floating system

Regione Puglia

2

Regione Puglia

POR PUGLIA 2000 – 2006

Mis. 3.7 “Formazione superiore” Azione d.1) - Azione e)

Tesi Del Master P.I.T. 8.2 – Manager delle Produzioni Ortovivaistiche –

“Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti

Applicabilità al Salento”

RELATORE: PARDOSSI ALBERTO

BENEFICIARIO: LEOPIZZI LUCA

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Sommario

4

SOMMARIO 1 PREMESSA

2 IL FUORI SUOLO

2.1 Storia

2.2 Classificazione delle colture fuori suolo

2.3 Diffusione delle colture fuori suolo

2.4 Vantaggi e svantaggi delle colture fuori suolo

3 IL SISTEMA DI COLTIVAZIONE CON PANNELLI GALLEGGIA NTI

(FLOATING SYSTEM)

3.1 Ciclo produttivo

3.2 Principi generali del Floating System

3.3 La soluzione nutritiva

3.3.1 Gli elementi chimici ed i concimi

3.3.2 L’utilizzo dei concimi

3.3.3 L’ossigeno

3.3.4 Sistema di ricircolo della soluzione con arieggiamento

3.3.5 Sistema di insufflazione forzata

3.3.6 Sistema con gorgogliamento

3.3.7 Sistema di esposizione all’aria

3.3.8 Sistema con semiaeroponica

3.3.9 Scelta e composizione della soluzione nutritiva

3.3.10 L’acqua

3.4 Strategie di difesa parassitaria

3.5 Malattie fitosanitarie delle colture idroponiche a ciclo chiuso

4 APPLICABILITA’ DEL FLOATING SYSTEM AL SALENTO

4.1 Le imprese agricole

4.2 Condizioni climatiche

4.3 Sostenibilità ambientale

5 BIBLIOGRAFIA

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Premessa

5

1

PEMESSA

La diffusione delle coltivazioni in serra con la conseguente intensificazione colturale,

nonché la necessità di produrre in situazioni improponibili per le tecniche agronomiche

usuali, ha provocato la diffusione su larga scala della produzione vegetale fuori suolo.

Gran parte dell'orticoltura viene ormai effettuata in serra, sempre più spesso in modo

specializzato con ripetizione della stessa coltura per più anni.

L'impossibilità di spostare l'intera struttura su terreni nuovi e la difficoltà di effettuare

rotazione all'interno delle serre stesse si riflettono sulla produttività e sulla sanità della

coltura, la disinfezione del terreno ( con prodotti chimici o mediante vapore) non

sempre è in grado di risolvere il problema della “stanchezza del terreno”.

Le colture fuori suolo offrono la possibilità di svincolarsi dal terreno agrario e di gestire

in modo ottimale le risorse idriche, di ottenere una qualità, intesa essenzialmente come

pulizia, sanità e salubrità del prodotto, nettamente superiore rispetto alla coltura in piena

terra: fornendo condizioni di crescita più favorevoli le piante richiedono meno

trattamenti con agrofarmaci, e lavorando sulla soluzione nutritiva è possibile ottenere

aspetto, sapidità e in alcuni casi contenuti nutrizionali superiori.

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Il fuori suolo

6

2

IL FUORI SUOLO


7

Con espressione “fuori suolo” si comprende la totalità delle tecniche di coltivazione che

avvengono in assenza di terreno e nelle quali l'alimentazione idrica e minerale viene

assicurata attraverso la somministrazione di una soluzione nutritiva in presenza o meno

di un substrato di coltivazione come supporto per l'apparato radicale.

In particolare tutte le tecniche di coltivazione fuori suolo, si possono suddividere in due

grossi gruppi: le colture idroponiche e le colture su substrato.

Il termine coltura idroponica deriva dal greco hydros (acqua) e ponos (lavoro) stando a

significare che in queste tecniche la radice della pianta viene allevata in un mezzo

liquido senza fare ricorso a substrati di nessun tipo, se non limitatamente alla fase

propagativa.

Le colture su substrato invece si caratterizzano per la presenza di un mezzo solido nel

quale si sviluppa l'apparato radicale delle piante: il substrato può essere di origine

inorganica, inerte, come la sabbia o la ghiaia, oppure artificiale come la perlite o la lana

di roccia , o di natura organica come la torba, la fibra di cocco ecc..

2.1 Storia

La tecnica della coltivazione fuori suolo ha radici molto antiche, già gli egiziani,

Babilonesi, Aztechi molti secoli prima della nascita di Cristo, avevano sperimentato la

crescita di piante in acqua.


8

Boyle (1666) fu il primo sperimentatore a tentare di far crescere le piante in fiale

contenenti acqua: riuscendo a far ciò, notò che la crescita della pianta era correlata con

un calo dell'acqua per cui dedusse che l'acqua si era "trasmutata" in sostanza vegetale.

John Wooward (1699), inglese, coltivando piante in acqua di differente purezza aveva

notato che quelle cresciute con acqua contenente del suolo crescevano meglio di quelle

immerse in acqua distillata.

Sachs (1860) e Knop (1861), due scienziati tedeschi possono essere ritenuti i fondatori

dell'acquacoltura o nutricoltura; iniziarono a studiare gli elementi necessari alla crescita

delle piante utilizzando acqua e sali in essa disciolti, dimostrando che una crescita

normale di queste poteva essere raggiunta aggiungendo all'acqua sali contenenti azoto,

fosforo, potassio, zolfo, calcio e magnesio.

La prima applicazione su scala commerciale della coltura idroponica fu quella di

William Frederick Gericke (1929), un fisiologo che lavorava alla California

Agricultural Experimental Stationtecnica che utilizzò un sistema di canalette contenenti

una soluzione nutritiva, sulle quali veniva appoggiato un cannicciato contenente sabbia

su cui erano trapiantate le giovani piantine da coltivare.

Gli alti costi di investimento e i problemi di scarsa aerazione della soluzione nutritiva

decretarono una scarsa diffusione a livello commerciale della tecnica.

L'introduzione della plastica in agricoltura rinnovò l'interesse per i sistemi idroponici, in

quanto permise di abbassare fortemente i costi per la preparazione delle canalette.

In seguito l’introduzione dell’uso di substrati di natura organica e l’uso della lana di

roccia, una speciale forma di substrato inerte, portò ad un reale successo commerciale

della coltura fuori suolo.


9

In Europa i primi impianti risalgono al 1963, e all'inizio degli anni '70 si ebbe una

crescita dell'interesse per questi sistemi di coltivazione, soprattutto a causa dei crescenti

costi per la sterilizzazione del terreno.

A partire dagli anni ’90, le tecniche di coltivazione fuori suolo sono aumentate

considerevolmente grazie ad un uso massiccio della plastica sia come materiale per la

fabbricazione delle canalette e letti di coltura, sia come materiale per l’irrigazione.

2.2 Classificazione delle colture fuori suolo

Nell'ambito delle colture senza suolo, possiamo distinguere una moltitudine di tipologie

con caratteristiche specifiche, suddivise in due grossi gruppi, idroponia e coltivazione in

substrati (Fig. 2.1 e 2.3).

Se la soluzione nutritiva dopo essere passata attraverso la coltivazione viene scaricata e

se ne prepara una nuova, allora si parla di colture senza suolo a sistema aperto; se

invece la soluzione, una volta utilizzata, viene raccolta, reintegrata e somministrata

nuovamente siamo di fronte ad una coltura senza suolo a sistema chiuso.

Il futuro delle coltivazioni senza suolo sembra essere quello di evolvere da sistemi

aperti a sistemi chiusi, in modo da ridurre al minimo le dispersioni nell'ambiente.

Alcuni studi hanno dimostrato che l'uso di sistemi chiusi rispetto a sistemi aperti può

portare ad un risparmio nel consumo di acqua del 30% in ortaggi da frutto e in rose, e ad

una riduzione del consumo di fertilizzanti pari al 50% nella coltivazione di ortaggi da

frutto e del 42% nel caso della rosa.


10

Fig. 2.1 Classificazione delle tecniche di coltivazione fuori suolo più diffuse distinte in funzione dell’utilizzo del substrato; entrambe possono essere a ciclo aperto o chiuso. In evidenza la collocazione del sistema con pannelli galleggianti.

SISTEMI DI

COLTIVAZIONE FUORI SUOLO Soiless culture

SISTEMA DI

COLTIVAZIONE CON SUBSTRATO

Substrate culture

SISTEMA DI

COLTIVAZIONE SENZA

SUBSTRATO

CICLO

APERTO

CICLO

CHIUSO

IN LETTO DI SABBIA

IN SACCO

IN VASO

MEZZO LIQUIDO STATICO

Deep water culture

MEZZO LIQUIDO

RICIRCOLANTE Deep recirculating

water culture

IDROPONICA CON PANNELLI GALLEGGIANTI

Foating system

SUB

IRRIGAZIONE STATICA

CON SUB-

IRRIGAZIONE

CON

SCORRIMENTO

CON TAPPETINO

CAPILLARE

AEROPONICA

Aeroponics

FILM DI SOLUZIONE

NUTRITIVA Nutrient film

tecnique


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Colture in substrati Idroponica Caratteristiche Substrati

organici e irrigazione

Substrati inerti e

irrigazione

Substrati inerti e

irrigazione

Ebb and Flow

N.F.T. Floating System

Aeroponica

Diffusione alto alto alto medio basso

medio basso

basso basso

Prodotti ortaggi e fiori recisi

ortaggi da frutto, fiori

ortaggi da frutto, fiori

piante in

vaso

ortaggi da

foglia

ortaggi da

foglia ortaggi

Tipo substrati

torbe

perlite,poz-zolana, ar-

gilla espansa

lana di roccia

torba e

perlite assente assente assente

Costi di investimento

medio basso

medio basso

alto medio alto

medio alto

basso alto

Costi di gestione

medio basso

medio alto alto medio basso

medio alto

basso medio alto

Difficoltà gestione irrigazione

basso medio alto alto medio basso

assente assente alto

Difficoltà gestione nutrienti

basso medio basso

medio alto medio basso

medio alto

medio basso

medio alto

Uso di acque saline

si si no si-no no si-no si

Rischio di ipossia radicale

basso medio basso

basso medio basso

medio alto

medio alto

basso

Rischio di alte T°

medio basso


basso medio alto

medio basso

medio alto

Rischio di malattie radicali

basso basso medio basso

medio basso

medio basso

medio alto

basso

Produzione e qualità

alto alto alto alto alto medio alto

medio alto

Problemi di smaltimento

basso medio alto alto basso basso basso basso

Capacità tampone


basso medio basso

assente assente assente

Tab. 2.1 Caratteristiche delle principali tecniche di coltivazioni senza suolo suddivise in funzione dell’utilizzo o meno del substrato.


12

2.3 Diffusione delle colture fuori suolo

Le prime applicazioni pratiche del fuori suolo, con finalità commerciali, si sono

concretizzate negli usa nel 1929 con la produzione di pomodoro in idroponica

(Frederick Gerike). Dopo fasi più o meno favorevoli al loro sviluppo, le colture

idroponiche si sono evolute ed è a partire dal 1970 che il fuori suolo si è affermato per

la produzione su larga scala di ortaggi freschi e piante ornamentali.

Nel 1996, le colture idroponiche nel mondo si estendevano su circa 12.000 ha, pari allo

0,04 % della superficie protetta mondiale. Attualmente, su un totale delle aree destinate

alle colture protette di circa 2 milioni di ha, si stima che gli ettari coltivati sotto serra

con sistemi idroponici siano compresi tra 20.000 e 30.000, ovvero circa l’ 1,25%.

La scarsa diffusione di questa tecnologia è dovuta al fatto che occorrono investimenti

iniziali maggiori rispetto ad un impianto tradizionale accompagnato dalla necessità di

personale dotato di professionalità specifica sia nell’impianto che nella gestione. Di

conseguenza, la coltura fuori suolo esprime il massimo delle sue potenzialità nei paesi

dove maggiore è la concentrazione di serre a media ed alta tecnologia.

La quasi totalità delle colture fuori suolo si trova in Europa del nord con circa 12.000

ha., Olanda in testa con 5.000 ha e più del 90% degli ortaggi coltivati in serra prodotto

con tecniche fuori suolo, seguono Belgio, Francia, Spagna e Gran Bretagna. Ma le

troviamo sempre più in espansione anche in Asia e nelle regioni del mediterraneo

soprattutto Israele.

Nel nostro Paese, le colture idroponiche si sono diffuse in ritardo rispetto ai paesi Nord-

Europei, perché erano ritenute troppo sofisticate e con aumenti della produzione e


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qualità non adeguati all'aumento dei costi di produzione rispetto alle tecniche

tradizionali.

Nel 1990 esistevano 2510 ha di colture fuori suolo in Olanda e circa 800 ha in Francia,

mentre in Italia esistevano meno di 50 ha per lo più concentrati in Sardegna. Nel 1996

gli ettari erano circa 400 interessati da coltivazioni senza suolo (in prevalenza rosa,

pomodoro, gerbera e fragola) e successivamente, dopo una prima fase di giustificabile

euforia, le superfici destinate all’idroponia si sono stabilizzate intorno ai 1.000 ha, su

oltre 30.000 di colture protette pari a circa il 4% dell’intera superficie protetta italiana

concentrati soprattutto in Sardegna, Campania, Lazio, Puglia, Basilicata, Sicilia,

Veneto, Toscana e, in misura minore, anche in Emilia-Romagna.

Le tecniche più utilizzate sono quelle che prevedono l’impiego di un substrato organico

o inerte per ortaggi e fiori recisi; una discreta diffusione ha avuto il Floating System che

sta suscitando un nuovo interesse anche per le potenzialità offerte alle produzioni

destinate alla IV gamma.

Il ritardato decollo delle colture senza suolo in Italia è da attribuirsi ad una serie di

fattori. Innanzitutto, l’inizio di queste colture è avvenuto sotto la spinta di ditte

commerciali le quali hanno semplicemente trasferito il "know-how" dai paesi nordici ai

paesi del Mediterraneo, senza tenere in considerazione le profonde differenze nelle

condizioni climatiche e nella tipologia di acque esistenti fra questi gruppi di paesi.

Un altro fattore che ha frenato l’espansione delle colture senza suolo è stata la mancanza

di figure professionali con adeguata preparazione unito alla incapacità di alcuni

operatori agricoli a gestire correttamente l'irrigazione e la nutrizione minerale di una

coltivazione senza suolo. Spesso ci si è affidati all’improvvisazione con conseguenti


14

disastrosi insuccessi, alimentando l'idea diffusa che le colture fuori suolo siano tecniche

sofisticate e rischiose dal punto di vista commerciale.

Infine il maggior costo di impianto e di gestione delle colture senza suolo è un altro dei

motivi reali che ne hanno frenato l'espansione.

L’impianto fuori suolo maggiormente diffuso é rappresentato da una canaletta di

polipropilene contenente il substrato, adeguatamente sagomata e inclinata con raccolta

laterale o sottostante del drenato. Tuttavia negli ultimi anni si sono diffuse nuove

soluzioni, come ad esempio la coltivazione a sacchi o in lastre di lana di roccia,

affermatesi grazie al notevole risparmio di manodopera nella fase di posa in opera

dell’impianto.

L’espansione futura dell’idroponica in Italia potrà essere sostenuta solo dalla politica

ambientale dei governi locali e centrali e dal mercato, attraverso una crescente domanda

di prodotti di qualità. Inoltre, occorre anche promuovere di più e meglio questa

tecnologia colturale per far accettare al mercato i suoi prodotti, che qualcuno a torto

considera di scarsa qualità ed addirittura tossici.

2.4 Vantaggi e svantaggi delle colture fuori suolo

I sistemi di coltivazione “fuori suolo” hanno costituito una vera e propria rivoluzione

tecnologica nel settore produttivo orto-floricolo. Come ogni tecnica di coltivazione,

anche il fuori suolo presenta aspetti positivi ed aspetti negativi, ma certamente i

vantaggi superano di gran lunga gli svantaggi (Tab. 2).


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Vantaggi Svantaggi

Controllo razionale delle fasi colturali e dei fattori produttivi

Maggiori costi economici nella realizzazione e gestione degli impianti rispetto ai metodi tradizionali

Cicli di produzione ridotti e continui Necessità di tecnici specializzati

Semplicità della gestione del sistema Smaltimento dei substrati utilizzati ed ormai "esausti" ma contenenti ancora elementi nutritivi

Diminuzione del numero degli operatori

Maggior uso di materiali difficili da riciclare quale plastica

Controllo maggiore sia del organizzazione dell'azienda che della presenza dell'operatore

Necessità di disporre di acqua di buona-media qualità

Opportunità di automatizzare gran parte delle operazioni colturali

Possibilità di asfissia radicale

Ottimizzazione delle risorse irrigue Incompatibilità con la coltivazione biologica

Riduzione dell'energia per modificare l'ambiente radicale

Necessità di porre particolare attenzione allo stato fitosanitario per evitare attacchi di fitopatogeni (in particolare dell'apparato radicale)

Uso efficiente dei concimi e migliore gestione della nutrizione della pianta

Diffidenza da parte del consumatore

Uniformità della crescita del prodotto Elevata qualità estrinseca (freschezza, croccantezza, uniformità del colore, assenza di ingiallimenti e imbrunimenti) Alta resa delle sementi, per mq. Maggiore durata del prodotto raccolto Disponibilità potenzialmente continua e distribuita su dodici mesi Standardizzazione (taglia, qualità organolettiche, ecc) Migliore controllo delle condizioni fitosanitarie Drastica riduzione degli attacchi parassitari a livello radicale Elevata qualità igienico-sanitaria basso livello della carica microbica e impurità Possibilità di ridurre la concentrazione dei nitrati alla fine del ciclo colturale

Tab. 2.2 Riassunto dei numerosi vantaggi delle colture fuori suolo e degli svantaggi.


16

I vantaggi attribuibili al fuori suolo si riferiscono a tre aspetti sostanziali:

• il ciclo colturale,

• la coltura,

• l’ambiente.

Rispetto al ciclo colturale, il fuori suolo risulta facilmente gestibile, sia in funzione delle

operazioni colturali che dei tempi di produzione: in particolare, permette un notevole

accorciamento dei cicli di coltivazione (almeno una settimana), consentendo un elevato

numero di tagli in rapida successione sulla stessa superficie.

Fondamentale è richiesto un elevato grado di preparazione tecnica e teorica in modo da

poter modificare velocemente i parametri al variare delle condizioni di coltura.

La produzione che si ottiene è uniforme, qualitativamente e di pezzatura, priva di

malattie e impurità, con una concentrazione di nitrati non elevata.

Occorre precisare però che l’idroponica non è compatibile con la filosofia e con le

regole dell’agricoltura biologica ed integrata. Alcune società di certificazione hanno

vietato esplicitamente questo metodo, che non è permesso neanche da alcuni consorzi di

coltivatori convenzionali. Generalmente le differenze fra prodotto convenzionale e

prodotti idroponica non sono percettibili dai consumatori finali, ma alcuni elementi

suggeriscono che quest’ultimi potrebbero essere accettati con difficoltà almeno da un

certo tipo di mercato.


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Ciò nonostante le colture fuori suolo sono compatibili con una agricoltura eco-

compatibile risultando di impatto ambientale notevolmente ridotto rispetto alle

metodologie tradizionali.

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Il sistema di coltivazione con pannelli galleggianti

18

3

IL SISTEMA DI COLTIVAZIONE CON PANNELLI

GALLEGGIANTI

(Floating System)


19

Per "Floating System" o sistema di coltivazione galleggiante (Floating Raft Technique)

s’intende un tipo di coltivazione fuori suolo, a ciclo chiuso, in cui le piante vengono

coltivate su supporti posti a galleggiare in vasche impermeabilizzate contenenti la

soluzione nutritiva.

Il sistema dei pannelli galleggianti è, tra le tecniche idroponiche, probabilmente il più

semplice dal punto di vista strettamente agronomico e gestionale. Rientra in quelle che

vengono definite SAT (Static Aerated Technique), in cui la soluzione nutritiva non si

muove ma viene ossigenata attraverso vari sistemi.

In Italia, questa tecnica è stata introdotta attraverso i primi studi condotti a partire dagli

anni ‘70 dall'Università di Pisa: tra le prime applicazioni, vi è stata la produzione

vivaistica di piantine di tabacco e poi successivamente impiegato anche per la

coltivazione professionale di specie orticole da cespo (lattughe, radicchi, ecc.), taglio

(lattughino, valeriana, ecc.), radice (ravanello, ecc.) ed aromatiche (basilico, erba

cipollina, prezzemolo, menta, salvia, rucola, ecc.).

Le caratteristiche di questo sistema di coltivazione lo rendono ideale per la produzione

di referenze per la IV gamma: il prodotto presenta un’elevata qualità intrinseca, intesa

come pulizia, cioè assenza di residui di terreno o sabbia, residui di agrofarmaci

notevolmente ridotti, se non assenti; per quanto riguarda contenuto in nitrati, carica

microbica, caratteristiche organolettiche e nutrizionali, il fatto di poter controllare in

modo puntuale le condizioni ambientali e nutrizionali in coltivazione offre buone

opportunità di ottimizzare tutti i parametri. Per la gran parte dei prodotti è, inoltre,

possibile garantire una buona costanza di fornitura, potenzialmente distribuita su 12

mesi, e sulla maggior standardizzazione del prodotto (Tab. 3.1).


20

Specie Produz.

Commerciale (g/mq)

Altezza pianta (cm)

Vigoria pianta (1-10)

Uniformità pianta (1-10)

Colore foglia Verde

Brillantezza foglia (1-10)

Basilico 2475 24 9 10 intenso 7

Rucola 4950 16 9 9 scuro 6

Valeriana 2450 9 7 9 medio 5

Lattughino a foglia liscia

2750 13 9 8 chiaro 7

Lattughino a foglia riccia

4400 13 9 8 medio 7

Vigoria, uniformità, brillantezza: 1= scarsa; 10 = elevata.

Tab. 3.1 Coltivazione in “Floating System” di basilico, rucola, valeriana e lattughino da taglio (ciclo primaverile): dati produttivi, ril ievi morfologici e qualitativi.

Gli investimenti iniziali sono sicuramente più elevati rispetto ad una coltivazione su

terreno, considerando l’utilizzo di strutture più complesse, ma a differenza degli

impianti di coltivazione fuori suolo su substrato, presenta costi di realizzazione e

gestione assai contenuti, grazie al limitato impiego di dispositivi meccanici e di

controllo e correzione delle soluzioni nutritive, consente tempi rapidi di semina o

trapianto e raccolta ed una elevata competitività in termini di rese produttive e

garantisce un sostanziale miglioramento della qualità (soprattutto in termini di pulizia

ed omogeneità) e della quantità.

La gestione della soluzione nutritiva rappresenta un elemento fondamentale per la

riuscita di una coltivazione in Floating System, anche se, rispetto ad altri metodi fuori

suolo, può sembrare più semplice. I criteri di formulazione sono gli stessi di una

soluzione per la fertirrigazione, considerando come base analitica le sole caratteristiche

dell’acqua disponibile. I diversi valori di conducibilità elettrica EC richiesti sono quindi


21

legati principalmente alla specie (la rucola tollera e richiede valori di EC più alte

rispetto alla lattuga ) e alla stagione (la EC viene mantenuta più alta in inverno rispetto

all’estate). La stessa soluzione di base serve per più cicli, salvo piccoli aggiustamenti

(correzioni e reintegre). Il riutilizzo della stessa soluzione (ciclo chiuso) pone anche

problemi di natura fitosanitaria, in particolare se le norme di prevenzione, intese come

eliminazione delle possibili fonti d’infezione e buone pratiche di gestione (utilizzo di

sementi sane, filtri di accesso dall’esterno, eventuale separazione delle vasche delle

zone di lavorazione, pulizia accurata dei pannelli e dell’ambiente di lavoro ecc.) non

vengono osservate. Al momento, la disinfezione della soluzione (tramite UV o

filtrazione lenta) è possibile ma poco praticata.

La presenza costante di grandi volumi di soluzione, coperti da uno strato di polistirolo

con effetto isolante, permette di sfruttare l’effetto di volano termico dell’acqua. La

temperatura della soluzione influenza sia la velocità di sviluppo delle piante che la

disponibilità di ossigeno per le radici. Nell’acqua pura, passando da 20 a 30 °C

l’ossigeno trattenuto cala da 9-10 ppm a 7 ppm. In parallelo, il tasso di respirazione

delle radici raddoppia. Questo significa che il minor quantitativo di ossigeno a

disposizione viene utilizzato molto più rapidamente. Lavorando con soluzioni nutritive,

inoltre, anche l’aumento della EC influisce negativamente sulla solubilità dell’ossigeno.

Dal punto di vista organizzativo, va sottolineato il fatto che la tecnica prevede la

movimentazione della coltura rispetto all’operatore.

Per questo insieme di caratteristiche il Floating System si presenta come quello più

facilmente automatizzabile tra i sistemi fuori suolo. Le linee automatizzate attualmente

disponibili sono quelle per la semina, la raccolta (i pannelli vengono trasportati da un


22

nastro sotto la lama di taglio ad altezza regolabile, il prodotto può uscire sfuso o

predisposto per l’incassettamento in piedi), la pulizia e il lavaggio dei pannelli.

Come tutti i sistemi fuori suolo, richiede una preparazione tecnica più completa e, in

particolare, un tipo di gestione imprenditoriale d’impronta forse più "industriale" che

agricola nel senso stretto.

La precisione della gestione e, in particolare, della programmazione, vista anche la

successione rapida dei cicli, possono diventare fattori decisivi nella definizione dei

bilanci aziendali e con opportune scelte imprenditoriali è possibile ammortizzare i costi

d'impianto con risparmi notevoli sui costi di esercizio.

3.1 Ciclo produttivo

Il ciclo produttivo standard prevede la semina, ormai del tutto meccanizzata (Fig 3.1),

su pannelli di polistirolo dotati di una serie di fessure riempite con torba, perlite o

vermiculite o loro miscugli.

Fig. 3.1 Macchina seminatrice per un impianto in Floating System.


23

I supporti di coltivazione sono di svariati tipi (Fig.3.2):

• contenitori alveolati in polistirolo, impiegati nel vivaismo, dotati di una serie

di fessure a sezione tronco-conica ad alta densità oppure di numero ridotto ma

a maggiore capienza;

• specifici pannelli in polistirolo dotati, anziché di fori, di fessure in grado di

alloggiare piccole quantità di substrato in cui vengono deposti i semi.

Fig. 3.2 Diversi tipi di pannelli, con fori ad alta densità, a densità ridotta ed a

fessure.

I pannelli vengono tenuti in cella di germinazione per 24-72 ore, fino alla stesura delle

foglie cotiledonari; in seguito vengono trasferiti nelle vasche di coltura contenenti la

soluzione già pronta. Per le specie da cespo, la semina viene effettuata in vivaio e le

piantine vengono poi inserite direttamente nei fori del pannello.

Le radici fuoriescono dai fori o dalle fessure appositi e si sviluppano nell'acqua, mentre

le foglie crescono sopra il pannello, prive di qualsiasi residuo di terra (Fig. 3.3).

Nei climi del Nord Italia per radicchi e insalate i cicli produttivi possono durare 2-3

settimane (semina-raccolta), alla fine del ciclo nella stessa vasca si depone un'altra


24

“batteria” di pannelli seminati: tale brevità consente sia un maggior numero di cicli per

superficie, sia una maggiore elasticità nell'offerta.

Fig. 3.3 Cicoria coltivata in Floating System, in evidenza l’elevato sviluppo delle foglie e dell’apparato radicale.

Le vasche di coltivazione, di varie misura e profondità (generalmente garantiscono

almeno 20 cm di livello di soluzione) sono in gran parte allestite fuori terra con diversi

tipi di materiali: muratura, pannelli preformati, tavole di legno, tubi (Fig.3.4). Tutte

vengono in seguito impermeabilizzate con film plastici e dotate di dispositivi di

controllo, di reintegro della soluzione e di ossigenazione, e riempite con soluzione

nutritiva.

Fig. 3.4 Vasca di coltivazione, forma schematica a sinistra e in foto a destra.

Telo in polietilene

Muratura

Terreno


25

A completamento del ciclo, i pannelli vengono raccolti dalla vasca e, direttamente o con

l’ausilio di un breve nastro trasportatore (Fig. 3.5), vengono convogliati nella macchina

per il taglio; l’operatore può incassettare direttamente il prodotto appena raccolto.

Fig. 3.5 Nastro trasportatore per la raccolta meccanizzata; l’operatore preleva i pannelli e li posiziona sul nastro trasportatore che li convoglia verso l’area per il

taglio.

Dopo l’utilizzo, i pannelli vengono puliti dai residui, lavati e disinfettati in previsione

del ciclo successivo (possono essere riutilizzati per diversi cicli).

A differenza del ciclo aperto in cui la soluzione nutritiva dopo essere passata attraverso

la coltivazione viene scaricata e se ne prepara una nuova, il sistema chiuso prevede il

ricircolo della soluzione nutritiva, con un opportuno aggiustamento del pH e della

conducibilità elettrica (EC) dopo essere stata disinfettata e ossigenata.

Le componenti più rilevanti di un tipico sistema a ciclo chiuso (Fig. 3.6) sono:

1. sorgente di acqua che può essere un pozzo o un bacino di raccolta di acqua

piovana;

2. filtri che impediscono il passaggio di detriti provenienti dal pozzo o alghe

provenienti dal bacino di raccolta;


26

SORGENTE DI

ACQUA

CENTRALINA

3. pompe che prelevano l’acqua dalla sorgente e la distribuiscono alla coltura, che

fanno circolare la soluzione nutritiva ossigenandola e che all’esaurimento della

soluzione nutritiva svuotano le vasche;

4. fertirrigatore, non essenziale, costituito dai contenitori della soluzione nutritiva

(da 1 a 3 a seconda delle disponibilità economiche), da pompe dosatrici,

miscelatori, sonde di pH e EC nella vasca e da una centralina. Sulla base della

misura in linea del pH e dell’EC, o dell’evapotraspirazione prepara la soluzione

nutritiva e la distribuisce alla coltura;

5. eventualmente, l’impianto di disinfezione che può essere di tipologie diverse,

per esempio a Raggi U.V..

Fig. 3.6 Sistema a ciclo chiuso in tutte le sue componenti (forma schematica). La soluzione nutritiva esausta può essere recuperata, in diversi modi, oppure

rilasciata nell’ambiente.

FILTRO

Soluzione

A KNO3 NH4 NO3 Fe chelato Ca(NO3)2

Soluzione

B KH2PO4 K2SO4 microel. MgSO4

Soluzione

C HNO3 o H3PO4 o H2SO4

RIDUTTOREDI

PRESSIONE

VASCA VASCA

pH-EC

P

TUBO DI

VENTURI

FILTRO

POMPA

P ? UV

P

UV

pH-EC

SOLUZIONE NUTRITIVA

MISCELATORE


27

3.2 Principi generali del Floating System

Due sono i principi fondamentali del Floating System:

• una soluzione nutritiva equilibrata dal punto di vista chimico-nutrizionale;

• un ambiente radicale sano, poiché la soluzione nutritiva ricircolante e l'assenza

di una popolazione microbiologica in grado di contenere la virulenza dei

patogeni determinano le condizioni per una rapida diffusione delle malattie a

carico dell’apparato radicale.

La prima condizione è garantita, oltre che dalla scelta di un formula nutritiva adeguata,

da un continuo monitoraggio e aggiustamento della soluzione essendo questo un sistema

chiuso, le cui caratteristiche sono più o meno rapidamente modificate dall'assorbimento

idrico e minerale delle piante.

La seconda condizione può essere garantita da una serie di interventi preventivi,

l’impiego di materiale di propagazione sano e certificato (preparato in ambienti e in

substrati privi di patogeni) ed il lavaggio e la disinfezione degli impianti e della serra

alla fine di ogni coltura.

3.3 La soluzione nutritiva

3.3.1 Gli elementi chimici ed i concimi

La crescita e lo sviluppo degli organismi vegetali è subordinata alla presenza di alcuni


28

elementi chimici che partecipano alla formazione delle complesse molecole biologiche e

permettono l'ottimale funzionamento del complesso metabolismo vegetale.

Gli elementi minerali possono essere classificati in essenziali, non sostituibili da altri

elementi e non essenziali, comunque utili per un corretto sviluppo dell’organismo

vegetale (Tab. 3.2).

Gli elementi essenziali, a seconda della quantità di cui è richiesto per la crescita possono

essere suddivisi in macroelementi e microelementi.

Essenziali Macroelementi Microelementi

Non essenziali

C Fe Si H Mn Tw O Zn Gl N Cu As P B Al K Mo Na Ca F S Ni

Mg

Co

Tab. 3.2 Elenco dei macroelementi, microelementi e degli elementi non essenziali.

C, H ed O non sono elementi “fertilizzanti”, cioè non sono apportati con i concimi,

essendo fissati dalla pianta attraverso le foglie con la fotosintesi clorofilliana,

utilizzando l’anidride carbonica atmosferica e l’acqua assorbita dalle radici.

I microelementi sono assorbiti dalle piante in quantità da 3 a 4 ordini di grandezza

inferiori rispetto ai macroelementi ma sono egualmente necessari svolgendo la loro

azione a basse concentrazioni e possono risultare tossici se presenti in dosi eccessive.

Esistono anche elementi utili, ovvero non essenziali, come il sodio (Na), il silicio (Si), il


29

cobalto (Co), utili cioè per alcuni processi fisiologici ma non risultano indispensabili per

la vita delle piante.

Gli elementi minerali possono essere assorbiti anche dalle foglie, ma la quantità che può

essere assorbita attraverso questa via non è sufficiente alla normale crescita delle piante,

per cui la tecnica della concimazione fogliare può essere utilizzata per integrare le

concimazioni (soprattutto di azoto) al terreno o per correggere eventuali carenze a

carico di organi particolari (è il caso del calcio somministrato ai frutti in via di

accrescimento).

Gli elementi minerali sono assorbiti dalle radici sotto forma di ioni (Tab. 3.3), occorre

considerare che le forme ridotte sono più solubili di quelle ossidate.

Elemento Forma

Azoto N03

- NH4

+

Fosforo H2PO4

- (pH<7) HPO4

-- (pH>7) Potassio K+ Calcio Ca2+ Magnesio Mg++ Solfo SO4

--

Ferro Fe++ Fe+++ *

Boro H2B03

- HB03

-- Manganese Mn++ Zinco Zn++

Rame Cu++

Cu+ Molibdeno MoO4

--

Tab. 3.3 Forme chimiche di assorbimento degli elementi minerali.


30

Inizialmente, i concimi idrosolubili avevano caratteristiche di purezza e di solubilità non

eccellenti ma la successiva specializzazione dell’industria produttiva dei fertilizzanti ha

creato e messo a disposizione degli operatori agricoli dei prodotti tecnici specifici di

elevata purezza e solubilità.

Nella costituzione della soluzione nutritiva è essenziale conoscere dettagliatamente le

particolarità di un concime idrosolubile.

Le caratteristiche dei concimi sono identificabili da una serie di indicazioni tecniche:

• contenuto dei nutrienti (formula o titolo);

• rapporto del contenuto tra NO3/NH4/Urea;

• presenza o no di Cloruri;

• specifica dei nutrienti in forma ionica;

• purezza (impurità ed insoluti);

• solubilità (g/l a 20°C);

• pH (acidità o alcalinità);

• conducibilità elettrica (EC mS/cm a 1g/l a 25°C);

• miscibilità e compatibilità con altri concimi.

Sulla confezione deve essere presente un’etichetta di legge (Legge 748/84 e Reg. CE

2003/2003) che solo parzialmente, e non sempre in modo chiaro, riporta le

caratteristiche del prodotto. Nel caso dei concimi NPK idrosolubili, infatti, non c’è in

etichetta un’informazione chiara sui componenti utilizzati per la loro produzione.

3.3.2 L’utilizzo dei concimi


31

Utilizzare i concimi semplici idrosolubili (sali puri) per preparare una soluzione

nutritiva madre è considerato l’approccio migliore per un contenimento dei costi, grazie

al minore costo/unità fertilizzante del sale semplice rispetto al concime NPK

idrosolubile.

Un concime NPK idrosolubile è come se fosse una soluzione nutritiva madre gia

premiscelata a secco, con indubbi vantaggi di praticità e facilità d’uso.

Nella realtà della pratica quotidiana spesso si devono affrontare situazioni legate ad una

manodopera scarsamente specializzata o al tempo limitato a disposizione

dell’agricoltore per la preparazione delle miscele, che possono essere causa di errori

nella preparazione della soluzione nutritiva.

La semplicità d’uso ed il risparmio di manodopera e l’eventuale riduzione di possibili

errori potrebbero far considerare il maggiore prezzo per unità fertilizzante accettabile e

conveniente. Inoltre, bisogna considerare che spesso i concimi NPK idrosolubili

contengono anche i microelementi necessari in forma chelata, che altrimenti si

dovrebbero aggiungere se si preparasse la soluzione nutritiva con i concimi semplici.

L’utilizzo dei concimi NPK idrosolubili è quindi un’alternativa vantaggiosa, occorre

però fare alcune valutazioni importanti.

E’ necessario tenere conto degli equilibri nutrizionali di ogni coltura, per poter calcolare

ed adottare la formula NPK più adatta rispetto all’utilizzo dei concimi semplici.

Si può supporre di soddisfare l’apporto totale di elementi nutritivi di un’ipotetica

coltura, fornendo il Fosforo ed il Potassio necessario con un concime NPK a titolo

azotato basso, e calcolando la quantità dell’Azoto necessario da apportare con il


32

concime lasciando uno spazio di manovra in relazione all’eventuale correzione dei

bicarbonati contenuti nell’acqua d’irrigazione con l’utilizzo dell’acido nitrico.

Considerando che un concime NPK apporta anche Magnesio e microelementi, di

conseguenza nel calcolo della soluzione nutritiva resta da soddisfare solo l’apporto

dell’elemento Calcio per rispondere all’esigenza di questo elemento per la coltura

interessata. In questo caso, l’analisi dell’acqua indica il contenuto in calcio e la

necessità o meno di aggiungere calcio con un fertilizzante.

Quindi si può calcolare un apporto azotato, soddisfatto per circa il 50-70% della

necessita colturale, con un fertilizzante NPK idrosolubile, e di apportare il restante 30-

50% , suddiviso tra l’apporto di azoto nitrico fornito dall’acido nitrico utilizzato per

neutralizzare i bicarbonati e il nitrato di calcio per completare la fornitura di azoto

nitrico e di soddisfare l’eventuale necessità di calcio.

Se l’analisi chimica dell’acqua indica un elevato contenuto di calcio e, di conseguenza,

un’elevata concentrazione di bicarbonati, non sarà necessario ulteriore apporto di calcio,

per cui potrebbe essere sufficiente l’apporto azotato dell’acido nitrico; di contro, se

fosse necessario apportare ancora azoto, è possibile utilizzare il nitrato ammonico

34,5%. Non bisogna dimenticare però, che il nitrato ammonico apporta il 50% di azoto

in forma ammoniacale, e che in idroponica o in fuori suolo lo ione ammonio deve essere

utilizzato con limitazione.

3.3.3 L’ossigeno

L’ossigenazione della soluzione nutritiva, in un sistema in cui le radici si sviluppano

costantemente in acqua, laddove la superficie di scambio rispetto al volume della

soluzione è piuttosto limitata, si rivela di fondamentale importanza, in particolare per


33

alcune specie e soprattutto nei periodi più caldi, in quanto la concentrazione di ossigeno

nelle soluzioni nutritive diminuisce all’aumentare delle temperature (Tab. 3.4).

Durante i periodi più caldi, per evitare fenomeni di asfissia radicale delle piante, si

dovrà pertanto provvedere all’ossigenazione delle vasche mantenendo il contenuto di

ossigeno su valori compresi tra i 5 ed i 7 mg/litro.

Stagione T° media aria (°C)

T° media soluzione

(°C)

O2 disciolto (mg/l)

Inverno 11-12 12-15 5-6 Primavera 20-24 20-22 4.5 Estate 24-28 26-28 1.5-2.5 Autunno 18-20 15-20 3-4

Tab. 3.4 Intervallo di valori del contenuto di ossigeno e della temperatura media giornaliera di una soluzione nutritiva statica, non arieggiata, di 15 cm di profondità, registrati per una coltivazione in Floating System di rucola, nelle

quattro stagioni dell'anno.

Infatti se è possibile coltivare valerianella d’inverno senza ossigenazione, va fatta molta

attenzione alla rucola selvatica in estate.

In condizioni normali di coltura, quando il livello di ossigeno disciolto nella soluzione

scende sotto i 3 mg/l si rilevano i primi sintomi di ipossia con conseguente diminuzioni

delle produzioni.

L’ossigenazione influenza anche la tipologia di coltura, poiché la difficoltà di aerazione

cresce con l'aumentare del diametro della radice, questa tecnica è usata quasi

esclusivamente per la coltivazione di ortaggi da foglia, che richiedono tempi di

coltivazione più brevi rispetto a quelli di un ortaggio da frutto.


34

Per l'arricchimento di ossigeno delle soluzioni nutritive si utilizzano svariati metodi in

funzione della concentrazione di ossigeno richiesta dalla specie coltivata, dall’ampiezza

delle vasche e dalla disponibilità di capitali. I sistemi per la gestione della soluzione

nutritiva, dai controlli all’ossigenazione, alle reintegre e correzioni possono essere,

infatti, computerizzati (centralizzati) o meno.

Per la movimentazione delle soluzioni si consiglia l’impiego di pompe a bassa pressione

per evitare danni meccanici agli apparati radicali delle piante ed un eccessivo

rimescolamento degli essudati solitamente depositati sul fondo delle vasche.

3.3.4 Sistema di ricircolo della soluzione con arieggiamento

Il ricircolo di parte della soluzione avviene tramite una pompa (P) di portata modesta

che muove la soluzione dalla vasca attraverso una tubazione su cui è collocato un tubo

di Venturi che aspira aria dall’esterno (Fig. 3.7). Costituisce senza dubbio il sistema più

semplice di ossigenazione e commercialmente è uno dei più diffusi.

Fig. 3.7 Sistema di ricircolo con arieggiamento – descrizione nel testo.

3.3.5 Sistema di insufflazione forzata

L’aria è insufflata da un compressore (C) nelle tubature che corrono sulla base della

vasca (Fig. 3.8). È un sistema adatto per piccoli impianti (per lo più a scopo di ricerca) e

P


35

presenta lo svantaggio di avere una movimentazione della soluzione assai scarsa con la

conseguente formazione di gradienti sia nel contenuto di ossigeno disciolto che nella

concentrazione degli elementi nutritivi nella soluzione.

Fig. 3.8 Sistema di insufflazione forzata – descrizione nel testo.

Nel caso in cui la concentrazione di ossigeno disciolto non sia sufficiente, si ricorre

all’immissione, sempre durante il ricircolo, di ossigeno puro in bombola.

3.3.6 Sistema con gorgogliamento

La soluzione è prelevata dalla vasca di coltivazione da una pompa (P) e fatta

gorgogliare in una camera in modo da ossigenarsi, da qui, ritorna indietro (Fig. 3.9).

Fig. 3.9 Sistema con gorgogliamento – descrizione nel testo.

>[O2]

>[EN]

P

C


36

3.3.7 Sistema di esposizione all’aria

L’impianto è costituito da due vasche collegate fra loro da una pompa (P). La soluzione

viene ciclicamente spostata da una vasca all'altra permettendo la totale esposizione delle

radici all’aria (Fig. 3.10).

Fig. 3.10 Sistema di di esposizione all’aria – descrizione nel testo.

3.3.8 Sistema con semiaeroponica

La soluzione è prelevata dalla base della vasca da una pompa (P) e un sistema di

nebulizzazione somministra in gocce finissime la soluzione nutritiva alle radici che sono

esposte all’aria non essendo totalmente immerse nella soluzione nutritiva (Fig. 3.11).

Fig. 3.11 Sistema con semiaeroponica – descrizione nel testo.

3.3.9 Scelta e composizione della soluzione nutritiva

Nel determinare una soluzione nutritiva o una corretta reintegrazione, è di fondamentale

importanza valutare le esigenze della coltura e stimare il tasso di crescita, quest’ultimo

P

P


37

dipendente non solo dalle caratteristiche genetiche ma anche dalle condizioni colturali

ed ambientali.

L’idea di una ricetta nutritiva specie-specifica non sembra avvalorata da dati

sperimentali certi, difatti variazioni delle concentrazioni nutritive all’interno di un

intervallo abbastanza grande non influiscono significativamente sulla crescita e sullo

sviluppo delle piante, in virtù della loro capacità di regolare il proprio stato nutrizionale

(Fig. 3.5). Le specie vegetali hanno una notevole capacità di selezionare gli ioni

minerali assorbiti in rapporti adeguati alle proprie esigenze.

D’altra parte, occorre considerare che una soluzione universale deve avere rapporti

precisi tra cationi ed anioni (Tab. 3.6).

Elemento min-max (mM)

N 2 ÷ 25 P 0.2 ÷ 3 K 1 ÷ 10 Ca 1 ÷ 6 Mg 0.2 ÷ 3 Na 5 ÷ 10

Ortaggi da foglia

Cl 5 ÷ 10 N 2 ÷ 20 P 0.2 ÷ 3 K 2 ÷ 12 Ca 2 ÷ 8 Mg 0.2 ÷ 4 Na 5 ÷ 30

Ortaggi da frutto

Cl 5 ÷ 30

Tab. 3.5 Concentrazione dei nutrienti tollerati in ortaggi da foglia e da frutto; valori minimi e massimi.

Cationi Anioni

Potassio 45 eq

Nitrati 60 eq

Calcio 35 eq

Fosfati 5 eq

Magnesio 20 eq

Solfati 35 eq

Tab. 3.6 Rapporto, in equivalenti, tra i cationi e tra gli anioni in una soluzione

nutritiva.


38

Le soluzioni nutritive devono essere diversificate più in base alle condizioni ambientali

(ed eventualmente al sistema idroponico utilizzato) che in funzione delle specie

coltivate; si possono tuttavia individuare tre tipi di formula nutritiva, che differiscono

sostanzialmente per l’azoto ed il potassio.

Per le colture ortive da frutto (pomodoro, peperone, melanzana, zucca, zucchino,

cetriolo, melone, cocomero) caratterizzate da alti tassi di crescita e da elevate

produzioni le soluzioni nutritive presentano generalmente concentrazioni molto alte di

N e di K.

Negli ortaggi da foglia (lattuga, spinacio, cicoria, rucola, sedano), il cui accrescimento

deve essere spinto al massimo per accorciare i cicli produttivi le concentrazioni di questi

due elementi sono addirittura superiori (Tab. 3.7).

Elemento Unità

di misura

Concentrazione

NO3 mmol/L 8,00 NH4 mmol/L 3,00 H2PO4 mmol/L 1,00 K mmol/L 5,00 Ca mmol/L 2,00 Mg mmol/L 1,50 SO4 mmol/L 3,00 K/(Ca+Mg) - 0,71 NH4/(NH4+NO3) - 27,3 % N / P2O5 / K20 - 2,2/1,0/3,3 NPK EC - 1,5 mS/cm

Tab. 3.7 Esempio di soluzione nutritiva per rucola; i valori di N e K sono molto alti.


39

Nel caso di colture con produzioni meno ingenti dal punto di vista quantitativo, le

soluzioni hanno generalmente concentrazioni di elementi nutritivi decisamente inferiori

rispetto alle precedenti, pur rimanendo sostanzialmente invariato il rapporto N - K.

Di conseguenza, più è elevata la produzione di sostanza, come nel caso delle specie

ortive più comuni, maggiori sono le esigenze nutritive e più facilmente possono

insorgere degli squilibri nutrizionali.

Nel caso di colture a tasso di crescita limitato, invece, la specificità della composizione

della soluzione nutritiva è decisamente meno importante e l’uso di formule standard

trova maggiore fondamento.

Occorre inoltre ricordare che, nel caso di un elevato accrescimento delle piante,

l’assorbimento radicale rende squilibrata la soluzione nutritiva in poco tempo,

obbligando così a compiere operazioni di reintegro e di rinnovo con maggiore

frequenza.

Nell’ elaborazione della soluzione nutritiva occorre considerare alcuni parametri.

• Rapporto tra potassio e la somma di calcio e magnesio (espresso in meq/l),

valore che deve essere alto in inverno (0,7-1,3) e basso in estate (0,3-0,5); ogni

pianta, infatti, in periodi freddi, umidi e nuvolosi assorbe più potassio e in

periodi caldi, asciutti e soleggiati consuma maggiormente il calcio. Esso

assume valori compresi tra 0,3 e 0,5 nello stadio giovanile e tra 0,7 e 1,0 in

quello di maturazione, poiché in fase di crescita, dopo la semina o il trapianto,

le piante orticole assorbono più calcio e magnesio (costruiscono il loro

“scheletro”), mentre in fase di maturazione più potassio.


40

• Rapporto in percentuale tra la componente ammoniacale (urea compresa) e

l’azoto totale. L’ ammonio dà spinta vegetativa alla pianta e per questo in

inverno, il suo valore relativo è alto (il rapporto % è compreso tra il 20 e il

30%), mentre in estate è decisamente più basso (il rapporto tra la componente

ammoniacale e l’azoto totale oscilla tra il 5 e il 10%); infine al trapianto il

valore è alto o basso a seconda che si voglia "spingere" o meno la piantina.

• Rapporto in peso tra azoto, fosforo e potassio. Generalmente le piante nella

fase iniziale desiderano un rapporto 1:1:1, che poi diviene 2:1:3 o 2:1:5.

• La conducibilità elettrica "EC", espressa in mS/cm o dS/m, ovvero la capacità

di una soluzione di trasmettere corrente elettrica o di condurre corrente

elettrica.

Attraverso la conducibilità elettrica (EC) siamo in grado di misurare il contenuto degli

ioni disciolti in quanto tra questi due parametri esiste una stretta relazione (una

concentrazione salina pari ad 1 grammo per litro corrisponde ad un valore di EC di circa

1.4 mS/cm). La EC in realtà non ha un significato fisiologico in quanto i vari ioni hanno

un diverso effetto in funzione delle caratteristiche fisiche (carica e dimensione).

Le soluzioni nutritive hanno generalmente i valori di pH e di EC compresi,

rispettivamente, tra 5,5 e 6,5 e tra 1,5 – 3,5 mS/cm in relazione alla coltura e al ciclo

vegetativo (Tab 3.9); inoltre, EC varia in funzione della concentrazione nutritiva e della

qualità dell’acqua utilizzata per la preparazione della soluzione.


41

Fase del ciclo

EC mS/cm

Concentrazione min e max

post-trapianto

1,5 1,0-1,8 Ortaggi da foglia a regime 2,6 1,5-3,0

post-trapianto

1,5 1,2-1,8

a regime 2,5 1,5-3,5

Ortaggi da frutto

maturazione 3,0 2,0-4,0

Tab. 3.9 Valori della EC delle soluzioni nutritive.

I cambiamenti nella EC e nella composizione della soluzione nutritiva avvengono

perché la coltura non assorbe l’acqua e gli ioni con lo stesso rapporto con cui essi sono

combinati nella soluzione erogata alle piante; la cosiddetta concentrazione (apparente)

di assorbimento (CA) è diversa (di solito, inferiore) da quella della soluzione nutritiva.

Così, quando l’acqua non è particolarmente buona, la soluzione nutritiva è ricircolata fin

quando la sua composizione e la EC rimangono nei limiti considerati ottimali per una

determinata specie, dopodichè è sostituita, almeno parzialmente (sistemi semi-chiusi).

Dalla misura di EC non si ottiene una misura accurata dell’assorbimento minerale; la

lettura di EC dipende dalla concentrazione di tutti gli ioni (sia quelli nutritivi che quelli

non essenziali e potenzialmente tossici come sodio e cloruro) e, poco tempo dopo la

preparazione della soluzione, il valore di EC non è più correlato alla concentrazione

nutritiva.

Nella gestione della soluzione nutritiva con il fertirrigatore, in grado di effettuare la

diluizione della soluzione madre concentrata, si può organizzare un sistema di tre

soluzioni concentrate (100 x) denominate stock (Tab. 3.10). Una volta preparate le tre

soluzioni il sistema è in grado di gestire il reintegro della soluzione in modo automatico.


42

Alla praticità del sistema che permette, una volta tarato, in modo autonomo e

automatizzato il controllo della soluzione, si contrappone l’elevato costo di impianto e

manutenzione delle apparecchiature non applicabili ad aziende di piccole dimensioni.

Soluzione nutritiva Ortaggi da foglia

Ortaggi da frutto

Stock A g/l Nitrati di ammonio 16.0 8.0 Nitrato di calcio -4-idrato 118.0 118.0 Nitrato di potassio 25.2 15.1 Fe-EDDHA 4 4

Stock B Solfato di magnesio

20.8

20.8 Fosfati 1-basico di potassio 27.2 27.2 Nitrato di potassio 25.2 15.1 Acido borico 0.16 0.16 Solfato di manganese 0.17 0.17 Solfato di zinco 7-idrato 0.14 0.14 Solfato di rame 0.016 0.016 Molibdato di sodio 0.014 0.014

Stock acido ml/l Acido solforico (98%) 2.55 2.5

Tab. 3.10 Concentrazione salina delle tre soluzioni stock in ortaggi da foglia e da frutto.

Nella preparazione delle soluzioni-stock occorre operare seguendo uno specifico

procedimento, adottando precisi accorgimenti:

• acidificare l'acqua fino a pH = 4.5 - 5.0;

• sciogliere i sali dei microelementi separatamente in 4-5 litri di acqua ed

aggiungere successivamente la soluzione allo stock B;


43

• controllare ed aggiustare il pH su valori pari a 4.5 - 5.0;

• non utilizzare la stessa soluzione-stock per un tempo superiore a 5-6 settimane.

I microelementi Fe, B, Cu, Zn, Mo possono essere eventualmente apportati come

composti chelati (EDTA).

Se l’impianto colturale non è dotato di fertirrigatore, o meglio di una centralina

provvista di sensori, durante il ciclo di coltivazione bisogna analizzare costantemente la

soluzione nutritiva in modo da gestire la correzione ed il reintegro degli elementi.

Si rendono necessarie, quindi, alcune operazioni molto semplici utilizzando strumenti

elettronici specifici per il controllo di pH, EC e della concentrazione dei macronutrienti

(in particolare azoto) e del cloruro di sodio.

3.3.10 L’acqua

Nel determinare la soluzione concimante è necessario valutare le caratteristiche

dell’acqua attraverso una sua analisi che comprenda l’EC, il pH, i cationi (Ca, Mg, K,

Na, NH4) e gli anioni (HCO3, SO4, NO3, Cl, PO4) in soluzione (Tab. 3.11); tali dati

non sempre sono compresi nelle analisi di laboratorio e per questo sono da richiedere

espressamente al momento della commissione.

Se l'acqua di riserva, utilizzata per il reintegro delle perdite evapotraspiratorie della

coltura, deriva da un impianto di desalinizzazione, risulterà povera di sali minerali, in

particolare di bicarbonati e carbonati che consentono di tamponare il pH della soluzione

nutritiva. Occorre quindi aggiungere una certa quantità di bicarbonato di potassio, pari a

3 mmoli/l (0.3 g/l).


44

Tipo Analisi Valore Unità di Misura Valore Unità di Misura pH 7,38 . . . Conducibilità 0,61 mS/cm 25°C . . Durezza 27,1 °F . . Carbonati Assenti mg/l CO3 Assenti mmol/l CO3 Bicarbonati 261,3 mg/l HCO3 4,28 mmol/l HCO3 Calcio 62,7 mg/l Ca 1,56 mmol/l Ca Magnesio 27,3 mg/l Mg 1,12 mmol/l Mg Sodio 14 mg/l Na 0,61 mmol/l Na Potassio 2,0 mg/l K 0,05 mmol/l K Cloruri 18,8 mg/l Cl 0,54 mmol/l Cl Fosfati 0,03 mg/l H2PO4 < 0,01 mmol/l H2PO4 Solfati 28,5 mg/l SO4 0,30 mmol/l SO4 Ammonio 0,03 mg/l NH4 < 0,01 mmol/l NH4 Nitrati 8,8 mg/l NO3 0,14 mmol/l NO3 Ferro 0,64 mg/l Fe 11,46 µmol/l Fe Zinco 0,12 mg/l Zn 1,84 µmol/l Zn Manganese 0,11 mg/l Mn 2,00 µmol/l Mn Rame 0,02 mg/l Cu 0,31 µmol/l Cu Boro 0,21 mg/l B 19,43 µmol/l B

Tab. 3.11 Analisi chimica di acque irrigue.

Per ottenere un certa disinfezione della soluzione nutritiva, è possibile aggiungere

alcune tavolette di ipoclorito di sodio, per una concentrazione di cloro attivo non

superiore a 10 mg/l.

3.4 Strategie di difesa parassitaria

Uno dei principali fattori che sono alla base dell’adozione di sistemi di coltivazione in

fuori suolo è la necessità di risolvere i problemi fitopatologici di origine tellurica.


45

L’utilizzo di substrati inerti o la loro assenza, riduce al minimo il rischio di attacchi di

organismi patogeni alle radici, eliminando la necessità di interventi di sterilizzazione del

terreno.

Esistono tuttavia rischi legati all’introduzione accidentale di microrganismi nel sistema

di coltivazione a ciclo chiuso.

Una volta introdotti nel sistema di coltivazione, i patogeni sono favoriti da una serie di

fattori quali la mancanza dell'azione di contenimento effettuata dalla microflora del

terreno stesso, la presenza di elevata uniformità genetica dell’ospite, condizioni di

temperatura, umidità e pH costanti e, soprattutto, la possibilità di diffusione rapida

attraverso la soluzione circolante. La contemporanea presenza di tutti questi fattori

rende elevatissimo il rischio di comparsa di epidemie che, se non controllate

precocemente ed efficacemente, possono avere esiti devastanti per la coltura.

Il più importante metodo di lotta per le colture fuori suolo consiste nell’adottare tutte le

misure profilattiche volte ad impedire l’ingresso accidentale di un patogeno, o

quantomeno a limitarne la diffusione nel sistema a ricircolo.

Prima di iniziare un ciclo di coltivazione è opportuno lavare accuratamente e

disinfettare i contenitori delle soluzioni nutritive, rimuovere i residui delle piante, dei

substrati rimasti nelle tubazioni e pulire o sostituire eventuali filtri.

Dopo il lavaggio, l'impianto deve essere disinfettato facendo circolare per almeno 24

ore una soluzione di ipoclorito di sodio (2%) o di sali quaternari di ammonio (1%);

l'impianto deve essere accuratamente lavato con acqua dopo la disinfezione. È

consigliabile provvedere anche al lavaggio e alla disinfezione (con ipoclorito) del

pavimento e delle pareti della camera di coltivazione.


46

Durante il ciclo colturale è bene seguire scrupolosamente tutte le misure profilattiche, in

grado di limitare i pericoli di infezioni, quali:

• disinfestazione della serra, delle attrezzature e dei substrati da riutilizzare;

• isolamento della serra dall’ambiente esterno, attraverso l’uso di reti anti-

insetto (spesso gli insetti sono dannosi in quanto vettori di gravi malattie);

• mantenimento di un ambiente di coltivazione pulito e ordinato: ad esempio,

rimuovere i residui vegetali prodotti con le potature verdi, tenere pulito il

pavimento, prevedere una disinfezione delle calzature del personale

all’ingresso nella serra;

• utilizzo di materiale vegetale sano;

• ispezioni frequenti delle colture;

• rimozione e distruzione delle piantine infette;

• diagnosi rapida ed accurata dell’agente patogeno;

• uso di varietà resistenti.

In molte colture, soprattutto se a ciclo breve, l’adozione di queste ‘semplici’ misure può

ovviare alla mancata installazione di specifici sistemi di disinfezione della soluzione

nutritiva ricircolante o all’utilizzo di sostanze chimiche.

Una volta che un patogeno è entrato in un sistema di coltivazione fuori suolo, esistono

una serie di strategie volte alla sua eliminazione, o quanto meno, a ridurne la presenza

all’interno della soluzione circolante.


47

La sterilizzazione può avvenire con l’uso del calore, basandosi sulla possibilità di

eliminare i differenti patogeni in seguito ad esposizione ad elevate temperature per un

determinato periodo di tempo. Temperature di 90°C per due minuti o di 85°C per tre

minuti sono in grado di eliminare tutti i patogeni, compresi i virus. Il metodo presenta

alti costi di esercizio e può determinare la precipitazione dei sali di calcio, in particolare

il carbonato di calcio.

Il passaggio lento della soluzione attraverso uno strato drenante costituito generalmente

da sabbia a diverso grado di porosità è un altro sistema di sterilizzazione che si

caratterizza dal basso costo di impianto e di esercizio e da una soddisfacente capacità di

eliminare i principali agenti fitopatogeni, senza apportare sostanziali modifiche ai

parametri della soluzione. Gli inconvenienti sono legati principalmente ai bassi volumi

di filtrazione consentiti (100-300 l/m2/h).

Il metodo dei raggi U.V. si basa sull’azione biocida delle radiazioni elettromagnetiche

con lunghezza d’onda tra 200-280 nm che sono assorbite selettivamente dagli acidi

nucleici (DNA, RNA) dei microrganismi con la conseguente loro inattivazione. La

radiazione può essere generata da diversi tipi di lampade, tra le quali sono molto diffuse

quelle a vapori di mercurio a bassa pressione (lunghezza d’onda: 254 nm). L’azione nei

confronti dei microrganismi è legata all’intensità, alla durata dell’esposizione e alla

qualità dell’acqua. I costi di impianto e manutenzione non elevati, l’assenza di

sottoprodotti tossici, l’ampio spettro biocida, sono alcuni dei vantaggi legati all’uso dei

raggi U.V. Gli svantaggi sono legati alla necessità di disporre di acque prive di torbidità,

per evitare elevati tempi di esposizione e all’azione distruttiva dei raggi U.V. sui chelati

di ferro, con conseguente comparsa di clorosi nelle piante.


48

L’uso di fungicidi sistemici per la lotta delle malattie, presenta accanto ad aspetti

positivi, quali la possibilità di poter somministrare il principio attivo in maniera

localizzata con diminuzione delle dosi, minori rischi per l’ambiente e per l’operatore,

degli svantaggi dovuti ai maggiori rischi di fitotossicità, alla possibilità di accumulo nel

sistema di coltivazione e negli organi destinati al consumo fresco e al rischio di

comparsa di resistenze ai diversi principi attivi utilizzati.

L’uso del cloro, sotto forma di ipoclorito (di sodio o di calcio) o in forma gassosa, pur

avendo un ampio spettro biocida e una notevole economicità, non ha trovato una larga

diffusione nel controllo delle malattie nei sistemi fuori suolo, essenzialmente per il

rischio di fitotossicità e l’elevato rischio di esposizione degli operatori nel caso di

utilizzo in forma gassosa.

Sempre di più si stanno diffondendo metodologie biologiche; i principi della lotta

biologica contro le malattie non si discostano da quelli validi per i sistemi tradizionali.

Essi si basano sull’azione antagonista di determinati microrganismi nei confronti di

funghi e batteri fitopatogeni. Tale azione, è generalmente dovuta alla maggiore capacità

riproduttiva ed alla competizione per il substrato o per i siti di infezione degli

antagonisti rispetto al patogeno, a processi di antibiosi e di micoparassitismo.

3.5 Malattie fitosanitarie delle colture idroponiche a ciclo chiuso

Le profonde modifiche dell’habitat di crescita delle piante in coltura idroponica,

determinano differenti quadri fitopatologici, per eziologia ed evoluzione delle malattie,

rispetto ai sistemi di coltivazione tradizionali.


49

Se da un lato, infatti, si assiste ad una sostanziale riduzione del numero delle specie

patogene rispetto alla coltivazione tradizionale in terra, la coltivazione fuori suolo può

far aumentare la gamma di ospiti di alcuni patogeni o può addirittura selezionare per

“nuovi” patogeni, mai segnalata su colture di pieno campo. Infine esiste una serie di

patogeni radicali di minore o nessuna importanza in condizioni di campo che diventano

distruttivi in colture allevate con tecniche fuori suolo (Tab. 3.12).

Specie patogena Ospite Colletotrichum coccodes Pomodoro F. oxysporum f. sp. lycopersici Pomodoro F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici Pomodoro

Funghi non zoosporici

F. oxysporum cucumerinum Cetriolo Clavibacter michiganensis Pomodoro Batteri Ralstonia solanacearum Pomodoro Phytophtora criptogea Pomodoro, Lattuga P. nicotianae Pomodoro Plasmopara lactucae-radicis Lattuga Pythium aphanidermatum Spinacio, Cetriolo P. debaryanum Lattuga, Pomodoro P. dissotocum Spinacio, Lattuga P. intermedium Cetriolo P. irregulare Cetriolo, Lattuga P. myriotylum Lattuga P. sylvaticum Pomodoro

Funghi zoosporici

Olpidium brassicae Lattuga

Tab. 3.12 Elenco dei principali agenti fitopatogeni isolati da piante (ospiti) allevate con sistemi “fuori suolo”.

Le specie fungine più frequentemente associate alla comparsa di malattie delle piante in

sistemi fuori suolo sono ascrivibili agli Oomiceti, in particolare ai generi Pythium,

Phytophthora, Plasmopara e Olpidium. Questi funghi sono caratterizzati dal possedere

organi propagativi mobili, le zoospore, di diametro variabile tra 3 e 12µm, formati


50

all’interno di sporangi nelle radici infette. In presenza di condizioni ambientali

favorevoli, la loro capacità riproduttiva e infettiva è estremamente elevata, causando nel

giro di pochi giorni la morte di tutte le piante.

La corretta diagnosi degli agenti causali delle malattie delle piante costituisce un

requisito essenziale per l’ottenimento di produzioni di qualità, consentendo di poter

approntare con rapidità specifici metodi di lotta (Tab. 3.13).

L’esigenza di poter disporre di metodi diagnostici rapidi ed efficaci è molto sentita nel

campo della gestione fitosanitaria delle colture fuori suolo dove vi è un maggiore

rischio di rapide e devastanti epidemie. Esistono diverse tecniche di laboratorio

specifiche per l’isolamento di agenti fitopatogeni (uso di piante “trappola”, allevamento

su terreni selettivi), ma la variabilità dei caratteri morfologici su cui è basata la loro

identificazione determina talvolta l’erronea classificazione degli isolati.

La disponibilità di nuove e sempre più sensibili tecniche biomolecolari ha contribuito al

rapido sviluppo delle procedure di diagnostica fitopatologica di malattie fungine e

batteriche.

I requisiti di alcuni strumenti diagnostici (specificità, sensibilità, ripetitività, e

affidabilità, rapidità della risposta, possibilità di diagnosi multiple, diagnosi diretta da

matrice vegetale o da substrato di coltivazione) ne rendono auspicabile il loro sempre

maggiore utilizzo nel campo della gestione fitosanitaria delle colture fuori suolo.

La corretta gestione fitosanitaria delle malattie dei sistemi idroponici a ciclo chiuso si

realizza attraverso un approccio integrato che tenga conto delle specie patogene

coinvolte, del rischio reale esistente, della efficacia e convenienza economica dei vari

metodi di lotta.


51

Diagnosi Principi Vantaggi Svantaggi

Classica

Si basa su: osservazione diretta dei sintomi; isolamento su substrati artificiali; coltura dei patogeni; identificazione in base a criteri morfologici, fisiologici e nutrizionali; saggio biologico.

facile accessibilità ed esecuzione; costi contenuti.

laboriosità e lunghezza dei tempi di esecuzione; difficoltà di esecuzione in presenza di parassiti obbligati; bassa soglia di sensibilità.

Biochimica

E’ basata sull’analisi dei profili elettroforetici di proteine o isoenzimi ottenuti da colture pure di batteri e/o estratti fungini.

basso costo; esecuzione relativamente semplice.

poco idonea per la diagnosi di parassiti obbligati; non utilizzabile per la diagnosi diretta da tessuti vegetali; difficile standardizzazione.

Sierologia

E’ basata sulla produzione di anticorpi specifici in grado di riconoscere e legarsi ai determinanti dell’antigene (spore fungine, ife, estratti solubili, pareti cellulari batteriche, etc.).

basso costo (sieri policlonali); facilità e rapidità di esecuzione.

scarsa specificità (sieri policlonali); incapacità di distinguere tra organismi vivi e morti; rischio di falsi positivi e falsi negativi soglia di sensibilità intermedia tra diagnosi classica e molecolare.

Molecolare

E’ basata sull’analisi degli acidi nucleici (DNA) mediante uso della reazione a catena della polimerasi (PCR) o mediante ibridazione molecolare. Sfrutta la capacità del diagnostico di riconoscere sequenze specifiche del DNA dell’organismo fitopatogeno.

rapidità di esecuzione; elevata sensibilità e specificità; possibilità di diagnosi diretta da tessuto vegetale.

costi elevati; rischio di falsi positivi e falsi negativi.

Tab. 3.13 Caratteristiche dei principali metodi di diagnosi.

La tendenza attuale è verso metodi di lotta economici, con basso impatto ambientale e

adattabili a impianti di dimensioni medio-piccole.

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Applicabilità del Floating System al Salento

52

4

APPLICABILITA’ DEL FLOATING SYSTEM AL

SALENTO


53

Nonostante il Salento vanti una tradizione agricola millenaria che dalla coltivazione

dell’olivo e della vite si è poi evoluta nella produzione di ortaggi in pieno campo

(patate, pomodoro, anguria) e in questi ultimi decenni fiori e ortaggi in serra, si prevede

la lenta e continua discesa dell’intero settore in coincidenza dell’attuazione di una

politica economica volta alla liberalizzazione del commercio.

Tra le coltivazioni erbacee della provincia di Lecce (5° Censimento Generale

dell'Agricoltura), la coltivazione degli ortaggi rappresenta quasi il 17% del totale della

Produzione Lorda Vendibile provinciale.

Nel 2000, il numero di aziende agricole presenti nel territorio salentino (provincia di

Lecce) è cresciuto rispetto al dato rilevato dal precedente censimento (Istat 1990) del

11% raggiungendo le 78.842 unità.

Ciò nonostante, la tendenza attuale è rivolta totalmente all’incremento del settore

turistico, in funzione dell’enorme bagaglio paesaggistico e naturale, escludendo, quasi

con forza, il settore agricolo considerato poco redditizio e in contrasto con lo sviluppo

eco-compatibile.

Le colture fuori suolo, ed in particolare la coltivazione con il metodo dei pannelli

galleggianti, offre sicuramente l’opportunità di dare nuovo impulso alla produzione di

ortaggi freschi.

Tra gli elementi problematici che frenano lo sviluppo delle colture protette nel Salento

si possono annoverare:

• imprese agricole di ridotte dimensione,

• condizioni climatiche particolari,


54

• assenza di uno sviluppo eco-compatibile.

4.1 Le imprese agricole

Nel 2000, in riferimento al 5° Censimento Generale dell'Agricoltura, nella provincia di

Lecce, si è potuto notare che all’incremento del numero delle aziende agricole è

corrisposta una diminuzione dei terreni a disposizione delle singole aziende che da una

dimensione media di oltre 2,29 ha del 1990 hanno visto ridurre le dimensioni dei propri

fondi ad appena 1,82 ha, così che più di 18.000 aziende hanno meno di due ettari di

superficie (Tab. 4.1). L’estrema polverizzazione della maglia poderale, da sempre ha

caratterizzato l’assetto strutturale delle aziende del sistema agrario locale ed oggi

subisce un ulteriore peggioramento.

Classi di superficie (in ettari) Meno di

1 1-2 2-5 5-10 10-20 20-50 50 e

oltre Totale

Provincia di Lecce

44.056 18.181 11.404 2.890 1.280 596 265 78.672

Puglia 173.082 73.027 58.038 23.397 12.995 8.504 3467 352.510

Tab. 4.1 Aziende per classe di superficie in provincia di Lecce (Censimento generale dell’Agricoltura 2000).

Altro elemento di non trascurabile rilevanza, legato alle dinamiche che caratterizzano i

cambiamenti in atto nella struttura organizzativa delle aziende, è rappresentato dalla

contrazione avvenuta nel 2000 del numero di attività che si avvalgono nello

svolgimento dei lavori agricoli di manodopera salariata. Nel 1990 le aziende che


55

impiegavano risorse costituite esclusivamente dai familiari erano circa 84%, nel 2000 il

loro valore percentuale è salito considerevolmente fino a raggiungere il 90% (Tab. 4.2).

Conduzione diretta del coltivatore: manodopera

Tipo di conduzione

familiare prevalente

extrafamiliare prevalente Totale con

salariati

a colonia parziaria

appoderata

Totale generale

Provincia di Lecce

70274 5.884 76.158 2.451 55 78.672

Puglia 309954 26.969 336.923 15.404 152 352.510

Tab. 4.2 Aziende per forma di conduzione in provincia di Lecce (Censimento generale dell’Agricoltura 2000).

L’utilizzo della tecnica colturale con pannelli galleggianti si presta a questa situazione

socio-economica in quanto richiede una superficie di coltivazione ridotta a fronte di

un’elevata produttività per metro quadrato.

Inoltre, il personale richiesto non è eccessivo, sfruttando totalmente le possibilità offerte

dalla meccanizzazione, occorrono poche unità per gestire l’intero impianto.

4.2 Condizioni climatiche

Uno dei problemi maggiori nell'area del Mediterraneo è quello della scarsità di acqua,

intesa sia come distribuzione nell’arco dell’anno che come qualità.

Le colture fuori suolo aumentano l'efficienza nell'utilizzazione dell'acqua; nei sistemi

aperti si possono utilizzare acque moderatamente saline, senza rischi di accumulo di sali

nella zona radicale se si mantiene un adeguato percolato. Tuttavia, l'uso di questi sistemi


56

incrementa i costi di produzione e causa inquinamento per le alte quantità di fertilizzanti

e acqua che si disperdono nell'ambiente.

L'uso di sistemi chiusi evita questi svantaggi, ma il grosso problema che ne limita

l'espansione, è che le radici possono subire stress salini da accumulo di ioni non

essenziali (Na+, Cl-, B, Mn) quando si usano acque di scarsa qualità.

La soluzione alla scarsità di acqua e all’eccessiva salinità è l’utilizzo dell’acqua

piovana, di ottima qualità, che opportunamente raccolta, convogliata in vasche di

accumulo e conservata può essere poi utilizzata per la coltivazione (Fig. 4.1).

Fig. 4.1 Recupero dell’acqua piovana in schema e vasca esterna di raccolta dell’acqua piovana.

Tale ipotesi è giustificata dall’analisi delle medie annuali delle precipitazioni nel

Salento che parlano di circa 600 mm di pioggia precipitata (Fig. 4.2).

La differenza climatica che esiste fra i paesi del nord-Europa, dove le colture fuori suolo

sono maggiormente diffuse, e quelli del Bacino del Mediterraneo, determina la

difficoltà di sfruttare appieno la struttura protetta durante i mesi estivi a causa delle

elevate temperature che si raggiungono.

Riutilizzo


57

Fig. 4.2 Cartina dell’andamento annuale delle precipitazioni nel Salento.

Nelle colture senza suolo, la riduzione del substrato a disposizione delle radici, fa sì che

anche l'apparato radicale sia facilmente esposto ad ampie oscillazioni termiche e durante

le ore centrali della giornata, a temperature anche molto elevate (35-38°C).

Le colture senza suolo nell'ambiente mediterraneo risultano pertanto esposte a forti

stress non solo a livello aereo ma anche a livello radicale, quest'ultimo abbastanza

anormale rispetto alle condizioni naturali e quindi con maggior facilità, di sensibilità da

parte delle piante.

Per ovviare a questo inconveniente tutte le strutture serricole ormai sono concepite ad

elevata cubatura unitaria con adeguata superficie apribile, costituendo una garanzia di

maggiori possibilità di difesa contro il forte caldo.

Inoltre si possono adottare sistemi più efficienti come l’utilizzo di pitture, di reti o teli

che filtrano i raggi solari impedendo che questi colpiscano direttamente la coltura.

La tinteggiatura delle superfici della serra, avviene mediante latte di calce che è

distribuito con le attrezzature comunemente usate per i trattamenti antiparassitari. Dalla

maggiore o minore diluizione della soluzione dipende il grado di ombreggiamento,


58

ottenuto, quindi, in maniera empirica. L’inconveniente presentato da tale pratica è che,

in caso di piogge, occorre ripetere l'intervento. Per limitare tale inconveniente si può

aggiungere del collante, oppure fare ricorso a materiali diversi quali l'urea-fosfato o

specifici smalti.

In alternativa, si impiegano reti ombreggianti che, a seconda dei casi, vengono distese

all'esterno o all'interno delle serre (Fig.4.3). Per raggiungere gli effetti voluti di

abbattimento della temperatura a seconda delle esigenze delle varie colture e della fase

colturale si impiegano reti con capacità di trattenuta dei 30-50 o 75%.

Fig. 4.3 Reti ombreggianti collocate all’esterno delle serre durante la

stagione estiva.

Un sistema completamente automatizzabile gestito da computer collegati a diverse

centraline elettroniche permette l’ombreggiamento utilizzando teli coibentati posti

all’interno della serra che si aprono e si chiudono in funzione delle variazioni climatiche

registrate dai sensori (Fig. 4.4).


59

Fig 4.4 Sistema di ombreggiamento mediante teli coibentati con gestione

automatizzata in relazione alle condizioni ambientali esterne.

A tutto ciò, si aggiunge l’effetto isolante dei pannelli galleggianti che essendo in

polistirolo, ottimo isolante termico, mantengono la temperatura della soluzione nutritiva

ad un livello di certo inferiore rispetto all’ambiente circostante.

Per il raffreddamento della soluzione nutritiva si possono adottare alcuni accorgimenti

come vasche di coltivazioni interrate (Fig. 4.5) che consentono alla soluzione nutritiva

di non essere soggetta agli sbalzi di temperatura dovuti al riscaldamento dell’ambiente

serricolo nella stagione estiva.

Fig 4.5 Vasca di coltivazione interrata, forma schematica. La temperatura dell’ambiente è di molto superiore a quella del terreno.

Si può ipotizzare, inoltre, un sistema di raffreddamento del substrato a basso costo

implementando un impianto di ricircolo della soluzione interrato, parallelo a quello

convenzionale, che determina il raffreddamento della soluzione sfruttando la

temperatura inferiore del terreno (Fig. 4.6).

> T°

< T°


60

Fig. 4.6 Sistema di raffreddamento della soluzione nutritiva

nella stagione estiva, forma schematica.

Queste soluzioni, del tutto ipotetiche, potrebbero essere oggetto di studio e

sperimentazione al fine di determinare un ambiente ottimale di crescita per coltivazioni

in Floating System da attuare nelle regioni salentine.

4.3 Sostenibilità ambientale

Nell'ultimo decennio, l'aumentata sensibilità per i problemi dell'ambiente e la presa di

coscienza dell'importanza della propria salute da parte dell'opinione pubblica ha fatto

nascere l'esigenza di una agricoltura più rispettosa dell'ambiente e della tutela sanitaria

sia degli operatori che dei consumatori come confermano le recenti leggi e regolamenti

a livello italiano ed europeo.

Il Floating System rientra nelle colture ad ampio input tecnologico, non richiede nessun

tipo di diserbanti né agrofarmaci e il consumo dell'acqua in questo tipo di coltura è

molto basso; inoltre, gli elementi nutritivi non possono essere dilavati, pertanto non vi

sono problemi di dispersione di nitrati nelle falde acquifere.


61

I pannelli in polistirolo che vengono utilizzati per supporto della coltura vengono lavati,

disinfettati per un riutilizzo di almeno 10 cicli alla fine possono essere riciclati come

materiale base per i pannelli isolanti per l'edilizia.

I substrati (torba, perlite, vermiculite) usati in minima parte, sono prodotti di origine

naturale.

Le macchine semina-taglia-lava sono dotate di motori non a scoppio, e tutti i sistemi di

controllo e automazione sono alimentati elettricamente, con la possibilità concreta di

rifornirsi di tale energia anche attraverso l'uso di pannelli solari.

Il prodotto ottenibile con il sistema del Floating System è qualitativamente e

quantitativamente maggiore (più cicli colturali che su terreno) risultano quindi ancora

più efficienti se vengono considerate non per unità di superficie ma per kg di prodotto.

Da non sottovalutare inoltre, la creazione di un ambiente più salutare per il personale e

di un prodotto più salutare per il consumatore.

In definitiva questa tecnica di coltivazione si rivela assai redditizia e conforme alle

normative atte alla tutela e al miglioramento dell'ambiente, oltre che idonea al risparmio

idrico ed energetico.

Il Salento è una zona con un clima mite e caratterizzato quasi ogni giorno da una forte

radiazione solare. L’irraggiamento totale annuale è stimato intorno ai 1600-1700

kWh/m2 (Fig. 4.7), concentrate soprattutto nel periodo da marzo a settembre-ottobre.


62

Fig. 4.7 Radiazione solare annuale in Puglia. Nel Salento la colorazione indica valori di 1700 KWh/m2.

Queste caratteristiche permettono l’utilizzo di pannelli solari per produrre energia

elettrica sufficiente a soddisfare i fabbisogni di un impianto serricolo con sistema di

coltivazione con pannelli galleggianti.

Una nota dolente rimane lo smaltimento delle soluzioni nutritive esauste ma ricche di

elementi nutritivi che se accumulati nel terreno risultano tossici.

La soluzione esausta può essere smaltita tramite fertirrigazione se si dispone di superfici

libere sufficienti a non determinare accumulo degli elementi chimici oppure si potrebbe

ricorrere alla fitodepurazione.

La fitodepurazione e l’evapotraspirazione rappresentano un trattamento di depurazione

di tipo naturale che sfrutta la capacità delle piante di assorbire la parte acquosa del

refluo e di degradare molte sostanze organiche. In realtà la sua funzionalità si basa su un

sistema ben più complesso di processi biochimici che coinvolgono anche i

microorgasnismi del terreno ed il biofilm prodottosi alla superficie del sistema drenante.

La soluzione, eventualmente pretrattata, è immessa nel comparto di fitodepurazione

opportunamente dimensionato per un abbattimento del carico inquinante.


63

L’impianto è costituito da un bacino trapezoidale realizzato con teli in HDPE

termosaldati sul posto (Fig. 4.8).

Il fondo viene colmato per uno spessore di circa 40 cm., ma variabile in funzione del

dimensionamento specifico, di materiale drenante generalmente costituito da ghiaia,

all’interno del quale si inserisce il sistema di distribuzione della soluzione realizzato con

tubazioni microfessurate di materiale plastico.

Lo strato superficiale è invece costituito dal terreno autoctono opportunamente

selezionato in fase di cantiere.

Fig. 4.8 Fasi costruttive di un impianto di fitodepurazione: posa

geomembrana, riempimento con ghiaia e terreno vegetale, piantumazione.

Alla superficie vengono piantumate varie specie di piante perenni erbacee ed arbustive

opportunamente scelte tra quelle maggiormente igrofile, ricercando un giusto

compromesso tra l’aspetto estetico e quello funzionale.

All’uscita si prevede sempre un pozzetto munito di pompa per il rilancio delle acque di

scarico qualora lo si ritenesse necessario.


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Fig. 4.9 Impianto di fitodepurazione, schema tridimensionale a destra e in sezione a sinistra: 1 Vasca IMHOFF, 2 Vasca di contenimento, 3 Vasca in CLS

impermeabilizzata, 4 Vasca con pompa di ricircolo.

Si potrebbe ipotizzare uno studio di fattibilità dell’intero sistema considerando inoltre

l’utilizzo della biomassa prodotta per generare calore da impiegare nel riscaldamento

delle serre durante il periodo invernale.

Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Bibliografia

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BIBLIOGRAFIA

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Sistema di coltivazione con pannelli galleggianti – Applicabilità al Salento Bibliografia

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floating system

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