In questi giorni si parla molto di un tipo di agricoltura alternativa, la coltivazione di piante fuori dal suolo, ovvero l'idroponica. Il nostro pianeta è occupato al 71% da oceani di acqua salata e solo il restante 29% è occupato da terra ferma ed isole, risulta dunque abbastanza logico pensare che le nostre risorse siano limitate dal punto di vista dello spazio occupabile, ecco perché la ricerca in campo idroponico sta aumentando esponenzialmente di anno in anno. ln realtà questa non è una scoperta sensazionale dei nostri tempi, basti pensare ai giardini pensili dell'antica Babilonia, oppure alle coltivazioni dei popoli che abitavano le zone montuose delle Ande, sul lago di Titicaca tra il Perù e la Bolivia, i quali coltivavano giardini idroponici sulla superficie dell'acqua utilizzando bancali di paglia.
Che cos'è la coltura idroponica
L'idroponica, ovvero la coltivazione senza suolo o fuori suolo, prevede l'adozione di tecniche alternative di coltivazione che non prevedono l'uso del terreno, al suo posto vengono impiegati diversi tipi di substrati e con l'azione dell'acqua vengono somministrate le sostanze nutritive necessarie alla crescita delle colture. Esistono, in realtà, due grandi tipologie di coltivazione idroponica: quella che impiega il substrato, ovvero miscele di perlite, sabbia, argilla espansa, etc., che viene inumidito e irrigato con acqua e sostanze nutritive, e la coltivazione idroponica senza substrato, dove le radici delle piante sono immerse nel flusso della soluzione nutritiva (composta da acqua e sostanze disciolte).
I vantaggi di queste tecniche sono ancora in fase di studio ma troviamo la possibilità di coltivare ovunque, anche in regioni geografiche dove il clima è sfavorevole alle coltivazioni, dove il terreno non è lavorabile oppure in nazioni con scarsa superficie occupabile dalle coltivazioni. Questo tipo di agricoltura permette infatti anche la coltivazione verticale indoor, metodo che consente di risparmiare spazio prezioso e di ottimizzare i sistemi di trasporto dell'acqua.
Infine, un altro grande vantaggio riguarda il controllo dei parametri chimico-biologici, come quello del pH, l'apporto delle sostanze nutritive, la domanda di ossigeno, l'assenza di parassiti e di piante infestanti. Dal punto di vista dell'inquinamento, nonostante la coltura idroponica richieda l'utilizzo di energia elettrica per termostatare il calore erogato alle piante e di attrezzature specifiche per le costruzioni, l'assenza di pesticidi o diserbanti vede l'idroponica, a parità di prodotto ottenuto, nettamente in vantaggio rispetto alla tradizionale.
Altri tipi di colture alternative
Nel tempo poi si sono sviluppate anche delle tecniche parallele all'idroponica tra cui l'acquaponica e l'aeroponica. In particolare l'acquaponica è un tipo di coltivazione che abbina la crescita di specie vegetali all'allevamento ittico. I liquidi di scarto delle vasche ittiche vengono utilizzati per irrigare le colture. Le piante si nutrono delle sostanze nocive di scarto e restituiscono acqua pulita alla vasca creando un ambiente salubre per i pesci. Con questo metodo di coltivazione si utilizza il 90% d'acqua in meno e le piante crescono direttamente sopra le vasche affondando le radici nel filtro che pulisce l'acqua per i pesci.
La crescita avviene in tempi dal 30 al 50% inferiori rispetto ad una coltura tradizionale grazie alla costante fertilizzazione delle radici data dal flusso di acqua di scarico. Uno dei punti di forza di questo tipo di coltivazione è che riusa le acque, le ricicla e minimizza gli sprechi permettendo notevoli risparmi economici.
L'aeroponica invece è un tipo di coltivazione prettamente verticale in cui le piante fanno totalmente a meno di un substrato, vengono utilizzati speciali vasi a rete in cui le piante vengono sistemate con le radici allo scoperto, successivamente vengono erogate tramite nebulizzazione acqua e sostanze nutritive, il tutto è implementato grazie a turbine che garantiscano un ricircolo dell'aria controllato. Da un lato, l'ambiente chiuso e isolato rispetto all'esterno renderà i vegetali coltivati molto meno soggetti alle aggressioni da parte di funghi e malattie, dall'altro, le radici avranno un alto livello di ossigenazione e potranno così crescere velocemente con un quantitativo minimo di acqua e sali minerali.
L'orto subacqueo di Noli Ligure
Nell'ambito dell'agricoltura alternativa c'è poi una associazione tutta Italiana, la Nemo's Garden, che ha portato la coltivazione alternativa ad unire tutte le tecniche esposte in precedenza affrontando una nuova sfida, la coltivazione subacquea. Nel 2012 l'ingegnere Sergio Gamberini, in seguito ad alcune difficoltà riscontrate nell'agricoltura convenzionale del basilico in territorio ligure, ha deciso di progettare un orto sottomarino. Quella che era nata come una prova fantasiosa diede però ottimi risultati nel breve periodo, tanto che molti paesi si interessarono al progetto e grazie ad EXPO Milano 2015 ottenne riconoscimenti importanti e finanziamenti da aziende leader nel settore agricolo.
L'idea era semplice, creare delle cupole a poca distanza dalle coste liguri nelle quali coltivare il basilico, tipico prodotto regionale. La prima biosfera di metacrilato di 2 metri di diametro, posizionata tra i 6 e i 10 metri di profondità, venne messa in funzione nel 2013 ed i risultati in pochi mesi furono straordinari, il basilico era germogliato dopo una trentina di giorni dalla semina e le piante si erano sviluppate in tempi brevi, fruttando 300 grammi di raccolto in totale.
Ad oggi sono presenti 6 biosfere in cui trovano alloggio, su mensole posizionate all'interno, dalle 65 alle 95 piante ognuna, le strutture vengono ancorate al fondale marino grazie a 28 catene per impedirne il movimento causato dalle correnti marine. "Sono 2 mila litri di aria che danno una spinta verso l'alto pari a circa 2 tonnellate" spiega "per questo serve un sistema di ancoraggio solido, anche per resistere a correnti e mareggiate, e per questo al momento preferiamo mantenerci su 2 metri di diametro perché una maggiore dimensione implicherebbe un sistema di ancoraggio di gran lunga più robusto".
Il principio di funzionamento è il seguente: la luce del sole filtra attraverso il mare e il metacrilato delle biosfere (materiale vincente per resistenza e capacità di trasmissione della luce, pari quasi al 94%) scaldando l'aria al loro interno e creando una differenza di temperatura, ottimale per le piante e per permettere all'acqua dentro la biosfera di evaporare lasciando i sali marini nello strato sottostante. L'acqua evaporata condensa successivamente in goccioline d'acqua dolce sulle pareti della biosfera, viene raccolta da particolari condensatori che la trasportano in un canale in cui viene aggiunto un fertilizzante, trasportato dalla superficie, e infine giungono a nutrimento delle piante. L'evaporazione-condensa dell'acqua viene monitorata in termini di percentuale di Umidità Relativa (UR%) all'interno della biosfera. Di solito le piante necessitano del 70-75 UR% in condizioni standard di crescita. Un bel vantaggio riguarda proprio questa percentuale che nella biosfera risulta essere molto alta: parliamo di valori fino al 97% durante la notte e del 85% durante il giorno.
Anche la temperatura dell'aria all'interno della biosfera mostra una variazione minima ottimale di circa 3-4 °C tra il giorno e la notte. Nello stesso periodo (fine luglio) sono state registrate punte di 30-31°C. La temperatura all'interno della biosfera è superiore a quella dell'acqua di mare. Questo è il motivo per cui l'evaporazione dell'acqua di mare all'interno di ogni biosfera è tanto efficiente.
Il sistema è dunque in equilibrio e risulta autosufficiente, non necessita di ulteriore energia se non quella per mantenere costante le temperature interne alla biosfera anche nelle ore notturne, energia comunque prodotta da pannelli solari in superficie ancorati a delle boe. Un altro studio interessante sta portando gli scienziati a valutare l'efficienza nella produzione di acqua dolce da questa metodica. Se siete interessati è presente anche un live streaming 24 ore su 24 che consente a chiunque di seguire gli sviluppi di questo incredibile progetto "e a noi di interfacciarsi con soggetti che potrebbero avere maggior conoscenza in ambito specifico: dato che non siamo agronomi né ci occupiamo specificatamente di questo".
Sin dai primi esperimenti sono stati notati dei vantaggi eccellenti rispetto alla coltivazione tradizionale, in una recente intervista Gianni Fontanesi di Ocean Reef, società che si occupa di affiancare con strumentazioni adeguate le coltivazioni subacquee, dichiara: "dopo appena 36-48 ore si nota già la germinazione, mentre la stessa tipologia di pianta, in condizioni normali, impiega circa 5-7 giorni. Stiamo ancora cercando di capire da cosa dipende", racconta, "se per umidità e temperatura stabili, la presenza di CO2 oppure per la maggiore pressione, o la relazione di tutti questi fattori. Non abbiamo testi da consultare riguardo questo, quindi siamo ancora in fase di studio". In alcuni casi c'è differenza nelle dimensioni delle foglie, un aumento di carotenoidi e configurazioni di oli essenziali ripartite in modo differente, "la pianta" spiega "sviluppa più pigmenti per mantenere la fotosintesi clorofilliana anche con poca luce. Riguardo al sapore non abbiamo notato differenze rilevanti".
Ad ora è dunque chiaro che la crescita sia più veloce nelle biosfere, inoltre il profumo del basilico risulta maggiore rispetto alle piante cresciute in superficie, da analisi effettuate infatti vi è una concentrazione maggiore di oli essenziali e molecole volatili. Dopo il basilico l'associazione ha sperimentato anche la coltivazione di altre erbe aromatiche ed edibili, un paio di anni fa sono state testate anche piante di uso farmaceutico o cosmetico, come per esempio l'aloe.
Purtroppo l'azienda ha subito un forte arresto nel 2019 quando, a causa di una mareggiata, alcune biosfere sono state sradicate dal fondale causando non pochi danni alle coltivazioni, tuttavia la Nemo's Garden non si è fatta scoraggiare ed ha iniziato a ricostruire e ad implementare le sue strutture continuando gli esperimenti. Le prospettive future sono innumerevoli e riguardano diversi settori, dal turismo, con l'idea di progettare osservatori subacquei, alla scienza, con quella di creare laboratori in cui effettuare test anche di natura diversa, addirittura fino allo spazio dato che anche l'Ente Spaziale Europeo ha espresso il suo interesse. In ogni caso questo è un mercato ancora tutto da esplorare che sicuramente porterà grandi novità nel prossimo futuro nel campo dell'agricoltura alternativa.
Il futuro dell'agricoltura viene dal mare, coltiveremo anche sott'acqua?
Al giorno d'oggi le nuove sfide in campo agricolo riguardano la mancanza di spazio, la risposta potrebbe arrivare dalla coltura idroponica subacquea.
In questi giorni si parla molto di un tipo di agricoltura alternativa, la coltivazione di piante fuori dal suolo, ovvero l'idroponica. Il nostro pianeta è occupato al 71% da oceani di acqua salata e solo il restante 29% è occupato da terra ferma ed isole, risulta dunque abbastanza logico pensare che le nostre risorse siano limitate dal punto di vista dello spazio occupabile, ecco perché la ricerca in campo idroponico sta aumentando esponenzialmente di anno in anno.
ln realtà questa non è una scoperta sensazionale dei nostri tempi, basti pensare ai giardini pensili dell'antica Babilonia, oppure alle coltivazioni dei popoli che abitavano le zone montuose delle Ande, sul lago di Titicaca tra il Perù e la Bolivia, i quali coltivavano giardini idroponici sulla superficie dell'acqua utilizzando bancali di paglia.
Che cos'è la coltura idroponica
L'idroponica, ovvero la coltivazione senza suolo o fuori suolo, prevede l'adozione di tecniche alternative di coltivazione che non prevedono l'uso del terreno, al suo posto vengono impiegati diversi tipi di substrati e con l'azione dell'acqua vengono somministrate le sostanze nutritive necessarie alla crescita delle colture. Esistono, in realtà, due grandi tipologie di coltivazione idroponica: quella che impiega il substrato, ovvero miscele di perlite, sabbia, argilla espansa, etc., che viene inumidito e irrigato con acqua e sostanze nutritive, e la coltivazione idroponica senza substrato, dove le radici delle piante sono immerse nel flusso della soluzione nutritiva (composta da acqua e sostanze disciolte).
I vantaggi di queste tecniche sono ancora in fase di studio ma troviamo la possibilità di coltivare ovunque, anche in regioni geografiche dove il clima è sfavorevole alle coltivazioni, dove il terreno non è lavorabile oppure in nazioni con scarsa superficie occupabile dalle coltivazioni. Questo tipo di agricoltura permette infatti anche la coltivazione verticale indoor, metodo che consente di risparmiare spazio prezioso e di ottimizzare i sistemi di trasporto dell'acqua.
Infine, un altro grande vantaggio riguarda il controllo dei parametri chimico-biologici, come quello del pH, l'apporto delle sostanze nutritive, la domanda di ossigeno, l'assenza di parassiti e di piante infestanti.
Dal punto di vista dell'inquinamento, nonostante la coltura idroponica richieda l'utilizzo di energia elettrica per termostatare il calore erogato alle piante e di attrezzature specifiche per le costruzioni, l'assenza di pesticidi o diserbanti vede l'idroponica, a parità di prodotto ottenuto, nettamente in vantaggio rispetto alla tradizionale.
Altri tipi di colture alternative
Nel tempo poi si sono sviluppate anche delle tecniche parallele all'idroponica tra cui l'acquaponica e l'aeroponica.
In particolare l'acquaponica è un tipo di coltivazione che abbina la crescita di specie vegetali all'allevamento ittico. I liquidi di scarto delle vasche ittiche vengono utilizzati per irrigare le colture. Le piante si nutrono delle sostanze nocive di scarto e restituiscono acqua pulita alla vasca creando un ambiente salubre per i pesci. Con questo metodo di coltivazione si utilizza il 90% d'acqua in meno e le piante crescono direttamente sopra le vasche affondando le radici nel filtro che pulisce l'acqua per i pesci.
La crescita avviene in tempi dal 30 al 50% inferiori rispetto ad una coltura tradizionale grazie alla costante fertilizzazione delle radici data dal flusso di acqua di scarico. Uno dei punti di forza di questo tipo di coltivazione è che riusa le acque, le ricicla e minimizza gli sprechi permettendo notevoli risparmi economici.
L'aeroponica invece è un tipo di coltivazione prettamente verticale in cui le piante fanno totalmente a meno di un substrato, vengono utilizzati speciali vasi a rete in cui le piante vengono sistemate con le radici allo scoperto, successivamente vengono erogate tramite nebulizzazione acqua e sostanze nutritive, il tutto è implementato grazie a turbine che garantiscano un ricircolo dell'aria controllato. Da un lato, l'ambiente chiuso e isolato rispetto all'esterno renderà i vegetali coltivati molto meno soggetti alle aggressioni da parte di funghi e malattie, dall'altro, le radici avranno un alto livello di ossigenazione e potranno così crescere velocemente con un quantitativo minimo di acqua e sali minerali.
L'orto subacqueo di Noli Ligure
Nell'ambito dell'agricoltura alternativa c'è poi una associazione tutta Italiana, la Nemo's Garden, che ha portato la coltivazione alternativa ad unire tutte le tecniche esposte in precedenza affrontando una nuova sfida, la coltivazione subacquea. Nel 2012 l'ingegnere Sergio Gamberini, in seguito ad alcune difficoltà riscontrate nell'agricoltura convenzionale del basilico in territorio ligure, ha deciso di progettare un orto sottomarino. Quella che era nata come una prova fantasiosa diede però ottimi risultati nel breve periodo, tanto che molti paesi si interessarono al progetto e grazie ad EXPO Milano 2015 ottenne riconoscimenti importanti e finanziamenti da aziende leader nel settore agricolo.
L'idea era semplice, creare delle cupole a poca distanza dalle coste liguri nelle quali coltivare il basilico, tipico prodotto regionale. La prima biosfera di metacrilato di 2 metri di diametro, posizionata tra i 6 e i 10 metri di profondità, venne messa in funzione nel 2013 ed i risultati in pochi mesi furono straordinari, il basilico era germogliato dopo una trentina di giorni dalla semina e le piante si erano sviluppate in tempi brevi, fruttando 300 grammi di raccolto in totale.
Ad oggi sono presenti 6 biosfere in cui trovano alloggio, su mensole posizionate all'interno, dalle 65 alle 95 piante ognuna, le strutture vengono ancorate al fondale marino grazie a 28 catene per impedirne il movimento causato dalle correnti marine. "Sono 2 mila litri di aria che danno una spinta verso l'alto pari a circa 2 tonnellate" spiega "per questo serve un sistema di ancoraggio solido, anche per resistere a correnti e mareggiate, e per questo al momento preferiamo mantenerci su 2 metri di diametro perché una maggiore dimensione implicherebbe un sistema di ancoraggio di gran lunga più robusto".
Il principio di funzionamento è il seguente: la luce del sole filtra attraverso il mare e il metacrilato delle biosfere (materiale vincente per resistenza e capacità di trasmissione della luce, pari quasi al 94%) scaldando l'aria al loro interno e creando una differenza di temperatura, ottimale per le piante e per permettere all'acqua dentro la biosfera di evaporare lasciando i sali marini nello strato sottostante.
L'acqua evaporata condensa successivamente in goccioline d'acqua dolce sulle pareti della biosfera, viene raccolta da particolari condensatori che la trasportano in un canale in cui viene aggiunto un fertilizzante, trasportato dalla superficie, e infine giungono a nutrimento delle piante. L'evaporazione-condensa dell'acqua viene monitorata in termini di percentuale di Umidità Relativa (UR%) all'interno della biosfera. Di solito le piante necessitano del 70-75 UR% in condizioni standard di crescita. Un bel vantaggio riguarda proprio questa percentuale che nella biosfera risulta essere molto alta: parliamo di valori fino al 97% durante la notte e del 85% durante il giorno.
Anche la temperatura dell'aria all'interno della biosfera mostra una variazione minima ottimale di circa 3-4 °C tra il giorno e la notte. Nello stesso periodo (fine luglio) sono state registrate punte di 30-31°C. La temperatura all'interno della biosfera è superiore a quella dell'acqua di mare. Questo è il motivo per cui l'evaporazione dell'acqua di mare all'interno di ogni biosfera è tanto efficiente.
Il sistema è dunque in equilibrio e risulta autosufficiente, non necessita di ulteriore energia se non quella per mantenere costante le temperature interne alla biosfera anche nelle ore notturne, energia comunque prodotta da pannelli solari in superficie ancorati a delle boe.
Un altro studio interessante sta portando gli scienziati a valutare l'efficienza nella produzione di acqua dolce da questa metodica.
Se siete interessati è presente anche un live streaming 24 ore su 24 che consente a chiunque di seguire gli sviluppi di questo incredibile progetto "e a noi di interfacciarsi con soggetti che potrebbero avere maggior conoscenza in ambito specifico: dato che non siamo agronomi né ci occupiamo specificatamente di questo".
E non solo, se siete interessati è possibile anche monitorare direttamente dal proprio schermo i valori all'interno delle biosfere di CO2, ossigeno, pressione e umidità tramite semplici comandi, la sensazione è proprio quella di essere uno degli scienziati che segue il progetto.
I vantaggi
Sin dai primi esperimenti sono stati notati dei vantaggi eccellenti rispetto alla coltivazione tradizionale, in una recente intervista Gianni Fontanesi di Ocean Reef, società che si occupa di affiancare con strumentazioni adeguate le coltivazioni subacquee, dichiara: "dopo appena 36-48 ore si nota già la germinazione, mentre la stessa tipologia di pianta, in condizioni normali, impiega circa 5-7 giorni. Stiamo ancora cercando di capire da cosa dipende", racconta, "se per umidità e temperatura stabili, la presenza di CO2 oppure per la maggiore pressione, o la relazione di tutti questi fattori. Non abbiamo testi da consultare riguardo questo, quindi siamo ancora in fase di studio". In alcuni casi c'è differenza nelle dimensioni delle foglie, un aumento di carotenoidi e configurazioni di oli essenziali ripartite in modo differente, "la pianta" spiega "sviluppa più pigmenti per mantenere la fotosintesi clorofilliana anche con poca luce. Riguardo al sapore non abbiamo notato differenze rilevanti".
Ad ora è dunque chiaro che la crescita sia più veloce nelle biosfere, inoltre il profumo del basilico risulta maggiore rispetto alle piante cresciute in superficie, da analisi effettuate infatti vi è una concentrazione maggiore di oli essenziali e molecole volatili.
Dopo il basilico l'associazione ha sperimentato anche la coltivazione di altre erbe aromatiche ed edibili, un paio di anni fa sono state testate anche piante di uso farmaceutico o cosmetico, come per esempio l'aloe.
Purtroppo l'azienda ha subito un forte arresto nel 2019 quando, a causa di una mareggiata, alcune biosfere sono state sradicate dal fondale causando non pochi danni alle coltivazioni, tuttavia la Nemo's Garden non si è fatta scoraggiare ed ha iniziato a ricostruire e ad implementare le sue strutture continuando gli esperimenti. Le prospettive future sono innumerevoli e riguardano diversi settori, dal turismo, con l'idea di progettare osservatori subacquei, alla scienza, con quella di creare laboratori in cui effettuare test anche di natura diversa, addirittura fino allo spazio dato che anche l'Ente Spaziale Europeo ha espresso il suo interesse.
In ogni caso questo è un mercato ancora tutto da esplorare che sicuramente porterà grandi novità nel prossimo futuro nel campo dell'agricoltura alternativa.
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