente con la nutrizione minerale. La tecnica è altrimenti conosciuta con il termine di Idrocoltura.
Macroelementi sono suddivisi in elementi principali della fertilità
Gli elementi principali della fertilità sono gli elementi necessari alla pianta, affinché essa abbia un accrescimento armonioso e privo di sintomatologie da carenza minerale, in quantità più elevate. Almeno storicamente, oppure, oggi, in agricoltura biologica, sono quelli più limitanti le rese.
Azoto, presente soprattutto nelle proteine, negli amminoacidi e negli acidi nucleici
Fosforo, presente soprattutto nei fosfolipidi, negli acidi nucleici e negli zuccheri fosforati
Potassio, elemento dinamico usato come attivatore degli enzimi, è anche uno dei principali componenti delle ceneri
I mesoelementi solitamente sono già presenti nel terreno in quantità non limitanti. Possono tuttavia essere carenti in alcuni terreni. In genere non è necessario il loro apporto perché sono presenti nei concimi, talvolta in quantità rilevanti, come componenti secondari.Calcio, presente nella parete cellulare
Magnesio, presente nella clorofilla, catalizzatore
Zolfo, negli aminoacidi
Sodio
Cloro
In realtà il sodio non è un elemento indispensabile allo sviluppo della pianta, lo si può anzi considerare dannoso.
Si descrivono le fasi di coltivazione idroponica:
Sono 13 gli elementi indispensabili allo sviluppo della pianta ed al compimento del suo ciclo vitale in modo ottimale. Essi si possono suddividere in macroelementi e microelementi, a seconda che essi siano necessari alla pianta in dosi elevate o in quantità minime. Ciò non significa che i microelementi siano meno importanti, tanto è vero che in caso di assenza o scarsità di questi la pianta può manifestare affezioni più o meno gravi fino alla stessa morte. Gli elementi sono inoltre distinti in plastici e dinamici secondo la funzione svolta nell'organismo. Sono plastici gli elementi che, entrando nella composizione dei composti strutturali, contribuiscono alla costruzione dei tessuti, sono dinamici quelli che, entrando nella composizione di enzimi, coenzimi, ormoni, ecc., intervengono nei processi fisiologici.
Microelementi
I microelementi agiscono in quantità limitatissime, svolgendo però un ruolo fondamentale dato che entrano nella costituzione degli enzimi.
Boro, per la riproduzione
Manganese, presente nella clorofilla, attiva gli enzimi
Rame, presente nella clorofilla, attiva gli enzimi
Zinco, presente negli enzimi e nelle auxine
Molibdeno, microelemento usato per l'azotofissazione, è indispensabile per le leguminose
Cobalto, fissa l'azoto
Ferro, usato nella fotosintesi
La carenza di ferro si manifesta molto vistosamente, determinando un ingiallimento fogliare che prende il nome di clorosi. Il nome fa riferimento alla causa della decolorazione, l’assenza di clorofilla nelle cellule fogliari. La depigmentazione dei tessuti fotosintetizzanti porta, nei casi più gravi, ad una morte per denutrizione. Vi sono altri elementi, solitamente presenti nel suolo, ma che comunque sono importanti per la crescita delle piante: Cloro, aiuta la crescita delle radici
Silicio, rinforza la parete cellulare, aumenta resistenza a caldo e siccità
Nickel, rilascia l'azoto.
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Metodi di concimazione
Concimazione di fondo
Viene effettuata con quei macroelementi che restano immobilizzati nel terreno: il fosforo, il potassio o ambedue, a seconda delle necessità. Consiste nel concimare prima dell'aratura, in modo tale da interrare i nutrienti uniformemente nella sezione di suolo che sarà investigata dalla rizosfera della coltura.
Concimazione di presemina -
Effettuata appena prima della semina (o in contemporanea). Si usa per dare alla coltura, se necessario, la prima frazione di azoto. Può essere utile anche per distribuire fosforo in terreni molto dilavabili.
Concimazione di copertura
È effettuata con la coltura in atto. È fondamentale per la distribuzione dell'azoto in particolare nelle colture erbacee, in quanto, adattando quantità e momento dell'intervento a seconda dell'andamento della coltura, è possibile regolarne il ciclo. Un tipo molto avanzato di concimazione di copertura è la fertirrigazione che si attua soprattutto su colture arboree o orticole irrigate con impianti d'irrigazione localizzati o a goccia.
I parametri di controllo essenziali sono quattro:
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 per l'immobilizzazione chimica o fisiologica di uno o più elementi minerali.
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. Fasi di fertirrigazione temporanee a conducibilità elettrica bassa sono tollerate anche per tempi relativamente lunghi ma si ripercuotono negativamente sia sulla resa quantitativa sia sulle proprietà organolettiche del prodotto. Una conducibilità eccessivamente elevata è correlata ad un'elevata concentrazione della soluzione e ad una tensione osmotica eccessivamente alta : entro le soglie critiche le piante manifestano sofferenza e consumano risorse energetiche per vincere il potenziale osmotico a scapito della resa produttiva, oltre le soglie critiche l'assorbimento radicale si arresta con conseguenti fenomeni di appassimento o avvizzimento. Fasi di fertirrigazione temporanee a conducibilità elettrica elevata sono tollerate solo per tempi brevissimi in quanto le specie più sensibili possono avvizzire in poche ore.
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 (in relazione alla portata e alla durata delle erogazioni) innalzano i costi economici ed ambientali in quanto l'eccesso di soluzione si perde con il drenaggio a meno che l'impianto non sia provvisto di un sistema di riciclo della soluzione in eccesso. 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. Dal momento che le piante necessitano di rapporti di concimazione differenti in relazione alla specie, al tipo di produzione e al rapporto resa quantitativa e qualitativa del prodotto, la composizione della soluzione è fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi. Per la preparazione delle soluzioni vanno impiegati concimi ad alta solubilità in acqua. 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. Per alcuni microelementi sono da preferire i formulati chelanti.
L'azoto
Per le piante l'azoto è un elemento essenziale. È presente nei tessuti giovani in percentuali attorno al 5-6%, nei tessuti maturi attorno all’1-3%. Convenzionalmente per stimare il contenuto proteico di un prodotto si moltiplica l’azoto totale per 6,25. Ciò significa che mediamente più di un sesto delle proteine è costituito da azoto. È inoltre presente nella Clorofilla, negli acidi nucleici, nei glucosidi e negli alcaloidi. Il livello produttivo della coltura è primariamente condizionato dalla disponibilità d’azoto nel suolo. Esso stimola l’accrescimento delle piante e determina una presenza abbondante di clorofilla nelle foglie.Viene assorbito prevalentemente in forma nitrica. I concimi azotati possono invece contenere l’azoto in forma nitrica, ammoniacale, ureica e organica.
Il fosforo
Il fosforo è un elemento di cui la pianta non necessita in grande quantità, ma la sua carenza può provocare gravi problemi: esso è estremamente importante al momento della fioritura, ma interviene in tutti i processi fondamentali del metabolismo. Si concentra nelle zone giovanili della pianta, è importante per il metabolismo energetico e nelle reazioni di sintesi, demolizione e trasformazione. Inoltre aumenta la velocità di maturazione del prodotto finale, e ne rende migliore la qualità esteriore. Favorisce anche la radicazione. Il fosforo è caratterizzato da una scarsa mobilità: una volta distribuito nel terreno è bene che si proceda ad un'aratura che ne faciliti l'incorporamento all'altezza delle radici assorbenti. È trattenuto dai colloidi del terreno, perciò non è soggetto a perdite per dilavamento.
Il potassio
Il potassio è un elemento che la pianta assorbe facilmente e in gran quantità. L'assorbimento però può essere limitato dalla presenza di altri cationi, come il calcio. Nella pianta è presente soprattutto nelle parti giovanili, e rimane libero nei succhi cellulari sotto forma di sali diversi. Adeguate dosi di potassio fanno sì che la pianta assorba l'acqua con più facilità, aumenti la resistenza al gelo e agli attacchi parassitari e venga favorita la sintesi proteica, aumentando la produzione di ATP. Il potassio interviene anche nei processi di accumulo degli zuccheri. Inoltre, i sali potassici presenti nei succhi cellulari sono fondamentali nel determinare la sapidità dei frutti.
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