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Ora, l'idroponica ha molte applicazioni. Viene utilizzato in tutto il mondo per coltivare piante a terra o in acqua senza sporcizia o suoli, sia per uso commerciale che domestico. Le radici della pianta non entrano in contatto con il terreno di crescita o il terreno, ma risiedono invece in una soluzione contenente tutti i nutrienti necessari per la crescita delle piante.

Le condizioni ambientali all'interno delle quali vengono coltivate le piante idroponiche possono essere controllate per creare ambienti di crescita ottimali. L'idroponica viene utilizzata per coltivare colture in serra durante tutto l'anno e per produrre alimenti sani economicamente.

Il metodo è stato sviluppato negli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale da W. F. Gericke, uno scienziato agricolo dell'Università della California, che ha progettato e costruito un sistema galleggiante per coltivare pomodori sott'acqua. Il primo modello di lavoro consisteva in una cornice di legno con ganci in cui venivano collocati vasi di terracotta; Gericke chiamò la sua invenzione «cultura senza terra».

La parola idroponica deriva dalle parole greche «idro» che significa acqua e «ponos» che significa lavoro.

Le moderne operazioni commerciali utilizzano biofarming technology advanced by NASA nella produzione di piante che supportano la vita nello spazio. Senza suolo, gli astronauti non sarebbero in grado di coltivare frutta e verdura.

! Immagine dalla divisione biofarming della NASA (immagine dalla divisione biofarming della NASA)

Esistono due diversi stili di sistemi idroponici:

Sistemi Idroponici Passivi

Un sistema passivo utilizza l'ambiente come mezzo di crescita, di solito impiegando una sorta di meccanismo di assorbimento per attirare acqua e sostanze nutritive nella zona delle radici della pianta. I sistemi passivi sono generalmente meno costosi dei sistemi attivi, ma non possono essere regolati con la stessa precisione.

Sistemi Idroponici Attivi

Un sistema attivo viene utilizzato per controllare l'ambiente in cui le piante sono coltivate, fornendo livelli precisi di acqua e sostanze nutritive. I sistemi attivi costano di più per la costruzione, ma forniscono una migliore crescita delle piante e maggiori rese.

I sistemi idroponici attivi rientrano in due categorie:

Sistemi ebb-and-flow

I sistemi di riflusso e flusso inondano le colture con acqua ricca di sostanze nutritive e quindi drenano nuovamente la soluzione in un serbatoio. Ciò consente di utilizzare grandi quantità di terreno di coltivazione pur fornendo una buona aerazione per le radici. Circa la metà dei coltivatori idroponici commerciali utilizza sistemi di riflusso e flusso, che sono spesso chiamati NFT o sistemi di allagamento/scarico.

Tecnica del film nutriente

I sistemi di tecnica a film nutriente utilizzano tavole d'acqua poco profonde e mezzi di coltivazione che hanno una bassa resistenza al flusso. I nutrienti vengono pompati attraverso il tavolo sotto pressione, fornendo una buona aerazione per le radici. La soluzione nutritiva viene ricircolata costantemente, garantendo una concentrazione uniforme di nutrienti nell'acqua.

Nell'idroponica, le piante hanno bisogno di meno spazio rispetto alle piante coltivate nel suolo a causa dell'assenza di un substrato macroporoso, che viene sostituito da materiale inerte (lana di roccia, perlite) o da una soluzione nutritiva. In questo modo, l'idroponica coltiva le piante su terreni fino al 30% in meno rispetto all'agricoltura convenzionale.

I nutrienti nei sistemi idroponici sono disciolti in acqua; la maggior parte dei sistemi idroponici commerciali ricircola un apporto costante di soluzione nutritiva. I livelli di nutrienti sono mantenuti con cura, tipicamente entro pochi punti percentuali della quantità ottimale necessaria alle radici delle piante per una crescita sana. *L'ambiente controllato in idroponica consente un maggiore controllo del pH e della temperatura dell'acqua rispetto all'agricoltura tradizionale. *

Coltivare le piante idroponicamente è di solito più costoso di coltivarle nel terreno a causa del costo delle attrezzature necessarie (luci, sistemi di climatizzazione, ecc.) e perché i costi di installazione sono più elevati. Tuttavia, i sistemi idroponici stanno guadagnando popolarità con piccoli giardinieri domestici e di mercato a causa della loro capacità di essere gestiti con un budget inferiore. **

Tuttavia, una volta pagati i costi iniziali delle attrezzature, l'idroponica diventa più economica dell'agricoltura convenzionale se si tiene conto delle spese di sostituzione del suolo, delle competenze richieste nella gestione del suolo, nonché della mancanza di manodopera richiesta in un ambiente idroponico.

Una breve storia

Il concetto secondo cui le piante necessitano principalmente di ossigeno e acqua per sopravvivere è noto da millenni. Teofrasto (ca. 372-287 a.C.) lo menzionò nel suo libro «Inchiesta sulle piante». Edward Blyth fu il primo a menzionare il giardinaggio idroponico commerciale, con un articolo di 16 pagine intitolato «Watersprout Culture» in un numero del 1870 del «Journal of the Indian Agricultural Society».

Nel 1886, Bodington e Phillips brevettarono «la cultura artificiale delle piante senza suolo», che collegava un sistema di tubi ad alberi da frutto coltivati idroponicamente. La prima implementazione commerciale è stata da Julius Hensel in Germania, che ha iniziato a vendere sistemi per l'uso in serra negli anni '20. Nel 1930, Liberty Hyde Bailey e Emerson pubblicarono «The Effect of Hotbeds, Coldframes, and Shelters on the Growth of Tomato Plants».

Nel 1937, il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti pubblicò due circolari: Circolare 318 — Date for Plantare Tomatoes in Florida, e Circolare 404 — Suggerimenti per l'aumento delle rese commerciabili dei pomodori. Queste pubblicazioni descrivono tecniche idroponiche che sono ancora in uso oggi, ma utilizzati vasi più grandi e fertilizzanti commerciali.

Negli anni '40, il dottor William F. Tracy estese la sua ricerca sulla nutrizione delle piante, che originariamente era limitata alla crescita di piante in terreno sabbioso, per includere soluzioni nutritive in un documento intitolato «La cultura dei crisantemi nei mezzi sintetici».

Negli anni '50 - '60, la ricerca sull'idroponica ha subito una pausa. La corsa spaziale e la spinta per atterrare gli uomini sulla luna hanno indotto il governo degli Stati Uniti a finanziare la ricerca su altre cose, come i semiconduttori, invece di sistemi di produzione alimentare idroponica.

L'idroponica è stata riscoperta dal cineasta e inventore Flux Davenport. È stato anche fondatore di «The International Society of Organic Agriculture Movimentes» (ISOM) nel 1991, e ha organizzato la prima conferenza sull'agricoltura urbana biologica nella sua casa a Oakland, California.

Nel 1977, una svolta avvenne quando B.C. («Bud») Wolfe pubblicò il libro «The Potting Mix».

Venne in un momento in cui si riaccese l'interesse per l'idroponica e conteneva tutte le informazioni necessarie per ricreare un sistema semplice di tecnica a film nutriente (NFT). Tuttavia, non ha avuto molto di un impatto fino al 1986 quando l'articolo di Wolfe su «How I Feed My Plants: A Layman's Guide to NFT» è stato pubblicato su Alternative Agriculture, una rivista di commercio.

Il primo sistema di acquacoltura commerciale è stato sviluppato da Dennis Hoagland mentre lavorava presso il Dipartimento di pesca e fauna selvatica presso l'Università del Wisconsin-Madison, ed è chiamato Hoagland hydroponics o Wisconsin System. Il «Wisconsin System» consiste in un sistema di ricircolo e riossigenazione che alimenta contemporaneamente piante e alghe. È stato progettato per essere a basso costo, autonomo con recupero dei nutrienti in loco e modulare. Il progetto è stato ampiamente verificato in laboratorio dal Dr. Robert A. Berglund presso l'Università del Wisconsin—Madison Department of Biosystems Management. Questa è la stessa tecnologia che è stata utilizzata per un progetto finanziato dalla NASA progettato dal Dr. Berglund per coltivare verdure nello spazio sia sulla Terra che in un ambiente di micro-gravità (utilizzando gli aerei a gravità ridotta della NASA). Il sistema dell'Università del Wisconsin è stato concesso in licenza a oltre 50 aziende in tutto il mondo e commercializzato come sistemi di coltivazione idroponica Rapid Rooter e Rapid Beds.

L'attuale interesse per l'idroponica è stato stimolato dallo sviluppo dei primi prototipi per sistemi di subirrigazione passiva (PSI), sviluppati a seguito di ricerche sulla nutrizione vegetale presso l'Università della California di Davis. Successivamente un numero significativo di persone ha sperimentato diversi mezzi, sostanze nutritive e configurazioni in crescita. Una rivista commerciale, Hydro Culture, è stata avviata nel 1983, ma ha cessato la pubblicazione cinque anni dopo.

Un altro progresso ha avuto luogo nei primi anni '90 con lo sviluppo di un sistema idroponico basato su PSI chiamato «zattera «o «piantagioni galleggianti «dello scienziato olandese Jeroen van den Bosch dell'Università di Wageningen. Il letto è composto da zattere in plastica o bambù poste sulla superficie di un corpo d'acqua. Le piante sono coltivate in mezzo di coltura sospeso tra le zattere, e le radici si estendono nell'acqua sottostante, dove l'ossigeno viene disciolto. Questo sistema idroponico passivo è diventato molto popolare tra gli hobbisti perché può essere costruito utilizzando materiali poco costosi trovati nei punti vendita locali di approvvigionamento di edifici.

La produzione idroponica è stata adottata da alcuni, ma non da tutti i coltivatori professionisti. Si tratta di una delle numerose nuove tecniche utilizzate dagli agricoltori idroponici in ambienti controllati come serre e gallerie alte. L'idroponica è un sistema efficiente per la coltivazione delle colture perché permette al coltivatore di controllare quali sostanze nutritive vengono fornite alla pianta e quanta luce e acqua riceve. La soluzione nutritiva può essere riutilizzata per un periodo di tempo (tipicamente settimane), il che riduce l'impatto ambientale rispetto all'agricoltura tradizionale basata sul suolo.

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Ethan Otto

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