Coltivazione sostenibile verticale:
preliminare analisi di sistema e
buone norme di utilizzo.
dr Lara Giongo
dr Paolo Martinatti
1
2
Goal e targets
Un metodo di produzione alimentare ed una nuova tecnologia in grado di garantire qualità e
quantità di cibo, sicurezza e ridurre l’inquinamento ambientale e gli input chimici ed energetici.
L’obiettivo del Sistema vertical VEVE è quello di creare un esempio di produzione di ortaggi e
frutta per uso domestico, in un modello integrato in termini di tecnologia applicata.
Quali coltivazioni scegliere è ovviamente arbitrario, ma la scelta dovrebbe dipendere sempre da
diversi parametri di sostenibilità, salute, consumo e dieta bilanciata.
Nell’ottica di questi parametri, le colture saranno quindi focalizzate su specie e varietà che
possano garantire la diversificazione e garantire il più basso utilizzo di additivi chimici in
particolare per la lotta ai parassiti.
Naturalmente, ci si aspetta che, sebbene possano essere fatte scelte anche prettamente
decorative, la maggior parte della produzione sarà ortofrutticola, quindi si cercherà di fornire
alcune informazioni utili per la produzione di alcune colture in particolare.
Nel suo insieme, il sistema VEVE avrà implicazioni a livello:
INDIVIDUALE rappresentando uno spazio peculiare per imparare a coltivare,
approvvigionarsi di cibo in maniera sostenibile, felice e salutare.
SOCIALE contribuendo a creare un esempio di produzione a m 0,
un’opportunità per creare un ambiente di ispirazione e salute.
ECOSITEMA per tutto quanto concerne lo sviluppo delle piante, le loro
interazioni e la relazione al consumo.
ENERGIA e TECNOLOGIA APPLICATA saranno sviluppate nell’ottica di un
prodotto sostenibile che abbassa i costi di produzione ed in maniera
tangibile di inquinamento ambientale.
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Fattori ambientali che influenzano le coltivazioni
E’ necessario tenere in considerazione diversi fattori per fare in modo che tutti i parametri utili alla
crescita della pianta siano monitorati, controllati ed ottimizzati al fine di ottenere il miglior
risultato possibile da questo tipo di coltivazione
Zone climatiche, temperature e mappe
Le zone di resistenza la al freddo si basano sulle temperature medie annuali delle temperature
minime calcolate su base storica. Nella coltivazione delle piante è indispensabile considerare di
selezionare piante e specie che meglio si possano adattare a determinate zone. Va considerato
che in aggiunta a valutazioni generali, all’interno di ogni zona vi possono essere microclimi
differenti, in particolare in giardini o balconi con particolari esposizioni, particolarmente vicini a
bacini d’acqua importanti, o particolarmente protetti, che possono determinare performance
diverse nello sviluppo e produzione delle piante, che non vengono considerati nella mappa
proposta, ma che possono essere riconducibili a zone sulla mappa con range di temperatura
specifiche di quel particolare microclima.
Luce
La luce è un aspetto fondamentale per la crescita armonica delle piante. Nella scelta delle
colture va sempre considerata l’attitudine di quella particolare specie alla luce, scegliendo di
posizionare sul modulo verticale le piante a seconda che esse richiedano poca o molta luce, in
maniera differenziata. Oppure facendo ruotare veve in modo che l’esposizione solare sia
indicativamente la stessa su ogni lato dell’orto.
Durata dell’esposizione al freddo
Molte piante che sopravvivono a brevi periodi di esposizione al freddo potrebbero non tollerare
bene periodi lunghi di temperature anche molto fredde: questo va considerato in ragione dello
svernamnto delle piante sul modulo, cercando di proteggere con teli (es: tessuto non tessuto)
da temperature estreme prolungateinternet www.veve.bio una serie di accessori da applicare
al sistema con questo scopo protettivo).
Umidità
Umidità relative alte limitano possibili danni da freddo, riducendo la perdita di umidità dalle
foglie, dai rami e dalle gemme. I danni da freddo posssono essere ingenti se l’umidità relativa
è bassa, in particolare per quanto concerne le specie sempreverdi.
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Mappa europea di riferimento per temperature
In questa sezione si propone una mappa climatica, in cui sono specificati i range di
temperatura che possono influire sui cicli di produzione delle piante e quindi serve da ausilio
nella scelta di coltivazione. Nella mappa europea vanno considerate le zone climatiche ma va
considerato sempre anche il microclima in cui si porrà la struttura VEVE, facendo riferimento
alle temperature specifiche.
5
Di seguito si propongono due formule di coltivazione nelle aree 7 e 9: questo può permettere
di dedurre i range di produizone anche in zone caratterizzate da diverse temperature, o
microclimi diversi, per comparazione.
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Piante compagne
La crescita consociata di piante dette compagne può probabilmente essere un vantaggio
anche nel sistema aeroponico, sebbene non vi siano molti riferimenti bibliografici a riguardo,
essendo questo sistema una tecnologia molto nuova. Quale nota aggiuntiva, si propone però di
seguito uno schema di consociazioni favorevoli e meno, da provare se lo si ritiene opportuno.
In generale, le piante compagne possono promuovere una crescita migliore, più vigorosa in
termini di sviluppo radicale e nutrizione. L’aumento della biodiversità migliora inoltre la
possibilità di presenza di ricoveri per insetti utili, oltre ad espletare effetti diretti di tipo
spinacio
rosmarino
ravanello
prezzemolo
porro
pomodoro
pisello
peperone
melanzana
Lattuga
indivia
fagiolo
cicoria
cetriolo
carota
bieta
repellente.
bieta
carota
cetriolo
cicoria
fagiolo
indivia
lattuga
melanzana
peperone
pisello
pomodoro
porro
prezzemolo
ravanello
rosmarino
spinacio
Verde: consociazione favorevole
Rosso: consociazione non favorevole
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Cosa mi serve sapere ed avere nelle diverse fasi di crescita delle piante?
Alcune note generali
Virgilio diceva che non tutti i terreni possono produrre tutto: con il sistema VEVE e cure colturali
adeguate, si può coltivare molto, in maniera creativa.
•
Cos’è un sistema aeroponico? Questo tipo di sistemi verticali non necessita di
substrato di crescita: le piante sviluppano un apparato radicale libero, che assorbe non
dal terreno ma dallo stesso sistema aeroponico il vapore acqueo e le sostanze nutritive
in esso contenute. Una pompa veicola sia l’acqua sia il fertilizzante necessario alla
crescita per tutto il sistema che interessa le radici delle piante coltivate.
•
Quali sono i vantaggi? I vantaggi sono diversi: il primo è rappresentato dal risparmio
d’acqua, poiché quasi tutto il vapore viene assorbito dalle radici e solo in parte limitata
evapora. Inoltre, il ciclo di crescita della pianta è velocizzato, le condizioni di crescita
sono ottimizzate e quindi la resa potenziale è maggiore.
•
Quali sono gli aspetti colturali da considerare? Le colture da scegliere dovrebbero
essere di taglia ridotta e il clima rappresenta una componente importante per la buona
riuscita della coltivazione. Una corretta scelta delle colture ed una corretta conduzione
permettono di limitare al minimo l’uso di pesticidi.
Innanzitutto, deve essere fatta una scelta accurata delle specie da inserire nel modulo e
pianificata la loro organizzazione: alcune ipotesi di coltivazione vengono proposte in seguito e
dettagliate.
E’ possibile scegliere di sviluppare la piante da seme o da piantine già radicate, scelta
preferibile per aspetti di uniformità e contemporaneità di crescita, facilità operativa e riduzione
di problemi di difesa delle fasi critiche di germogliamento e post-germogliamento, acquistate in
vivaio. In quest’ultimo caso, posso utilizzare composti enzimatici biologici, disponibili in
commercio, che aumentino la capacità di sviluppo radicale delle plantule, oppure cercare di
aumentare la capacità consociativa delle specie scelte. Sebbene in un sistema aeroponico la
comunicazione e gli scambi radicali non saranno quelli del pieno campo, tuttavia esistono
associazioni che possono comunque essere benefiche per il microambiente che verrà
sviluppato.
Durante le diverse fasi di crescita delle piante, si dovranno considerare alcuni accorgimenti e
cure costanti. In particolare saranno indispensabili il monitoraggio del pH e dell’EC, così come
dell’adeguata quantità e tipologia di sostanza nutritiva, nozioni che verranno indicate in seguito
Per ottimizzare il sistema, in particolare le condizioni ambientali, sarà inoltre necessario
provvedere il sistema di un adeguata esposizione alla luce o di un adeguato ombreggiamento,
8
ancora una volta funzionale alla posizione di VEVE o delle colture che si decide di porre a
dimora. Esistono specie più o meno sensibili alla luce e questo deve essere considerato
preliminarmente. Una costante rotazione del sistema VEVE può rendere più omogeneo lo
sviluppo delle piante sull’intera struttura.
Coltivazione
Se la coltivazione parte da seme, esso va inserito nell'apposito foro, presente nel dischetto di
torba fornito nel kit, ad una profondità di 0,5 cm. Serve mantenere la temperatura a circa 24°26°C ed un alto tasso di umidità alto, circa 80%. La vaporizzazione del modulo assicura già
una appropriata umidità per la germinazione. Appurare che la luce sia di buona intensità per
favorire il processo di geminazione. Il seme inizialmente non necessita di luce abbondante, ma
una volta emersa, la piantina va monitorata soprattutto per temperatura ed umidità per
favorirne uno sviluppo ottimale. Le piantine che non ricevono un'adeguata quantità di luce
tendono ad avere uno stelo molto lungo ed eziolato (bianco), il che va evitato perché può
portare a sviluppi disformi. A seconda del tipo di varietà e specie scelte, della qualità ed età dei
semi, la germinazione può impiegare da 2 fino a 21 giorni.
Di seguito vengono elencati i fattori essenziali da gestire nel sistema di coltivazione:
1.
2.
3.
4.
5.
La luce
La temperatura
L’umidità
L’areazione, ventilazione
Ore luce nelle fasi di crescita e fioritura
Nella fase di crescita della pianta è necessario fornire circa 18 ore di luce al giorno. Nella terza
o quarta settimana della fase di crescita è possibile ridurre le ore di luce da 18 a 12, la pianta
percepirà l'arrivo dell'autunno quindi l’effetto di giornate più corte, ed inizierà a fiorire prima
che arrivi l'inverno.
La temperatura deve essere monitorata attraverso semplici strumenti di misura come
i termometri o i termoigrometri. L’intervallo di temperatura ottimale è tra i 21 e i 28 gradi
centigradi, ma si possono scegliere colture che hanno range diversi, in maniera da ottimizzare
la produzione sulla colonna.
L'umidità è un altro parametro fondamentale da tenere sotto controllo nella colonna di
coltivazione e l’igrometro è lo strumento di misura per monitorare la percentuale di umidità
presente. Tassi di umidità troppo elevata possono causare lo sviluppo di funghi che hanno
come conseguenza il progressivo deperimento della pianta.
Una buona areazione dell’apparecchio ed una disposizione delle piante che favorisca l’entrata
dell’aria permettono all’area di coltivazione di evitare accumulo di umidità e innalzamento della
temperatura, favorendo la crescita delle piante.
Controllo dei valori dell'acqua nell'impianto aeroponico: l’apporto d’acqua e delle sostanze
nutritive è fondamentale in questo sistema ed in aeroponia l'acqua è ovviamente un fattore
molto più rilevante e importante rispetto a coltivazioni in piena terra: l’attenzione va rivolta in
particolare a due parametri essenziali il pH e la conducibilità EC.
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Il pH in generale si deve aggirare intorno al 5,8 - 6,0, stando però attenti se vengono scelte
piante, ad esempio acidofile, per le quali il pH deve essere più basso. Attraverso
un misuratore del pH, o di cartine tornasole, possiamo determinare se la soluzione è acida o
basica.
Qualora la soluzione risulti troppo acida sarà sufficiente correggerla con soluzioni che
contengano per esempio acido fosforico al 30%;
se l'acqua è troppo basica la si può
correggere con potassio carbonato durante le fasi di crescita e fioritura.
La conducibilità elettrica o EC si misura è il mS/sec milli-Siemens al secondo attraverso
un Conduttivimetro: misurare l’EC serve a stabilire la quantità di sali sono disciolti nell’acqua.
I valori della conducibilità consigliati variano a seconda della fase di germinazione e crescita:
Nella fase di germinazione l’Ec si deve aggirare tra un minimo 0,6 e un massimo 1,0; in fasi di
crescita e fioritura l’Ec si deve aggirare tra un minimo 1,0 e un massimo di 2,0 mentre
nell'ultima fase di fioritura è consigliabile scendere nuovamente tra un minimo 0,6 e un
massimo 1,0.
Quando l'EC è troppo basso è sufficiente aumentare la quantità di fertilizzante nella soluzione,
mentre se è troppo alta è necessario diminuirlo aggiungendo acqua.
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FERTILIZZANTI E NUTRIENTI
Nel sistema VEVE la conoscenza, la scelta e l’utilizzo dei fertilizzanti sono fondamentali per la
buona riuscita delle produzioni.
Di seguito, sono elencate le principali funzioni di ogni elemento:
• azoto (N). È l’elemento che le piante richiedono in maggiori quantitativi. Essendo un
componente principale della clorofilla, è responsabile della colorazione verde della pianta.
Promuove una rapida crescita, stimola la produzione vegetativa e migliora la qualità di ortaggi
e frutta, inducendo l’aumento del contenuto in proteine. Sintomi da carenza di N sono
identificabili dal colore verde - giallo chiaro delle foglie e da uno sviluppo lento e limitato.
Valori estremi di pH contribuiscono al deficit di N.
• fosforo (P). Stimola la radicazione, come la formazione e lo sviluppo dei fiori, la maturazione
dei semi, migliora la colorazione dei frutti e aiuta il vigore vegetativo della pianta e la
formazione dei semi. E’ coinvolto nella formazione degli acidi nucleici, fosfolipidi, glucidi. Una
carenza di P è associata ad arrossamenti delle foglie, deperimento generale della pianta con
basso numero di frutti e bassa produzione di semi. Le foglie diventano scure e stentate, con
necrosi e colorazione antocianica su foglie e fusto, che diventa debole e leggero.
• potassio (K). Aumenta il vigore e la resistenza delle piante in generale, aumenta la
dimensione dei semi, migliora la qualità dei frutti. E’ molto importante per la funzionalità degli
stomi. La carenza di K appare con effetto di bruciatura delle foglie, si può manifestare come
clorosi marginale, necrosi ai bordi delle foglie, foglie arricciate, ed un’alta suscettibilità alle
patologie. Se carente diminuisce spesso la consistenza ed il sapore del frutto.
• calcio (Ca). Stimola la formazione e lo sviluppo delle radici laterali, migliora il vigore
generale della pianta, stimola la produzione di semi e la consistenza dei frutti. La carenza
appare con bruciature del margine fogliare.
• magnesio (Mg). Componente principale della clorofilla, necessaria per la biosintesi degli
zuccheri e di cofattori enzimatici. La carenza appare con una colorazione clorotica sparsa sulle
foglie.
• zolfo (S). Conserva l’intensità del colore verde, stimola la produzione di semi e promuove
uno sviluppo vigoroso della pianta. Se carente, provoca clorosi (ingiallimenti) sulle foglie
giovani, ridotto sviluppo del fusto, deperimento generale.
• rame (Cu). E’ un cofattore enzimatico ed è concentrato nella clorofilla.
• boro (B). E’ coinvolto nella crescita e nell’orientamento del tubo pollinico, nella sintesi degli
acidi nucleici. Favorisce la formazione e la qualità di frutta e verdura. È importante per la
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qualità dei semi delle leguminose. L’eccesso è estremamente pericoloso e può portare alla
morte della pianta. Squilibri di boro si manifestano anche con necrosi scura alla base delle
foglie giovani e delle gemme e possono portare a nanismo della pianta.
• ferro (Fe). Indispensabile per la biosintesi della clorofilla, il fissaggio di N e la respirazione
cellulare. La carenza si manifesta con clorosi sulle nervature.
• manganese (Mn). Accelera la germinazione e la maturazione dei frutti, migliora
l’assorbimento di calcio, fosforo e magnesio. Svolge fondamentali funzioni nel processo di
fotosintesi.
• zinco (Zn). È necessario per la sintesi della clorofilla e per la crescita delle piante. È un
importante attivatore enzimatico. Le piante carenti di zinco hanno un basso contenuto
proteico, diminuiscono la lunghezza degli internodi e presentano clorosi e necrosi sulle foglie
vecchie.
• molibdeno (Mo). E’ necessario per la fissazione dell’azoto nei legumi e per la biosintesi delle
vitamine.
• cloro (Cl). Presente di norma nell’acqua, in eccesso esso può causare sintomi da stress
salino.
SOLUZIONE NUTRITIVA
La soluzione nutritiva è costituita da acqua e sali minerali disciolti. Principali caratteristiche
della soluzione nutritiva sono, come anticipato, rappresentate da pH e conducibilità elettrica
(EC).
Il pH varia da 0 a 14, si definisce acido se ha valori bassi e alcalino quando questi valori sono
alti. Valori estremi non sono compatibili con la vita della pianta. La soluzione nutritiva può
essere definita in base al pH:
-
fortemente acido (pH < 5.5)
-
acido (pH 5.5-6.0)
-
debolmente acido (pH 6.0-6.8)
-
neutro (pH 6.8 -7.3)
-
debolmente alcalino (pH 7.3-8.0)
-
alcalino (pH 8.0-8.5)
-
fortemente alcalino (pH > 8.5)
La conducibilità elettrica EC viene misurata utilizzando un conduttivimetro. È estremamente
importante preparare la soluzione nutritiva correttamente, sciogliendo uniformemente i sali
minerali in acqua. Valori di pH ottimali nella soluzione 1.5 a 2.2 dS m-1 (1.5-2.2 mS cm-1 o
1500-2200 µS cm-1). Di fatto, in ragione di una bassa qualità dell’acqua e a differenze nella
disponibilità di fertilizzante, una soluzione nutritiva di sufficiente qualità può essere preparata
fino a 2.5 dS m-1 (2.5 mS cm-1 o 2500 µS cm-1).
12
Caratteristiche e messa a punto della soluzione circolante
La soluzione nutritiva deve soddisfare i requisiti di:
-
rapporto fra gli elementi adeguato alle colture in essere
-
concentrazione dei singoli elementi inferiore al valore di saturazione
-
concentrazione degli elementi tale da evitare formazione di sali e quindi precipitati
-
pH compreso nel range ideale delle colture interessate
Elementi nutritivi
I fertilizzanti e gli ammendanti autorizzati in agricoltura biologica (Allegato I, L 250/34-35 del
18/09/2008, Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea) possono costituire una base di elementi
utilizzabili per comporre una soluzione nutritiva rispondente alle caratteristiche necessarie al
soddisfacimento delle esigenze delle principali categorie di specie coltivabili nel sistema.
13
14
Previa verifica della composizione in valore percentuale dei singoli elementi presenti nei diversi
prodotti
commerciali
disponibili
in
commercio
e
http://www.sian.it/vismiko/jsp/fertFabbricanteRicerca.do)
riportata
e
in
etichetta
comparazione
(fonte
da
con
la
concentrazione molare dei vari elementi nella composizione della miscela ricercata è possibile
definire le miscele nei valori assoluti e rapporti degli elementi nutritivi necessari per le varie
composizioni produttive.
A concentrazione molare ideale dei vari elementi fertilizzanti viene normalmente indicata come
range più o meno ampio nei macroelementi, mentre risulta più puntuale nei microelementi.
Esempio di tabella per fragola in coltura idroponica
Macroelementi
Microelementi
Ione
millimoli(mmol)
ione
micromoli(µmol)
Nitrico (NO3)
9-12
Ferro (Fe)
15
Fosfato (H2PO4)
0.5-1.5
Manganese (Mn)
15
Solfato (SO4)
1-2
Zinco (Zn)
5
Ammonio (NH4)
0.5-1.5
Boro (B)
15
Potassio (K)
4-6
Rame (Cu)
0.75
Calcio (Ca)
3-5
Molibdeno (Mo)
0.5
Magnesio (Mg)
1.5-3
15
La molarità ricercata, rapportata alla composizione dei concimi utilizzati secondo appositi
calcoli stechiometrici, permette di calcolare la quantità degli stessi da inserire nella soluzione
circolante. A partire da questi calcoli è possibile realizzare concimi complessi già pronti da
utilizzare tal quale nel sistema.
Sistema acido/base
La soluzione circolante deve inoltre presentare un valore di pH ricompreso in un range ideale
per le specie coltivate. Un idonea situazione di pH agevola infatti l’assorbimento degli elementi
nelle giuste concentrazioni da parte dell’apparato radicale, evitando squilibri sia in senso
negativo, insufficiente o mancato assorbimento di uno o più elementi nutritivi, sia in senso
positivo, con eccesso di assorbimento di alcuni elementi, micro in particolare, ed accumulo nei
tessuti epigei, determinando difficoltà foto sintetica e scompensi nella traslocazione degli
elementi assorbiti e dei fotosintetati stessi fra gli organi della pianta.
Per la correzione e mantenimento del pH della soluzione occorre intervenire attraverso
l’aggiunta, nelle opportune quantità di prodotti alcalinizzanti o acidificanti. Nel primo caso, si
può intervenire con carbonato di calcio, mentre nel secondo, quello più frequente, quando
l’acqua utilizzata per l’irrigazione presenta valori elevati di pH (acque calcaree), i prodotti
utilizzabili presenti in commercio sono acidi inorganici. Tali prodotti non sono classificabili fra i
concimi o ammendanti biologici e non sono attualmente surrogabili con prodotti di origine
organica, quali acidi organici appunto (citrico, acetico o simili) per motivazioni di tipo
legislativo.
Gestione
Verifiche iniziali e controlli
Una verifica iniziale del pH e della conducibilità dell’acqua di irrigazione è fondamentale per
una corretta quantificazione degli elementi fertilizzanti e dei correttori del sistema acido/base
da aggiungere alla soluzione circolante. Aggiunte che vanno mirate alla creazione di un sistema
con valori di pH e conducibilità tendenti alle condizioni ideali per le nostre colture.
Tale verifica avverrà attraverso l’utilizzo di strumentazione idonea, seppur semplice, quale
cartine al tornasole o pH-metri per il pH e conduttivimetri per la conducibilità.
Successivi controlli periodici dell’acqua permetteranno di verificare eventuali variazioni dalle
sue condizioni iniziali, che se del caso indurranno a modifiche dei valori calcolati.
È presumibile la possibile implementazione del sistema attraverso l’applicazione di misure in
linea dei valori attraverso l’utilizzo di sensori posizionati sulle condutture ed il loro
collegamento a sensori di segnalazione o allarme.
Gestione del sistema
L’automazione degli interventi permette di gestire la fertirrigazione attraverso il calcolo della
durata dell’intervento e degli intervalli fra gli interventi, predeterminati in valore medio
necessario per le esigenze fisiologiche (stadio di sviluppo) e ambientali (condizioni climatiche).
Anche se è possibile prevedere l’eventuale automazione dell’impianto attraverso l’ausilio di
sensori di controllo e gestione, basati su input di luminosità e temperatura, che parametrizzano
indirettamente i valori di evapo-traspirazione delle piante.
Il sistema dovrà prevedere un periodico reitegro della soluzione circolante ed un ciclico
momento di re-start. Il reintegro avverrà in prossimità del termine della soluzione circolante,
16
onde evitare eccessiva concentrazione della stessa che potrebbe portare a fenomeni di
fitotossicità radicale, mentre lo svuotamento e pulizia del contenitore avverrà al termine un
ciclo prestabilito di reintegrazioni.
Sul mercato esistono diversi fertilizzanti biologici (Allegato I, L 250/34-35 del 18/09/2008,
Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea) che possono costituire una base di elementi utilizzabili,
previa verifica della composizione dei prodotti commerciali disponibili nella percentuale di
elementi contenuti da etichetta (la ricerca può essere fatta per denominazione del tipo, uso
biologico, registro fertilizzanti, Servizio informativo Agricolo del Mipaf, sul portale SIAN)
Fertilizzanti ammessi in coltivazione biologica
(da Corso di Orticoltura e Floricoltura, con Colture Protette e Ortoflorovivaismo, Laurea
Magistrale in Scienze e Tecnologie Agrarie, Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali,
Facoltà di Agraria, Università degli Studi di Udine, a. a. 2015/2016. Prof.ssa Luisa Dalla Costa)
-
Letame
-
Letame essiccato e pollina
-
Escrementi animali compostati, compresi pollina e stallatico compostato
-
Deiezioni animali liquidi
-
Rifiuti domestici compostati o fermentati
-
Torba
-
Residui di fungaie
-
Deiezioni di vermi (Vermicompost) e di insetti
-
Guano
-
Miscela di materiali vegetali compostata o fermentata
-
Prodotti o sottoprodotti di origine animale : farina di sangue - farina di zoccoli - farina di
corna - farina di ossa, anche degelatinata -farina di pesce - farina di carne - pennone lana - pellami - pelli e crini - prodotti lattiero-caseari
-
Prodotti e sottoprodotti di origine vegetale per la fertilizzazione
-
Alghe e prodotti di base di alghe
-
Segatura e trucioli di legno
-
Cortecce compostate
-
Cenere di legno
-
Fosfato naturale tenero
-
Fosfato allumino-calcico
-
Scorie di defosforilazione
-
Sale grezzo di potassio
-
Borlande
-
Carbonato di calcio
-
Solfato di magnesio
-
Soluzione di cloruro di calcio
-
Solfato di calcio
-
Fanghi industriali di zuccherificio
-
Fanghi industriali derivanti dalla produzione di sale
-
Zolfo elementare
-
Oligoelementi
17
-
Cloruro di sodio
-
Farina di rocce e argille
18
Outline delle possibili colture per produzione in modulo VEVE: lista di specie e varietà utilizzabili
Coltivare con il sistema VEVE può essere un processo creativo, terapeutico e molto altro.
Di seguito vengono proposte alcune colture che possono essere considerate per l’aeroponia
verticale del sistema VEVE.
Varietà/specie
Lattuga, rucola, orticole a foglia (baby salad), erba di grano
Generale
Le lattughe appartengono in prevalenza alla famiglia delle Asteraceae
(Compositae). Consumate in prevalenza freschi, sono tra i vegetali a crescita
più veloce consumati al mondo. Negli ultimi anni, l’offerta varietale è molto
ampia ed il loro ciclo ridotto – si riescono a fare 18 cicli all’anno con alcune
varietà secondo Rodrıguez-Hidalgo et al., 2010 – ne fanno colture di estremo
interesse.
Hanno prevalentemente radice a fittone e piccole radichette. Le foglie possono
essere lisce o ricce, rotonde o ovali a seconda della specie e della varietà. I
colori possono variare molto, dal verde al rossastro. La colorazione delle
diverse
cultivars
è
correlate
alla
composizione
in
fenoli
e
quindi
al
comportamento antiossidante (Perez-Lopez et al., 2014). Diversi composti
hanno attività antiossidante in queste colture, che vanno quindi scelte anche
in base alla colorazione, per garantire diversi effetti benefici per la salute.
Il ciclo botanico comprende due fasi: nella fase vegetativa le foglie crescono e,
a seconda delle varietà, vi può essere un maggiore o minore embricamento.
In questa fase va consumato il prodotto. La seconda fase è invece quella
riproduttiva, nella quale emerge lo stelo fiorale, che produrrà in seguito i
semi.
Le diverse tipologie sono classificate prevalentemente in base al cespo ed al
colore.
Il cespo presenta una forma sferica più o meno allungata ed una consistenza
assai variabile. Può infatti risultare compatto (come nella varietà Brasiliana),
relativamente serrato (come nel tipo Batavia) o morbido (come nella varietà
Gentilina).
La rucola coltivata, Eruca vesicaria (L.) Cav., è una pianta erbacea annuale,
con una rosetta di foglie a livello del terreno, lunghe fi no a 200 mm e larghe
fino a 60 mm, piuttosto spesse. Lo stelo alto 0,20-0,70 m è lievemente peloso
nella parte inferiore e per il resto glabro.
Lo
spinacio
(Spinacia
oleracea
L.)
appartiene
alla
famiglia
delle
Chenopodiaceae ed è stato introdotto in Europa intorno al XVI secolo. È una
pianta erbacea annuale, con radice fittonante che, dopo l’emergenza delle
foglie cotiledonari, lunghe e strette, evidenzia quelle vere, alterne, con picciolo
più o meno lungo(40-60 mm), disposte a rosetta, con internodi
molto brevi.
19
La valerianella (Valerianella locusta (L.) Laterr.) appartiene alla famiglia
delle Valerianaceae, è una specie erbacea spontanea in tutto il bacino del
Mediterraneo. Quando viene seminata a fine inverno si comporta da annuale,
con la semina in autunno presenta un ciclo biennale. Presenta foglie intere,
uninervie, spatolate oppure oblungo-lanceolate sessili, lunghe 50-100 mm, di
colore verde lucente.
Erba di grano: per il suo uso trasformato in forma di succo o polvere per te o
per usi medicinali, può esssere scelta per la coltivazone aeroponica.
LATTUGA
RUCOLA
da
TAGLIO
valore
valore
per 100g
per 100g
Proteine
SPINACIO
fresco valore
per 100g
32%
38%
44%
7%
10%
20%
61%
52%
36%
83
100
83
95.6
91
90.1
Proteine (g):
1.1
2.6
3.4
Lipidi(g):
0.1
0.3
0.7
0
0
0
2.2
3.9
2.9
0
0
2.3
Zuccheri solubili (g):
2.2
3.9
0.4
Fibra totale (g):
1.5
0.9
1.9
0
0
0
Energia (kcal):
14
28
31
Energia (kJ):
57
116
129
Lipidi
Carboidrati
Parte edibile (%):
Acqua (g):
Colesterolo (mg):
Carboidrati disponibili (g):
Amido (g):
Fibra solubile (g):
Fibra insolubile (g):
Alcol (g):
Sodio (mg):
100
Potassio (mg):
468
530
Ferro (mg):
0.9
5.2
2.9
Calcio (mg):
46
309
78
Fosforo (mg):
22
41
62
Magnesio (mg):
60
20
Rame (mg):
0.16
Selenio (µg):
1
Tiamina (mg):
0.04
0.07
Riboflavina (mg):
0.09
0.37
Niacina (mg):
0.4
0.4
Vitamina A retinolo eq. (µg):
194
742
485
59
110
54
Vitamina C (mg):
Fonte: Banca dati CREA 2016
Produzione,
impianto,
crescita:
Condizioni di crescita lattughe: richiedono temperature di circa 13 - 28° C per
la lattuga e simili, 24° – 30° C per le altre erbacee durante il giorno, 16° –
20° C durante la notte.
Condizioni di crescita spinacio: è considerata specie longidiurna, tuttavia,
nell’ambito delle numerose cultivar, per la formazione dello stelo e dei fi ori,
le esigenze fotoperiodiche sono molto diverse e variabili, passando dalle
condizioni di giorno lungo a quelle di giorno neutro. Temperature basse (28°C)
accelerano
la
formazione
delle
strutture
riproduttive
quando
accompagnate da fotoperiodo breve; livelli termici tra 9 e 12°C precocizzano
la formazione dello stelo fiorale.
Vi sono consistenti variazioni nella durata del ciclo colturale in relazione alla
specie e al periodo di coltivazione: si passa, infatti, da circa 20 giorni per la
produzione della lattuga nel periodo estivo agli oltre 90 giorni per la
valerianella nel periodo invernale. Consistenti sono pure le differenze tra le
epoche di produzione alle diverse latitudini, e per questo si può fare
riferimento alle mappe europee. Pur con differenze tra le specie, a nord le
produzioni si ottengono prevalentemente dalla primavera all’autunno, mentre
a sud sono concentrate nel periodo invernale.
La variazione diurne di luce ha effetti su molti metaboliti dei vegetali a foglia. I
LED possono essere usati per modulare questi effetti e diverse conclusioni
sono riportate nella letteratura scientifica.
21
Esempio di soluzione nutritiva per ortaggi da taglio (in idroponica)
Componenti UM
Unità di misura
Rucola
Lattughina
HCO3
mM
0,5
0,5
NO3
NH4
H2P04
SO4
K
mM
mM
mM
mM
mM
9
3
1,5
3,5
5
10
1,5
1,5
1,5
5
Ca
Mg
mM
mM
2
1,5
2
1,5
Fe
Mn
Zn
B
Cu
Mo
pH
EC
μM
μM
μM
μM
μM
μM
30
10
4
30
1
0,5
5,5-6,2
1800-2500
30
10
4
10
1
0,5
5,5-6,2
1300-1700
μS
22
Gestione dei
patogeni
La sanitizzazione rappresenta la chiave per mantenere il sistema libero da
patogeni: i problemi maggiori possono essere rappresentati in questo sistema
da funghi radicali, che possono essere trasmessi anche attraverso il sistema
aeroponico.
Altri
patogeni
possono
essere
rappresentati
da
funghi
dell’apparato aero quali botrite e oidio. Anche alcuni insetti vanno monitorati
(afidi, tripidi, ragnetti, etc.). Deve sempre essere fatto un controllo delle alghe
del mezzo acquoso. Coliformi, colifagi ed enterococchi devono sempre essere
esclusi, utilizzando in primis acqua molto pulita.
Accorgimenti
•
Posizionare le piante per dimensioni dal basso verso l’alto, in maniera
tale da ottimizzare l’areazione dell’intera struttura produttiva.
• Scegliere insalate e specie a colorazione diversa, sia per il diverso
contenuto in antiossidanti, sia per per il diverso sapore, sia per un
effetto visivo diversificato e piacevole.
• E’ possibile aggiungere ai vegetali a foglia altri ortaggi (pomodori e
cetrioli, basilico, broccoli, etc.) per ottenere una produzione tipica
dell’orto sul balcone di casa.
23
Tipologia specie:
Berries: fragola
Generale:
In tutto il mondo la produzione di berries è aumentata negli ultimi anni,
soprattutto per il loro eleavato potere salutistico e nutrizionale, in
particolare quale fonte di antiossidanti, protettivi del sistema nervoso,
effetti benefici sulla circolazione sanguigna, etc.
Riuscire a produrre a livello locale questi frutti può rappresentare un
potenziale enorme.
Le specie di berries sono tra loro molto diverse, quindi servirà, nel
sistema aeroponico, fare attenzione alla scelta delle varietà che sarà
orientata a frutti di sapore, di potenziale antiossidante, di colore
diverso, ma anche di piante di dimensioni contenute.
In un recente studio (Treftz et al., 2015) consumatori sono stati
chiamati a identificare differenze qualitative tra fragole coltivate in
pieno campo e fragole coltivate in coltura idroponica (di cui
l’aeroponica costituisce un ulteriore avanzamento tecnologico) ed il
70% di questi hanno preferito le seconde, rilevando come queste
tecnologie possano contribuire positivamente alla qualità del prodotto.
Produzione, impianto
e crescita
La fragola è molto influenzata da due fattori climatici: la temperatura e
la luce.
I valori ritenuti critici nelle fasi vegetative sono:
12°C temperatura minima letale;
2-0°C temperatura critica durante la fioritura;
25-30°C temperatura massima in coltura protetta durante
la fioritura.
Sbalzi termici durante la fioritura provocano deformazione dei frutti
specie in coltura protetta.
Con la disponibilità di diversi tipi di piante, l’epoca del trapianto si è
allungata. Dal trapianto si calcolano circa 60-70 giorni prima dell’inizio
della raccolta.
Raccolta
Una programmazione accurata dei trapianti di fragola può assicurare
una crescita ed una produzione per buona parte dell’anno.
Gestione patogeni
Pratiche biologiche di controllo dei patogeni sono efficaci nella
coltivazione aeroponica. Non eccedere nella densità d’impianto.
Varietà
Da scegliere in base alla qualità del frutto, al colore e tipologia dei frutti
ed alle dimensioni della pianta. Preferire una buona diversificazione.
Nutrizione
Nei berries è presente una pletora di composti bioattivi che hanno
diversi effetti positivi, per l’azione antiossidante, antiinfiammatoria,
immunitaria, etc.
24
Accorgimenti
• Posizionare le piante per dimensioni dal basso verso
l’alto, in maniera tale da ottimizzare l’areazione
dell’intera struttura produttiva.
• Se si vuole diversificare tra berries, scegliere quelli a
sviluppo più ridotto (ad esempio tra i lamponi Rubus
chamaemorus)
• Scegliere fragole rifiorenti significa produrre per tempi
più lunghi, ma anche essere più attenti al controllo dei
patogeni e degli insetti.
• Non eccedere nella densità d’impianto sul modulo
verticale, per ridurre al minimo gli attacchi fungini
• Effettuare la rimozione delle foglie in eccesso durante il
periodo di pre-fioritura.
• Asportare parte degli stoloni per mantenere l’equilibrio
della pianta.
25
Erbe Aromatiche
Con la coltivazione aeroponica è possibile coltivare qualsiasi
pianta aromatica, si tratti di prezzemolo, basilico, timo,
rosmarino, origano, menta, etc.
Erbe aromatiche e spezie hanno in aeroponia una crescita più
veloce, anticipata, e rese maggiori e produzioni multiple.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha definito
pianta medicinale, ogni vegetale che contiene sostanze che
possono essere utilizzate per scopi terapeutici o preventivi,
sotto forma di preparati semplici. Oppure, dopo averle isolate
e modificate chimicamente, possono far parte di prodotti
farmaceutici e quindi sono i precursori di sintesi chimicofarmaceutiche. (De Maria, 1992).
Piante da
essenza
•
Angelica: il suo aroma è un derivato dell'acido pentadecanoico: contiene
derivati del tannino, acidi aromatici, sostanze amare e zuccherine.
•
Bergamotto: agrume usato per produzione di essenze in cosmetica e profumi o
come blando disinfettante.
•
Citronella: usata soprattutto come repellente per le zanzare.
•
Lavanda: pianta profumatissima utilizzata per profumare.
•
Piante ad
uso culinario
Basilico profuma i cibi crudo ed aiuta la digestione per un’azione calmante della
mucosa gastrica.
•
Aglio crudo o cotto, ha proprietà antisettiche ed antiossidanti grazie all’ allicina.
•
Rosmarino pianta aromatica, ornamentale, cosmetica e medicinale conferisce
odore e sapore. Aiuta la digestione.
•
Menta è espettorante e digestiva ed aiuta a decongestionare la pelle.
•
Salvia utile antiinfiammatorio.
•
Prezzemolo ha azione diuretica ma in dosi eccessive può essere tossico.
26
Fiori edibili
I fiori si utilizzano da secoli nelle cucine di tutto il mondo,
freschi, secchi o canditi, in particolare in quella asiatica,
mediorientale ed europea, ma si ha notizia del loro
consumo fin dall' Antica Cina e Antica Grecia. Se si possono
mangiare per usi terapeutici è altrettanto vero che alcuni
possono essere anche ottimi insaporitori.
La scelta anche in aeroponia può esserre ampia: anice,
calendula, camomilla, garofano, cicoria, margherita,
geranio, gladiolo, viola, lavanda, menta, maggiorana,
pansé, origano, timo, senape, nasturzio e viola tra le altre.
Il pH di crescita è consigliato tra 5,5 e 6,5.
Elenco ed
attività
benefica
Accorgimenti
•
Valeriana: la radice è un sedativo e un ansiolitico naturale.
•
Camomilla: ha potere antiinfiammatorio e calmante con lieve effetto sedativo,
favorisce la digestione e decongestiona la pelle.
•
Rosa canina: antiossidante, diuretica e ricca di vitamina C.
•
Finocchio: i semi esercitano un’azione antispasmodica, rinfrescante e
digestiva.
•
Erba di San Giovanni: è uno stimolante grazie all’azione dell’ipericina.
•
Calendula: i suoi fiori hanno azione antiinfiammatoria in mucose e cute,
immunostimolante, cicatrizzante, disinfettante.
•
Pratolina: Si utilizzano le foglie più tenere, raccolte prima della fioritura, nelle
insalate.E’ritenuta un buon disintossicante con proprietà astringenti.
•
•
Accertarsi sempre dell’effetto dei fiori prima dell’assunzione.
Utilizzare possibilmente sementi e piantine certificate biologiche.
27
Protezione biologica generale
Difesa passiva o preventiva
Una tecnica colturale quale quella in oggetto prevede per sua natura la predisposizione a
non essere normalmente soggetto a problemi di tipo sanitario.
L’attuazione delle pratiche agronomiche previste dal sistema che mettono le piante nelle
condizioni ambientali, nutrizionali e gestionali ideali, a fronte viceversa di condizioni
sfavorevoli per la maggior parte di patogeni e parassiti, in concomitanza con l’effetto
sinergico delle consociazioni previste, rende tale problema prevedibilmente raro ed
estemporaneo.
Difesa attiva
Nell’eventualità dell’insorgenza di problemi di questa natura è ipotizzabile il ricorso ad una
difesa di tipo attivo incentrata su prodotti biologici ormai facilmente disponibili e di
semplicità d’uso alla stregua di quelli tradizionali.
In particolare per sistemi di uso domestico è quindi opportuno non utilizzare prodotti di
sintesi, efficaci ma decisamente tossici, ma pensare di scegliere composti di origine
naturale che presentano minori controindicazioni e soprattutto risultano meno persistenti
nell'ambiente. Utilizzati correttamente, questi fitoterapici si possono facilmente diluire in
acqua, inquinano meno e svolgono un'azione stimolante sulle difese naturali delle piante,
creando anticorpi utili a impedire la ricomparsa dei parassiti.
Prodotti utilizzabili
Gli antiparassitari e i prodotti fitosanitari autorizzati in agricoltura biologica (Allegato II, L
250/34-35 del 18/09/2008, Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea) si possono considerare
per effettuare una difesa sostenibile dai parassiti ove fosse necessaria.
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30
31
per
vertical veggies
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