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Agricoltura moderna
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L'aeroponica è una variante avanzata dell'idroponica in cui le piante sono sospese nell'aria; le loro radici pendono verso il basso e vengono periodicamente nebulizzate con l'acqua proveniente da un sistema di irrigazione a tempo collegato a un serbatoio principale di nutrienti. Questo metodo di coltivazione fuori suolo è il migliore per le piante che necessitano di maggiore ossigenazione, poiché le radici aeroponiche non sono ostacolate da terreno denso o substrati di crescita densi. A seconda della pianta e del tipo specifico di sistema aeroponico, il coltivatore in genere utilizza poco o nessun substrato di coltura.
Nell'aeroponica, una pompa e un sistema di spruzzatura appositamente progettati vengono immersi nella soluzione di acqua nutritiva e programmati per rilasciare brevi nebbie d'acqua alle radici delle piante durante il giorno. Poiché le radici avranno più accesso all'ossigeno e all'umidità in un sistema aeroponico, spesso crescono più grandi e producono numeri molto maggiori rispetto ai metodi di coltivazione tradizionali. Generalmente, utilizza anche meno acqua nel tempo poiché l'acqua in eccesso non assorbita dalle radici viene drenata nel serbatoio dei nutrienti e la nebbia consente concentrazioni più elevate di nutrienti con meno liquidi.
La maggior parte delle piante che funzionano con la coltura idroponica prospereranno in un sistema aeroponico, da verdure a foglia ed erbe aromatiche a pomodori, cetrioli e fragole, ma con vantaggi aggiuntivi. A causa delle qualità delle radici esposte dei sistemi aeroponici, gli ortaggi a radice come le patate che altrimenti non sarebbero adatti per i sistemi idroponici prospereranno poiché avranno più spazio per crescere e saranno più facili da raccogliere.
La NASA ha iniziato a sperimentare con l'aeroponica già nel 1997, piantando fagioli adzuki e piantine a bordo della stazione spaziale Mir a gravità zero e confrontandoli con giardini aeroponici controllati sulla Terra trattati con gli stessi nutrienti. Sorprendentemente, le piante a gravità zero sono cresciute più delle piante sulla Terra. L'aeroponica non solo può fornire cibo fresco agli equipaggi della NASA nello spazio profondo per missioni lunghe, ma ha anche il potenziale per fornire loro acqua fresca e ossigeno.
I semi vengono piantati in un punto in cui rimarranno al loro posto, come pezzi di schiuma, tubi o anelli di schiuma, che vengono quindi incastrati in piccoli vasi o in un pannello perforato con un serbatoio pieno di soluzione nutritiva al di sotto. Il pannello eleva le piante in modo che siano esposte alla luce naturale (o artificiale) e all'aria circolante, fornendo luce sulla parte superiore e nebbia nutriente sul fondo, e un involucro attorno alle radici aiuta a mantenere l'umidità all'interno. Una pompa temporizzata riposa all'interno del serbatoio o del serbatoio, pompando la soluzione verso l'alto e attraverso ugelli spruzzatori che nebulizzano le radici, con il liquido in eccesso che defluisce direttamente verso il basso attraverso una camera di deflusso nel serbatoio. Al successivo intervallo di tempo, l'intero ciclo ricomincia.
I nutrienti per i sistemi aeroponici, come la coltura idroponica, sono confezionati sia in forma secca che liquida. A seconda della pianta e della fase di crescita, i nutrienti primari possono includere azoto, fosforo e potassio, mentre i nutrienti secondari possono variare da calcio e magnesio allo zolfo. È anche importante considerare i micronutrienti, come ferro, zinco, molibdeno, manganese, boro, rame, cobalto e cloro.
L'aeroponica si verifica in natura, in particolare nelle regioni più umide e umide come le isole tropicali delle Hawaii. Vicino alle cascate, ad esempio, le piante cresceranno verticalmente sulle rocce con le radici aperte nell'aria, gli spruzzi della cascata inumidiranno le radici nelle giuste condizioni.
Esistono due tipi di aeroponia comunemente usati:bassa pressione e alta pressione. La bassa pressione è la più utilizzata dai coltivatori domestici poiché è a basso costo, facile da configurare e i suoi componenti sono più facili da trovare. Tuttavia, questo tipo di aeroponia utilizza spesso un ugello di spruzzatura in plastica e una tipica pompa a fontana per fornire sostanze nutritive, quindi le dimensioni delle goccioline non sono esatte e a volte possono sprecare più acqua.
Nei sistemi aeroponici in cui la soluzione nutritiva viene continuamente riciclata, le misurazioni del pH devono essere eseguite regolarmente per garantire che una quantità sufficiente di nutrienti venga assorbita dalle piante.
L'aeroponica ad alta pressione, d'altra parte, distribuisce i nutrienti attraverso un ugello altamente pressurizzato che può fornire gocce d'acqua più piccole per creare più ossigeno nella zona delle radici rispetto alle tecniche a bassa pressione. È più efficiente, ma molto più costoso da configurare, quindi tende ad essere riservato alla produzione commerciale piuttosto che agli hobbisti.
I sistemi ad alta pressione in genere appannano per 15 secondi ogni 3-5 minuti, mentre i sistemi a bassa pressione possono spruzzare per 5 minuti consecutivi ogni 12 minuti. I coltivatori esperti regoleranno l'intervallo di irrorazione in base all'ora del giorno, annaffiando più frequentemente di notte quando le piante sono meno concentrate sulla fotosintesi e più concentrate sull'assorbimento dei nutrienti. Con entrambi i tipi, la soluzione del serbatoio viene mantenuta a un intervallo di temperatura compreso tra 60 F e 70 F per massimizzare il tasso di assorbimento della pianta. Se l'acqua diventa troppo calda, è più suscettibile alla crescita di alghe e batteri, ma se fa troppo freddo, le piante potrebbero iniziare a spegnersi e non assumere tutti i nutrienti che farebbero a una temperatura più ottimale.
Mentre alcuni coltivatori scelgono di utilizzare sistemi aeroponici orizzontali simili all'agricoltura tradizionale del suolo, i sistemi verticali possono risparmiare più spazio. Questi sistemi verticali sono disponibili in tutte le forme e dimensioni, anche abbastanza piccoli da poter essere utilizzati su un portico sul retro, un balcone o anche all'interno di un appartamento con la configurazione di illuminazione appropriata. In questi sistemi più piccoli, i dispositivi di nebulizzazione sono posizionati sopra, consentendo alla gravità di distribuire uniformemente la soluzione nutritiva mentre si diffonde verso il basso.
Sono disponibili kit aeroponici per semplificare il processo di installazione per i principianti, ma è anche possibile progettare e costruire il proprio sistema a casa, simile all'idroponica, con strumenti trovati nella maggior parte dei negozi di giardinaggio locali. A causa della natura complicata e costosa dell'aeroponica ad alta pressione, è sempre prudente che i principianti inizino con un sistema a bassa pressione prima di passare a operazioni più tecniche.
Il primo uso registrato dell'aeroponica avvenne nel 1922, quando B.T.P. Barker ha sviluppato un primitivo sistema di coltivazione delle piante ad aria e lo ha utilizzato per ricercare la struttura delle radici delle piante in un ambiente di laboratorio. Nel 1940, i ricercatori utilizzavano frequentemente l'aeroponica negli studi sulle radici delle piante, poiché le radici penzolanti e la mancanza di terreno rendevano molto più facile osservare i cambiamenti.
Uno dei vantaggi più significativi dei sistemi aeroponici è la resa del raccolto veloce ed elevata e il fatto che utilizza la minor quantità di acqua nel tempo rispetto alla coltura idroponica e all'acquaponica. Le radici sono esposte a più ossigeno, aiutandole ad assorbire più nutrienti e a crescere più velocemente, più sane e più grandi. Inoltre, la mancanza di terreno e terreno di coltura significa che ci sono meno minacce di malattie delle zone radicali.
D'altra parte, le camere del sistema aeroponico vengono costantemente spruzzate di nebbia, mantenendole umide e soggette a batteri e funghi; questo può essere risolto pulendo e sterilizzando regolarmente nebulizzatori e camere.
Gli studi dimostrano che il costo della coltivazione di un tubero (come patate, jicama e igname) utilizzando l'aeroponica è di circa un quarto inferiore al costo di un tubero coltivato in modo convenzionale.
A causa della natura circolare del sistema di irrigazione e del maggiore tasso di assorbimento dei nutrienti, l'aeroponica utilizza molta meno acqua rispetto a sistemi di allevamento simili. Le attrezzature aeroponiche sono anche più facili da spostare e richiedono molto meno spazio (gli asili nido possono anche essere impilati uno sopra l'altro come un sistema modulare). In uno studio che ha confrontato l'aeroponica di crescita della lattuga, l'idroponica e la coltura del substrato, i risultati hanno mostrato che l'aeroponica ha migliorato significativamente la crescita delle radici con una maggiore biomassa delle radici, rapporto tra germogli, lunghezza, area e volume. Lo studio ha concluso che i sistemi aeroponici potrebbero essere migliori per le colture di valore più elevato.
Poiché le piante non sono immerse nell'acqua, l'aeroponica dipende completamente dal sistema di nebulizzazione. Se qualcosa non funziona correttamente (o in caso di interruzioni di corrente), le piante si seccano rapidamente e muoiono senza acqua o sostanze nutritive. I coltivatori esperti penseranno al futuro e disporranno di una sorta di alimentazione di riserva e sistema di nebulizzazione in attesa nello stoccaggio nel caso in cui quello principale si guasta. Il rapporto di pH e densità dei nutrienti del sistema è sensibile e richiederà molta esperienza pratica per capire come bilanciarli correttamente; poiché non c'è terreno o supporto per assorbire i nutrienti in eccesso, una conoscenza adeguata della quantità perfetta di nutrienti è essenziale per i sistemi aeroponici.
