Esistono diversi substrati per la coltura idroponica, ma i più utilizzati sono i pori d'argilla (Euro Pebbles) e la noce di cocco (Coco Coir), oppure le radici possono galleggiare in una soluzione nutritiva aerata (bubbleponics) o rimanere sospese nel sistema idroponico, con l'umidità e le sostanze nutritive fornite dagli spruzzatori (aeroponics). 

L'idroponica viene utilizzata da molti anni per coltivare tutti i tipi di ortaggi e verdure perché consente una produzione rapida in uno spazio relativamente piccolo (idroponica verticale), una crescita rigogliosa e sana delle piante, una facile installazione e manutenzione e un controllo preciso di quasi tutti i fattori di crescita. L'idroponia consente un dosaggio preciso di fertilizzanti e additivi e può contribuire in modo significativo a ridurre i costi operativi della coltivazione.

L'idroponia permette anche di eliminare rapidamente i sovradosaggi di nutrienti, cosa praticamente impossibile o spesso infruttuosa nella coltivazione in terreni fortemente fertilizzati. Allo stesso modo, l'idroponia consente di prevenire e correggere facilmente le carenze di nutrienti e oligoelementi, poiché le sostanze mancanti vengono semplicemente aggiunte alla soluzione nutritiva (acqua).

La coltivazione della cannabis in idroponica è facile e consente una crescita molto più rapida e quindi un ciclo di vita della pianta più breve. Per questo motivo, l'idroponica è il metodo di coltivazione più utilizzato dai coltivatori professionisti di cannabis indoor.

Substrati per idroponica

• Ciottoli di argilla (Euro Pebbles, hydroton)
• Acqua (DWC, bubbleponics, aquaponics, aeroponics)
• Substrato di cocco (Coco Coir)
• Perlite
• Vermiculite
• Torba

Le piante crescono molto più velocemente in idrocoltura che in terra. Ciò è dovuto principalmente all'elevata saturazione di ossigeno della soluzione nutritiva e ai rapporti ottimali tra i fertilizzanti. L'elevato contenuto di ossigeno della miscela di fertilizzanti idroponici è dovuto al flusso costante, alla miscelazione, alla nebulizzazione e all'aerazione attiva con diffusori d'aria. Naturalmente, il sistema di aerazione dell'acqua dipende dal sistema idroponico e dal produttore, ma la stragrande maggioranza dei sistemi idroponici consente di installare facilmente pietre d'aria, pompe d'aria e tubi flessibili per aerare ulteriormente la miscela.

In alcuni tipi di sistemi idroponici, le radici crescono direttamente nell'acqua, mentre in altri sistemi crescono in un substrato come un ciottoli di argilla.

Sistemi idroponici circolari

I sistemi idroponici semplici ed efficienti, soprattutto per i principianti, sono quelli circolari. Il Wilma di Atami (Nutriculture) è un sistema circolare molto conveniente che può essere utilizzato per la coltivazione in ciottoli di argilla, cocco e persino torba. Nel caso dei sistemi circolari, la miscela nutritiva viene convogliata nella parte superiore del vaso riempito di substrato idroponico e innaffiata a fondo, facendo defluire l'acqua in eccesso nel serbatoio, tramite una pompa. In questo modo, la pianta ha sempre un'umidità sufficiente e il consumo di nutrienti è ridotto rispetto ai sistemi "drain to waste". Il principale svantaggio dei sistemi idroponici circolari è quello di garantire un rapporto ottimale di nutrienti nell'acqua. Le piante possono utilizzare diversi nutrienti ed elementi più velocemente di altri, quindi il rapporto può cambiare drasticamente, il che può portare a problemi di crescita e di apparato radicale e a sovradosaggi, nonché al cosiddetto "blocco dei nutrienti", in cui la pianta non è in grado di assorbire un particolare nutriente per vari motivi. Tuttavia, con una cura adeguata e seguendo le istruzioni, i sistemi rotanti sono facili da usare, resistenti e molto efficaci per la coltivazione di tutti i tipi di piante, dai pomodori e peperoncini al tabacco e alla cannabis. Il costo contenuto e l'alta qualità di questi sistemi idroponici fanno sì che essi rappresentino solitamente una tappa intermedia tra la coltivazione in terra e altri sistemi idroponici più specifici e sofisticati, come il DWC.

Vantaggi dei sistemi idroponici circolari

• Facilità di utilizzo
• Prezzo contenuto
• Crescita eccellente
• Ampia scelta di sistemi
• Facilità di manutenzione e pulizia

Svantaggi dei sistemi idroponici circolari

• Difficoltà a controllare il contenuto di nutrienti e i valori di pH/EC
• Di solito non sono modulari/flessibili
• Risultati più scarsi rispetto ai sistemi aeroponici / DWC

Idroponica Ebb&Flood

I sistemi Ebb&Flood - chiamati anche Ebb&Flow e Flood&Drain - sono sistemi idroponici fondamentalmente simili a quelli circolari, con la differenza che l'acqua riempie fino a una certa altezza un vassoio, che di solito contiene le piante in cubi di lana di roccia o ciottoli di argilla. Il mezzo idroponico trattiene quanta più acqua possibile, mentre il resto rifluisce nel serbatoio. In questo modo le radici ricevono l'umidità e l'ossigeno necessari per crescere rapidamente e in modo sano. I vantaggi e gli svantaggi di Ebb&Flood sono simili a quelli di un sistema a ricircolo, ma la minore quantità di terreno idroponico utilizzabile lo rende più adatto alla coltivazione di talee e piccole piante o al metodo SoG.

I vantaggi della coltura idroponica Ebb&Flood

• Facilità d'uso
• Prezzo basso
• Crescita buona e veloce
• Ampia scelta di sistemi
• Facile manutenzione e pulizia

Svantaggi della coltura idroponica Ebb&Flood

• Difficoltà nel controllare il contenuto di nutrienti e i valori di pH/EC
• Di solito non è modulare/flessibile
• Sistema radicale delle piante più grandi meno sviluppato
• Irrigazione più scarsa dei cubi di lana di roccia o dei vasi con substrato più grandi
• Risultati più scarsi rispetto all'Aeroponica/DWC

Idroponica NFT

Gli NFT (Nutrient Film Technique) sono sistemi idroponici spesso utilizzati dai grandi produttori di ortaggi, erbe e altre piante a bassa crescita. Possono essere installati in verticale e sono rapidamente riconoscibili per la loro forma caratteristica, solitamente costituita da tubi in PVC (bianchi) con una piccola pendenza attraverso la quale scorre la soluzione nutritiva. Le piante sono collocate in vasi di plastica a rete con un flusso costante di acqua nutritiva sulle radici. Questo sistema può utilizzare il ricircolo (circolazione) dei tubi, ma il sistema "Drain to Waste" è quello più comunemente utilizzato.  I sistemi idroponici tubolari NFT sono estremamente facili e veloci da costruire: tutto ciò che serve sono tubi, un serbatoio, gli strumenti giusti e una pompa per l'acqua. Tuttavia, poiché i tubi hanno poco spazio per le radici e le piante più grandi tendono a cadere, questi sistemi idroponici non sono adatti alla coltivazione della cannabis o di altre piante alte. Sono invece ideali per la coltivazione di lattuga ed erbe aromatiche e, grazie al loro design molto semplice, possono essere utilizzati all'aperto senza alcuna preoccupazione. Sul mercato esistono anche alcuni sistemi NFT che non sono costituiti da tubi, ma sono molto simili ai sistemi idroponici Ebb&Flow, con la differenza che il vassoio è leggermente inclinato per consentire il drenaggio dell'acqua. Questo sistema è più adatto alla coltivazione della cannabis, ma esistono molti sistemi idroponici più adatti a questo scopo.

Vantaggi della coltura idroponica NFT

• Molto facile da usare e da installare
• Eccellente per la coltivazione di ortaggi ed erbe aromatiche
• Bassa manutenzione
• Adatta alla coltivazione di talee

Svantaggi dell'idroponica NFT

• Non è adatta alle piante più grandi
• L'apparato radicale delle piante più grandi è meno sviluppato
• Distribuzione non uniforme dei nutrienti (con i sistemi tubolari)
• Irrigazione più scarsa dei cubi di lana di roccia o dei vasi più grandi con substrato (per i sistemi a vassoio)
• Risultati molto peggiori rispetto ai sistemi aeroponici/DWC

Sistemi idroponici Aeroponici

L'aeroponica è un sistema idroponico in cui le piante sono coltivate in vasi di rete relativamente piccoli, con le radici che pendono liberamente in una vasca. A differenza della DWC (Bubbleponics), solo una piccola parte delle radici è immersa direttamente nella soluzione nutritiva e riceve umidità e sostanze nutritive attraverso diffusori distribuiti all'interno della vasca. L'aeroponica è uno dei metodi idroponici più efficienti per la coltivazione di una varietà di piante ed è anche molto adatta alla coltivazione della cannabis. Le radici vengono mantenute costantemente umide e ricevono la giusta quantità di sostanze nutritive, mentre i diffusori aiutano a saturare l'acqua di ossigeno. Questo è un fattore importante per prevenire il marciume radicale, un problema comune nella coltivazione idroponica. I sistemi aeroponici possono funzionare a pressione relativamente bassa, dove i diffusori creano gocce più grandi, o ad alta pressione, dove si crea una "nebbia" fine e l'acqua può avere un contenuto di ossigeno ancora più elevato. I sistemi ad alta pressione sono più avanzati, più efficienti e anche più costosi di quelli a bassa pressione, ma possono essere più difficili da mantenere.

Aeroponica - i vantaggi

• Elevata saturazione di ossigeno nell'acqua
• Crescita estremamente rapida
• Basso consumo di sostanze nutritive
• Offre condizioni ottimali per la crescita delle radici

Aeroponica - svantaggi

• Configurazione e installazione di base più difficile
• Prezzi più alti del sistema
• Richiede una maggiore manutenzione

Idroponica DWC

Il DWC (Deep Water Culture) o Bubbleponics è un sistema idroponico estremamente efficiente in cui le radici sono sempre in una soluzione nutritiva ben ventilata e le piante crescono molto velocemente. Il nome deriva dalla costante aerazione dell'acqua tramite una pompa ad aria e spruzzatori a pietra d'aria, che forniscono all'acqua l'ossigeno di cui le radici hanno disperatamente bisogno. Se la soluzione nutritiva idroponica non ha abbastanza ossigeno disciolto, le radici iniziano a marcire e la pianta fallisce. La bubbleponica è un sistema idroponico avanzato e molto efficiente, ma lascia poco spazio agli errori, soprattutto nella scelta delle attrezzature e dei fertilizzanti. Gli errori più comuni commessi dai coltivatori meno esperti in tutti i sistemi idroponici DWC sono una scarsa aerazione dell'acqua, la scelta o la realizzazione di un serbatoio e di un coperchio che lascino entrare la luce e un dosaggio errato dei nutrienti.

Vantaggi della coltura idroponica DWC

• Elevata saturazione di ossigeno dell'acqua
• Crescita estremamente rapida
• Facile da progettare e utilizzare
• Basso consumo di nutrienti
• Fornisce condizioni ottimali per la crescita delle radici

Svantaggi della coltura idroponica DWC

• Prezzi elevati dei sistemi commerciali
• Richiedono maggiore attenzione
• Il marciume radicale si verifica rapidamente se non viene utilizzato correttamente

Esistono molte combinazioni di diversi metodi e tipi di coltura idroponica, uno dei quali è il cosiddetto "Top Feed DWC", che accelera la crescita di piccole piante e talee e ha un impatto significativo sul successo di radicazione. La differenza tra questo sistema idroponico e un DWC convenzionale è che le giovani piante ricevono acqua e sostanze nutritive anche dall'alto, in modo che le radici raggiungano più rapidamente l'acqua nel serbatoio e crescano più velocemente. In questo modo il coltivatore ha anche meno lavoro da svolgere, poiché il sistema innaffia automaticamente le piante.

L'acquaponica si è già guadagnata un'importante reputazione nel mondo dei giardinieri idroponici professionisti e dei sistemi più grandi, soprattutto tra i principali produttori di ortaggi e verdure. Questo tipo di idroponica è una combinazione di acquaponica e coltivazione di piante. In parole povere, il coltivatore alimenta i pesci, che a loro volta alimentano le piante, che a loro volta filtrano l'acqua e rimuovono le sostanze dannose per i pesci. L'acquaponica è un esempio di agricoltura sostenibile e (di solito) rispettosa dell'ambiente, e il proprietario di un sistema idroponico di questo tipo ha un reddito dalla vendita sia delle piante che dei pesci.

Concimi per idroponica

Per le colture idroponiche utilizziamo fertilizzanti appositamente studiati per questo metodo di coltivazione. Quasi tutti i produttori di fertilizzanti, ad esempio Plagron, Atami, Aptus, Canna, General Hydroponics, Advanced Nutrients, Advanced Hydroponics, ecc. hanno nel loro repertorio una selezione di fertilizzanti di base e booster specificamente progettati per l'idroponia, oppure utilizzabili per qualsiasi metodo di coltivazione. La coltivazione idroponica ha le sue specificità e le pompe dell'acqua, i tubi e gli erogatori di aria e acqua sono parte integrante di qualsiasi sistema e possono intasarsi se si utilizzano fertilizzanti non adatti. Gli elementi essenziali di un sistema idroponico che si intasano e si sporcano sono spesso causa di guasti completi e, di conseguenza, di coltivazioni rovinate, mentre le pompe elettriche dell'acqua intasate possono anche rompersi definitivamente.

I fertilizzanti per la coltura idroponica sono quindi generalmente a base minerale, completamente solubili in acqua e non si accumulano sugli elementi del sistema. Se formulati e utilizzati correttamente, questi fertilizzanti forniscono alle piante tutti i nutrienti che possono assorbire e utilizzare direttamente.

pH e EC per le colture idroponiche

Quando si coltiva in idroponia con fertilizzanti minerali, è importante regolare il pH della soluzione nutritiva perché, a differenza dei substrati organici e del terreno, nella soluzione nutritiva non ci sono microrganismi che regolano naturalmente il pH. Un tester di pH di buona qualità e le soluzioni per abbassare e alzare il pH della miscela nutritiva sono quindi un elemento indispensabile dell'attrezzatura idroponica.  Anche un tester EC/TDS è uno strumento importante nella coltivazione idroponica, anche se molti coltivatori per hobby preferiscono affidarsi alle tabelle di dosaggio e regolare le quantità in base alla salute e alle esigenze evidenti delle piante. EC (Electrical Conductivity) e PPM (Parts per Million) sono praticamente la stessa cosa per la coltivazione idroponica, ma con valori diversi. L'EC si misura in millisiemens/centimetro (mS/cm) o microsiemens/centimetro (µS/cm) e riflette il contenuto salino dell'acqua. Un tester TDS (Total Dissolved Solids) fornisce valori in PPM, ma di solito il tester è costruito allo stesso modo di un misuratore EC ed esegue la misurazione secondo lo stesso principio; i valori possono essere facilmente convertiti utilizzando una tabella.

I valori ottimali di pH ed EC per la coltivazione idroponica della cannabis dipendono dal substrato e dalla tecnica di coltivazione utilizzata. Mentre per la coltivazione in terra si consiglia un pH compreso tra 6,0 e 7,0 (in modo ottimale tra 6,0 e 6,5), per le coltivazioni idroponiche si consiglia un pH compreso tra 5,5 e 6,1 (in modo ottimale tra 5,8 e 6,0).

I valori di EC e TDS dell'acqua distillata sono pari a 0, anche l'acqua filtrata con osmosi inversa (RO) ha valori di EC e TDS molto bassi. L'acqua del rubinetto ha valori molto più alti (l'acqua del rubinetto di Lubiana di solito oscilla tra i 400 e i 500 µS/cm), ma ovviamente tutto dipende dall'assunzione, dalla filtrazione e da altri fattori ambientali. La coltivazione idroponica della cannabis in acqua con un valore di EC superiore a 500 µS/cm senza l'aggiunta di fertilizzanti e additivi è sconsigliata, oppure è necessario utilizzare fertilizzanti specifici per l'uso in acqua dura.

Il valore EC totale raccomandato di una soluzione nutritiva idroponica dipende dalle esigenze delle piante e varia anche tra le varietà. Prendendo ad esempio la cannabis, alcune delle varietà Indica più "avide" hanno bisogno di concentrazioni elevate di nutrienti idroponici, anche superiori a 2500 µS/cm, mentre alcune Sativa prosperano meglio con valori intorno ai 1000 µS/cm. I valori tipici si aggirano intorno agli 800 µS/cm nella fase di crescita e tra i 1300 e i 2000 µS/cm nella fase di fioritura, ma l'esatta calibrazione dei fertilizzanti idroponici dipende principalmente dal coltivatore e dalle esigenze della pianta, oltre che dal produttore del fertilizzante idroponico, poiché alcuni utilizzano sostanze che non possono essere assorbite dalla pianta per aumentare il valore EC.

Per una rapida panoramica dei valori di EC in diverse condizioni, durezza dell'acqua e regimi di fertilizzazione, date un'occhiata al calcolatore Canna e selezionate il valore HYDRO (idroponica).

Acqua per la coltivazione idroponica

Una buona fonte d'acqua è essenziale per la coltivazione idroponica. L'opzione migliore e più costosa è quella di acquistare un sistema di filtraggio a osmosi inversa. Questi filtri di solito purificano l'acqua del rubinetto sotto pressione utilizzando diversi filtri (filtro antiparticolato, filtro a carbone e membrana RO) e il risultato è un'acqua con valori di EC e TDS trascurabili, pronta per essere utilizzata in qualsiasi sistema idroponico. L'acqua RO non deve mai essere usata senza l'aggiunta di fertilizzanti e additivi, nemmeno per il lavaggio, perché risucchia letteralmente i minerali e le sostanze nutritive, soprattutto calcio e magnesio, dalle radici. 

L'osmosi inversa in idroponia è utilizzata soprattutto dai grandi coltivatori, poiché l'investimento iniziale può essere considerevole, ma offre una fornitura praticamente illimitata di acqua di qualità e si ripaga rapidamente. Oggi è disponibile sul mercato anche una buona gamma di sistemi RO più economici per uso domestico, anche per uso domestico, e sono molto popolari tra i coltivatori per hobby.

L'acqua piovana è un'ottima fonte di acqua dolce di alta qualità con un contenuto minerale molto basso, ma per l'uso idroponico deve essere filtrata per rimuovere le particelle di grandi dimensioni, la polvere e alcune delle sostanze tossiche che può contenere. Soprattutto negli ambienti urbani e in prossimità di grandi inquinatori, l'acqua piovana può contenere grandi quantità di elementi indesiderati che possono essere rimossi da un filtro a carbone (filtro a carbone attivo) o utilizzando acqua proveniente da altre fonti per la coltura idroponica nei periodi di maggiore inquinamento.

In molti Paesi, dove c'è carenza di acqua di rubinetto di buona qualità, i coltivatori usano l'acqua distillata, che è perfettamente adatta alla coltura idroponica. Per i sistemi più piccoli, il costo di acquisto non è un grosso problema, almeno all'inizio, ma la somma finale può essere molto alta e superare il prezzo di acquisto di un sistema RO domestico.

L'acqua del rubinetto è di solito la prima scelta per la coltivazione idroponica. Tuttavia, bisogna fare attenzione quando la si usa (come già detto in precedenza), poiché potrebbe contenere troppi sali disciolti e altri minerali. L'elevato contenuto di cloro di alcune forniture d'acqua può essere un problema importante, che può avere un impatto significativo sulla crescita e sullo sviluppo delle piante nei sistemi idroponici; è quindi importante verificare con l'azienda idrica (le analisi sono spesso pubblicate sui siti web) e poi prendere le misure appropriate. L'acqua clorata non dovrebbe essere usata in idroponia, ma il cloro può essere facilmente eliminato aerando con una pompa ad aria e uno spruzzatore. Il cloro scomparirà dall'acqua in circa 24 ore e l'acqua potrà essere versata nel serbatoio del sistema idroponico. Se avete bisogno di un'acqua ancora più pulita, potete filtrarla con un filtro a carbone.