L’idroponica, spiegata: come funziona e vantaggi

La coltivazione idroponica sta prendendo piede dappertutto. Accade in Africa, dove si candida a essere una soluzione importante per fornire un’alternativa sostenibile e possibile in aree altrimenti incoltivabili. Ma accade anche in Cina, nella contea di Zhouqu, a un’altezza variabile tra i 1700 e i 4500 metri, una zona davvero ardua per l’agricoltura per contesto geografico e climatico: ma l’idroponica sta cambiando le cose.
Da qui il crescente interesse per questo tipo di mercato (un po’ come per il vertical farming) che, secondo le previsioni di MarketsandMarkets, è destinato a moltiplicarsi nel giro di pochi anni. Valutato 9,5 miliardi di dollari nel 2020, si stima raggiungerà 17,9 miliardi di dollari entro il 2026. Ma non si tratta di un sistema noto a tutti. Andiamo allora a scoprire cos’è l’idroponica, quali vantaggi ha e concretamente come si coltiva senza terra.

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Cos’è l’idroponica: significato e storia dell’agricoltura senza terra

Partiamo dall’ABC, scoprendo innanzitutto cos’è l’idroponica. Acquacoltura, nutricoltura, coltura senza suolo, coltivazione in vasca: queste sono tutte definizioni per idroponica, ovvero la tecnica che permette la coltivazione di piante in acqua arricchita di sostanze nutritive, con o – più spesso – senza il supporto meccanico di un terreno inerte come sabbia, ghiaia o perlite.

Il termine deriva dal greco: hydro-, “acqua”, e ponos, “lavoro” e definisce un metodo praticato da secoli. C’è chi individua addirittura nei giardini pensili babilonesi i primi piani di coltivazione senza suolo; gli Atzechi sfruttavano un ingegnoso sistema che utilizzava le acque di un lago vicino e delle zattere dove venivano messe a dimora piantine. Si deve però al naturalista John Woodward, nel 1699, con la pubblicazione dei suoi esperimenti di idroponica, la nascita di questa disciplina a livello scientifico.

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Come funziona l’idroponica: tecniche e sistemi

Ma come funziona una coltivazione idroponica? In estrema sintesi, nell’agricoltura idroponica le piante non crescono nel terreno, ma direttamente nell’acqua arricchita di nutrienti. Quindi le radici assorbono direttamente la soluzione nutritiva, che contiene tutti i minerali essenziali (azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio, ferro, ecc.), proprio come accadrebbe nel suolo, ma in forma immediatamente disponibile.

Ovviamente a questo funzionamento si accompagnano tantissimi sistemi idroponici diversi: esistono infatti tipologie più semplici o più sofisticate che comprendono  la coltura in acqua profonda (DWC), flusso e riflusso, il metodo a goccia, la tecnica del film nutritivo (NFT), l’acquaponica e la coltura idroponica a stoppino. 

Qui sotto trovi una breve spiegazione relativa a ciascun metodo.

• Deep water colture: la cultura in acqua profonda prevede la sospensione delle radici delle piante in una soluzione di acqua ricca di nutrienti e ossigenata.
• Metodo a goccia: l’acqua viene somministrata alle piante lentamente, sulle radici.
• Flusso e riflusso: la tecnica di coltivazione a flusso e riflusso (ebb and flow) contempla l’allagamento intermittente del substrato di crescita e si caratterizza per la sua semplicità: i vasi sono riempiti con un substrato inerte che non funziona come il terreno e non apporta nutrimento alle piante, ma che permette di far ancorare le radici e funge da riserva temporanea di acqua e nutrienti minerali solventi. La soluzione idroponica inonda alternativamente il sistema e viene lasciata defluire.
• Nutrient Film Technique: una tecnica idroponica in cui un flusso d’acqua superficiale, contenente tutti i nutrienti disciolti necessari per far crescere le piante, viene fatto ricircolare accanto alle radici delle piante in un canale a tenuta stagna.
• Acquaponica: questo metodo unisce due sistemi, quello per coltivare le piante sfruttando l’allevamento dei pesci. Essa integra un unico sistema di produzione in un sistema di ricircolo che unisce acquacoltura e idroponica. L’acqua passa dalle vasche dei pesci attraverso filtri, per giungere ai letti di crescita delle piante e poi tornare di nuovo al pesce. Così facendo si crea un ambiente simbiotico in cui pesci e piante traggono vantaggio gli uni dagli altri: i pesci grazie all’acqua depurata dalle piante, queste ultime con i nutrienti forniti dai pesci.
• Cultura idroponica a stoppino: è una forma passiva di coltivazione, ciò significa che il sistema funziona a livello basilare senza bisogno di motori, pompe o parti mobili.

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Vantaggi dell’agricoltura idroponica

Si può parlare di agricoltura idroponica? L’agricoltura definisce sì la coltivazione delle piante al suolo, ma nel tempo si è evoluta anche per rispondere a esigenze e complessità crescenti. La coltivazione idroponica offre un primo, fondamentale vantaggio: è possibile in diversi climi e zone agro-ecologiche, comprese le aree aride e le zone urbane. La coltivazione in serra idroponica o in altri ambienti controllati separa l’area di produzione dall’ecosistema naturale del luogo. Quindi, l’ecosistema non ha alcun impatto sulla crescita delle piante idroponiche. Pertanto, la coltivazione può essere praticata ovunque. Inoltre, tra i vantaggi dell’idroponica troviamo:

• Risparmio idrico: nonostante a prima vista possa sembrare che l’idroponica utilizzi più acqua, in realtà in questo sistema l’acqua viene riciclata e riutilizzata, con un risparmio fino al 90% rispetto all’agricoltura convenzionale.
• Maggior controllo sui nutrienti: le piante ricevono una miscela bilanciata di sostanze nutritive, ottimizzando crescita e resa senza sprechi.
• Produzione più veloce e abbondante: grazie all’ambiente controllato e ai nutrienti disponibili in forma immediata, le colture crescono più rapidamente e spesso producono più raccolti all’anno.
• Minore uso di pesticidi e fertilizzanti: non essendoci suolo, molti parassiti e malattie tipiche delle colture tradizionali vengono ridotti, abbassando la necessità di trattamenti chimici.
• Adattabilità agli spazi: può essere praticata in serre, vertical farm, terrazzi o ambienti urbani, rendendo possibile la coltivazione anche dove non ci sono terreni fertili.
• Qualità e sicurezza alimentare: da una coltivazione idroponica si ottengono prodotti più puliti, spesso senza residui di pesticidi, e più uniformi nella crescita.
• Resilienza climatica: come anticipato, una coltivazione idroponica non dipende dalle condizioni atmosferiche, perché avviene in ambienti controllati, e questo garantisce stabilità nelle produzioni durante tutto l’anno.
• Riduzione del consumo di suolo: non richiede terreni agricoli, contribuendo a contrastare il problema della desertificazione e del degrado del suolo.
• Sostenibilità: è un sistema più efficiente in termini di risorse, con meno impatto ambientale rispetto a quello tradizionale.

Ricavi e costi dell’agricoltura idroponica

Certo, la coltivazione idroponica ha costi più elevati rispetto a quelle tradizionali: c’è chi stima un costo da due a venti volte superiore. E quest’ultimo può lievitare se si impiegano metodi sofisticati di produzione alimentare idroponica, come l’aeroponica.

Una serra idroponica professionale di 279 mq con sistemi completi di riscaldamento, raffreddamento e ventilazione costa infatti tra i 10mila e i 30mila dollari. Le serre a basso costo, come le serre a cerchio e le serre solari annesse, possono invece essere costruite a partire da 500-1.500 dollari (Fonte: Greer e Diver 2000). Una serra moderna con un sistema di coltivazione idroponica costa 90-100 dollari/mq, scrivono gli autori di un report che mette in luce le caratteristiche e i benefici anche in termini circolari dell’idroponica e della insect farming anche per l’Africa.

Proprio per questo ,sebbene i costi siano elevati, i sistemi idroponici possono essere redditizi. Un esempio: in Gambia, i costi della produzione idroponica sono pari a 2,30 dollari per 1 metro quadro di lattuga e di 3 dollari per un metro quadro di peperone, ma i profitti raggiungono i 6 dollari per la lattuga e i 15 dollari per il peperone.

Idroponica fai da te

I sistemi idroponici più semplici da utilizzare in casa possono essere svolti con la tecnica coltura in acqua profonda, sopra accennata. In questo caso le piante vanno sospese sopra una vasca d’acqua e le radici pendono nel contenitore dove assorbono acqua e sostanze nutritive. Questo è il tipo di sistema idroponico più comune per i coltivatori su piccola scala, come le persone che coltivano per uso personale o i giardini didattici.

È possibile acquistare sistemi idroponici di coltura in acqua profonda già pronti, ma è più conveniente e quasi altrettanto facile costruirseli da soli. Cosa serve per mettere in atto questa coltivazione idroponica fai da te? Un’ottima guida la fornisce l’Università del Minnesota che segnala, innanzitutto, un contenitore d’acqua da 15 litri come minimo. Vanno bene contenitori di plastica comuni, basta che sia pulito e prodotto con una materiale sicuro per gli alimenti e che, quindi, non rilasci sostanze nocive nell’acqua.

Nella scelta del contenitore occorre tenere conto delle dimensioni delle piante che si vogliono coltivare. La confezione dei semi dovrebbe indicare le dimensioni della pianta.
Oltre al contenitore, serve un coperchio o un dispositivo di galleggiamento: se il contenitore del sistema idroponico conterrà l’acqua e i nutrienti, la pianta avrà bisogno di un sostegno. Nel caso si può utilizzare il polistirolo estruso (fogli di isolante). Potete appoggiare i fogli di polistirolo sopra il contenitore o farli galleggiare direttamente sull’acqua.

Se si sceglie di far galleggiare i fogli direttamente sull’acqua, è bene prevedere un supporto aggiuntivo (come dei tubi in PVC) per sostenere il foglio di polistirolo man mano che le piante diventano più pesanti.

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Le piante da coltivare con l’idroponica

Quali piante scegliere per una coltivazione idroponica? Per coltivare senza problemi tutto l’anno la lattuga è ideale, ma anche tutte le altre piante a foglia (come spinaci, rucola, cavolo riccio e bietole): crescono velocemente, hanno radici poco ingombranti e garantiscono raccolti continui.

Tra le coltivazioni idroponiche più semplici ci sono anche le erbe aromatiche, che richiedono poco spazio e sono ideali per impianti domestici o vertical farm.

Chi ha più manualità e conoscenze può poi optare per fragole, pomodori, cetrioli, peperoncini e peperoni dolci: queste piante hanno infatti bisogno di più attenzione (supporti per i rami, dosi precise di nutrienti), ma producono raccolti abbondanti e saporiti..

Una considerazione sull’acqua: le piante danno il meglio quando crescono in acqua con un pH compreso tra 5,4 e 7. Sul cambio dell’acqua, è bene farlo periodicamente, a meno che non sia usata per colture di breve durata come la lattuga, che può essere raccolta in 6-7 settimane.

Andrea Ballocchi