12.2.1 Sfondo

La National Aeronautics and Space Administration (NASA) degli Stati Uniti descrive l’aeroponica come il processo di coltivazione di piante sospese nell’aria senza suolo o mezzi che forniscano una produzione alimentare pulita, efficiente e rapida. La NASA osserva inoltre che _colture possono essere piantate e raccolte tutto l’anno senza interruzioni, e senza contaminazione da suolo, pesticidi e residui e che i sistemi aeroponici riducono anche l’uso di acqua del 98%, l’uso di fertilizzanti del 60%, ed eliminano del tutto l’uso di pesticidi. Le piante coltivate nei sistemi aeroponici hanno dimostrato di assorbire più minerali e vitamine, rendendo le piante più sane e potenzialmente più nutrienti (NASA Spinoff). Altri vantaggi dell’aeroponica sono visti essere che:

• L’ambiente in crescita può essere mantenuto pulito e sterile.

• Questo riduce le possibilità di malattie delle piante e la diffusione dell’infezione.

• Le piantine non si allungano o appassiscono durante la formazione delle radici.

• Le piantine sono facilmente rimosse per il trapianto senza shock trapianto.

• La crescita delle piantine è accelerata, il che porta ad un aumento dei cicli delle colture e quindi più prodotti all’anno.

Per Weathers e Zobel (1992), l’aeroponica è definita come la coltura di piante intere e/o tessuti con le loro radici o l’intero tessuto alimentato da una nebbia aria/acqua (al contrario dell’immersione in/su acqua, suolo, agar nutritivo o altri substrati_). Per loro, le piante che sono coltivate solo parzialmente con le loro radici nell’aria e parte in soluzioni nutritive o che sono coltivate per una parte del tempo in aria e parte del tempo in soluzione nutritiva vengono coltivate attraverso un processo di aero-idroponica e non areoponica.

I sistemi aeroponici funzionano quindi spruzzando o appannando la zona della radice con una soluzione nutritiva. Le radici delle piante sono quindi sospese nell’aria e sono sottoposte a spruzzo/nebulizzazione continua o intermittente di goccioline d’acqua ricche di sostanze nutritive, sotto forma di goccioline o nebbie molto fini, con dimensioni di goccioline da 5 a 50 μm (micron). È normale trovare kit «hobby/domestico» con dimensioni di goccioline di spruzzo comprese tra 30 e 80 μm. Gli atomizzatori a ultrasuoni o nebbia secca producono una dimensione di goccioline\ <5 μm, ma richiedono aria compressa e ugelli molto fini, oppure è possibile utilizzare trasduttori a ultrasuoni per produrre queste nebbie.

Nell’aeroponica, come nel caso dell’idroponica, l’apporto di nutrienti può essere ottimizzato e, in un confronto tra idroponica e aeroponica, Hikosaka et al. (2014) notano che non è stata riscontrata alcuna differenza tra crescita e qualità del raccolto nella lattuga utilizzando l’aeroponica a nebbia secca. Tuttavia, c’è stato un aumento significativo dei tassi di respirazione delle radici e dei tassi di fotosintesi delle foglie. Essi notano inoltre che questo sistema utilizza anche meno acqua e che può essere più efficiente e più facile da gestire rispetto all’idroponica convenzionale (Hikosaka et al. 2014). In un documento di revisione sulle moderne tecnologie per la coltivazione delle piante in agricoltura in ambienti controllati, Lakhiar et al. (2018) notano che l’aeroponica «è considerata il miglior metodo di coltivazione delle piante per la sicurezza alimentare e lo sviluppo sostenibile».

12.2.2 Origine dell’Aeroponica

Richard J. Stoner II è considerato il padre dell’aeroponica. La rivista NASA dell’acquaponica (Clawson et al. 2000) rileva che l’origine dell’acquaponica è in gran parte nello studio della morfologia delle radici, ma ha origine in natura, ad esempio con le piante, ad esempio le orchidee che crescono in aree tropicali dove le nebbie si manifestano naturalmente. Clawson et al. (2000) notano lo sviluppo dell’aeroponica di B. T. Barker, che «riuscì a coltivare meli con uno spray», e F. W. Gent, che nel 1957 coltivava pomodori e piante di caffè nelle nebbie e definì il processo «aerofonica». Per quanto riguarda lo studio della morfologia delle radici, Carter nel 1942 utilizzò l’aeroponica come modo per indagare le radici di ananas, e Klotz nel 1944 studiò le radici di avocado e agrumi, e poi numerosi altri tra cui Hubick e Robertson; Barak, Soffer e Burger; Yurgalevitch e Janes; e Dutoit, Weathers, e Briggs hanno tutti intrapreso vari esperimenti in aeroponica (fare riferimento a Clawson et al. 2000 per i dettagli).

12.2.3 Problemi in crescita dell’Aeroponica

Clawson et al. (2000) riferiscono i test di Tibbit et al. (1994) secondo cui la nebulizzazione continua può «contribuire alla crescita fungina e batterica in prossimità delle piante o sulle piante», e inoltre alcuni ricercatori hanno scoperto che, a causa delle goccioline fini e dei sistemi di appannamento continuo, possono esserci difficoltà «in fornire nutrienti a tutte le piante dove vi è un’alta densità di piante». A questo proposito è stato dimostrato che la nebulizzazione a intervalli offre un sistema più sano e radici più sane rispetto alle tecniche di nebulizzazione continua e idroponica. L’utilizzo di intervalli rende le piante più resistenti a qualsiasi interruzione di nebulizzazione, condizionando le piante per prosperare più a lungo su livelli di umidità più bassi, con una probabile riduzione dei livelli di agenti patogeni. Per una nebulizzazione efficace, la dimensione e la velocità delle goccioline sono anche importanti parametri aeroponici. L’efficienza di raccolta della nebbia della radice dipende dalle dimensioni del filamento, dalla dimensione della goccia e dalla velocità» (Clawson et al. 2000).

12.2.4 Combinazione di acquaponica e aeroponica

Mentre un certo numero di imprenditori e appassionati di hobbisti stanno promuovendo la combinazione acquaponica con l’aeroponica, ci sono una serie di questioni che devono essere risolte se si considera questa tecnologia combinata per l’agricoltura futura. Un problema che deve essere risolto è un nome per questo sistema, e qui si suggerisce di chiamarlo «aquaeroponica».

Mentre ci sono numerosi video e discussioni sul web, sulla combinazione di aeroponica e acquaponica, il campo è vuoto dalla letteratura scientifica. Le discussioni basate sul web sollevano i problemi dell’intasamento degli spruzzatori di nebbia e della necessità di una filtrazione fine delle soluzioni acquaponiche. Un altro problema con l’acquaeroponica è il potenziale per la crescita di agenti patogeni nell’ambiente umido arioso e sarà necessaria una ricerca per accertarlo. Una soluzione per risolvere il problema dei misters è quella di utilizzare le vibrazioni ultrasoniche per creare le nebbie, ma questo non risolve i problemi che ci possono essere con la crescita di agenti patogeni.