L'anidride carbonica è essenziale nel processo di fotosintesi. La maggior parte delle piante coltivate in indoor richiedono una concentrazione minima di CO2 pari a 330 mg/l per consentire loro la fotosintesi in modo efficiente e produrre energia sotto forma di carboidrati. Queste concentrazioni di CO2 di solito sono sufficienti per consentire la crescita e lo sviluppo delle piante. Concentrazioni inferiori possono seriamente pregiudicare lo sviluppo e, in generale, la salute della pianta. Infatti un calo naturale delle concentrazioni di CO2 del 25% può facilmente inibire la crescita di oltre il 50%. Di conseguenza, occorre predisporre la grow room affinché sia in grado di riportare i livelli di CO2 ad almeno 330 mg/l durante l'intera giornata della pianta. La ventilazione naturale (mediante convezione e effetto camino) o la ventilazione forzata (mediante ventilatori di aspirazione/scarico) possono generalmente garantire che tale obiettivo sia adeguatamente raggiunto.
Una serie di fattori influirà sulle concentrazioni di CO2 e la velocità con cui diminuiranno nei locali senza ventilazione, tra questi: la dimensione della stanza (la superficie occupata dalle piante), densità/quantità delle piante, intensità della luce, movimento orizzontale dell'aria, penetrazione della luce nella chioma. In generale, le grow room indoor dovrebbero essere sottoposte a un ricambio completo dell'aria ogni quindici minuti, dal momento che i livelli di CO2 possono scendere in pochi minuti. Durante il giorno, l’aumento delle concentrazioni di CO2 nella grow room fino a livelli superiori ai 330mg/l, come si verifica in natura, può indubbiamente aumentare i tassi di crescita e le rese di oltre il 30%.
Tuttavia affinché ciò accada, tutte le altre condizioni per la coltivazione devono essere ottimali e favorevoli ad un adeguato metabolismo della pianta. A seconda delle piante coltivate, i benefici possono assumere la forma di un maggior peso del raccolto e/o di cicli di coltura più brevi. Le grow rooms destinate alla coltivazione con l’aggiunta di CO2 possono anche migliorare la qualità delle colture. Ad esempio, le piante commestibili possono avere un contenuto nutrizionale più ricco e profili aromatici più intensi con una maggiore durata di conservazione.
Fattori da considerare quando si aggiunge CO2 nelle aree di coltivazione ventilate
Incrementare i livelli di CO2 nella grow room può essere complesso. L'uso dei ricambi d'aria per raffreddare e deumidificare le grow room può rendere notevolmente più complessi i tentativi di arricchire l'aria con CO2. In questi casi, è come buttare fuori dalla finestra la maggior parte del denaro speso per l'aggiunta di CO2. Quando si aggiunge CO2 nelle grow room ventilate bisogna considerare i seguenti elementi:
- Di solito è inutile aggiungere una quantità supplementare di CO2 nei locali che sono costantemente ventilati. Le zone in prossimità del punto di iniezione saranno esposti ad un aumento di CO2, ma è probabile che sul misuratore venga mostrato un aumento di CO2 minimo o nullo, e praticamente tutta la CO2 finirà all'esterno, dove contribuirà anche al riscaldamento globale.
- nche se la CO2 è un gas pesante, non si deposita vicino al pavimento di una grow room. Le grow room ben costruite dovrebbero avere dei flussi d’aria orizzontali (ad esempio dei ventilatori che oscillano) e il solo movimento dell’aria sarà sufficiente a spostare le molecole pigre di CO2 negli strati d’aria più alti. È più funzionale se un generatore di CO2 rilascia il gas nel lato opposto delle ventole di estrazione della stanza. Il rilevatore di CO2 (sniffer) dovrebbe essere posizionato a metà tra questi due dispositivi, di solito proprio al centro della stanza stessa.
Per garantire un'esposizione significativa a livelli di CO2 più elevati, il sistema di ventilazione termostatica ha bisogno di funzionare correttamente in modo da spegnersi effettivamente per almeno 10 minuti. Durante lo spegnimento può essere facilmente rilasciata una concentrazione di CO2 non superiore a 800mg/l. in quanto qualsiasi livello superiore diventa molto costoso. Circa il 50% del 30% della resa supplementare avrà una concentrazione effettiva di 800mg/l.
La legge delle rese decrescenti si applica anche all'aggiunta di CO2: aggiungendo altri 400mg/l si otterrà un risultato inferiore rispetto al primo incremento. Bisogna considerare che nel corso della giornata, la pianta non avrà avuto il 100% dell’esposizione a livelli più elevati di CO2 questo dovrebbe comportare una resa inferiore. È per questo motivo che l'aggiunta di CO2 viene raramente utilizzata nelle grow room ventilate. Detto questo, è possibile utilizzare un piccolo condizionatore d'aria per prolungare il periodo di inattività della ventilazione.
L’ambiente all’interno del locale
Il modo più semplice per ottenere il massimo beneficio dall’aggiunta di CO2 è in una grow room chiusa. Cioè, una grow room che utilizza aria condizionata e deumidificatori per controllare la temperatura e i relativi livelli di umidità, piuttosto che la ventilazione verso l'esterno. Fondamentalmente non ci dovrebbe essere l’immissione di aria nuova durante il giorno. Si tratta di un approccio più costoso che richiede maggiore energia, ma è in grado di garantire livelli più elevati di CO2 e permetterà davvero al coltivatore di ottenere una maggiore resa del raccolto.
Le stanze di coltivazione chiuse sono dotate di condizionatori d'aria che hanno la gestione totale della temperatura del giardino. I deumidificatori supplementari sono usati per controllare l'umidità relativa, soprattutto di notte quando nessun raffreddamento è attivo. Durante tutta la giornata, l'aria condizionata esegue gran parte della deumidificazione necessaria nella grow room. Queste stanze a clima controllato possono trattenere tutta la CO2 aggiunta, riducendo il costo della sua fornitura, e l'esposizione costante massimizza anche le rese. Anche in tal modo, questo approccio richiede qualche controllo supplementare.
L’utilizzo di un bruciatore a gas non ventilato (propano o generatore di gas naturale CO2) in una stanza chiusa può essere complesso. Questi generatori si basano su una combustione virtualmente completa del gas naturale, producendo calore, CO2 e vapore acqueo. Una fiamma blu (con la maggior parte dei gas utilizzati, ma è meglio consultare le linee guida dell’azienda produttrice del bruciatore) indica la combustione completa ed è abbastanza sicuro. Se la fiamma diventa rossa, arancione e gialla, si verifica una combustione incompleta e vengono prodotti degli effetti secondari indesiderati come monossido di carbonio, etilene, metano o gas incombusti.
Tutti questi effetti secondari sono prodotti in quantità molto ridotte, ma in un sistema a stanza chiusa possono accumularsi a livelli tossici per le piante nel corso della giornata. Ci sono molti sintomi di tale esposizione: foglie pendenti, crescita stentata, punteggiatura necrotica dell'area inter-venale, macchie gialle o arancio sulle foglie, punte delle radici morte, bruciature sui margini fogliari e sulle punte delle foglie, sono alcuni esempi.
Una soluzione facile è quella di eseguire un lieve ricambio d'aria ogni ora o due. Questo di solito è sufficiente per abbassare le concentrazioni di gas indesiderati e aumenta anche i livelli di ossigeno nella stanza. Tuttavia è necessaria una supervisione regolare del bruciatore e della fiamma che produce. Un relè elettrico dovrebbe essere utilizzato per arrestare la produzione di CO2 durante la ventilazione. I ventilatori oscillanti non devono essere diretti al generatore di CO2 a gas, poiché il movimento dell'aria tende ad interferire con il processo di combustione.
Dovrebbero essere effettuati controlli giornalieri per garantire un'adeguata fornitura di gas al sistema perché se non viene fornita CO2 in un sistema a camera chiusa, la crescita delle piante si bloccherà rapidamente. Inoltre, il monitoraggio della CO2 tende a scalibrarsi nel tempo. Urti fisici al sensore sniffer possono anche alterare le letture. Questi sensori di CO2 (infrarossi non dispersivi) mostreranno valori più alti dei livelli reali se non sono correttamente calibrati. Anche la contaminazione del sensore da spruzzi fogliari a nebbia fine o bruciature di zolfo falsificherebbe i risultati e potrebbe danneggiare il sensore di CO2.
Un'altra sfida imprevista nelle stanze chiuse è mantenere un´ ESTREMA PULIZIA che è fondamentale in ogni momento. Se appaiono le malattie fungine, significa che in un locale chiuso queste possono diffondersi molto rapidamente. Lo stesso vale per i parassiti.
Fattori ambientali da tenere in considerazione
Le piante generalmente traggono beneficio dell’aggiunta di CO2 se vengono adottate misure per massimizzare le funzioni corrette degli stomi (traspirazione):
- Temperatura non superiore a 30°C e non inferiore a 18°C.
- Umidità relativa (RH) tra il 40% (a bassa temperatura) e il 60% (ad alta temperatura).
- Un buon movimento orizzontale dell’aria. Le piante brillano e si muovono leggermente ogni 30 secondi. Un’eccezione è nello stato di umidità inferiore al 40%, dove è meglio una ridotta velocità dell’aria.
- Più è stretta la chioma delle colture, più è necessario un flusso d'aria orizzontale. Un flusso d'aria dovrebbe anche essere diretto verso la parte inferiore dello stelo principale.
- L’ intensità della luce è essenziale. Più luce sarà disponibile, più la pianta assorbirà ulteriore CO2 e la userà per la fotosintesi.
- Ridurre il calore causato dalla radiazione luminosa (se l’illuminazione è troppo vicina alla chioma) che tende a stressare le piante e a ridurre l'assorbimento di CO2.
- Controllare la salinità media (la conduttività elettrica nel substrato). Se è troppo alta brucerà i nutrienti, se è troppo bassa comporterà delle carenze.
Le mie piante stanno realmente traendo benefico dall´aggiunta di CO2?
La chioma dovrebbe svilupparsi e crescere più velocemente del solito (ossia senza aggiunta di CO2). Se non si nota alcun tipo di crescita ulteriore, è necessario individuare il fattore ambientale che ha bisogno di essere riequilibrato e di conseguenza modificare l’attrezzatura.
