L'influenza della soluzione nutritiva nella coltivazione di lattuga idroponica

La coltivazione idroponica della lattuga (Lactuca sativa L.) è, ad oggi, una delle strategie più avanzate dell’agricoltura moderna, in grado di produrre grandi quantità di prodotto a parità di superficie, in maniera continuativa e costante, migliorandone al contempo la qualità. Attraverso un’ampia analisi bibliografica, la presente tesi ha approfondito l’influenza dei principali parametri della soluzione nutritiva sulla produzione della lattuga. La soluzione nutritiva è la colonna portante di un sistema idroponico, nonché la chiave per aumentarne la resa. Un controllo accurato di pH, conducibilità elettrica (EC), temperatura e ossigeno disciolto permette di allinearsi il più perfettamente possibile alle esigenze fisiologiche durante il ciclo colturale. Un pH compreso tra 6,0 e 6,2 favorisce la massima disponibilità dei nutrienti. un valore di EC compreso tra 1,2 e 2,0 mS·cm-1 risulta adatto, ma in alcune situazioni valori di EC tra 1,8 e 2 mS·cm-1 o anche superiori possono risultare migliori. Una temperatura della soluzione di circa 20 °C e una concentrazione di ossigeno disciolto (DO) superiore a 4 mg/L garantiscono il corretto assorbimento degli elementi nutritivi e la crescita radicale. Per quanto riguarda le singole concentrazioni e il rapporto tra gli elementi nutritivi, i valori ottimali identificati sono: 250–280 mg/L di azoto (N), 250–300 mg/L di potassio (K), 30–84 mg/L di fosforo (P), 200–230 mg/L di calcio (Ca) e 170 mg/L di magnesio (Mg). É importante non sottovalutare e fornire anche tutti gli altri elementi (S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo) in maniera adeguata. I sistemi idroponici a ciclo chiuso, soprattutto se fanno ricircolare la soluzione più volte, risultano suscettibili a patogeni zoosporici : Pythium, Phytophthora, Olpidium, che possono diffondersi attraverso l’acqua. L’uso di raggi UV o fosfiti di potassio si è dimostrato efficace nel ridurre la germinabilità delle zoospore, riuscendo a mantenere un ambiente radicale sano. Un altro problema in questi casi può essere dato dall'accumulo di fitotossine nella soluzione, problema risolvibile tramite l' impiego di carboni attivi (AC) in soluzione (2.5 g/L).In conclusione, una gestione attenta della soluzione permette il raggiungimento dei risultati desiderati, rispondendo alle sfide dell’agricoltura odierna.

Hydroponic cultivation is one of the more advanced production strategies for lettuce (Lactuca sativa L.), capable of delivering high yields in comparison with the area needed, consistently and year-round, while also improving quality. Through a wide bibliographic analysis, this thesis examines the influence of the main parameters of the nutrient solution on lettuce production. The nutrient solution represents the core of the hydroponic system and is the key factor for improving yield. Accurate control of pH, electrical conductivity (EC), temperature, and dissolved oxygen allows the growing conditions to align as closely as possible with the physiological requirements of the plant during the entire cultivation cycle. A pH between 6.0 and 6.2 allows the nutrients to be most available. EC values between 1.2 and 2.0 mS/cm seem adequate; however, in some cases, an EC value between 1.8 and 2 mS/cm or greater can be more effective. A solution temperature of 20 °C and a dissolved oxygen (DO) concentration greater than 4 mg/L can ensure the correct nutrient uptake and root growth. Nutrient concentrations and concentration rates between them are crucial; the values found to be optimal are : 250–280 mg/L for Nitrogen (N), 250–300 mg/L for Potassium (K), 30–84 mg/L for Phosphorus (P), 200–230 mg/L for Calcium (Ca), and 170 mg/L for Magnesium (Mg). It is also very important not to underestimate the significance of the other nutrients (S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo) and to provide them in the correct amounts. Closed Hydroponic systems, especially those where the same solution flows multiple times, are susceptible to certain zoosporic pathogens, such as Pythium, Phytophthora and Olpidium, which can spread through water. The use of UV radiation or potassium phosphonate is effective in drastically reducing the germinability of the zoospore, thereby preventing the disease by maintaining a pathogen free root environment. Another problem with the reuse of the nutrient solution is the accumulation of phytotoxic organic acids produced by plant roots, which inhibit growth. Problem that can be solved with the use of activated charcoal (AC) in the nutrient solution (2.5 g/L). In the end, a careful management of the nutrient solution allows one to achieve the desired goals and can be the answer to the current agricultural challenges.