Dopo un breve tragitto attraverso la pittoresca campagna del Sud, dove gli alberi "Witch's Hair" pendono su paludi e stagni scuri, un gruppo di sedici container farm AmplifiedAg appare improvvisamente lungo la strada. Siamo arrivati al Servizio di Ricerca Agricola (ARS) del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti a Charleston, nella Carolina del Sud.
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Trasferirsi all'interno per migliorare la crescita all'esterno
Dopo un caloroso benvenuto, entriamo in quello che il fitopatologo Kai-Shu Ling definisce scherzosamente la sua "seconda casa", una piattaforma di ricerca basata su sistemi di agricoltura verticale in container. Il sito fa parte di un'iniziativa federale avviata nel 2018 per comprendere meglio il ruolo che l'agricoltura in ambiente controllato potrebbe avere nel futuro della produzione agricola statunitense. "Il nostro obiettivo era acquisire conoscenze sul settore CEA (Controlled Environment Agriculture) ed esplorare in quali contesti questi sistemi siano efficaci. Riunendo scienziati provenienti da diverse aree del Paese, possiamo analizzare la tecnologia da molteplici prospettive".
Il programma collega ricercatori di tredici sedi ARS negli Stati Uniti e si concentra su temi che spaziano dalla genetica delle colture e i sistemi idroponici alla salute delle piante, la gestione integrata dei parassiti e la biologia degli impollinatori. Osservando i container, diventa chiaro perché la piattaforma sia stata progettata in questo modo. Ogni unità funziona come un ambiente di coltivazione indipendente, permettendo agli scienziati di controllare le variabili e testare diverse condizioni in parallelo.
"In una serra o in campo aperto ci sono sempre fattori esterni che influenzano i risultati. Qui possiamo modificare un parametro alla volta e osservare esattamente come reagiscono le piante", spiega Kousik Shaker, responsabile della ricerca presso lo U.S. Vegetable Laboratory.
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I ricercatori dell'USDA Kousik Shaker e Kai-Shu Ling, nella foto al centro insieme a David Flynn di AmplifiedAg
Un container, due zone di coltivazione
"Il sito di Charleston è composto da sedici container farm installate in fasi: quattro nella prima fase, altre quattro nella seconda e otto nell'espansione più recente", afferma David Flynn, CEO di AmplifiedAg. "AmplifiedAg è uno stakeholder e un forte sostenitore della ricerca ARS sull'agricoltura in container".
Passeggiando nella struttura, si nota come ogni container sia configurato come un'unità di ricerca. All'interno, l'area di coltivazione è divisa in due zone, ciascuna con il proprio sistema di fertirrigazione. "Un lato funge da controllo, l'altro viene utilizzato per il trattamento, mantenendo le stesse condizioni ambientali. Questo ci consente di confrontare direttamente le prestazioni delle piante sotto due diversi regimi nutritivi. Possiamo isolare facilmente diversi spettri luminosi, nutrienti o caratteristiche genetiche: è un modo molto efficiente e anche divertente di condurre esperimenti".
© Rebekka Boekhout | FreshPlaza.itIl dott. Kai, in uno dei container R&S
Progettazione per ambienti controllati
Inizialmente focalizzata sulla produzione commerciale, AmplifiedAg ha fornito un numero crescente di container farm anche per ricerca e sviluppo, supportando prove su colture nuove, esistenti ed emergenti. "Le nostre unità sono plug and play", spiega David. "Prima di essere sviluppatori tecnologici eravamo coltivatori, quindi quando progettiamo una farm in container pensiamo a come il sistema funziona nella pratica quotidiana. Chiunque può diventare coltivatore con le nostre soluzioni. Se qualcosa deve essere sostituito, non è necessario affidarsi a componenti proprietari: tutto può essere gestito con attrezzature standard. Questa flessibilità è fondamentale".
Questa mentalità da coltivatore ha influenzato anche la costruzione dei sistemi. I componenti utilizzati sono facilmente reperibili a livello locale, permettendo sostituzioni rapide in caso di manutenzione. All'interno, ventilatori fanno circolare l'aria, mentre un sistema HVAC tre-in-uno gestisce riscaldamento, raffreddamento e deumidificazione. Il software AmpEDGE consente di monitorare e controllare le coltivazioni da remoto, gestendo l'intero processo produttivo dal seme al raccolto.
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Un cespo intero di lattuga
"L'ambiente deve essere estremamente stabile. Se si vogliono risultati affidabili, servono condizioni costanti. I container sono isolati con valori R25-R28, per mantenere la temperatura interna e ridurre i consumi energetici. La modularità è un altro elemento chiave: i pannelli sono facilmente installabili e le linee di irrigazione mobili facilitano pulizia e manutenzione", spiega David. "Abbiamo progettato questi sistemi in modo che la tecnologia non costituisca mai un ostacolo. Monitoraggio remoto, componenti standard, facile accesso per la manutenzione: l'obiettivo è sempre quello di consentire al coltivatore o al ricercatore di concentrarsi sul proprio lavoro, non sulle attrezzature".
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Piantina di patata dolce
Le patate dolci sono tra le colture più insolite oggetto di studio. "All'inizio sorprende vederle in un sistema di agricoltura verticale", afferma sorridendo Ling. "Tuttavia non ci concentriamo sulla produzione delle radici". L'obiettivo è verificare se le vertical farm possano fungere da centri di propagazione per produrre rapidamente materiale vegetale sano destinato alla coltivazione in campo. "Seguiamo l'intero ciclo produttivo: dalla propagazione alla raccolta in campo".
Il processo inizia con la coltura dei tessuti, che permette di ottenere piante pulite e prive di patogeni. Dopo alcune settimane nel container, le giovani piante vengono trapiantate all'esterno. Con orgoglio, Ling mostra la sua selezione di patate dolci. Le piante vengono coltivate in sistemi a base di fibra di cocco, con coperture in pellicola utilizzate per proteggere i canali di irrigazione e impedire la formazione di alghe. "Vogliamo osservare l'andamento delle piante dall'inizio fino al trapianto in campo. Questo contribuisce a ridurre gli intasamenti e la manutenzione". Per i produttori in pieno campo, le coltivazioni indoor potrebbero, a lungo termine, ridurre il tempo necessario per produrre un "materiale di trapianto" sano e robusto.
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Piantina di peperone
Esplorazione della selezione genetica e dei materiali di propagazione
"Una componente fondamentale della nostra ricerca si concentra sull'identificazione di varietà vegetali che si comportano bene in ambienti controllati. Analizzando le collezioni di germoplasma, possiamo capire quali caratteristiche funzionano meglio in ambienti indoor", spiega Ling. I ricercatori stanno valutando caratteristiche come la tolleranza allo stress e l'architettura della pianta. "Questi tratti diventano molto più importanti quando le piante sono coltivate in spazi confinati".
Oltre alla ricerca sulle colture, i container vengono utilizzati anche come piattaforma di prova per l'agritech in generale. Un esempio è il sistema Nitrowater, che genera azoto dall'aria e lo aggiunge all'acqua di irrigazione. "L'idea è ridurre l'uso di fertilizzanti mantenendo al contempo la nutrizione delle piante". Un altro container è attualmente affittato da Zaru Systems per testare la produzione di microgreens prima di espandere le operazioni in North Carolina.
"Queste collaborazioni ci permettono di testare le tecnologie in condizioni reali di coltivazione e, allo stesso tempo, ampliare il nostro portfolio. Diversi altri container restano dedicati interamente alla ricerca e sviluppo. AmplifiedAg lavora a stretto contatto con ricercatori e coltivatori in ogni fase, dal concetto iniziale fino alla piena operatività. L'obiettivo è sempre quello di mettere i coltivatori nelle condizioni di avere successo prima di espandersi, non dopo".
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Una delle container farm dedicate alla R&S
"Mano nella mano"
Dopo aver visitato il sito, l'obiettivo diventa chiaro. "L'agricoltura in ambiente controllato - sottolineano i ricercatori - non è pensata per sostituire quella tradizionale". Studiando le colture indoor e valutandole successivamente in prove in campo, il team spera di sviluppare strategie che supportino entrambi i metodi produttivi. "C'è ancora molto da imparare, ma strutture come questa ci forniscono gli strumenti per esplorare infinite opportunità", afferma Ling. E con tredici sedi di ricerca che collaborano in tutti gli Stati Uniti, i container di Charleston potrebbero offrire spunti che vanno ben oltre questa tranquilla area rurale della Carolina del Sud.
Per AmplifiedAg, progetti come questi presso il sito di ricerca ARS dimostrano come i sistemi basati su container possano supportare molto più della produzione commerciale di ortaggi a foglia. "Strutture di ricerca come questa consentono a coltivatori, ricercatori e sviluppatori tecnologici di testare le idee prima di scalarle", afferma David.
"Ciò che ci entusiasma di più di questa collaborazione è che siamo solo all'inizio. Con l'attivazione di nuovi container e l'espansione del programma di ricerca, genereremo conoscenze utili per coltivatori di ogni livello, sia che gestiscano una container farm, una serra o una coltivazione in pieno campo. Questo tipo di apprendimento trasversale tra settori è esattamente ciò di cui il comparto ha bisogno in questo momento".
Questo articolo non costituisce un'approvazione dei prodotti AmplifiedAg da parte dell'USDA.
Per maggiori informazioni:
AmplifiedAg
David Flynn, CEO
[email protected]
www.amplifiedaginc.com
USDA Agricultural Research Service (ARS)
Dr. Kai-Shu Ling, Plant Pathologist
Kousik Shaker, Research Leader
2700 Savanna Highway, Charleston, SC 29414, USA
+1 202 720 2791
[email protected]
www.ars.usda.gov
