Il pH in acquaponica

Qual’è il corretto pH in acquaponica?

Il pH nella soluzione acquaponica: facciamo chiarezza

Molti agricoltori si chiedono quale sia il pH giusto per il proprio impianto acquaponico.

Non è raro infatti che in acquaponica i valori misurati non siano corrispondenti a quelli consigliati, e ciò può generare preoccupazione nei produttori: 

Cosa sto sbagliando?

I miei pesci staranno male?

E le mie piante?

In realtà, come vedremo, la soluzione circolante può raggiungere dei valori di pH negli impianti acquaponica piuttosto flessibili, senza per questo generare problemi all’interno dell’impianto.

Prima di tutto: che cos’è il pH?

Il pH è una scala di misura che indica l’acidità o la basicità di una soluzione acquosa, espressa dal logaritmo negativo della concentrazione (o meglio, dell’attività) degli ioni idrogeno. 

Significa propriamente “potenza (nel significato matematico, cioè esponente) d’idrogeno (H)”, pertanto:

pH = − log [H+].

Questa relazione analitica deriva dalla tecnica potenziometrica (introdotta da S.P.L. Sörensen nel 1909) con cui sono state effettuate le prime accurate misure della concentrazione idrogenionica, per la quale il valore misurato del potenziale è funzione del logaritmo delle concentrazioni.

Senza addentrarci in complicate nozioni scientifiche, possiamo affermare che:

  • Quando la concentrazione degli ioni idrogeno (H+) in soluzione vale 10-7 mol/L ed è uguale a quella degli ioni idrossido (OH), la soluzione è neutra ed il suo pH è 7;
  • Se è inferiore la soluzione è basica (o alcalina): pH maggiore di 7;
  • Se invece è superiore la soluzione è acida: pH minore di 7.

La scala di pH va da 0 a 14, come indicato in questa figura.

Qual'è il giusto ph da mantenere in un impianto di acquaponica? Pesci e piante. PH alcaino, basico o acido? Acquaponica.blog

Le due opinioni sul pH in acquaponica

Esistono due diverse posizioni sui valori di pH che la soluzione acquaponica dovrebbe raggiungere, e sono sostenute da diversi gruppi di esperti e ricercatori.

In questo articolo prenderemo come riferimento le pubblicazioni di solo alcuni di questi studiosi, ma esistono diversi altri lavori al riguardo.

Ma vediamo quindi quali sono queste due differenti idee.

Prima opinione: un aiuto per le piante

La prima posizione è quella sostenuta dalla FAO, ed è la stessa che viene esposta nel suo famoso manuale.

La FAO ritiene che il pH ottimale in un impianto acquaponico a stabilità debba essere tra 6 e 7.

Questo per facilitare l’attività di assorbimento dei nutrienti da parte delle piante (in termini tecnici si parla di uptake radicale).

Le radici, infatti, lavorano meglio quando la soluzione è leggermente acida (pH 5,5 – 6,5), poiché in queste condizioni diversi nutrienti sono più facilmente assumibili dalle piante.

Ferro (Fe), Manganese (Mn), Fosforo (P), Calcio (Ca) e Magnesio (Mg), infatti, quando il pH sale sopra 7 tendono a precipitare come sali insolubili, dunque non sono più disponibili per la nutrizione vegetale.

Se il pH dell’acqua di ricircolo viene mantenuto a livelli più alti, l’assorbimento di alcuni nutrienti da parte delle piante potrebbe quindi essere limitato e la resa potrebbe essere ridotta.

Quale pH in acquaponica? Come le piante assorbono i nutrimenti. Tramite le foglie, assorbimento per capillarità, assorbimento radicale.
L’assorbimento dei nutrienti nelle piante (Fonte) 

Seconda opinione: una mano ai batteri

Altri gruppi di studiosi, come R. V. Tyson ed i suoi collaboratori, hanno però un’opinione diversa. 

Nei loro studi, infatti, hanno dimostrato come la soluzione acquaponica ottimale si debba stabilizzare a livelli di pH più alti, attorno a 7,5 – 8.

Questo perché tali valori sono quelli che più favoriscono l’attività dei batteri nitrificanti, i quali sono fondamentali per il funzionamento dell’intero sistema.

Anche se la condizione ideale per i batteri sarebbe entro valori di pH tra 7,5 e 9, il gruppo di ricerca sostiene che raggiungere valori vicini a 9 sia controproducente, poiché l’effetto sarebbe troppo limitante sull’uptake radicale.

A livelli di pH vicino ad 8, invece, pare non ci siano delle gravi complicazioni: una ricerca effettuata sui cetrioli, suggerisce infatti che le rese totali possono essere mantenute anche a valori di pH superiori a quelli raccomandati per la produzione di piante. Ciò anche con ridotto contenuto di nutrienti in soluzione: basta che essa bagni costantemente le radici.

Il ciclo dell'azoto in acquaponica. ph acquaponica. Processo di nitrificazione in acquaponica. Il ciclo dell'azoto. I pesci producono ammonio tramite i loro scarti. L'ossidazione del'ammoniaca per merito dei batteri AOB consumano ammonio e li convertono in nitriti. L'ossidazione dei nitriti da part dei batteri consumano nitriti e li convertono in nitrati. Le piante utilizzano i nitrati NO3 per crescere
Azione dei batteri nitrificanti in acquaponica (Fonte: Manuale FAO acquaponica)

Questa posizione è stata confermata da altre ricerche, tra cui anche la mia tesi di laurea magistrale.

Analizzando i dati di 10 diverse realtà, ho potuto constatare personalmente che solo 3 impianti si stabilizzavano a valori di pH inferiori a 7 (ma comunque sempre superiori a 6).

Per motivi di copyright non posso ovviamente postare qui i miei grafici, ma potete reperirli richiedendo la consultazione della mia tesi su questo sito.

E quindi, chi ha ragione?

La risposta forse l’avete già intuita:

ENTRAMBI.

Questo per un semplice motivo: l’equilibrio che si instaura all’interno della soluzione circolante è un Equilibrio Dinamico. Cosa significa?

Significa che si adatta alla situazione contingente.

Questo perché esso è dovuto a processi naturali, derivando dall’interazione dei metabolismi di tre diversi organismi.

Non possiamo quindi controllarlo precisamente, come si può invece fare in un impianto idroponico.

Batteri, pesci e piante lavorano assieme e riescono a stabilire la condizione ideale per tutti, un compromesso che permette il raggiungimento dell’omeostasi ed il suo mantenimento nel tempo.

Ciò vuol dire che, a seconda del tipo di impianto, del clima, delle specie vegetali, animali e microbiche presenti, le condizioni ideali saranno diverse e uniche.

Per farci un’idea di quali sono le esigenze medie dei diversi protagonisti dell’impianto acquaponico, possiamo fare riferimento a questa tabella:

Il corretto ph per un impianto acquaponica. Per i pesci in acqua tiepida è fra 6-8.5. I pesci in acua fredda è 6-8.5. Per le piante il pH è compreso fra 5.5-7-5. Per i batteri è fra 6 e 8.5. Range di tolleranza a vari parametri dell’acqua da parte di pesci, piante e batteri. Manuale FAO come realizzare un impianto acquaponica fai da te. Problemi con il pH in acquaponica. ph troppo basso o troppo alto nell'impianto acquaponico?
Range di tolleranza a vari parametri dell’acqua da parte di pesci, piante e batteri (Fonte: Somerville et al., 2014).

In pratica, come ci dobbiamo comportare?

La soluzione migliore è dunque quella di monitorare ed osservare costantemente il nostro impianto: nel tempo riusciremo infatti a comprendere qual è il livello di pH più adatto alla nostra situazione.

Contemporaneamente dovremo informarci sul grado massimo di acidità ed alcalinità tollerato dai pesci che stiamo allevando e dalle piante che stiamo coltivando.

In questo modo sapremo quando sarà necessario effettuare degli interventi di correzione, per preservare l’ecosistema ed evitare sofferenze ai nostri organismi.

Considerando le esigenze medie di piante, pesci e batteri, ricordiamoci che i livelli di pH, per quanto diversi, dovranno comunque rientrare nel range:

6 – 8,5

Con una preferenza per i valori attorno a 7 – 7,5

Conclusioni

Spero che con questo articolo sia riuscita a risolvere alcuni dubbi che spesso attanagliano i produttori acquaponici, soprattutto coloro che credevano bastasse seguire scrupolosamente i manuali.

Purtroppo non è così, poiché queste guide cercano solo di dare delle indicazioni generali, di tirare le somme. 

Ma ogni impianto acquaponico è diverso.

Ricordate sempre che si tratta di un sistema che si basa su principi naturali, dunque non potremo mai definire delle condizioni standard assolute.

Se i nostri pesci e le nostre piante stanno bene, allora il sistema è in equilibrio, e sta a noi rispettarlo e facilitarlo. 

Alla natura si comanda solo ubbidendole.

Francesco Bacone

Vi è piaciuto questo articolo? Per altre curiosità ed informazioni tecniche, continuate a seguirci su Acquaponica.blog! Alla prossima!

FONTI:

Somerville, C., Cohen, M., Pantanella, E., Stankus, A.  Lovatelli, A. 2014. Small-scale aquaponic food production – Integrated fish and plant farming. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper No. 589. Rome, FAO. 262 pp. (Link).

Tyson, R. V., Treadwell, D. D., Simonne, E. H. 2011. Opportunities and Challenges to Sustainability in Aquaponic Systems. HortTechnology, 21(1), 6-13. (Link)

Tyson, R.V., Simonne, E.H., Treadwell, D.D., White, J.M., Simonne, A. 2008a. Reconciling pH for ammonia biofiltration and cucumber yield in a recirculating aquaponic system with perlite biofilters. HortScience 43:719–724. (Link).

Tyson,R.V., Simonne, E.H., Treadwell, D.D., Davis, M., White, J.M. 2008b. Effect of water pH on yield and nutritional status of cucumber grown in recirculating hydroponics. J. Plant Nutr. 31:2018–2030. (Link).

http://www.treccani.it/enciclopedia/ph/

https://it.wikipedia.org/wiki/PH