Definizione e classificazione

È possibile tentare di definire i substrati nell’ambito delle coltivazioni fuori suolo a partire dalla loro funzioni principali, ovvero di elemento designato a assicurale il rifornimento d’ossigeno, acqua e nutrienti alle radici delle piante oltre che garantirne l’ancoraggio.

Negli ultimi anni si è assistito all’introduzione di molti nuovi materiali per la costruzione di substrati per le colture in contenitore, tra questi comunque solo pochi hanno di fatto trovato vasto impiego pratico e risultano idonei per caratteristiche cimico-fisiche alla coltivazione delle varie specie.

Il campo si restringe ulteriormente se si prendono in considerazione solo quelli che hanno trovato impiego nella produzione di moduli per la costruzione di facciate verdi continue.

Per quel che riguarda i materiali impiegati, una prima classificazione può essere fatta a partire dall’origine di questi. Abbiamo pertanto:

• Substrati inorganici, che a loro volta possono essere di origine naturale o sintetica.. tra questi i più utilizzati in vivaio e che ritroviamo solo sporadicamente nelle miscele di alcuni prodotti per l’inverdimento parietale troviamo: la perlite, la pomice, l’argilla espansa e la lana di roccia

• Substrati organici, derivanti o meno da sottoprodotti dell’industria agro-alimentare, introdotti piuttosto recentemente nelle pratiche di coltivazione soilless, sono quelli che più comunemente troviamo impiegati nelle facciate verdi coltivate fuori suolo, in particolar modo in forma di torba e fibre di cocco o di Kena.

I requisiti che generalmente si richiedono ad un buon substrato di coltura sono i seguenti:

Variabili tecnologiche delle superfici vegetali applicate all’involucro edilizio – Coltivazione fuori suolo

Caratteristiche fisiche

• Proprietà meccaniche adeguate a garantire stabilità all’impianto a garantire cioè che le radici riescano stabilmente a fare presa all’interno de substrato. Tale caratteristica fondamentale per le colture in serra, lo diventa a maggior ragione nelle condizioni estreme della crescita in verticale, anche se va detto che un po tutti i produttori hanno sviluppato sistemi in cui il ruolo statico del substrati risulta di ratto marginale, classificabili secondo due categorie:

o Una prima tipologia riguarda i prodotti generalmente basati sulla coltivazione di manti erbosi che fa affidamento per il

suo sostegno sul fitto intreccio di radici e stoloni8

caratteristici della componente ipogea delle specie impiegate attraverso cui la massa vegetale riesce a formare un sistema unico e solidale con substrato e soprattutto gli elementi di contenimento direttamente collegati alla superficie da rivestire

o Una seconda tipologia che invece fa direttamente affidamento sulla conformazione fisica degli elementi di contenimento assicurati alla superficie di fondo per mantenere coesi ed in quota manto vegetale e substrato di coltura

• Stabilità e durevolezza

intese come elevata capacità di mantenere le caratteristiche originarie per le colture con ciclo colturale lungo. Si noti che questa caratteristica nel caso dell’impiego per inverdimento parietale riveste notevole importanza data l’impossibilità di determinare tempi di permanenza certi per le colture impiantate, ma che comunque ci si attende non essere di sicuro troppo brevi.

Inoltre nel caso delle pareti verdi l’esposizione diretta delle colture e

dello stesso substrato, specialmente nei periodi di dormienza*(nota)

del manto vegetale, costituisce una notevole incognita per quanto riguarda la capacità di tenuta nel tempo dei materiali che si trovano

8 _{Uno stolone è un ramo laterale che}

spunta da una gemma ascellare vicino alla base (colletto) della pianta, definita appunto stolonifera, e che si allunga scorrendo sul suolo, o appena sotto il terreno,

emettendo radici e foglie dai nodi da cui si generano nuove piantine. L’esistenza di tali apparati vegetali, è stata sfruttata in favore della stabilità dei pannelli naturalizzati, da numerosi produttori

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ad esercitare il loro ruolo in un ambiente decisamente più difficile ed ostile di quello caratteristico delle coltivazioni in serra.

• Adeguata capacità di drenaggio

con una porosità dell’ordine del 75-80%, allo scopo di garantire all’apparato radicale, non solo l’accesso ad idratazione e nutrimento, ma anche alla necessaria quantità di ossigeno.

L’importanza di questa caratteristica del sottofondo di coltura gia descritta per i terreni, risulta tanto più evidente parlando di coltivazione fuori suolo se come abbiamo visto nel precedente paragrafo patologie legate alla scarsa ossigenazione delle radici come l’asfissia radicale hanno in passato contribuito notevolmente a limitare la diffusione delle tecniche idroponiche per la produzione agro-alimentare.

• Adeguata capacità di ritenzione idrica

Ovvero la capacità del materiale impiegato come substrato di trattenere acqua e risulta inversamente proporzionale alla dimensione delle particelle che lo costituiscono.

Da questo parametro si ricava potenziale idrico del terreno che misura in pratica il lavoro che le piante devono spendere per l'assorbimento radicale ed è di basilare importanza nei calcoli relativi all'irrigazione.

Lo stesso quantitativo d'acqua infatti, presente in differenti terreni, è soggetto a tensioni differenti. Una maggiore tensione dell'acqua si traduce in un potenziale idrico più basso, per cui le piante devono esercitare uno sforzo più intenso per assorbire l'acqua.

Per ogni tipo di substrato esistono dunque specie più o meno adatte, e diventa di conseguenza fondamentale seguire le indicazioni dei produttori in merito alle piante integrabili all’interno delle diverse tecnologie disponibili sul mercato, per avere un’idea della profonde differenze tra i materiali più comunemente impiegati per la costruzione di substrati di coltura si riporta qui di seguito un diagramma che ne paragona le curve di ritenzione idrica.

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Caratteristiche chimiche

• pH compreso tra 5.0 e 6.5

il pH come gia ricordato nel capitolo dedicato alle verianti tecnologiche delle pareti verdi basate sull’impiego di piante coltivate in piena terra, costituisce nell’ambito delle tecnologie trattate dal presente studio una scala di misura dell'acidità di acqua e terreno impiegati per la coltivazione delle piante e deve la sua importanza al fatto di incidere sensibilmente sulla disponibilità di sostanze nutritive per la pianta all’interno del substrato di coltura.

Se confrontato con il range di valori considerati ottimali per il comune terreno di coltura che variano tra 6.2 e 6.9, aumentando ulteriormente all’aumentare della frazione argillosa del terreno, risultano leggermente più bassi .

Questo si spiega per le diverse caratteristiche che nei substrati specialmente di natura organica che determina per questi, a pari quantità di sostanze nutritiva, valori di pH meno significativi rispetto ai normali terreni.

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Curve di ritenzione idrica tipiche di torba, pomice e lana di roccia. Si noti come la pomice offra alle piante una ridotta quantità di acqua facilmente disponibile, rispetto a materiali meno drenanti come torba o lana di roccia

(fonte Da:Dimauro B., Incrocci L., Malorgio F., Paradossi A., op. cit.)

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• Capacità di scambio cationico

La capacità di scambio cationico (CSC) è la quantità di cationi scambiabili, che un materiale, detto scambiatore, può trattenere per scambio ionico.

Lo scambio ionico rappresenta ai fini della coltivazione di specie vegetali (in questo caso la modalità di coltivazione non fa particolare differenza) un elemento di grande rilevanza costituendo uno dei principali meccanismi con cui il terreno trattiene e mette a disposizione delle piante e dei microrganismi elementi nutrienti essenziali quali il calcio, il magnesio, il potassio, l'azoto ammoniacale. La CSC è dunque di fatto un indice della potenziale fertilità chimica del terreno.

La capacità di scambio cationico rappresenta comunque una questione estremamente delicata e complessa, la cui definizione richiede caso per caso l’attenta ponderazione da parte di tecnici e specialisti del settore. Se è vero infatti che un substrato con scarsa CSC costringe l’utente o il manutentore a fare in modo che la parete riceva una fertirrigazione continua per evitare carenze di minerali, dall’altra però assicura un maggior controllo sulla stessa nutrizione minerale dalla piante.

In questo caso eseguire una scelta consapevole significa di volta in volta stilare un piccolo bilancio dei costi e benefici relativi all’impiego di diversi tipi di substrato ad oggi disponibili sul mercato.

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Caratteristiche economiche

• Facilità di reperimento

Tale caratteristica particolarmente importanza per quel che riguardala produzione fuori suolo in serra, che spesso interessano superfici di svariati ettari, per quanto riguarda l’Italia per esempio è significativo il caso della diffusione presso diverse regioni del meridione dell’impiego di lapillo lavico che pur presentando evidenti lomiti dovuti all’estrema eterogeneità della sua composizione costituiva in passato una risorsa a buon mercato in quanto ricavato direttamente dalle eruzioni dell’Etna, oggi comunque tale costume risulta superato perché nel frattempo sono state proibite nell’area del parco costituito attorno al vulcano l’estrazione di questo materiale.

La questione della reperibilità sta in qualche misura all’origine della grande varietà di prodotti per l’inverdimento parietale che da qualche anno hanno invaso il nostro mercato, infatti se gran parte di questi nasce dall’incontro tra aziende gia attive nel mercato della produzione di materiale per l’edilizia e vivaisti, non è difficile capire che in ognuno di questi casi, la tendenza sia stata quella di mettere in comune le esperienze gia maturate nel corso degli anni. Gli esempi sono tanti dalla Daku ace ha riportato in verticale una serie di tecnologie e componenti gua impiegati per la produzione dei suoi famosi tetti giardino, alla tecology che nascendo dall’incontro tra vivaisti toscani specializzati nella produzione in cassette di manti erbosi e tappezzanti di vario genere con alcuni tecnici attivi nel settore delle facciate continue ha proposto un prodotto che di fatto costituisce una perfetta sintesi tra queste due realtà *(nota, schede prodotto), fino ad arrivare a veri e propri casi emblematici come quello dell’azienda “perlite italiana” di proporre in autonomia un suo pacchetto per la costruzione di pareti verdi.

• Costi contenuti

Tasto dolente per definizione dei sistemi di coltura fuori suolo la ricerca di soluzioni più economiche possibile per la produzione di

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substrati diventa una necessità se si pensa alla quantità di voci di spesa aggiuntive in fase di impianto rispetto ad una parete verde tradizionale che le colture fuori suolo, idroponiche o meno impongono.

Nei prossimi capitoli avremo comunque modo di analizzare altri elementi riguardanti componente vegetale, strutturale ed impiantistica che possono incidere notevolmente sulla calmierazione dei prezzi relativi ai prodotti qui trattati.

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Principali caratteristiche chimiche da considerare nella scelta dei substrati (fonte Da:Dimauro B., Incrocci L., Malorgio F., Paradossi A., op. cit.)

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Principali caratteristiche fisiche da considerare nella scelta dei substrati (fonte Da:Dimauro B., Incrocci L., Malorgio F., Paradossi A., op. cit.)

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Di seguito vengono forniti una serie di dati relativi alle caratteristiche chimiche, fisiche ed economiche relative ai materiali per la costruzione di substrati più impiegati nelle tecnologie per l’inverdimento parietale fuori suolo, allo scopo di chiarirne caso per casi limiti e potenzialità che possano risultare utili ad orientare progettisti ed utenti verso la loro scelta.