2.4 Cultura vegetale o sottosistema idroponico

La parte idroponica del sistema comprende la maggior parte dell’ingombro dell’impianto. Vengono utilizzati tre progetti primari: letti multimediali, cultura dell’acqua profonda (DWC) e NFT.

sistemi basati su media: la progettazione di sistemi basati su supporti, talvolta chiamati flood-e-drain, è abbastanza semplice. Un contenitore riempito con substrato viene periodicamente inondato con acqua dall’acquario. L’acqua torna quindi alla coppa (o acquario) aspirando ossigeno nel substrato per le radici delle piante e i batteri nitrificanti. Il letto multimediale sostiene la pianta man mano che cresce e funge da filtro solido e biologico (Figura 6). A causa di relativamente pochi componenti e facilità di costruzione e funzionamento, questi sistemi sono popolari per gli hobbisti e nelle regioni in via di sviluppo. Tuttavia, è raro trovare una produzione commerciale utilizzando solo letti multimediali in quanto sono meno produttivi rispetto ad altri tipi discussi di seguito. La regola generale per i sistemi multimediali è dettagliata nella tabella 1.

Tabella 1: Regole empiriche per i sistemi acquaponici basati su supporti.

Una varietà di materiali può essere utilizzata come substrato, tra cui ghiaia di piselli, roccia lavica, ciottoli di argilla espansa o altri mezzi inerti; i praticanti possono essere limitati da ciò che è disponibile localmente. Il flusso d’acqua nel sistema è controllato da un timer o da un sifone. Utilizzando il metodo del timer, l’acqua viene pompata per un determinato periodo di tempo, consentendo al letto di riempirsi.

Quando il timer si spegne, l’acqua si scarica fino a quando il timer non riattiva la pompa. Il metodo sifone viene spesso implementato utilizzando un sifone automatico a campana (Figura 7a) o un sifone ad anello (Figura 7b). In entrambi i metodi a sifone, la pompa funziona continuamente, controllando la velocità di riempimento e scarico del letto. Fox et al. (2010) fornisce istruzioni dettagliate dettagliate per la costruzione, il funzionamento e la risoluzione dei problemi di un sifone automatico a campana.

I sistemi di filtraggio a flusso costante offrono un’alternativa al metodo «flood-and-drain». L’acqua pesantemente aerata scorre nel letto multimediale. Invece di un ciclo di allagamento e scarico, il livello dell’acqua rimane costante utilizzando un tubo di appoggio. Questo riduce drasticamente la dimensione della coppa necessaria per questo tipo di sistema di coltivazione.

Deep Water Culture: Questo metodo di coltivazione prevede la sospensione delle piante in una zattera galleggiante, consentendo alle radici di pendere nell’acqua (Figura 8). Le radici delle piante sono in costante contatto con l’acqua ricca di nutrienti proveniente dall’acquario.

Un’efficace filtrazione dei solidi è un requisito in questi sistemi per evitare che i solidi entrino nel letto della pianta e intasino le radici delle piante. L’aerazione deve essere fornita anche nelle vasche per mantenere adeguati livelli di ossigeno per le radici delle piante e i batteri benefici. Insieme alla loro grande capacità di ritenzione idrica che mantiene i parametri di qualità dell’acqua più stabili, la parte inferiore delle zattere e il rivestimento degli abbeveratoi forniscono spazio sufficiente per colonizzare i batteri nitrificanti. Il design stesso fornisce anche un cuscino contro le interruzioni di corrente, poiché le radici rimangono immerse nell’acqua nonostante la perdita di acqua o il flusso d’aria.

Tabella 2: Regole empiriche per DWC in acquaponica.

\ *L’eccezione è nelle prime fasi di vita in cui i pesci possono consumare il 5 -10% del loro peso corporeo negli alimenti al giorno.

La coltura in acque profonde (DWC) è più produttiva (kg di prodotto/m2 di spazio di crescita) rispetto ai sistemi basati su supporti; tuttavia, può essere più difficile da gestire su scala ridotta. Questi sistemi sono ben studiati dall’industria idroponica e acquaponica e sono comunemente implementati in ambienti commerciali.

Verdi e erbe a foglia verde, come il basilico, fanno bene in questo sistema di produzione. Colture fruttifere come pomodori, cetrioli e peperoni possono avere successo con adeguate densità di nutrienti e supporto strutturale. La tecnica DWC potrebbe non essere adatta per aree in cui l’accesso alle forniture o alle attrezzature è limitato. Le regole empiriche per DWC in acquaponica sono elencate nella tabella 2.

Nutrient Film Technique: La tecnologia Nutrient Film Technique (NFT) proviene direttamente dall’industria idroponica. In questo metodo, le piante vengono inserite nella parte superiore dei canali orizzontali poco profondi. Un piccolo film d’acqua viene pompato attraverso il canale, entrando in contatto con le radici delle piante che utilizzano tali sostanze nutritive per la crescita (Figura 9). I sistemi NFT, come DWC, richiedono una filtrazione dei solidi sufficiente per prevenire la contaminazione delle radici delle piante. A differenza di DWC, i sistemi NFT necessitano di un filtro biologico separato, poiché il canale da solo non fornisce una superficie sufficiente per una crescita sufficiente dei batteri nitrificanti.

Questi sistemi sono più complessi da progettare, costruire e gestire rispetto ai sistemi basati su supporti. Se i canali non sono dimensionati correttamente, le radici delle piante possono interrompere il flusso d’acqua intasando i tubi. Questo progetto presuppone un grado di rischio, poiché il guasto della pompa può causare grosse perdite di coltura se il flusso d’acqua non riprende rapidamente. Tuttavia, NFT può essere un ottimo sistema per aree urbane o tetti in quanto sono leggeri, utilizzano pochissima acqua e possono essere realizzati con materiali facilmente reperibili. Le regole empiriche per NFT in acquaponica sono elencate nella tabella 3.

Tabella 3: Regole empiriche per l’NFT in acquaponica

\ *L’eccezione è nelle prime fasi di vita in cui i pesci possono consumare il 5 -10% del loro peso corporeo negli alimenti al giorno.

• Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Università statale del Kentucky. Manuale di produzione Aquaponics: un manuale pratico per i coltivatori. *