Abstract
L’articolo illustra come, nella coltivazione idroponica in ambiente controllato, la gestione integrata di luce, temperatura, CO₂, acqua e nutrizione minerale permetta di orientare in modo mirato la fisiologia delle piante: fotosintesi, sviluppo vegetativo, architettura e produzione di metaboliti secondari. Viene presentato l’approccio sistemico che ha guidato lo sviluppo di DEMETRA, il container idroponico di GreatIT, frutto della collaborazione tra gli specialisti aziendali, l’università e i centri di ricerca per tradurre la conoscenza della fisiologia vegetale in soluzioni impiantistiche concrete, misurabili e ripetibili.
Anni di esperienza accademica nella fisiologia vegetale, seguendo l’evoluzione di un sistema idroponico che negli ultimi 20 anni ha percorso un’evoluzione affascinante.
Le piante, essendo ovviamente organismi viventi, sono sistemi complessi che comprendono apparati dove reazioni biochimiche, fisiologiche e continui scambi di energia attraversano membrane. La continua percezione dell’ambiente porta la pianta a modificare il proprio metabolismo, la propria crescita e la propria morfologia in risposta agli stimoli ricevuti.
Semplificando, attraverso gli stomi regolano gli scambi gassosi con l’atmosfera circostante, i fluidi percorrono i tessuti e dalle radici assorbono l’acqua e gli elementi minerali in essa disciolti. Grazie alla luce riescono a utilizzare la CO₂ per la fotosintesi e a incorporarla in molecole organiche, producendo nuova biomassa vegetale, enzimi e altri elementi utili.
Acqua, aria e luce sono quindi strettamente connesse da processi fisiologici e biochimici che devono rimanere in equilibrio.
Va però sottolineato che, essendo esseri viventi, durante la crescita le piante modificano a loro volta l’ambiente nel quale vivono. Traspirano, rilasciando grandi quantità di vapore acqueo, scambiano calore e gas con l’atmosfera, assorbono selettivamente acqua e nutrienti dalla soluzione nutritiva e ne modificano progressivamente pH, conducibilità elettrica e composizione ionica.
Nota bene: In un sistema idroponico ad ambiente controllato, gestire queste interazioni significa poter orientare la risposta della coltura verso un obiettivo preciso:
Attraverso la modulazione dello spettro e dell’intensità luminosa, del fotoperiodo, della temperatura, dell’umidità, della CO₂, della disponibilità idrica e della nutrizione minerale è inoltre possibile stimolare specifiche vie metaboliche. Già note applicazioni sono la produzione di metaboliti secondari di interesse per la ricerca scientifica, la nutraceutica, la farmaceutica o altri ambiti applicativi.
Per ottenere risultati ripetibili, ogni componente deve essere progettato in relazione agli altri:
È questo approccio sistemico che guida lo sviluppo di DEMETRA, il container idroponico di GreatIT per la coltivazione in ambiente controllato.
Questo breve articolo è un semplice riassunto di come, ogni giorno, lavoriamo con i nostri specialisti, collaboriamo con università e centri di ricerca e ci confrontiamo con i clienti per tradurre un obiettivo biologico in una soluzione impiantistica concreta.
Perché controllare l’ambiente di coltivazione non significa solo mantenere dei parametri, significa utilizzare la conoscenza della fisiologia vegetale per ottenere dalla pianta una risposta precisa, misurabile e ripetibile. E continuare, progetto dopo progetto, a innovare la tecnica.
Figura 1: immagine della traspirazione fogliare e processi annessi, estrapolata dal web
