Agricoltura idroponica: la rivoluzione della sostenibilità parte dall’agricoltura

Si parla sempre di più di coltivazione idroponica, un modo tutto nuovo di fare agricoltura. Oltre a offrire un’ottima opportunità per avviare un’attività agricola e creare nuovi posti di lavoro, soprattutto per i giovani, l’idroponica è una risorsa preziosa per la produzione alimentare in un mondo dove le terre coltivabili sono sempre più scarse e la popolazione cresce rapidamente in alcune aree. Un elemento fondamentale, quindi, dell’agricoltura sostenibile.

Cos’è l’agricoltura idroponica

L’agricoltura idroponica è una tecnica di coltivazione che utilizza soluzioni nutritive in acqua invece del suolo tradizionale per la crescita delle piante. Questa innovativa metodologia agricola si basa sulla somministrazione diretta alle radici delle piante di nutrienti essenziali disciolti in acqua, ottimizzando così la crescita e la resa dei raccolti.

Le origini dell’idroponica risalgono all’antichità, con le prime testimonianze nell’antico Egitto e nei giardini pensili di Babilonia, ma il vero sviluppo scientifico è avvenuto nel XX secolo grazie agli studi di W. F. Gericke. L’agricoltura idroponica si è poi evoluta fino a diventare una componente chiave della vertical farming, una pratica che prevede la coltivazione di piante in ambienti controllati, spesso in edifici a più piani, massimizzando l’uso dello spazio verticale.

Alla base del successo di questa pratica è la sua sostenibilità: l’impatto ambientale, infatti, è notevolmente ridotto, grazie a un uso oculato di acqua e nutrienti. I riscontri economici sono lusinghieri: MarketsandMarkets prevede che tale mercato raggiungerà i 15,3 miliardi di dollari nel 2028, evidenziando un tasso di crescita composto annuo del 24,7% nel periodo considerato (2023-2028)

Oggi è uno dei mercati più in crescita, che si prevede raggiungerà i 19 miliardi di dollari entro il 2027, ma che richiede grande competenza specialistica, una costante attività di ricerca e sperimentazione da parte dei fornitori di tecnologia e un grosso impegno nella formazione degli agricoltori del futuro.

Idroponica, aeroponica, acquaponica

La coltivazione idroponica è un metodo di coltivazione in assenza di suolo, utilizzando soluzioni nutritive minerali disciolte nell’acqua. Le piante, infatti, non hanno bisogno di terra, ma possono essere coltivate con le sole radici immerse nel liquido nutritivo costituito da sostanze naturali, sostenute da un substrato inerte come argilla, ghiaia o perlite. In questo sistema, le piante non hanno necessità di estendere molto le proprie radici perché non devono consumare energia alla ricerca di nutrienti come avviene normalmente a terra.
Il pregio di questo tipo di coltivazione è che gli ortaggi crescono in un ambiente controllato da un sistema informatico centralizzato che monitora l’equilibrio nutrizionale nella soluzione liquida, l’umidità relativa, il corretto apporto di acqua e la concentrazione di sostanze nutritive senza utilizzare fertilizzanti chimici o sostanze a forte impatto ambientale. Il vantaggio più sensibile è che non è possibile venire a contatto con parassiti o specie infestanti.

L’aeroponica conta sull’assenza non solo di terra, ma anche dell’acqua. Le piante sono coltivate in un sistema che le mantiene sospese e le radici alimentate con una soluzione nebulizzata di acqua e nutrienti.

Una volta allestito il sistema aeroponico, le piante vengono poste con le radici all’aria all’interno di una grow room o box (camera di coltivazione più o meno piccola) dove resteranno fino al momento della raccolta, in un ambiente anche in questo caso dove vige il controllo di temperatura, umidità e dell’illuminazione a LED.

C’è poi l’acquaponica, sistema basato anch’esso sull’acqua impiegata come ambiente che mette in relazione piante, pesci e batteri. È un ecosistema in cui ogni specie beneficia delle altre: pesci e batteri forniscono, mediante gli scarti delle proprie funzioni organiche, tutte le sostanze nutritive di cui le piante hanno bisogno. Tutto questo avviene in maniera naturale, creando un sistema di “economia circolare” dove lo scarto, il rifiuto torna a essere parte integrante del processo produttivo.

Tutte e tre le tecniche garantiscono benefici in termini di sostenibilità ambientale: sono necessari spazi limitati, le risorse nutritive sono ridotte al minimo e del tutto naturali, non c’è necessità di ricorrere a sostanze chimiche. Inoltre, dato che spesso sono praticate in ambienti chiusi, non sono soggetti alle condizioni climatiche.

Perché questo modello di agricoltura è così importante in Italia

Il comparto agricolo è uno dei settori che più di tutti ha avvertito in anticipo l’impatto del cambiamento climatico e già da tempo sono nate sperimentazioni per l’irrigazione dei campi e l’alimentazione degli animali.

L’Italia, in particolare, emerge come il secondo Paese in Europa per il maggiore utilizzo dell’acqua nell’irrigazione, impiegando circa il 60% delle risorse idriche disponibili per questa attività. Tuttavia, tale quantità rappresenta solo il 2,5% delle risorse idriche totali del pianeta, sottolineando la pressione sulle risorse idriche a livello globale.

Il settore agricolo è il principale utilizzatore di acqua a livello nazionale, con circa la metà dei prelievi totali, pari a 17 miliardi di metri cubi all’anno. Ma le ondate di siccità, le temperature estreme e gli eventi meteorologici estremi hanno portato molte incertezze nell’approvvigionamento di acqua, rendendo urgente non solo una gestione più efficiente della risorsa idrica, ma anche la ricerca di nuove modalità di coltivazione.

L’industria agroalimentare italiana sta attraversando una fase di profondo cambiamento. La siccità del 2022, la peggiore degli ultimi 500 anni, ha avuto un impatto devastante, causando danni per 6 miliardi di euro, equivalenti al 10% della produzione nazionale.

In risposta a queste sfide, si stanno sviluppando e adottando diverse strategie per promuovere la circolarità delle risorse. Queste includono il riuso delle acque reflue, l’agricoltura di precisione e, sempre più, l’idroponica, che offre soluzioni innovative per una gestione più sostenibile e resiliente delle risorse idriche.

I vantaggi dell’agricoltura idroponica

Uno dei principali vantaggi dell’agricoltura idroponica è l’efficienza nell’uso delle risorse. L’acqua utilizzata può essere riciclata e riutilizzata, riducendo significativamente il consumo rispetto all’agricoltura tradizionale. Inoltre, l’idroponica richiede meno spazio, permettendo la coltivazione in aree urbane e in ambienti dove il suolo fertile è scarso o inesistente.

Un altro importante beneficio è la riduzione nell’uso di pesticidi. In un sistema idroponico, le piante crescono in ambienti controllati dove i parassiti e le malattie possono essere gestiti più efficacemente. Questo riduce la necessità di utilizzare prodotti chimici dannosi, contribuendo a produrre cibi più sani e sicuri per il consumo umano.

Dal punto di vista ambientale, l’agricoltura idroponica offre diversi vantaggi. L’assenza di suolo elimina il rischio di erosione del terreno e la conseguente perdita di nutrienti. Inoltre, la coltivazione indoor riduce l’emissione di gas serra associata alla produzione agricola, poiché limita l’uso di macchinari pesanti e la necessità di trasportare prodotti su lunghe distanze.

Come funziona e i nutrienti che si utilizzano

L’agricoltura idroponica funziona somministrando direttamente alle radici delle piante una soluzione nutritiva bilanciata che contiene tutti i nutrienti essenziali per la crescita. Le radici sono immerse o nebulizzate con questa soluzione, garantendo un’assimilazione ottimale dei nutrienti. I cicli di crescita delle piante in idroponica possono essere più rapidi rispetto alla coltivazione tradizionale, grazie alla costante disponibilità di nutrienti e all’assenza di stress idrico.

Le soluzioni nutritive sono composte da macro e micronutrienti necessari per la crescita delle piante, come azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio e ferro. La composizione della soluzione può essere adattata alle specifiche esigenze delle diverse colture, garantendo così una crescita ottimale.

Tipi di sistemi idroponici

Esistono diversi tipi di sistemi idroponici, ciascuno con caratteristiche e applicazioni specifiche che lo rendono unico.

Nel sistema a flusso e riflusso (ebb and flow), le piante vengono coltivate in un substrato inerte. Periodicamente, le radici sono inondate da una soluzione nutritiva che successivamente defluisce, permettendo così l’aerazione delle radici e prevenendo il ristagno.

C’è poi il sistema NFT (Nutrient Film Technique) prevede un sottile strato di soluzione nutritiva che scorre costantemente lungo un canale, dove sono posizionate le radici delle piante. Questo metodo garantisce un apporto continuo di nutrienti e ossigeno, ottimizzando la crescita delle piante. Poi quello a goccia, caratterizzato da un’irrigazione costante e precisa, in cui la soluzione nutritiva viene gocciolata direttamente sulle radici delle piante. Questo assicura che ogni pianta riceva la quantità esatta di nutrienti necessaria.

In un sistema aeroponico, le radici delle piante sono sospese in aria e nebulizzate con una soluzione nutritiva. Questo metodo permette un’ossigenazione ottimale delle radici, favorendo una crescita rapida e sana.

Infine, il sistema a letto di sabbia (sand culture) prevede la coltivazione delle piante in sabbia. La soluzione nutritiva viene fatta percolare attraverso la sabbia, fornendo alle radici i nutrienti necessari per la loro crescita.

Come si mantiene una coltivazione idroponica

La gestione e manutenzione di un sistema idroponico richiede attenzione e precisione. È fondamentale monitorare costantemente i livelli di nutrienti, il pH e la conducibilità elettrica della soluzione per garantire condizioni ottimali di crescita. L’acqua utilizzata deve essere pura e priva di contaminanti, e le attrezzature devono essere mantenute pulite per prevenire la proliferazione di alghe e patogeni.

Inoltre, è importante avere un sistema di backup in caso di guasti, come pompe di riserva e alimentazione elettrica d’emergenza, per evitare interruzioni nella somministrazione della soluzione nutritiva. Una buona ventilazione e il controllo della temperatura e dell’umidità sono essenziali per prevenire malattie e assicurare un ambiente di crescita sano.

L’agricoltura idroponica rappresenta una frontiera avanzata dell’agricoltura moderna, offrendo soluzioni sostenibili per affrontare le sfide alimentari del futuro. Con un’attenta gestione, essa può garantire raccolti abbondanti e di alta qualità, contribuendo significativamente alla sicurezza alimentare globale.

Esempi di agricoltura idroponica

Gli esempi non mancano: a Londra è stata creata la Growing Underground, un sistema sotterraneo dove far crescere piante in tunnel antiaerei in disuso a 33 metri di profondità, utilizzando la coltura idroponica. È ubicata nel cuore della metropoli, garantendo vantaggi anche in termini di reperibilità di alimenti a km zero, opportunità interessante soprattutto per i ristoranti locali.

 La vertical farm che usa i prodotti Cullingan

Sono diversi gli esempi di agricoltura idroponica sparsi nel mondo, ma uno degli impianti più importanti si trova in Italia, precisamente a Brescia. È la vertical farm Kilometro verde, realizzata a ottobre 2023.

Per garantire la qualità dell’acqua utilizzata nell’idroponica, che proviene da pozzi e presenta concentrazioni elevate di ferro e manganese dannosi per le coltivazioni, è stato adottato un sistema avanzato di depurazione realizzato da Culligan. Questo sistema ha svolto un ruolo cruciale nel migliorare la qualità dell’acqua, rimuovendo i metalli nocivi e regolando il pH, creando così un ambiente ottimale per le piante. Grazie a queste migliorie, la vertical farm ha potuto produrre colture di alta qualità in quantità superiori, aumentando la redditività complessiva.

Inoltre, i prodotti dell’agricoltura idroponica sono esenti da metalli pesanti, pesticidi e fitofarmaci, poiché non entrano in contatto con il suolo contaminato e le sostanze nutritive sono attentamente monitorate dagli agronomi. Questo contribuisce a garantire colture più pure e sicure.

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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 2019

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