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Sono sostanze o miscele di sostanze naturali o chimiche impiegate per arricchire il suolo di elementi nutritivi utili allo sviluppo delle piante. A differenza degli esseri umani, le piante non richiedono sostanze organiche complesse come le vitamine o gli amminoacidi, poiché sono in grado di sintetizzare autonomamente tutti i composti di cui hanno bisogno. Per effettuare tale sintesi, tuttavia, è necessario che assumano una ventina di elementi chimici in forme prontamente assimilabili dai tessuti vegetali. Solitamente i suoli incolti e incontaminati contengono, nelle forme e nella misura adeguate, molti degli elementi nutritivi indispensabili alla crescita delle piante. Tuttavia, quando la stessa coltura viene piantata su uno stesso terreno per più anni di seguito, il suolo tende a esaurire progressivamente la propria riserva di sostanze nutritive, che devono pertanto essere reintegrate nel suolo mediante opportune concimazioni. La pratica delle concimazioni, tuttavia, non è finalizzata unicamente a ristabilire l'equilibrio strutturale del suolo, bensì, soprattutto, a potenziare lo sviluppo delle piante e a indurle a produrre un fogliame più rigoglioso, fiori più appariscenti o frutti di dimensioni maggiori. L'aria e l'acqua costituiscono una fonte inesauribile di idrogeno, ossigeno e carbonio, tre fra i più importanti elementi del metabolismo vegetale, e tutti i tipi di suolo contengono anche abbondanti quantità di zolfo e di ferro. Spesso ai terreni viene aggiunto il calcio, un altro importante fattore nutritivo la cui funzione primaria, tuttavia, non è tanto quella di arricchire il suolo, quanto quella di ridurne l'acidità. L'atmosfera è ricchissima di azoto, che però in tale forma non può essere assorbito dalle piante; pertanto questo elemento viene fornito agli organismi vegetali grazie all'azione di speciali batteri presenti nelle radici di molte leguminose, i quali lo trasformano adeguatamente tramite il processo di fissazione dell'azoto. Le principali sostanze nutritive che solitamente vengono fornite alle piante sotto forma di concime sono: l'azoto, il fosforo e il potassio. A queste vengono spesso aggiunte piccole quantità di altri elementi, tra cui il boro, il rame, il magnesio, lo zinco e il manganese. Tra i fertilizzanti utilizzati fin dai tempi più antichi si annoverano: il letame e il guano, che contengono azoto; le ossa, che sono ricche soprattutto di fosforo; e la cenere, che a seconda del tipo di legno con cui viene prodotta può contenere percentuali variabili (ma comunque elevate) di potassio. Un'antica tecnica agricola è quella nota col nome di "sovescio": il trifoglio, l'erba medica e molte altre leguminose vengono seminate nei campi (alternandone la coltivazione a quella dei normali prodotti agricoli) e quindi interrate per arricchire il terreno di azoto. I concimi complessi (o composti) contengono sia azoto, sia fosforo, sia potassio in percentuali variabili, che vengono indicate sulle confezioni dei prodotti da una serie di numeri. I concimi chimici vengono in genere commercializzati in polvere o granuli. Sebbene costituiscano un elemento di fondamentale importanza per le moderne tecniche agricole, i concimi chimici rappresentano anche una notevole fonte di inquinamento ambientale e il loro uso indiscriminato può produrre effetti negativi sulle colture, sulla vegetazione spontanea, sulla qualità del suolo, nonché sulla salute dei consumatori. L'infiltrazione nei corpi idrici di sostanze organiche presenti nei concimi è una delle cause più rilevanti dell'inquinamento delle acque e dei fenomeni a esso legati, quali l'eutrofizzazione e la conseguente proliferazione della vegetazione acquatica.
I fertilizzanti, gli insetticidi e la meccanizzazione delle attività agricole hanno migliorato la produttività dei campi. nonostante i risultati ottenuti, la resa dei terreni agricoli continua a dipendere enormemente dalle condizioni climatiche (temperatura, illuminazione, piovosità, nuvolosità, venti); l’agricoltura è troppo estensiva per permettere un controllo adeguato del suo clima. Esistono tuttavia dei sistemi che tentano di prolungare il periodo di coltivazione o di proteggere le colture come l’irrigazione, per evitare le gelate in autunno e primavera e rinfrescare in estate; i frangivento, file di alberi, steccati e alte siepi che riparano il raccolto dal vento; la pacciamatura, tecnica di copertura del terreno con cenere, paglia e altre fibre vegetali per migliorare il clima vicino alle piante. Ma il sistema di controllo artificiale più sicuro è certamente la serra. In serra si può mantenere per tutto l’anno un ambiente ottimale per la crescita delle piante. La serra è costituita da una copertura trasparente, da una struttura portante e dagli impianti di climatizzazione, irrigazione e controllo. La copertura trasparente è l’elemento che maggiormente influenza le condizioni climatiche e quindi la resa delle colture; generalmente le coperture sono lastre di vetro o teloni di materiali plastici trasparenti che permettono il passaggio della luce solare. Questi materiali, e in generale tutti i corpi trasparenti, hanno la particolare caratteristica di lasciarsi attraversare da quasi tutte le radiazioni solari con lunghezza d’onda corta (infrarosso e la luce visibile) e cortissima (ultravioletto invisibile), ma di respingere le radiazioni a onde lunghe (infrarosso lungo o termico) riemesse da pareti, terreno, piante e qualsiasi altro oggetto che viene colpito dalle radiazioni solari. In questo modo l’energia termica (il calore) fornita dal sole rimane intrappolato all’interno della serra; è il cosiddetto "effetto serra". La struttura portante normalmente è in acciaio zincato, in alluminio o in legno. Per il riscaldamento invernale, quando le radiazioni solari sono più sufficienti, si utilizzano generatori di aria calda o impianti di acqua calda, questi ultimi attraverso tubazioni a serpentina riscaldano il terreno di coltura, che viene chiamato letto caldo. D’estate la ventilazione si ottiene con l’apertura dei finestroni e per rinfrescare la serra si montano all’esterno dei teli ombreggiati, utilizzati anche in caso di grandinate. La serra solare
Il computer nelle serre Il controllo del microclima interno della serra, specialmente nella floricoltura, è sempre più affidato a sistemi computerizzati che, utilizzando le informazioni fornite dal floricoltore e da una centralina meteorologica, regolano automaticamente il funzionamento dell’impianto di irrigazione, di riscaldamento, di apertura e chiusura dei teli ombreggiati e dei finestroni.
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Il tetto di una serra tradizionale
generalmente è diviso in due parti poco ripide e di uguale inclinazione.
Studiando opportunamente l’orientazione della serra, l’inclinazione del tetto
rivolto a sud e l’isolamento delle altre pareti è possibile costruire una serra
che sfrutta al massimo le radiazioni solari non solo per garantire con
l’illuminazione la fotosintesi, ma anche riscaldare adeguatamente l’ambiente
interno.