L’uso di sistemi di coltivazione idroponici per la coltivazione del pomodoro rappresenta una realtà ben consolidata nell’orticoltura protetta del sud Italia. Altri sistemi di coltivazione senza l’uso di substrato quali Nft (nutrient film technique), floating, aeroponica e acquaponica trovano ancora poca applicazione per le colture a ciclo breve, e rara applicazione per la coltivazione di specie orticole a ciclo lungo, quali il pomodoro da mensa. Questi sistemi di coltivazione presentano notevoli vantaggi rispetto all’idroponica con substrato. L’assenza di substrato, oltre a determinare un vantaggio economico non dovendo né acquistare né smaltire i sacchi di coltivazione, rende più semplice il riutilizzo della soluzione in eccesso favorendo il “ciclo chiuso” con notevoli risparmi sul consumo di acqua e di nutrienti ed una riduzione dell’impatto ambientale della coltivazione.
Nell’ambito del progetto Intesa “Innovazione nelle tecnologie a sostegno dello sviluppo sostenibile dell’agroindustria”, cofinanziato dal Fesr nel programma di cooperazione transfrontaliera Eni Italia-Tunisia 2014-2020, sono state condotte prove sperimentali per la validazione del modello “Agriponic”: il sistema fuori suolo che combina aeroponica e Nft (vd. CP 02-22). L’impianto pilota è stato realizzato all’interno di una serra presso l’azienda Moncada, partner di progetto, sita in Sicilia a Ispica in provincia di Ragusa, la seconda area europea per produzione di ortaggi in serra con circa 9.000 ettari.
Le attività hanno riguardato: il monitoraggio dei parametri vegetativi e fisiologici delle piante di pomodoro, nonché parametri quanti-qualitativi dei frutti. Inoltre, è stato effettuato un monitoraggio ambientale e fitosanitario e sono stati registrati tutti gli elementi in ingresso ed in uscita (input e output) nel processo produttivo per una successiva analisi della Lca (Life cicle assesment).
Il modello Agriponic
Agriponic è un modello di coltivazione che combina l’aeroponica e l’Nft in un unico sistema di coltivazione. Le piante vengono allevate su canalette chiuse al cui interno si sviluppa l’apparato radicale, in parte sospeso in aria e in parte disteso sul fondo.
All’interno delle canalette di coltivazione, la soluzione nutritiva viene erogata a intervalli prestabiliti attraverso un sistema di nebulizzazione.
Con tale sistema di irrigazione, le radici assorbono la soluzione in parte per nebulizzazione e in parte dal film di soluzione nutritiva sul fondo della canaletta. La soluzione nutritiva in eccesso viene allontanata per scorrimento sul fondo della canaletta e raccolta in un serbatoio per essere riutilizzata. Il sistema a ciclo chiuso prevede una fase di filtrazione, sanificazione e integrazione con nuova soluzione nutritiva.
La prova sperimentale
L’impianto pilota è stato realizzato all’interno di una serra fredda in ferro-plastica. Le piante di pomodoro ciliegino (cultivar Durillo, innestate su Optifort), di 40 giorni allevate su cubetti di lana di roccia, sono state trapiantate mantenendo una distanza lungo la canalina di 28 cm e di 160 cm tra le canaline per una densità di impianto di 1,42 piante/mq.
Il ciclo di coltivazione è stato di 190 giorni (impianto: dicembre 2021 – espianto: luglio 2022). Gli interventi irrigui sono stati programmati, con una frequenza di 15 minuti durante le ore di luce e due interventi durante le ore di buio per una durata di ogni singolo intervento pari a 25 secondi. L’impianto è stato gestito secondo le ordinarie tecniche colturali applicate in azienda. Anche la gestione fitosanitaria è stata gestita dai tecnici aziendali.
Durante la prova sperimentale sono stati registrati i parametri ambientali interni alla serra mediante stazione agrometeorologica; alcuni parametri quali: temperatura, conducibilità elettrica e pH della soluzione nutriva, temperatura interna delle canalette, volume di acqua e quantità di nutrienti, sono stati controllati e registrati attraverso il sistema di fertirrigazione appositamente realizzato.
Il monitoraggio del ciclo vegeto-produttivo ha riguardato l’allungamento dei germogli, gli stadi fenologici delle piante, gli scambi gassosi fogliari, le caratteristiche quanti-qualitative dei frutti per singolo palco fruttifero (peso grappoli, numero e peso frutti per grappolo, diametro, colore, grado zuccherino, acidità titolabile dei frutti). Su un campione di frutti è stato effettuato un consumer test per una prima valutazione della qualità percepita dai consumatori. Parte delle piante sono state utilizzate per un ciclo di coltivazione su suolo su una serra limitrofa, gestita con le ordinarie tecniche colturali attuate in azienda.
Condizioni ambientali e risposta della pianta
Durante il ciclo di coltivazione la temperatura minima misurata all’interno della serra è stata di 1,6 °C registrata il 26 gennaio, mentre la temperatura massima è stata di 41,4 °C registrata il 28 giugno. Il valore medio della temperatura giornaliera è stato di 17,6 °C con fluttuazioni tra 8,1 e 26 °C, valori che si discostano dall’optimum termico del pomodoro di 22 °C ma che ne consentono la coltivazione senza il ricorso a sistemi di riscaldamento con indubbi vantaggi dal punto di vista della sostenibilità. Per quanto riguarda l’accrescimento, dai dati raccolti nei primi tre mesi, osserviamo valori più alti a partire dal trentesimo giorno per le piante coltivate su suolo rispetto al sistema agriponic.
Tali differenze vengono confermate dalle osservazioni effettuate sugli scambi gassosi. Infatti, nelle piante su suolo sono stati riscontrati valori più alti di fotosintesi, conduttanza e traspirazione rispetto a quelle coltivate sul sistema Agriponic. Tali differenze potrebbero essere dovute ad una maggiore attività metabolica delle piante coltivate su suolo che garantisce, nei mesi invernali, temperature più elevate all’apparato radicale rispetto al sistema agriponic. Tuttavia, non si osservano differenze significative in termini di sviluppo fenologico della coltura tra i due sistemi di coltivazioni presi in esame.
Fase produttiva
La raccolta del primo palco fruttifero è stata effettuata 129 giorni dopo il trapianto (foto 7). Complessivamente, la fase produttiva si è protratta per circa 60 giorni consentendo la raccolta, di 11 palchi fruttiferi per pianta. Il sistema agriponic, costituito da 1.760 piante in 1.237 mq, ha permesso di produrre in media 3,7 kg di pomodoro per pianta e 5,25 kg per metro quadrato di superficie coperta.
Nel complesso le piante coltivate su agriponic hanno avuto una produzione maggiore (16%) rispetto alla coltivazione su suolo. La maggiore produzione di pomodoro sul sistema agriponic e stata determinata in parte al maggior numero di frutti per grappolo ed in parte alla maggiore dimensione dei frutti.
Dalle analisi condotte sulla produzione non emergono differenze significative in termini di colore (dati non mostrati) tra i due sistemi di produzione.
I pomodori coltivati col sistema Agriponic hanno evidenziato un contenuto in zuccheri più elevato ed un’acidità più basa rispetto alla coltivazione suolo con un conseguente maggiore rapporto zuccheri acidi. Le differenze riscontrate non sono state percepite a livello sensoriale dai consumatori. Non si evidenziano differenze significative tra i pomodori prodotti col sistema agriponic e quelli coltivati su suolo.
Nel complesso i pomodorini sono stati particolarmente apprezzati dai consumatori per l’intensità di colore, succosità, consistenza, croccantezza e dolcezza.
Conclusioni
Lo studio condotto ha validato il modello proposto evidenziando come con il sistema Agriponic consente di coltivare specie orticole a ciclo lungo quali il pomodoro garantendo adeguati standard vegeto produttivi
Il sistema ha, infatti, dimostrato di produrre pomodori di qualità molto simili a quelli prodotti su piante di pomodoro piantate sul suolo. i è inoltre registrato un incremento delle quantità prodotte.
Le acque di sgrondo sono state riutilizzate senza riscontrare problematiche significative ed è stato pertanto possibile recuperare tutta l’acqua e gli elementi minerali in essa disciolti con un notevole vantaggio economico oltre che ambientale. L’assenza di terreno o altro substrato ha determinato una riduzione nei trattamenti fitosanitari con, anche in questo caso, un notevole vantaggio economico e ambientale.
Da una prima analisi dei risultati il sistema Agriponic si pone sulla strada di una maggiore sostenibilità rispetto ai sistemi di coltivazione tradizionali quali la coltivazione su suolo. È stata da poco avviata una nuova prova per comparare il ciclo di produzione col sistema Agriponic rispetto al sistema in idroponica su substrato. Infine, è in corso un’analisi della sostenibilità attraverso la metodologia del Life cycle assesment.
