Ottimizzazione dei sistemi aeroponici e NFT per la lattuga: effetti della portata e della fonte nutritiva sull’efficienza d’uso dell’acqua, sulla crescita e sulla redditività

Coltivare più cibo con meno acqua

Con l’espansione delle città e un clima sempre più caldo e secco, gli agricoltori sono sotto pressione per produrre più cibo utilizzando molto meno acqua. Questo studio esamina come coltivare la lattuga senza suolo, impiegando sistemi idrici controllati all’interno di una serra. Confrontando due configurazioni senza suolo diffuse e due diverse fonti nutritive, i ricercatori mostrano come risparmiare acqua, aumentare le rese e persino ottenere più guadagno per pianta—indicazioni importanti per chiunque sia interessato alla sicurezza alimentare futura.

Coltivare senza terreno

Al posto dei campi, il team ha lavorato con due sistemi a base d’acqua: la tecnica del film nutritivo (NFT) e un impianto aeroponico. Nell’NFT, la lattuga è posizionata in lunghi tubi mentre un sottile film d’acqua ricca di nutrienti scorre vicino alle radici. Nell’aeroponica, le piante stanno al di sopra di un serbatoio chiuso e le radici penzolano nell’aria, dove vengono regolarmente nebulizzate con una fine nebbia nutritiva. Entrambi i sistemi ricircolano l’acqua, riducendo gli sprechi in modo significativo rispetto all’irrigazione tradizionale. Gli esperimenti sono stati condotti in una serra di plastica non riscaldata in Egitto, utilizzando lattuga iceberg coltivata per circa 55 giorni dal seme al raccolto.

Trasformare pozzi e pesci in nutrimento per le piante

Lo studio ha inoltre confrontato due fonti di nutrizione per le piante. Una era una miscela chimica classica disciolta in acqua di pozzo, basata su una ricetta ben nota e usata in molte aziende idroponiche. L’altra proveniva dall’acqua di drenaggio di un serbatoio chiuso di tilapia del Nilo, in cui i rifiuti dei pesci forniscono naturalmente azoto e altri nutrienti chiave. Quest’«acqua di pesce» è stata filtrata e pompata alle piante, creando un semplice circuito acquaponico in cui pesci e lattuga traggono beneficio dalla stessa acqua. I ricercatori hanno fatto circolare entrambe le fonti nutritive nei sistemi NFT e aeroponico a quattro diverse portate d’acqua, quindi hanno monitorato l’assorbimento dei nutrienti, la crescita delle piante e l’uso complessivo dell’acqua.

Trovare il punto ottimale per la portata d’acqua

I risultati mostrano che più acqua non è sempre meglio. Nel sistema NFT, la lattuga ha assorbito più nutrienti e ha raggiunto il massimo peso fresco a una portata di medio livello di 1,6 litri all’ora; aumentare la portata a 2 litri all’ora ha effettivamente ridotto l’assorbimento di nutrienti e la crescita, probabilmente perché i nutrienti scorrevano troppo rapidamente oltre le radici. Al contrario, il sistema aeroponico ha reso meglio alla portata più bassa testata di 0,8 litri all’ora, dove le radici hanno avuto abbastanza tempo nella nebbia per assorbire sia acqua sia minerali disciolti pur ricevendo adeguato ossigeno. In quasi tutti i nutrienti misurati—azoto, fosforo, potassio, calcio e magnesio—l’aeroponica a bassa portata ha superato l’NFT alla sua migliore portata.

Più lattuga per goccia e migliori ritorni

Questi andamenti si sono tradotti direttamente nelle prestazioni delle colture e nell’efficienza d’uso dell’acqua, una misura di quanti chilogrammi di lattuga vengono prodotti per metro cubo d’acqua. L’aeroponica a 0,8 litri all’ora ha fornito i capolini più pesanti e la maggiore efficienza d’uso dell’acqua, migliorando questa metrica di circa due terzi rispetto all’NFT con entrambe le fonti nutritive. L’NFT a 1,6 litri all’ora offriva un modesto vantaggio in termini di uso dell’acqua rispetto all’aeroponica a portate più elevate, ma non ha mai eguagliato la migliore configurazione aeroponica. Dal punto di vista economico, l’aeroponica è risultata vincente: pur avendo attrezzature e costi operativi leggermente più elevati, le rese maggiori hanno portato a un profitto netto superiore del 34% rispetto all’NFT con la miscela nutritiva standard e circa il 5% in più quando è stata utilizzata l’acqua di pesce. L’integrazione dell’allevamento ittico ha aumentato i costi ma ha aggiunto un prezioso secondo prodotto—pesce commercializzabile—quindi reddito totale e profitto sono stati superiori rispetto all’uso esclusivo di nutrienti chimici.

Cosa significa per il cibo del futuro

Per coltivatori e pianificatori che guardano oltre i campi convenzionali, questo lavoro offre un messaggio chiaro in termini semplici: sistemi aeroponici regolati con cura possono coltivare più lattuga con meno acqua e maggiore profitto rispetto a un’alternativa idroponica ampiamente utilizzata. Far funzionare l’aeroponica a una portata dolce e alimentarla con acqua ricca di nutrienti proveniente dall’allevamento ittico non solo migliora la crescita delle piante e l’assorbimento dei nutrienti, ma trasforma anche gli scarti dell’acquacoltura in un fertilizzante utile. In regioni con scarsità d’acqua e terreni agricoli limitati, tali sistemi chiusi e senza suolo potrebbero svolgere un ruolo importante nella produzione simultanea di ortaggi freschi e pesce, contribuendo a far rendere ogni goccia d’acqua pur mantenendo la produzione economicamente sostenibile.

Citazione: El-Demerdash, D.I., Morad, M.M., Wasfy, K.I. et al. Aeroponic and NFT system optimization for lettuce: effects of flow rate and nutrient source on water use efficiency, growth, and profitability. Sci Rep 16, 14292 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41347-z

Parole chiave: lattuga idroponica, aeroponica, acquaponica, efficienza d’uso dell’acqua, agricoltura senza suolo