Verdoliva S.G., Gwyn-Jones D., Detheridge A., Robson P.
Controlled comparisons between soil and hydroponic systems reveal increased water use efficiency and higher lycopene and β-carotene contents in hydroponically grown tomatoes
Scientia Horticulturae, 2021, 279, 109896; doi: 10.1016/j.scienta.2021.109896
L’attività agricola sta attraversando un’importante fase di rinnovamento per contrastare gli effetti devastanti delle avversità atmosferiche estreme, che si verificano sempre più spesso, e per aumentare la quantità di cibo avendo a disposizione sempre meno terreni coltivabili. La coltivazione in serra cerca di limitare gli effetti dannosi degli eventi climatici estremi sulle coltivazioni, ma il sempre minor spazio rimasto per le attività agricole ha reso necessario l’avvio delle coltivazioni anche in aree urbane e/o periferiche, grazie all’utilizzo della tecnica del senza suolo. Inoltre, con lo sviluppo della tecnologia LED è stato fatto un ulteriore passo in avanti coltivando senza suolo su più livelli (vertical farming). L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di confrontare i risultati ottenuti dalla coltivazione di pomodoro con tre sistemi colturali: su terreno, in idrocoltura e su lastre di lana di roccia. La ricerca è stata condotta in serra tunnel e serra vetro. Le piante sono state fertirrigate con soluzione nutritiva (SN) con pH compreso tra 5 e 6 e EC di 2,4 mS cm-1. Le piante sono state coltivate fino al termine dell’ottava settimana dopo la semina, per rilevare misure biometriche, fisiologiche, calcolo dell’efficienza d’uso dell’acqua (WUE) e rilievi qualitativi sui frutti raccolti.
Relativamente al consumo idrico, in entrambi gli ambienti di coltivazione, per le piante allevate su terreno è stato misurato il più alto consumo idrico, mentre i minori consumi di SN sono stati individuati in idrocoltura. Sebbene nei due ambienti di coltivazione si siano creati dei microclimi differenti (più caldo e secco nella serra vetro), il consumo idrico delle piante di pomodoro coltivate in idrocoltura è stato simile. Infatti, il sistema di coltivazione con la più alta WUE è stato l’idrocoltura con circa 12,9 g di pomodori prodotti per ogni litro di acqua traspirata. Il peso fresco e secco di stelo e foglie non è stato differente nei trattamenti in serra vetro, mentre in serra tunnel il peso secco è stato più elevato per le piante coltivate su terreno, intermedio per l’idrocoltura e più basso per la coltivazione su lana di roccia. Inoltre, nella serra tunnel le piante coltivate in idrocoltura hanno ottenuto le produzioni più basse (≈ 138 g plant-1) e il numero di frutti più basso (3,0 frutti pianta-1). Durante l’attività in serra tunnel, i pomodori con i più bassi contenuti di licopene, β-carotene, acidità titolabile (TAA) e solidi solubili totali (TSS) sono stati ottenuti nel sistema di coltivazione in idrocoltura, mentre nella coltivazione in serra vetro i più bassi valori di licopene e β-carotene sono stati ottenuti dalla coltivazione in terreno.
In questo lavoro è stato dimostrato come il confronto di diverse tecniche di coltivazione è difficile da effettuare, in quanto ci sono un elevato numero di variabili climatiche che interferiscono nelle attività (ad esempio temperature ed umidità troppo alte o troppo basse influenzano la capacità evapotraspirativa). Allo stesso tempo, è stato utile confrontare diversi ambienti di coltivazione per dare ulteriore forza agli effetti osservati. In generale, sebbene non ci siano state importanti differenze dal punto di vista produttivo, sia quantitativo che qualitativo, i sistemi di coltivazione senza suolo hanno permesso di ridurre il consumo di SN e nel dettaglio il trattamento con sistema di coltivazione in idrocoltura ha ottenuto un consumo di SN simile tra serra tunnel e serra vetro, essendo meno influenzato degli altri dalla variabilità climatica. Quindi, a seguito della maggiore domanda evapotraspirativa, le piante di pomodoro coltivate su terreno hanno consumato più SN rispetto alle altre a parità di produzione. Le piante coltivate con la tecnica del senza suolo si sono acclimatate alla crescita in un ambiente radicale saturo di acqua, che ha ridotto la permeabilità radicale, inducendo la chiusura stomatica e quindi l’attività traspirativa. In conclusione, durante questo studio è stato dimostrato che con i sistemi di coltivazione senza suolo è possibile produrre pomodori con rese e qualità comparabili con il pieno campo (se non superiori), riducendo considerevolmente il consumo idrico.