SPECIALE COLTIVAZIONI FUORI SUOLO
Sotto controllo
di Marco Valerio del Grosso e Giovanni Nicotra
Le coltivazioni fuori suolo si distinguono dalle coltivazioni tradizionali per l’assenza del terreno. La coltivazione avviene su substrati organici o inorganici. Il rifornimento di acqua e sali minerali avviene attraverso la somministrazione di una soluzione nutritiva contenente tutti i 13 elementi nutritivi minerali indispensabili per lo sviluppo di una pianta (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl).
Il suolo, quindi, non è più parte attiva del sistema di produzione ma viene sostituito da substrati perlopiù o totalmente inerti che trattengono più o meno l’acqua e riforniscono costantemente le piante di acqua ed elementi minerali. Sono coltivazioni ottenute, salvo casi particolari, in ambiente protetto. Grazie a questa tecnica si possono ottenere rese superiori rispetto al semplice suolo e coltivare anche in siti dove il terreno non permette la coltivazione sia per problemi patologici (nematodi, funghi e insetti tellurici), sia per problemi chimici, fisici e biologici (suolo pietroso o salato, livellamento suolo, falda freatica alta, stanchezza del terreno). Con la tecnica del fuori suolo è possibile massimizzare l’efficienza di utilizzo di acqua e fertilizzanti ed ottenere rese e qualità, nettamente superiori a quelle che si avrebbero coltivando con il metodo tradizionale. Anche per il fuori suolo ci sono svantaggi ed in particolare vi è necessità di maggiori investimenti e competenze sia da parte del tecnico sia da parte dell’agricoltore.
Tecnologie per l’efficienza
Monitoraggio idrico
I sensori nascono per rispondere in modo automatico a queste variabili, rilevando in modi diretti o indiretti l’evapotraspirazione della pianta. I sensori spesso generano grafici e tabelle infografiche sui dati che rilevano, quindi l’agricoltore può, se il sistema non è integrato con il fertirrigatore, decidere della strategia irrigua in base ai dati elaborati.
Sensori di prima generazione
La prima generazione di sensori è costituita da sensori puntuali applicati direttamente sul substrato (alcuni esempi: Parrot, Pico, WCM). Lo strumento di solito è dotato di un sensore a forchetta, inserito in verticale sul substrato, in grado di rilevare l’umidità e, a volte, l’elettroconducibilità. Si può usare in modalità di misura puntuale e, a volte, in continuo. Se si escludono i sensori specifici per un solo tipo di substrato (Wcm e Growsense della Grodan), si tratta di misure non sempre precise a causa di diversi fattori:variabilità dei substrati come composizione, dimensione ed età; miscele di substrati; altezza del substrato (i sensori di solito non superano i 10 cm). Le misure sono quindi un riferimento più che altro come variazione relativa, ma non in valore assoluto.
Sensori di drenaggio
Anche in Italia abbiamo avuto sistemi di fertirrigazione con sensori di drenaggio, basati sempre sulla quantità di drenaggio e sul tempo minimo che deve passare tra un’irrigazione e l’altra. La qualità di questi sensori è indubbiamente buona. Alcuni abbinano alla misurazione del drenaggio/gestione irrigua anche la misurazione dell’elettro conducibilità, completando i dati di riferimento per la definizione della strategia irrigua. Il lato negativo di questi sistemi, collegati a sacchi spia, è dato dal fatto che i dati rilevati da due/tre sacchi “gestiscono” un intero settore irriguo, che può avere diverse migliaia di sacchi in coltivazione. È il concetto di campione rappresentativo: per assunto i due sacchi con il sensore sono rappresentativi per tutto il settore o serra. Questo può essere realistico nel caso di un substrato nuovo, ma quando il sacco viene usato per due o più anni il campione diventa meno rappresentativo, perché aumentano i gradienti all’interno dei sacchi.
Un upgrade del sensore di drenaggio è stato l’integrazione con una bilancia/ sensore di peso. In pratica uno o due sacchi di coltivazione sono appoggiati su un ripiano rigido che insiste su una bilancia. Man mano che la pianta traspira (il 90% dell’acqua serve alla traspirazione, solo il restante 10% alla crescita dei tessuti) il sistema pianta/substrato perde peso. L’agricoltore può impostare un limite al di sotto del quale l’impianto fa partire l’irrigazione per reintegrare l’acqua traspirata.
Anche questo sistema ha l’handicap di basarsi su un campione di pochi sacchi. Inoltre, l’aumentare del peso della pianta a volte fuorvia le misurazioni di peso.
Sensori di ultima generazione
Ai sensori di drenaggio si affiancano sensori climatici e biometrici sulla pianta, per esempio la foglia artificiale o sensori di telerilevamento della crescita. I sistemi sono in grado di elaborare moltissime informazioni sulla crescita della coltura e insieme concorrono, con opportune elaborazioni, alla definizione di una strategia di controllo irrigua ed anche ambientale. È chiaro che l’analisi e l’interpolazione di una mole tale di dati sarebbe impossibile per una persona. Per questo i sensori 3.0 interagiscono tra di loro e si interfacciano con il sistema di controllo della fertirrigazione e del clima. Anche in questo campo c’è stata una rapida moltiplicazione delle aziende, anche piccole startup, che sviluppano sistemi di rilevamento dati e modelli decisionali basati sui sensori sopracitati. Una nota importante riguarda l’affidabilità del sistema. Ricordiamo sempre che tutti i materiali devono sopportare le escursioni termiche e igrometriche che si verificano in una coltura protetta. Le funzioni che si possono attivare in un sistema supportato da sensori efficienti sono moltissime. Dal semplice supporto al fabbisogno idrico della pianta durante la giornata, alla modifica dell’apporto di fertilizzante in base al clima in serra, alla gestione del clima per ottimizzare il Vpd, ecc.
La pianta è costituita soprattutto da acqua e capire quando darla e in che quantità è la primaria chiave di successo per una coltura in fuori suolo e in suolo. La gestione attenta dell’irrigazione è più importante anche della stessa soluzione nutritiva. Il controllo della gestione dell’acqua tramite sensoristica moderna (Agricoltura 4.0), permette di ottenere ottimi risultati produttivi e di non sprecare una risorsa sempre più carente. Le nuove tecnologie informatiche, applicate finalmente anche al settore primario, permettono e permetteranno di rispondere alle esigenze alimentari globali di una popolazione sempre più numerosa e con una maggiore attenzione all’ambiente. Il sistema del fuori suolo che si avvale di un controllo continuo del sistema è uno dei più importanti modi per soddisfare le richieste di alimenti sani, rispettosi dell’ambiente e delle risorse idriche.
