La produzione di colture in serra comporta una serie di input culturali. Tra questi, forse il più importante è il tipo di terreno di coltura utilizzato. A causa della profondità relativamente bassa e del volume limitato di un contenitore, i terreni di coltura devono essere modificati per fornire le proprietà fisiche e chimiche appropriate necessarie alla crescita delle piante.
I terreni di campo sono generalmente insoddisfacenti per la produzione di piante in contenitori. Ciò è dovuto principalmente al fatto che i terreni non forniscono l’aerazione, il drenaggio e la capacità di trattenere l’acqua necessari. Per migliorare questa situazione sono stati sviluppati diversi terreni di coltura “senza terra”. La seguente è una descrizione di alcune delle modifiche più comunemente usate per la produzione di colture in serra.
Materiali simili alla torba
Il muschio di torba si forma dall’accumulo di materiali vegetali in aree scarsamente drenate. Il tipo di materiale vegetale e il grado di decomposizione determinano in gran parte il suo valore per l’uso in un terreno di coltura. Anche se la composizione dei diversi depositi di torba varia ampiamente, quattro categorie distinte possono essere identificate:
Muschio ipnaceo – questo tipo di torba consiste nei resti parzialmente decomposti di hyprum, polytrichum e altri muschi della famiglia Hypanaceae. Anche se si decompone più rapidamente di alcuni altri tipi di torba, è adatto per l’uso di supporti. Molti dei depositi di torba negli Stati Uniti settentrionali sono ipnacei.
Reed and Sedge – sono torbe derivate dai resti moderatamente decomposti di giunchi, erbe grossolane, carici, canne e piante simili. Questi materiali a tessitura fine sono generalmente meno acidi e contengono relativamente poche particelle fibrose. Il rapido tasso di decomposizione, la dimensione delle particelle fini e l’insufficiente contenuto di fibre rendono le torbe di canna e di carice insoddisfacenti per l’uso dei media.
Humus o Muck – consiste nei detriti decomposti di materiali vegetali finemente divisi di origine sconosciuta. L’humus spesso contiene grandi quantità di particelle di limo e argilla, e quando viene mescolato con il terreno non migliora il drenaggio o l’aerazione. A causa del suo rapido tasso di decomposizione e della dimensione delle particelle, l’humus è considerato indesiderabile per l’uso nei substrati di coltivazione.
Muschio di sfagno – è il resto disidratato delle piante da palude acida del genere Sphagnum (cioè Spapillosum). È leggero e ha la capacità di assorbire da 10 a 20 volte il suo peso in acqua. Questo è attribuito ai grandi gruppi di cellule che trattengono l’acqua, caratteristici del genere. Il muschio di sfagno contiene sostanze fungistatiche specifiche che spiegano la sua capacità di inibire l’inumidimento delle piantine.
Il muschio di sfagno è forse la forma più desiderabile di materia organica per la preparazione dei terreni di coltura. Il drenaggio e l’aerazione sono migliorati nei terreni più pesanti, mentre l’umidità e la ritenzione dei nutrienti sono aumentati nei terreni più leggeri. La Germania, il Canada e l’Irlanda sono le principali regioni di produzione del muschio di sfagno.
Residui del legno
I residui del legno costituiscono una fonte significativa di terreno di coltura senza terra. Questi materiali sono in genere dei bi-prodotti dell’industria del legname e sono facilmente disponibili in grandi quantità. L’esaurimento dell’azoto da parte dei microrganismi del suolo, durante il processo di decomposizione, è uno dei problemi principali associati a questi materiali. Tuttavia, le applicazioni supplementari di N al terreno di coltivazione possono rendere la maggior parte dei residui di legno preziosi emendamenti.
Muffa di foglie – acero, quercia e sicomoro sono tra i principali tipi di foglie adatti alla preparazione della muffa di foglie. Strati di foglie e terra vengono compostati insieme a piccole quantità di composti azotati per circa 12-18 mesi. L’uso della muffa fogliare può migliorare efficacemente l’aerazione, il drenaggio e le proprietà di ritenzione dell’acqua di un terreno di coltura. Anche se questi materiali sono facilmente disponibili a basso costo, la muffa fogliare non è ampiamente utilizzata nella produzione di contenitori.
Segatura – la specie di albero da cui si ricava la segatura determina in gran parte la sua qualità e il suo valore per l’uso in un terreno di coltura. Diverse segature, come la noce e la sequoia non compostata, sono note per avere effetti fitotossici diretti. Tuttavia, il C:N della segatura è tale da non essere facilmente decomposta. L’alto contenuto di cellulosa e lignina insieme a un insufficiente apporto di N crea problemi di esaurimento che possono limitare gravemente la crescita delle piante. Tuttavia le applicazioni supplementari di azoto possono ridurre questo problema.
La segatura è principalmente un bi-prodotto dell’industria della cellulosa, della carta e del compensato. La granulometria adatta è ottenuta con la macinazione a martelli e la vagliatura. Questo produce un materiale che è adatto per l’uso in contenitori. Le proprietà fisiche ottenute dalle cortecce d’albero sono simili a quelle del muschio di sfagno.
Bagasse
La bagassa è un bi-prodotto di scarto dell’industria dello zucchero. Può essere triturata e/o compostata per produrre un materiale che può aumentare l’aerazione e le proprietà di drenaggio dei supporti dei contenitori. A causa del suo alto contenuto di zucchero, si verifica una rapida attività microbica dopo l’incorporazione della bagassa in un supporto. Questo diminuisce la durata e la longevità della bagassa e influenza i livelli di N. Anche se la bagassa è facilmente disponibile a basso costo (di solito il trasporto), il suo uso è limitato.
Scafi di riso
Gli scafi di riso sono un biprodotto dell’industria della macinazione del riso. Anche se il loro peso è estremamente leggero, le carene di riso sono molto efficaci per migliorare il drenaggio. La dimensione delle particelle e la resistenza alla decomposizione delle carene di riso e della segatura sono molto simili. Tuttavia, l’impoverimento di N non è un problema così serio nei mezzi emendati con gli scafi di riso.
Diversi altri materiali organici sono adatti per l’uso con i mezzi del contenitore. Sono inclusi: letame, pannocchie di mais, paglia, gusci di arachidi e pecan. Tuttavia questi non costituiscono le principali fonti commerciali di emendamenti organici.
Sabbia
La sabbia, un componente di base del suolo, varia nella dimensione delle particelle da 0,05 mm a 2,0 mm di diametro. Le sabbie fini (0.05mm – 0.25mm) fanno poco per migliorare le proprietà fisiche di un terreno di coltura e possono provocare una riduzione del drenaggio e dell’aerazione. Le particelle di sabbia medie e grossolane sono quelle che forniscono regolazioni ottimali nella struttura del substrato. Anche se la sabbia è generalmente la meno costosa di tutti gli emendamenti inorganici, è anche la più pesante. Questo può comportare costi di trasporto proibitivi. La sabbia è un emendamento prezioso sia per i terreni di coltura che di propagazione.
La perlite
La perlite è un minerale siliceo di origine vulcanica. I gradi usati nei mezzi di coltura sono prima schiacciati e poi riscaldati fino a che la vaporizzazione dell’acqua combinata non la espande fino ad ottenere una sostanza leggera e polverosa. La leggerezza e l’uniformità rendono la perlite molto utile per aumentare l’aerazione e il drenaggio.
La perlite è molto polverosa quando è secca e ha la tendenza a galleggiare in cima a un contenitore durante l’irrigazione. È stato anche dimostrato che la perlite contiene livelli potenzialmente tossici di fluoro. Anche se i costi sono moderati, la perlite è una modifica efficace per i terreni di coltura.
Vermiculite
La vermiculite è un minerale micaceo prodotto dal riscaldamento a circa 745oC. Le particelle espanse, simili a lastre, che si formano hanno una capacità di trattenere l’acqua molto alta e aiutano l’aerazione e il drenaggio. La vermiculite ha eccellenti capacità di scambio e di tamponamento, nonché la capacità di fornire potassio e magnesio. Anche se la vermiculite è meno duttile della sabbia e della perlite, le sue proprietà chimiche e fisiche sono molto desiderabili per i supporti dei contenitori.
Le argille calcinate
Le argille calcinate si formano riscaldando i minerali argillosi montmorrillonitici a circa 690oC. Le particelle di ceramica formate sono sei volte più pesanti della perlite. Le argille calcinate hanno uno scambio cationico relativamente alto e una capacità di trattenere l’acqua. Questo materiale è un emendamento molto durevole e utile.
Questi emendamenti inorganici del suolo sono generalmente utilizzati per aumentare il numero di grandi pori, diminuire la capacità di trattenere l’acqua e migliorare il drenaggio e l’aerazione. Altri materiali come: pomice, cenere e ghiaia di piselli sono anche adatti a questo uso.
Alcuni emendamenti sintetici del suolo sono bi-prodotti di varie aziende produttrici di plastica. Altri sono progettati specificamente per l’uso in contenitori. Questi materiali sono spesso usati al posto della sabbia e della perlite e hanno la stessa influenza sulle proprietà dei media.
Polistirolo espanso
I fiocchi di polistirolo, un bi-prodotto della lavorazione del polistirolo, sono altamente resistenti alla decomposizione, aumentano l’aerazione e il drenaggio e diminuiscono la densità apparente. Il polistirene può essere rotto dalle alte temperature e da certi agenti chimici disinfettanti.
Urea Formaldeide
Questo materiale è preparato mescolando aria con una resina liquida e lasciando raffreddare. Le schiume di urea formaldeide hanno una maggiore capacità di trattenere l’acqua rispetto al polistirolo, ma sono simili nell’influenza sull’aerazione e sul drenaggio. Le materie prime sono facilmente trasportabili e sono emendamenti molto efficaci.
Preparazione di terreni di coltura senza suolo
Anche se le combinazioni di emendamenti possono variare, gli obiettivi di base nella preparazione di un terreno di coltura sono uguali. Un programma efficace dovrebbe produrre un terreno di coltura che sia:
- poroso e ben drenato, ma in grado di trattenere l’umidità sufficiente a soddisfare le esigenze idriche delle piante tra un’irrigazione e l’altra;
- relativamente povero di sali solubili, ma con un’adeguata capacità di scambio per trattenere e fornire gli elementi necessari alla crescita delle piante;
- standardizzato e uniforme ad ogni lotto per permettere l’uso di programmi di fertilizzazione e irrigazione standardizzati per ogni coltura successiva;
- senza parassiti nocivi del suolo; organismi patogeni, insetti del suolo, nematodi e semi di erbacce
- biologicamente e chimicamente stabile dopo la pastorizzazione; principalmente privo di materia organica che libera ammoniaca quando è sottoposto a trattamenti termici o chimici.
Siccome innumerevoli combinazioni di emendamenti possono produrre un terreno di coltura con queste caratteristiche, è importante considerare sia l’optimum economico che quello culturale. I fattori che determinano il costo di un terreno di coltura includono: trasporto, manodopera, attrezzature, materiali e gestione. In molti casi il costo della miscelazione di un terreno di coltura “personalizzato” supera quello dei materiali preparati in commercio. Questi fattori dovrebbero essere studiati attentamente prima di prendere una decisione.
Mezzi di coltura consigliati
La composizione di un mezzo di coltura dovrebbe essere in gran parte determinata dalla coltura da produrre. Tuttavia ci sono alcune formulazioni di terreno che possono essere usate come base. La seguente è una lista di alcune delle miscele senza terra più comunemente usate:
| Rapporto volume/volume | Componenti |
|---|---|
| 2:1 | Peat, Perlite1 |
| 2:1:1 | Peat, Perlite, Vermiculite |
| 2:1 | Peat, Sand 3:1 Torba, Sabbia |
| 3:1:1 | Peat, Perlite, Vermiculite |
| 2:1:1 | Peat, Bark, Sand |
| 2:1:1 | Peat, Bark, Perlite |
| 3:1:1 | Peat, Bark, Sand |
| 1. Le perle di schiuma possono essere usate al posto della perlite. | |