Conversa G., Bonasisa A., Lazzizera C., La Rotonda P., Elia A.

Reduction of Nitrate Content in Baby-Leaf Lettuce and Cichorium endivia Through the Soilless Cultivation System, Electrical Conductivity and Management of Nutrient Solution

Frontiers in Plant Science 2021, 12:645671. Doi: 10.3389/fpls.2021.645671

Le baby-leaf sono una categoria di ortaggi caratterizzati da elevati contenuti di composti ad azione bioattiva come carotenoidi, polifenoli e vitamina C. Tra le varie specie orticole, lattuga, scarola e indivia sono quelle più comunemente coltivate per ottenere questo tipo di produzione, grazie alla rapidità del ciclo produttivo e alla adattabilità ad essere coltivate con tecniche di coltivazione senza suolo. Tuttavia, questi ortaggi da foglia tendono ad accumulare negli organi eduli i nitrati, per i quali l’Unione Europea impone dei limiti di concentrazione. L’accumulo dei nitrati è influenzato dal genotipo, dalla tecnica di coltivazione, dalla composizione della soluzione nutritiva e dalla sua concentrazione, dalle condizioni ambientali e dalla strategia fertirrigua adottata. Nella presente attività di ricerca, la lattuga, l’indivia e la scarola sono state coltivate in diversi periodi dell’anno, in serra, con la tecnica del flusso e riflusso o del floating system, con soluzioni nutritive aventi differenti conducibilità elettrica e confrontando una classica strategia fertirrigua con una che prevedeva l’interruzione della somministrazione della soluzione nutritiva pochi giorni prima della raccolta. Nella prima prova sperimentale la lattuga è stata coltivata nel periodo autunnale e l’indivia e la scarola nel periodo invernale. Per entrambe le prove, i trattamenti sperimentali erano costituiti dalla coltivazione in flusso e riflusso vs floating system; due livelli di conducibilità elettrica (EC: 2,5 vs 3,5 mS/cm) e due genotipi. Invece, la seconda prova sperimentale è stata svolta simultaneamente alla prima, utilizzando anche gli stessi genotipi, ma in questo caso alle piante coltivate con EC di 2,5 mS/cm è stata sospesa la somministrazione di soluzione nutritiva sei giorni prima della raccolta. Infine, la terza prova sperimentale è stata uguale alla prima, ma realizzata nel periodo primaverile, per verificare l’effetto della stagione sull’accumulo dei nitrati.

La lattuga coltivata nella prima prova sperimentale, con la tecnica del flusso e riflusso e con conducibilità elettrica di 3,5 mS/cm, ha mostrato un incremento della concentrazione di sostanza secca, rispetto agli altri trattamenti e al tempo stesso una riduzione dell’area fogliare. Anche in termini di peso fresco, in questo trattamento è stata osservata una riduzione delle performance. Questo comportamento della pianta è imputabile al fatto che con la tecnica di coltivazione del flusso e riflusso, nell’intervallo tra gli interventi di fertirrigazione, il livello di conducibilità elettrica della soluzione circolante nel substrato di coltivazione tende ad aumentare, facendo comparire i tipici sintomi di stress salino sulla coltivazione. Questa argomentazione è supportata dal fatto che la lattuga coltivata con EC di 3,5 mS/cm, con la tecnica del floating system, non ha manifestato sintomi di stress salino rispetto a quella coltivata con conducibilità elettrica inferiore. Invece, indivia e scarola non hanno manifestato significative differenze nella produzione di biomassa fresca e secca tra le differenti tecniche di coltivazione senza suolo e/o differenti conducibilità elettrica, confermando di essere più tolleranti a stress salini rispetto alla lattuga. Relativamente all’accumulo dei nitrati, la lattuga coltivata in floating system con conducibilità elettrica di 2,5 mS/cm ha mostrato una più alta concentrazione di questi composti nelle foglie, ma in ogni caso il limite di legge stabilito dal Reg. 1258/2011 non è mai stato superato. Andamento inverso è stato osservato per l’anione cloro, il quale ha raggiunto i valori più alti nelle piante di lattuga coltivate con la tecnica del flusso e riflusso e conducibilità elettrica di 3,5 mS/cm. Il risultato ottenuto conferma l’antagonismo dell’assorbimento dello ione Cl con lo ione NO3, quindi accrescendo l’assorbimento del cloro la lattuga ha ridotto l’assorbimento e l’accumulo dei nitrati. Inoltre, anche considerando i contenuti di vitamina C, carotenoidi e polifenoli nelle baby-leaf di lattuga è emerso che con la tecnica del flusso e riflusso (indipendentemente dall’EC) è possibile incrementare il contenuto di questi antiossidanti, rispetto alla lattuga coltivata in floating, in quanto prodotti del metabolismo secondario la cui sintesi incrementa in seguito a fattori di stress. In conclusione, per la produzione di baby-leaf di lattuga, la tecnica del flusso e riflusso, insieme all’applicazione di una EC di 3,5 mS/cm, può essere considerata una tecnica utile per ridurre il consumo di nitrati ed incrementare il contenuto di composti bioattivi. Bisogna però prestare attenzione alla conducibilità elettrica dell’estratto acquoso del substrato in quanto incrementi di EC potrebbero ridurre drasticamente la produzione.

Anche dallo studio effettuato su scarola e indivia è emerso che l’EC di 3,5 mS/cm e la tecnica del flusso e riflusso hanno ridotto l’accumulo dei nitrati nei tessuti fogliari ma la differenza tra i trattamenti è stata meno marcata rispetto alla lattuga. Inoltre, a differenza della lattuga, in queste due specie, la concentrazione del cloro non è variata in maniera significativa tra i trattamenti, e questo spiega la maggiore tolleranza di scarola e indivia a più alti livelli di EC rispetto alla lattuga. Tuttavia, gli autori del lavoro ipotizzano che, a più elevati livelli di EC, composti organici come la prolina vengano coinvolti per l’equilibrio osmotico della pianta, riducendo l’assorbimento dei nitrati.

Nella seconda attività sperimentale, andando a somministrare solo acqua negli ultimi giorni prima della raccolta, è stata evidenziata una riduzione del contenuto in nitrati nelle foglie di lattuga, indivia e scarola in entrambe le tecniche di coltivazione senza suolo. Tuttavia, nel floatyng system, solo per la lattuga, il livello di concentrazione dei nitrati ha raggiunto livelli sub-ottimali andando a limitare l’accrescimento delle foglie.

Nella terza prova sperimentale, condotta ad inizio primavera, le baby-leaf di lattuga hanno mostrato un numero di foglie maggiore rispetto al periodo autunnale, un contenuto di acqua inferiore ed un contenuto di sostanza secca maggiore. La produzione di sostanza fresca è stata quindi maggiore nel periodo autunnale rispetto a quello primaverile, ma le caratteristiche delle baby-leaf di lattuga prodotte in quest’ultimo periodo hanno reso i tessuti più resistenti alle attività post-raccolta. Inoltre, l’accumulo dei nitrati è risultato essere più basso nelle lattughe coltivate nel periodo primaverile rispetto a quello estivo, con le stesse differenze tra le tecniche di coltivazione evidenziate durante la prima prova sperimentale. Infine, per l’indivia e la scarola nel ciclo primaverile l’accumulo dei nitrati nei tessuti fogliari è stato maggiore rispetto a quello autunnale e questo è stato dovuto al maggiore assorbimento di questo elemento a causa della più alta temperatura. Anche in termini di produttività, il periodo primaverile ha consentito di ottenere produzioni maggiori.

HTML e PDF: https://doi.org/10.3389/fpls.2021.645671