Manouba - Tunis, 22 – 27 Agosto 2016

PROGETTO AGRIPONIC: Promozione e diffusione della tecnologia aeroponica in

agricoltura

LA NUTRIZIONE NEL SISTEMA AEROPONICO

SOLUZIONE NUTRITIVALa Soluzione Nutritiva costituisce il mezzo liquido da cui le radici dellepiante prelevano il loro fabbisogno idrico e minerale.

La nutrizione delle piante può definirsi come l’insieme dei rapporti tra lapianta, gli elementi chimici che costituiscono il suo alimento e l’ambiente chefunge da interfaccia.

Tra gli elementi che si considerano indispensabili per le piante troviamo:

MACRO ELEMENTI:

- Carbonio (C)

- Idrogeno (H)

- Ossigeno (O)

- Azoto (N)

- Potassio (K)

- Fosforo (P)

- Calcio (Ca)

- Zolfo (S)

- Magnesio (Mg)

MICRO ELEMENTI:

- Ferro (Fe)

- Manganese (Mn)

- Zinco (Zn)

- Rame (Cu)

- Boro (B)

- Molibdeno (Mo)

- Cloro (Cl)

AZOTO (N)

Tra gli elementi minerali è senza dubbio il più importante.Può essere presente in soluzione con due forme di ioni, nitrico (NO₃̄) edammoniacale (NH₄⁺).

La prima forma è quella comunemente utilizzata dalla pianta,mentre la seconda, quando è presente, viene assorbita inmaniera più rapida soprattutto nei periodi estivi e puòdiventare tossica per la pianta quando supera il 20% - 25%dell’azoto totale in Soluzione.

L’Azoto, nella soluzione nutritiva viene somministratomediante l’utilizzo dei seguenti fertilizzanti: nitrato potassio,nitrato magnesio, nitrato d’ammonio, acido nitrico,fosfato monoammonico, nitrato di calcio

Le carenze e gli eccessi azotati mostrano i medesimisintomi: eccessivo lussureggiamento, ingiallimenti, scarsaconsistenza dei frutti, scarsa serbevolezza dei frutti e dellefoglie, scarsa colorazione, riduzione della fioritura, ecc..

FOSFORO (P)

Risulta presente nella Soluzione, come ione PO₄⁻₄⁻₄⁻₄⁻. Viene apportato attraversoi seguenti fertilizzanti: acido ortofosforico, fosfato monoammonico efosfato monopotassico.

La carenza di “P” porta a foglie piccole e rigide, ilportamento della pianta è molto eretto. La crescita è scarsa,anche se la pianta si mostra affusolata.Nella soluzione nutritiva va bilanciato con gli ioni SO4 eNO3.

Il problema di dosaggio eccessivo non si pongono per lecoltivazioni su suolo, dove il suolo funge da volano.Viceversa nelle colture senza suolo, tale effetto non èpresente e quindi è fondamentale attenzionare gli eccessi.

Il Fosforo gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo deipalchi fiorali e del fiore in maniera particolare.

POTASSIO (K)

Tra i cationi è certamente quello più importante, sia per le quantità assorbiteche si avvicinano a quelle dello N dall’1% al 5% della sostanza secca, che perle innumerevoli funzioni metaboliche, alle quali partecipa attivamente.

In quantità sufficienti è indispensabile per consentire ilregolare svolgersi del processo fotosintetico.È un potente attivatore enzimatico. Agisce infatti comecatalizzatore o coenzima, su un elevato numero di enzimi,basilari per la vita delle piante.

L’apporto di Potassio va opportunamente bilanciato conquello di Calcio e Magnesio e il suo dosaggio è molto legatoalla quantità di Sodio e Boro presenti nell’acqua diirrigazione.

A causa della carenza di K, le foglie più vecchie divengonoclorotiche, poi necrotiche, a partire dai margini fogliari. Se lacarenza è grave, anche le aree intercostali possono diventareclorotiche. All'interno delle aree clorotiche si sviluppanomacchioline necrotiche di color marroncino e biancastro.In caso di eccesso i sintomi sono riduzione pezzatura frutti.

CALCIO (Ca)

È un macroelemento imprescindibile nella formulazione della soluzionenutritiva.La quantità di Ca presente nei tessuti vegetali èimportante, pari, infatti, dallo 0,5% al 2% dellasoluzione secca.

Svolge una serie di funzioni definite “anti tossiche” mail suo eccesso può portare ad eccessimolussureggiamento e perdita di colore dei frutti.

Si può somministrare nella Soluzione Nutritivasottoforma di Nitrato di Calcio e va dosato rispettandol’equilibrio imprescindibile tra K e Mg e la quantità diSodio presente nell’acqua di irrigazione.

La sua carenza causa il Marciume Apicale dei frutti. Simanifesta a partire dalle foglie più giovani che durate lacrescita, assumono uno sviluppo stentato. Nei casi piùgravi si manifestano delle necrosi apicali sui fritti piùgiovani in fase di intensa crescita.

MAGNESIO (Mg)Anche questo elemento viene classificato erroneamente tra i microelemeti.

La quantità di Mg presente nella sostanza secca è compresa dallo 0,2% allo0,5%.Nella cellula vegetale, il Mg , essendo al centro dell’anello porfirinico,ricopre un ruolo fondamentale nella fotosintesi clorofilliana.

Partecipa in modo attivo all’equilibrio reciproco tra K e Ca

Può essere apportato alla soluzione nutritiva mediante i duefertilizzanti: solfato magnesio e nitrato magnesio.

I sintomi della carenza di magnesio si manifestano sullefoglie più vecchie. Mostrano clorosi internervali suimargini delle foglie, coperte da alcuni puntini necrotici dicolore da bianco a marroncino. Se la carenza è severa, leclorosi internervali progrediscono dai margini al centrodelle foglie. Di conseguenza le foglie intere ingiallisconofino a che le foglie più vecchie muoiono. Nei frutti simanifesta con scarsa colorazione.

ZOLFO (S)

La quantità di S presente nella sostanza secca è compresa tra lo 0,15% e lo0,5%.Prende parte alla composizione di tre importanti amminoacidi: cisteina,cistina e metionina.Presenti in tutte le catene proteiche e nella composizione di diverse vitaminetra le quali la vitamina B1.

Nella Soluzione Nutritiva lo ione SO4- viene inserito grazie all’impiego diSolfato Magnesio, Solfato Potassio, Solfato Ammonico, Acido Solforico.

I sintomi di carenza si manifestano a partire dalle foglie più giovani e sonomolto simili a quelli dovuti a carenza di azoto.

FERRO (Fe)

È tra i microelementi quello più noto e studiato.Le radici riescono ad assorbirlo soltanto sotto forma ferrosa (Fe⁺⁺) o sottoforma chelata (EDTA, EDDHA, EDDHSA, DTPA).

La carenza si manifesta con clorosi internervali, abbastanza simili a quelledeterminate dalla carenza di Mg, che però si originano dal picciolo dellafoglia più giovane e verso la lamina. Nei frutti si manifesta con decolorazioni.

RAME (Cu)Il rame partecipa alla sintesi degli acidi nucleici, e interviene per viaenzimatica nel metabolismo dei glucidi e dei lipidi.

È costituente della plastocianina, proteina che partecipaalla fotosintesi.I sintomi di carenza si manifestano a partire dalle fogliepiù anziane, sulle quali si manifestano una clorosi diffusache si estende anche alle nervature.In genere i frutti rimangono piccoli e spesso assumonoforme irregolari.A questi sintomi si aggiungono spesso necrosi apicali,conseguenti ad un arresto nella crescita degli apicivegetativi e alla loro morte.

L’eccesso di Cu determina danni rilevanti soprattuttoall’apparato radicale, che vengono intossicati e subiscononecrosi e successivo disfacimento dei tessuti.

Nelle colture condotte senza l’utilizzo di substrati, si tendead innalzare le dosi di rame presente nella Soluzione, perridurre il rischio di diffusione di patogeni fungini ebatterici.

MANGANESE (Mn)

Ha una funzione abbastanza simile a quella svolta dal Fe, con il qualeinterviene nei processi di ossido – riduzione.

Viene assorbita dagli apparati radicali solo sottoforma bivalente (Mn⁺⁺)

Le carenze si manifestano con clorosi internervalinelle foglie giovani, in caso di carenza molto fortesi ha un arresto della crescita della pianta.I sintomi da eccesso, sono inizialmente simili aquelli da carenza, sono spesso accompagnatidalla comparsa di macchie brune sulle foglie piùanziane. In seguito assumono una pigmentazionenera molto intensa.

BORO (B)

Viene assorbito sotto forma di BO₃⁻, per costituire dei complessi borati congli zuccheri e altri metaboliti. Entra nella sintesi degli acidi nucleici e dellebasi azotate, ed è indispensabile per la traslocazione degli zuccheri.

Le carenze si manifestano in modi diversi.Come prima conseguenza si ha la comparsa dideformazioni sugli organo più giovani seguitada scarsa allegagione dei frutti. I frutti hannouna crescita molto stentata o subiscono untotale arresto di sviluppo. In condizioni di fortecarenza si evidenziano danni gravi anche sugliapparti radicali.

I danni da eccesso, sono frequenti soltantoquando le acque utilizzate per le irrigazioni necontengono in quantità eccessiva. Le areemarginali delle foglie diventano cloritiche enecrotizzano come intossicazione da Sodio.

Nella preparazione della soluzione Nutritiva è importante fare attenzione allaquantità di B contenuto nell’acqua utilizzata.

ZINCO (Zn)

Agisce su diversi enzimi allo stesso modo del Mg e del Mn, quindi in moltiprocessi risultano intercambiabili.

I sintomi di carenza compaiono con clorosi sullefoglie giovani, che possono essere facilmenteconfuse con quelli manifestati da altrimicroelementi. In questo caso, poiché lo Zn èindispensabile alla sintesi di uno degli ormoni dicrescita, è associato ad un arresto dello sviluppodella pianta e all’accorciamento degli internodi. Unulteriore sintomo tipico è la comparsa di fogliepiccole appuntite.

L’eccesso di Zn può provocare ferro deficienza.

È importante il suo ruolo nella sintesi dell’RNA.

MOLIBDENO (Mo)

Viene assorbito esclusivamente sotto forma di molibdato (MoO₄⁻⁻). È uncomponente essenziale degli enzimi responsabili del metabolismo dello N.I sintomi di carenza appaiono simili a quelli manifestati a quelli da carenzadi N, quindi è indispensabile procedere all’analisi dei tessuti fogliari. Simanifestano con clorosi diffusa a partire dalle foglie basali accompagnata dalresto della crescita e da una notevole riduzione nel numero di fioridifferenziati.

LOTTA BIOLOGICA

Nei SISTEMI FUORISUOLO in generale, non possono essere applicati disciplinari di «agricoltura biologica»:

• Le piante vanno alimentate con tutti i nutrienti dall’ Azoto al Molibdeno;

• Non esiste alcun nutrimento dal terreno agrario;

• Gli impianti non supportano flocculazioni da parte dei concimi organici;

• L’interazione dei concimi organici decomposti provocherebbe la formazione di Azoto Ammoniacale NH4, quindi alterazioni nell’acidificazione della soluzione nutritiva.

LOTTA INTEGRATA

In tutti i SISTEMI FUORISUOLO possono essere applicate tecniche di lotta integrata:

• Utilizzo di insetti pronubi per l’impollinazione;

• Diminuzione drastica dei trattamenti insetticidi e fungicidi grazie alla corretta nutrizione;

• Utilizzo dei fungicidi naturali e induttori di resistenza;

• Abolizione dei geodisinfettanti.

Sistemi fuori suolo : Soluzione Nutritiva

1) importante valutazione della qualità delle acque destinate all’irrigazione;

2) Corretta formulazione della soluzione in funzione di:

• qualità dell’acqua

• tipo di coltura

• fase fenologica

• tipo di ciclo colturale

COMPOSIZIONE DELLA “SOLUZIONE NUTRITIVA”

PREPARAZIONE DELLA “SOLUZIONE NUTRITIVA”

Un metodo razionale di preparazione della soluzione è quello che prevedel’impiego di tre soluzioni madri ad alta concentrazione, poste in vascheseparate.La divisione degli acidi, dei sali nelle tre vasche può essere effettuata comenell’immagine

PREPARAZIONE DELLA “SOLUZIONE NUTRITIVA”

Per la Soluzione Nutritiva si possono utilizzare soluzioni già diluite, pronte per essereutilizzate tal quali (soluzione figlia) o da preparare diluendole al momento del loroimpiego (soluzione madre).In quest’ultimo bisogna seguire una tecnica ben precisa, volta ad evitare che prodottinon miscibili vadano a finire nello stesso contenitore e che si realizzino leconcentrazioni volute.

Si dovrà disporre di 2 o 3 diversi contenitori di adeguata capienza , indicati con le lettereA, B e C dove verranno preparate 3 soluzioni madre concentrate , ciascuna contenete soloprodotti miscibili.

PREPARAZIONE DELLA “SOLUZIONE NUTRITIVA”

Negli impianti a ciclo chiuso, ogni 1 – 2 mesi, la Soluzione Nutritiva è completamente sostituita,sia per la difficoltà a mantenere i previsti rapporti tra gli elementi nutritivi, sia per possibiliproblemi di ordine sanitario.In questi impianti, normalmente si prevede un deposito di accumulo della soluzione drenata chepuò essere gestita in vario modo (FILTRAZIONE, STERILIZZAZIONE, INTEGRAZIONE).

VANTAGGI:

• Possibilità di coltivare specie orticole e floricole;

• Minore consumo acqua.

SVANTAGGI:

• Maggiore consumo di

concimi minerali;

LA QUALITÁ DELL’ACQUABassa Salinità

VANTAGGI:

• Possibilità di coltivare specie orticole;

• Maggiore qualità;

SVANTAGGI:

• Difficile coltivare floricole.

• Alti bicarbonati (HCO3)

LA QUALITÁ DELL’ACQUAMedia Salinità

VANTAGGI:

• Risparmio di concimi;

• Più qualità produzioni orticole.

SVANTAGGI:

• Pericolo di precipitazioni nella soluzione nutritiva;

• Basse rese;

• Varietà tolleranti.

LA QUALITÁ DELL’ACQUAAcqua Gessosa

VANTAGGI:

• Più qualità produzioni orticole.

SVANTAGGI:

• Consumi alti di Calcio (Ca);

• Alti bicarbonati;

• Tossicità da Boro (B);

• Basse rese;

• Varietà di nicchia.

LA QUALITÁ DELL’ACQUAAlta Salinità

Fertilizzanti usati per la soluzione nutritiva

Per la Soluzione Nutritiva è importante l’utilizzo di fertilizzanti idrosolubilisufficientemente puri. Si usano quasi esclusivamente sali tecnici di cui siconosce l’esatta composizione chimica, il titolo ed il peso molecolare.

Tra gli acidi quello nitrico è il più impiegato perché corregge il pH e fornisceparte del fabbisogno di N (NO3). In alcune colture è molto utilizzato l’acidofosforico poiché è la fonte più economica di fosforo ed ha un potere acidificantemaggiore rispetto a quello dell’acido nitrico.

I fosfati ed i solfati non possono essere disciolti insieme al nitrato di calcio, inacque ricche di calcio e magnesio possono essere aggiunti dopo aver acidificatol’acqua. Il nitrato di calcio è molto utilizzato nelle soluzioni non nel caso in cui laquantità di calcio presente nell’acqua utilizzata raggiunge già i limiti richiesti.

Il Nitrato di Potassio può essere miscelato con tutti i fertilizzanti ma si devetenere conto della solubilità massima di 1kg/10 litri.

Il Solfato Potassio e il Fosfato Monopotassico sono fertilizzanti usati perapportare K2O e non possono essere miscelati col Nitrato di Calcio

Fertilizzanti usati per la soluzione nutritiva

Il nitrato di ammonio deve essere usato con molta attenzione perché puòrisultare fitotossico quando fornisce N ammoniacale in dose superiore al 20-25% dell’N totale.

Il fosfato monopotassico è molto utilizzato per soddisfare gli apporti diH₂PO₄ ̄; nitrato e solfato di potassio sono impiegati per raggiungere i livellidi K⁺ prefissati.

Il solfato di magnesio ed il nitrato di magnesio sono utilizzati per fornire Mg.

Per i microelementi sono impiegati Sali contenenti B (acido borico, borace),Mn, Zn, Mo come ad esempio: il solfato di manganese, il solfato di zinco,

molibdato di sodio. Per il ferro si usano i chelati ferrici (edta, eddha, eddhsa,

dtpa) che evitano la reazione del ferro con altri ioni e quindi la suaprecipitazione ed insolubilizzazione.

Distribuzione della Soluzione Nutritiva Gli impianti di distribuzione variano in base al tipo di fuori suolo:- scorrimento di un velo continuo di soluzione in strato sottile (2-3mm) in NFT- distribuzione per nebulizzazione sulle radici in aeroponica- distribuzione con impianti a goccia , nelle colture in sacchi o vasi- distribuzione per subirrigazione, da canalette o da vasche per vasi ed

idrocolturaL’impianto d’irrigazione deve essere munito di appositi filtri a sabbia o a rete ,per evitare il passaggio di impurità con conseguenti ostruzioni. Tutte le partidevono essere di PE o acciaio inox in modo da resistere agli acidi.

Controllo della Soluzione Nutritiva Il controllo della soluzione e la frequenza della distribuzione possono essereautomatizzate con centraline che evidenziano situazioni anomale mediantesistemi di allarme.

Il monitoraggio del PH e della conducibilità viene effettuato in uscita medianteapposite sonde che semplificano il controllo e la gestioni degli impianti.

Nel caso di impianti a ciclo chiuso si ha il rischio della diffusione di malattieattraverso la soluzione riciclata, la quale dovrà essere opportunamentedisinfettata attraverso trattamenti termici, filtrazione, ozono, raggiultravioletti, clorazione.

Dott. Walter Fidone

walter.fidone@gmail.com

Mob.: +393662676146