Un sistema idroponico a perdita o Run-To-Waste (RTW) è un modello di coltivazione semplice quando viene applicato all’orticultura. Nello specifico si tratta di un irrigazione applicata fino a quando la soluzione nutritiva stessa non fuoriesce dalla zona radicale e viene smaltita. Questo sistema può anche essere definito normale, o naturale, poiché all'aperto, l'acqua si muove attraverso i vari strati del suolo. È l'unico sistema naturale per quelle piante che si sono evolute in queste condizioni.
In base a tale definizione l'acqua si sposta attraverso un apparato radicale da cui poi fuoriesce, di solito al momento della saturazione. Le colture nei campi vengono irrigate dall'alto e l'acqua circola dentro l´apparato radicale, la attraversa e quindi ne fuoriesce una volta che la stessa è satura. Lo stesso fenomeno si ripete nel terriccio e nei contenitori innaffiati dall'alto oppure con le piante acquatiche coltivate in acque mobili come corsi d'acqua e fiumi.
Il Run-To-Waste non è solo un sistema di irrigazione, ma molto di più. Questo sistema implica che gli elementi nutritivi vengano rilasciati alla pianta grazie al flusso d’acqua e assorbiti dal sistema radicale, oppure depositati in questo o semplicemente ci passino attraverso.
Flusso di massa
Anche laddove si utilizzino fertilizzanti in polvere per preparare la soluzione nutritiva questo sistema sarebbe in grado di dissolverli e renderli idonei al loro assorbimento: questo processo è noto come Flusso di Massa. Questo processo prende il nome dal modo in cui l'acqua (irrigazione) viene applicata a un sistema radicale e poi espulsa di conseguenza; la soluzione nutritiva scorre attraverso il substrato (torba, lana di roccia, argilla, persino l'aria), consegna il suo carico di sostanze nutritive mentre raccoglie l'eccesso e fuoriesce dal sistema per non tornarvi mai più.
Anche se non vengono messi nutrienti nell'acqua, a meno che l'acqua non sia pura, qualunque sia il contenuto di sali dell´acqua d´irrigazione questi rimarranno nel substrato. L’altro sistema invece, si basa sul ricircolo della soluzione nutritiva, dove il drenaggio dalla zona radicale viene accumulato e poi rinviato al serbatoio di deposito per una nuova applicazione.
Questo è quello che implica, in maniera semplice ma efficace, questo sistema ma il suo concetto di coltivazione di solito significa molto di più.
Conoscere l’irrigazione e la fertirrigazione
L'irrigazione consiste nella fornitura di acqua a un raccolto. Ci sono molti modi per effettuarla, ad esempio a mano, attraverso un sistema automatico o con le precipitazioni naturali. Il metodo utilizzato dipende dalle esigenze e dal budget, poiché i sistemi automatici possono essere costosi e fare affidamento sulle precipitazioni naturali d’acqua è un grosso rischio. Tutto ciò, tuttavia, ha lo stesso obiettivo: rifornire d’acqua il sistema radicale.
La fertirrigazione consiste nell'aggiunta di fertilizzanti o di nutrienti all'acqua di irrigazione. Si tratta di un modo semplice ed economico per applicare con precisione il fertilizzante al raccolto. Combina sia l'irrigazione che le applicazioni di fertilizzanti e viene effettuato nel programma ordinario. Ci sono due metodi che possono essere utilizzati: uno è il nutrimento intermittente e l'altro è il nutrimento costante.
Nel nutrimento intermittente il fertilizzante viene distribuito una sola volta attraverso il sistema di irrigazione e successivamente viene distribuita solamente l'acqua per un numero specifico di volte per poi ricominciare questo ciclo da capo. Questo metodo può essere utilizzato solo in sistemi in cui vi è la possibilità per gli elementi di essere immagazzinati e sucessivamene rilasciati gradualmente alla soluzione del suolo del substrato (l’acqua presente nel substrato); quindi si tratta di un substrato chimicamente influente. Un substrato chimicamente influente è un substrato con una capacità tampone (assorbe i nutrienti e poi li rilascia). Con questo metodo il tempo per esaurire gradualmente i livelli di nutrienti disponibili nel substrato è più lungo. La concentrazione dei nutrienti applicati deve essere più elevata dei livelli ottimali per compensare il tempo in cui non vengono applicati nutrienti aggiuntivi. Esiste un arco di tempo in cui il livello dei nutrienti è inferiore a quello ottimale.
Nutrimento costante consiste nell’applicare fertilizzanti ad ogni ciclo di irrigazione. Questo metodo può essere usato per ogni sistema e su ogni substrato. Le concentrazioni applicate hanno livelli più bassi rispetto alle applicazioni intermittenti e il tempo in cui i livelli di fertilità del substrato sono al disotto di quelli ottimali è notevolmente ridotto.
Tutte le piante sono coltivate con sistema Run-to-Waste o sistema di ricircolo
Non esistono altri sistemi più rapidi per trasportare l’acqua e le sostanze nutritive direttamente alla pianta. Ci sono sistemi ibridi che è difficile far rientrare in una o nell’altra categoria, ma ci sono anche degli ibridi dei due sistemi stessi. Questi ibridi comprendono il Flusso e il Riflusso (Flood and Drain), l’Aeroponica (basata sull’aria) e l’Acquaponica (Deep Water Culture). Quello basato sull’aria consisterebbe sul ricircolo qualora il reflusso venga pompato di nuovo alla pianta o in caso contrario sul sistema RTW. L’acquaponica tenderebbe a ricircolare a seconda della dimensione e del tipo di impianto e del numero di piante presenti in esso. Il sistema Flood and Drain è migliore di quello Run-But-No-Waste dal momento che l’acqua si sposta verso l’alto nella colonna del substrato, trasportando il suo carico di nutrienti e di sali in eccesso verso la parte superiore della colonna, dopo di che lo rilascia mentre drena verso il basso nel serbatoio, poi comincia nuovamente e i sali vengono ridistribuiti parzialmente, mentre l’acqua arretra.
Il Sistema run-to-waste è quello più utilizzato nelle coltivazioni e in natura. Ci sono due sistemi principali per coltivare le piante, il primo è nel terreno o in un substrato naturale senza terreno, l’altro è il sistema idroponico. Il solo fatto di applicare fertilizzanti ad una soluzione liquida non rende tale liquido idroponico. La coltivazione idroponica richiede che i fertilizzanti vengano applicati in una soluzione d’acqua o direttamente nella soluzione stessa o nel suolo inerte come l’argilla, la ghiaia, la perlite, la sabbia, la lana di roccia, o altri materiali che non agiscono sui nutrienti o sulle piante. Nel metodo di coltivazione idroponico, il sistema può essere o a ricircolo o run-to-waste. Se le piante si trovano in un substrato di terriccio organico o minerale, non si tratta più di un sistema idroponico.
I substrati che sono in grado di agire sulla soluzione o sulle piante, come i substrati di torba o i substrati di coltivazione senza suolo (ad esempio la fibra di cocco), hanno più livelli di azione, mentre l'idroponica ne ha solo uno, la soluzione.
Questi substrati influiranno su diversi aspetti che la pianta "vede", tra cui i cambiamenti di pH, l’accumulo e il rilascio dei nutrienti, la ritenzione idrica e il supporto stesso delle piante.
Queste variabili sono difficili da prevedere, cambiare o mediare, perché possono influire anche elementi secondari, come la temperatura, la frequenza di irrigazione, il tempo e tante altre variabili.
Controllo dell'idroponia
Per ottenere dei risultati è necessario effettuare un controllo puntuale agli impianti idroponici in cui variabili come la temperatura della soluzione, l'assorbimento selettivo di particolari elementi e altro devono essere monitorati per ottenere risultati ottimali. In un substrato chimicamente influente, queste variabili sono maggiormente controllate (tamponate) dal substrato come: il pH, le variazioni di temperatura più lente, la porosità per il controllo dell'aria e dell'umidità, e l´apporto continuo di sostanze nutritive.
Effetti consistenti si osservano sulla struttura della radice stessa: le radici di painte coltivate in sistemi idroponici si sviluppano in modo diverso rispetto alle radici che si sviluppano nel terreno. Anche se entrambe le radici possono crescono in un substrato, tecnicamente nei substrati inerti non crescono: questi non hanno alcun effetto e forniscono alle radici solo la soluzione nutritiva. Le radici delle piante che si sviluppano in substrati minerali (suolo) o in substrati organici (senza suolo) tendono generalmente a favorire un maggiore assorbimento di acqua e sostanze nutritive, mentre le radici che crescono in un suolo inerte sviluppano la capacità di limitare questo assorbimento.
In sostanza, la ricerca ha ripetutamente dimostrato che non vi è alcun aumento apprezzabile delle dimensioni o della qualità delle rese del raccolto in impianti idroponici rispetto a coltivazione in un substrato non inerte, ma solo esigenze diverse. L'idroponica è indicata in situazioni specifiche in cui la coltivazione con i sistemi classici è complessa, dove il coltivatore conosce bene l'applicazione dei suoi principi ed ha molto tempo a disposizione oppure dispone di attrezzature specifiche per monitorare il sistema.
Entrambi i sistemi utilizzano il principio del Flusso di Massa per fornire un carico di nutrienti. Affinché un elemento nutritivo disponibile venga assorbito da una pianta, questo deve essere sospeso in un liquido; l’acqua. Quando un elemento viene rilasciato dalla decomposizione naturale o emesso da un sito di scambio cationico, ciò avviene in una matrice fluida e diventa disponibile alla pianta in soluzione.
In un sistema idroponico gli elementi nutritivi sono solo forniti e resi disponibili attraverso una soluzione. In un substrato non inerte, come in una miscela di torba , l’elemento si sposta nella soluzione del suolo in risposta all´equilibrio di concentrazione, in cui una pari quantità si sposta sulla particella del substrato quando rimane in soluzione, o viceversa.
Quando questa soluzione si sposta sulla superficie della radice, in entrambi i sistemi, questa diventa disponibile per la pianta, un concetto noto come flusso di massa.
Con qualsiasi metodo, il principio rimane lo stesso: i nutrienti devono essere disciolti in soluzione per poter essere assorbiti. Devono essere somministrati in quantità corrette come elementi singoli e in base alle necessità della pianta. Devono essere anche somministrati nella forma corretta (ioni), ecco perché è così importante il PH.
Qual è il Sistema migliore per la coltivazione; il ricircolo o il Run-To-Waste?
Non c’è una risposta esatta o sbagliata in questo caso; è più una questione di convenienza. Il sistema Run-To-Waste richiede meno impegno, ma crea un problema di smaltimento.
In qualsiasi sistema le piante crescono con quantità di nutrienti proporzionate alle proprie necessità. Se un nutriente, anche un oligo-elemento come il Molibdeno, è presente in quantità inferiore a quella di cui ha bisogno la pianta, esso diventa l'elemento carente e tutti gli altri elementi rimanenti sono in eccesso, di conseguenza causeranno problemi di accumulo all'interno della pianta dal momento che non possono essere utilizzati. La pianta si sviluppa anche più lentamente perché, mentre la quantità di fertilizzante può essere nel complesso a livelli ottimali, il fattore carente riduce ciò che la pianta può utilizzare ed entra in uno stato di carenza. Ciò si traduce in una carenza di solito vista nella pianta nel suo complesso, ma non è sempre così se si tratta di una parte di un processo. (Il cloro, un componente fondamentale nella divisione di una molecola d'acqua per la fotosintesi, risulterà in un ridotto stato energetico complessivo della pianta la quale avrà uno sviluppo più lento.)
Tutti gli elementi presenti, utili o nocivi che siano, influiscono su queste proporzioni che la pianta vedrà e quindi potrà cambiare le proporzioni complessive della pianta in generale. È importante che questi eccessi vengano rimossi dal substrato attraverso il processo di drenaggio. Il drenaggio ora ha in totale una proporzione diversa, che non dovrebbe essere riapplicata alla pianta per evitare i problemi precedenti.
Problemi per il drenaggio
I sistemi di ricircolo hanno gli stessi problemi di drenaggio, ma gli elementi vengono inviati a un serbatoio e poi riapplicati. Passando attraverso la zona radicale, la pianta rimuove selettivamente gli elementi che stanno cercando di depositare nel flusso altri prodotti non necessari e i rifiuti, e rimuove tanto più o tanto meno acqua a seconda di quanta ne venga richiesta. Questo si traduce in uno sbilanciamento delle sostanze nutritive sia nel caso in cui esse diventino più deboli che più forti rispetto al livello ottimale.
I serbatoi di ricircolo devono avere sia il pH che la concentrazione monitorati in maniera continuativa. La coltivazione ottimale richiede che il coltivatore testi la soluzione ogni tot di ore e sostituisca gli elementi utilizzati per mantenere un equilibrio ottimale nella soluzione. Esiste anche un altro problema di smaltimento poiché i serbatoi di deposito devono essere drenati periodicamente per eliminare progressivamente il problema più serio dei prodotti di scarto, altrimenti la concentrazione rimane elevata ma di nessun valore per la pianta.
Alla fine, dovrebbe essere evidente che una pianta risponde alle condizioni ottimali. Il sistema dovrebbe combinare il modo in cui una pianta si è evoluta con piante acquatiche in un substrato d’acqua e con piante secche in condizioni asciutte. I sistemi sono diversi sopratutto in rapporto alle esigenze e all’impegno del coltivatore. I bisogni della pianta sotto tutti i punti di vista della coltivazione devono essere sempre considerati. Il metodo ideale per coltivare è una combinazione tra ciò di cui la pianta ha bisogno e ciò che il coltivatore può offrire..
