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LEONARDO DA VINCI E LA BOTANICA

Leonardo e la botanica sono un connubio che nasce proprio dall'infanzia, quando ancora bambino, era solito giocare in mezzo alla natura alle penici del Montalbano. E' probabile che con lo stesso nonno Antonio e lo zio preferito Francesco, il piccolo Leonardo cominciava le sue prime osservazioni della natura aggirandosi nei dintorni del piccolo insediamento di Anchiano.  

Immaginarlo giocare con l'acqua dei ruscelli o vederlo chino tra i cespugli alla ricerca di rane, coccinelle e altri piccoli animali, sarebbe stato normale visto la sua innata curiosità.

 

Se è vero come è vero che da li a pochi anni si trovano tracce di disegni relativi a fiori, piante e descrizioni di progetti di idrocultura, dobbiamo proprio pensare che Leonardo fosse attratto dalla natura, a tal punto da decifrarne i suoi comportamenti, le sue leggi. 

 

Tronchi d'albero

Leonardo da Vinci, noto per la sua attenta osservazione della natura, dedicò anche parte dei suoi studi alla struttura e all'osservazione dei tronchi degli alberi. Nei suoi quaderni di schizzi, realizzò numerosi disegni dettagliati che documentano la morfologia e la struttura interna dei tronchi degli alberi.

Gli anelli concentrici negli alberi, noti come anelli di crescita, sono spesso oggetto di studio nella dendrocronologia, la disciplina che si occupa dell'analisi degli anelli degli alberi per comprendere variazioni climatiche, ambientali e altre informazioni sulla storia della crescita degli alberi.

 

Leonardo da Vinci, pur non avendo accesso agli strumenti scientifici moderni, osservò e documentò gli anelli di crescita degli alberi nei suoi quaderni di schizzi. Le sue osservazioni potevano essere basate sulla semplice constatazione che ogni anno un nuovo anello veniva aggiunto al tronco di un albero. Gli anelli sono visibili se si taglia trasversalmente un tronco d'albero.

 

Studio degli anelli dell'albero

 Ogni anno, durante la stagione di crescita, un albero produce un nuovo strato di legno, costituito da cellule che si differenziano in legno primaverile e legno estivo. Questa variazione stagionale crea l'aspetto degli anelli concentrici.

Contare gli anelli di crescita di un tronco può fornire informazioni sulla sua età. Gli alberi più anziani tendono ad avere più anelli, mentre quelli più giovani ne hanno meno.

La larghezza degli anelli può variare da anno a anno. Anelli più larghi possono indicare condizioni climatiche favorevoli per la crescita, mentre anelli più stretti possono indicare anni di sfavorevoli condizioni ambientali.

Dendrocronologia: La dendrocronologia è una disciplina che utilizza gli anelli degli alberi per datare eventi storici e comprendere i cambiamenti ambientali. Gli studiosi analizzano la sequenza temporale degli anelli in campioni di alberi per ricostruire cronologie precise.

La larghezza e la densità degli anelli possono riflettere le condizioni climatiche del passato, fornendo informazioni sulle temperature, le precipitazioni e altri fattori.

Mentre Leonardo non aveva gli strumenti scientifici avanzati che abbiamo oggi, il suo interesse per la natura e la sua attenzione ai dettagli si riflettono nelle sue osservazioni sugli anelli concentrici degli alberi, contribuendo in modo indiretto alla conoscenza scientifica di questa caratteristica.

 

Leonardo esplorò la struttura interna del legno, comprendendo come si sviluppa e quali proprietà meccaniche può avere. Questa conoscenza potrebbe essere stata utile nei suoi progetti di ingegneria e nell'ambito delle sue indagini scientifiche.

Nei suoi disegni, Leonardo rappresentava accuratamente la forma e i contorni dei tronchi degli alberi, cercando di catturare la varietà di forme presenti nella natura.

 

Oltre ai tronchi, Leonardo si interessò anche allo studio delle radici degli alberi, cercando di comprendere la loro struttura e il loro ruolo nell'ancoraggio e nell'assorbimento.

La sua abilità artistica si univa al suo interesse scientifico nell'osservare e nel rappresentare accuratamente la natura. Nei suoi disegni, la precisione anatomica delle piante, compresi i tronchi degli alberi, era evidente.

L'osservazione di Leonardo sui tronchi degli alberi rifletteva la sua dedizione alla comprensione accurata della natura attraverso l'osservazione diretta e il disegno dettagliato. 

 

Foglie

Leonardo da Vinci dedicò anche parte dei suoi studi alla natura delle foglie delle piante. Nei suoi celebri quaderni di schizzi, che fungono da ricco archivio delle sue osservazioni scientifiche, si possono trovare numerosi disegni e appunti relativi alle foglie.

Ecco alcuni aspetti del suo studio sulle foglie:

 Leonardo esaminò dettagliatamente la struttura interna delle foglie, cercando di comprendere come sono costituite e come svolgono le loro funzioni vitali.

Disegnò le varie forme e contorni delle foglie di diverse piante, cercando di catturare la diversità morfologica presente nella natura.

Studiò le venature delle foglie e la struttura vascolare che consente il trasporto dell'acqua e dei nutrienti attraverso la pianta.

Osservò e documentò gli adattamenti delle foglie in relazione all'ambiente circostante, cercando di comprendere come le piante si adattano alle diverse condizioni climatiche e di luce.

I suoi disegni botanici erano caratterizzati da un'incredibile attenzione ai dettagli anatomici. Leonardo cercò di rappresentare accuratamente la struttura delle radici, dei fusti, delle foglie e dei fiori. I suoi disegni riflettono una precisione e un dettaglio straordinari, evidenziando la sua abilità nell'osservare e rappresentare la natura. 

 

La sua abilità artistica si univa alla sua curiosità scientifica. Nei suoi disegni, rappresentava le foglie con grande precisione, cercando di catturarne la bellezza e la complessità. Leonardo studiò anche il ciclo di vita delle piante, compresi i cambiamenti nella forma delle foglie durante le diverse fasi della crescita.

 

I suoi quaderni contengono numerosi appunti e annotazioni relative alle foglie, in cui rifletteva sulle sue osservazioni e sulle sue teorie riguardo al mondo vegetale.

Il suo studio sulle foglie non solo contribuì alla sua comprensione della botanica, ma influenzò anche la sua arte, fornendo dettagli anatomici precisi e realistici nei suoi dipinti. La combinazione di osservazione dettagliata e rappresentazione artistica è un aspetto distintivo del lavoro di Leonardo da Vinci.

 

 

Linfa ascendente

La linfa ascendente nelle piante si riferisce al movimento dell'acqua e dei nutrienti che si spostano dalle radici verso le parti superiori della pianta. 

Questo processo è fondamentale per la sopravvivenza e la crescita delle piante. 

 

Vediamo come funziona:

 

1). Assorbimento da parte delle radici 

Le radici delle piante assorbono acqua e minerali dal suolo. Questo processo coinvolge la pressione osmotica, in cui l'acqua si sposta attraverso le membrane cellulari dalla zona di minore concentrazione di soluti (nel suolo) a quella di maggiore concentrazione (nelle cellule delle radici).

 

2). Trasporto attraverso i vasi xilematici

Una volta assorbita dalle radici, l'acqua e i soluti minerali vengono trasportati attraverso i vasi xilematici della pianta. Questi vasi costituiscono il sistema di conduzione dell'acqua e dei nutrienti.

 

3). Traspirazione nelle foglie

La traspirazione è il processo attraverso il quale l'acqua si evapora dalle foglie e viene rilasciata nell'atmosfera. Questo crea una tensione o una pressione negativa nel sistema xilematico, che attrae ulteriormente l'acqua dalla radice.

 

4). Capillarità e coesione dell'acqua

La capillarità, che è l'abilità dell'acqua di salire attraverso tubi sottili, e la coesione, che si riferisce alla capacità delle molecole d'acqua di aderire tra loro, contribuiscono al movimento ascendente dell'acqua nei vasi xilematici.

Questo flusso ascendente di linfa, noto anche come "tensione-coesione", è cruciale per il trasporto di acqua, nutrienti e minerali attraverso la pianta, fornendo sostegno strutturale e contribuendo alle funzioni vitali come la fotosintesi e la distribuzione di nutrienti.

 

Linfa discendente

La linfa discendente nelle piante è associata al flusso di nutrienti, zuccheri e altre sostanze prodotte attraverso la fotosintesi e trasportate verso le parti basse della pianta, inclusa la radice. Questo flusso è gestito principalmente dal floema, che è un tessuto vascolare specializzato coinvolto nel trasporto di zuccheri e altri composti organici prodotti nelle parti fotosintetiche della pianta, come le foglie.

 

Ecco come avviene la linfa discendente nelle piante:

 

1). Fotosintesi

Nelle foglie e in altre parti fotosintetiche, la pianta produce zuccheri attraverso il processo di fotosintesi. Questi zuccheri, principalmente sotto forma di saccarosio, sono essenziali per la crescita e lo sviluppo della pianta.

 

2). Trasporto attraverso il Floema

Il floema è il tessuto vascolare responsabile del trasporto dei nutrienti, in particolare degli zuccheri, attraverso la pianta. Gli elementi nutritivi prodotti durante la fotosintesi vengono trasportati attraverso il floema verso le parti che ne hanno bisogno.

 

3). Pressione osmotica

La pressione osmotica, generata dalla differenza di concentrazione di soluti tra le cellule del floema e quelle circostanti, spinge la linfa discendente verso il basso attraverso i tubi floematici.

 

4). Distribuzione ai Tessuti e alle Radici

La linfa discendente fornisce zuccheri e altri nutrienti necessari a diverse parti della pianta. Inoltre, parte della linfa discendente può essere direzionata verso le radici, contribuendo all'alimentazione delle radici stesse.

Questo flusso di linfa discendente è essenziale per il trasporto di nutrienti in tutta la pianta, garantendo che le diverse parti abbiano accesso ai materiali nutritivi necessari per la crescita, lo sviluppo e la funzionalità generale della pianta.

 

La fillotassi

Fillotassi è un termine che deriva dal greco φύλλον (phyllon 'foglia') e τάξις (taxis 'ordine').

È una branca della botanica che si occupa specificatamente  dell'ordine con cui i fiori e le foglie sono distribuite  durante la ,loro crescita seguendo l'ordine naturale che, occupando nello spazio un volume e una direzione, producono forme geometriche  e fisiche. 

 

La fillotassi quindi si riferisce allo sviluppo delle foglie su un fusto o su un ramo di una pianta. Esistono diversi modelli di fillotassi, e la disposizione delle foglie può essere descritta in termini di angoli o di rapporti numerici. Due dei modelli più comuni sono la fillotassi opposta e la fillotassi alterna/spirale.

 

1). Fillotassi Opposta 

In un arrangiamento opposto, due foglie si sviluppano dalla stessa posizione sul fusto o sul ramo in direzioni opposte. Questo significa che ogni nodo presenta una coppia di foglie. Ad esempio, il platano ha una fillotassi opposta.

 

Alcuni esempi di piante con fillotassi opposta includono:

  • Platano (genere Platanus): Il platano è noto per avere foglie grandi e palmate con fillotassi opposta.
  • Acero (genere Acer): Molte specie di acero, come l'acero di Norvegia, hanno foglie opposte.
  • Foraggere (genere Forsythia): Le foraggere sono arbusti che producono vistosi fiori gialli e hanno foglie opposte.

 

2). Fillotassi Alterna o Spirale 

Nell'arrangiamento alternato, le foglie si sviluppano una alla volta in posizioni alternate lungo il fusto o il ramo. Può essere descritto anche come un modello a spirale, poiché le foglie seguono una spirale mentre si sviluppano lungo il fusto. La disposizione può essere spiraliforme in senso orario o antiorario. Questa fillotassi è comune in molte piante, come il girasole.

La fillotassi è spesso descritta utilizzando la proporzione aurea (o numero aureo), che è una costante matematica approssimativamente pari a 1,618. 

 

  • Girasole (genere Helianthus): Il girasole è noto per la sua fillotassi a spirale, in particolare nelle foglie attorno al capolino.
  • Pino (genere Pinus): Nelle piante di pino, le foglie (chiamate aghi) sono organizzate in modo alternato lungo i rami.
  • Rosa (genere Rosa): Le foglie delle rose possono essere disposte in modo alternato lungo il fusto.
  • Banano (genere Musa): Le piante di banano mostrano una fillotassi a spirale nelle foglie.

 

Nella fillotassi, la proporzione aurea è spesso evidente nei rapporti tra il numero di spirali di foglie intorno a un nodo. Ad esempio, se conti il numero di spirali di foglie su un rametto o su un cono di una pigna, troverai spesso che il rapporto tra il numero di spirali in una direzione e il numero in direzione opposta si avvicina alla proporzione aurea.

Questo fenomeno è particolarmente evidente nelle piante in cui le foglie sono organizzate in una spirale. Nelle piante con fillotassi a spirale, il rapporto tra il numero di giri completi intorno al fusto e il numero di spirali di foglie è spesso approssimativamente uguale alla proporzione aurea.

L'associazione con la proporzione aurea è interessante perché questa proporzione è considerata esteticamente gradevole ed è stata utilizzata in architettura, arte e design. La sua presenza nella natura, compresa la fillotassi delle piante, è uno dei numerosi esempi di come i modelli matematici si ripetano in modo coerente in tutto il regno naturale.

 

Questo rapporto è spesso evidente nei modelli di disposizione delle foglie su molte piante, creando una disposizione ottimale per la massimizzazione della luce solare e dell'efficienza fotosintetica.

La fillotassi è una caratteristica interessante e diversificata nelle piante, e la sua varietà può influenzare l'aspetto e la struttura complessiva della pianta.

 

Il broccolo romanesco
Da semplici osservazioni botaniche che mirano ad individuare il numero di foglie presenti su ciascun nodo e l'orientamento di queste rispetto alle foglie del nodo superiore, oggi la fillotassi si è potuta avvalere di studi incrociati di matematici e botanici, i quali hanno rivelato un sistema assai semplice (ma incredibilmente efficace) adottato dalle piante per generare non solo strutture semplici ma anche morfologie complesse a spirale, quali quelle delle pigne o del broccolo romanesco.

Nel gioco della morfogenesi (il processo di costruzione delle piante e delle loro parti) molte piante manifestano preferenza per leggi riconducibili alla successione numerica di Fibonacci e della correlata sezione aurea.

 

Idrocultura

L'idrocultura è un metodo di coltivazione delle piante che coinvolge la crescita delle radici in una soluzione acquosa arricchita con nutrienti essenziali per la crescita delle piante. A differenza della coltivazione tradizionale in suolo, l'idrocultura elimina il terreno come substrato e fornisce alle piante nutrienti direttamente attraverso l'acqua.

 

Nella coltura idroponica, le piante possono essere sospese in una soluzione nutrienti senza substrato (idroponica "vera"), o possono essere coltivate su substrati inerti come perlite, lana di roccia o fibra di cocco, che fungono da supporto per le radici.

Una soluzione nutrienti è preparata con ingredienti specifici contenenti minerali essenziali come azoto, fosforo, potassio e altri micronutrienti necessari per la crescita delle piante. Questa soluzione viene fornita alle radici delle piante per garantire che ricevano tutti gli elementi nutritivi di cui hanno bisogno.

Le radici delle piante hanno bisogno di ossigeno per svolgere le loro funzioni vitali. Nei sistemi idroponici, l'ossigenazione è fondamentale. Questo può essere realizzato attraverso l'uso di bolle d'aria, un sistema di ossigenazione o altre tecniche che mantengono una quantità sufficiente di ossigeno nell'acqua.

 Nelle pratiche avanzate di coltura idroponica, si ha un controllo preciso su fattori ambientali come temperatura, umidità, pH della soluzione nutrienti e luce. Questo controllo permette di ottimizzare le condizioni di crescita e massimizzare la resa delle piante.

Ci sono diversi tipi di sistemi idroponici, tra cui la cultura in acqua profonda (Deep Water Culture - DWC), la cultura in nitrato (Nutrient Film Technique - NFT), l'aeroponica e altri. Ogni sistema ha le sue caratteristiche specifiche per la fornitura dell'acqua e dei nutrienti alle piante.

 

 

Coltura idroponica

La coltura idroponica è un metodo di coltivazione delle piante che avviene senza l'uso di terreno. In questo sistema, le piante crescono in soluzioni nutrienti, spesso sospese in una soluzione idrica ben bilanciata di nutrienti essenziali per la crescita delle piante. Questo metodo offre diversi vantaggi rispetto alla coltivazione tradizionale su suolo, inclusi un maggiore controllo sui nutrienti, l'uso efficiente dell'acqua e la possibilità di coltivare piante in ambienti in cui il suolo può essere inadatto.

 

La storia della coltura idroponica risale a diverse epoche, con antichi esempi di pratiche che coinvolgono la crescita delle piante in soluzioni nutrienti o senza l'uso di terreno. 

Le prime tracce delle colture idroponiche risalgono ai Giardini pensili babilonesi (circa 600 a.C.): Questi giardini sono spesso citati come un esempio di un possibile utilizzo di tecniche idroponiche. Sebbene le prove siano limitate, alcuni storici ritengono che l'irrigazione in questo complesso potrebbe aver coinvolto l'uso di sistemi idroponici rudimentali.
 

Vi sono anche testimonianze che ci riportano ad antiche Civiltà Mesoamericane, come ad esempio il popolo Azteco che utilizzava i sistemi di chinampas

Questi sistemi di coltivazione erano costituiti da ampi giardini galleggianti o "isole" artificiali realizzate con terriccio e detriti organici, ancorate al fondo di laghi o canali. Le chinampas rappresentano un esempio di pratica agricola idroponica o semi-idroponica, sebbene il termine moderno possa essere applicato solo in parte a questa pratica antica.

Per creare una chinampa, gli Aztechi costruivano una struttura rettangolare somigliante a un letto da giardino, ancorato al fondo del lago o del canale. Le pareti erano costruite con pali di legno intrecciati e rivestite con uno strato di fango e detriti organici.

 

Il materiale all'interno delle chinampas era composto da uno strato di terra fertile, letame e detriti organici, che fornivano nutrienti alle piante. Questo terreno ricco consentiva la coltivazione di una vasta gamma di colture alimentari.

 

Gli Aztechi coltivavano una varietà di colture alimentari sulle chinampas, tra cui mais, fagioli, zucche e tuberi. L'acqua del lago o del canale circostante forniva l'irrigazione necessaria.

Una caratteristica unica delle chinampas era la loro mobilità. 

Poiché le chinampas galleggiavano, potevano essere spostate o ancorate in posizioni diverse secondo le esigenze agricole.  Le chinampas giocarono quindi un ruolo significativo nell'approvvigionamento alimentare della popolazione azteca, contribuendo a sostenere una grande città come Tenochtitlan, situata nell'attuale Città del Messico.

 

Ecco alcune caratteristiche chiave della coltura idroponica:

 

Ambiente Controllato

La coltura idroponica avviene spesso in serre o ambienti interni controllati, dove è possibile regolare con precisione la temperatura, l'umidità e l'illuminazione per ottimizzare la crescita delle piante.

 

Soluzioni Nutrienti

Le piante ricevono i nutrienti essenziali direttamente attraverso la soluzione nutritiva, che può essere composta da una miscela di acqua e nutrienti disciolti in quantità specifiche.

 

Supporti di Crescita

In alcuni sistemi idroponici, le piante sono sospese in una soluzione idrica senza l'uso di substrati. In altri casi, possono essere utilizzati supporti di crescita inerti come fibra di cocco, perlite o lana di roccia.

 

Risparmio di Acqua

La coltura idroponica richiede meno acqua rispetto alla coltivazione tradizionale in suolo, poiché l'acqua può essere riciclata nel sistema.

 

Controllo Nutrizionale

Gli agricoltori possono regolare con precisione i livelli di nutrienti nella soluzione nutritiva, fornendo alle piante esattamente ciò di cui hanno bisogno per la crescita ottimale.

 

Minore Impatto Ambientale

La coltura idroponica può ridurre l'uso di pesticidi e fertilizzanti, contribuendo a un impatto ambientale più basso rispetto a determinati metodi di coltivazione tradizionali.

 

Coltivazione Verticale

La coltura idroponica può essere adatta alla coltivazione verticale, consentendo una maggiore densità di piante in spazi limitati.

Ci sono diversi sistemi idroponici, tra cui il sistema a gocciolamento, il sistema di coltura in soluzione, il sistema di coltura in fibra di cocco e molti altri. La scelta del sistema dipende dalle esigenze specifiche delle piante coltivate e dalle preferenze dell'agricoltore.

Leonardo da Vinci e gli studi di botanica

Disegno di Leonardo da Vinci, 1506 ca., Windsor RL 12430r (a sinistra); 

Sparganium neglectum Beeby (Typhaceae), fotografato al Poggetto (Poggio a Caiano) il 12 Agosto 2010 (a destra)

studio delle erbe e dei fiori di Leonardo da Vinci

Disegno di Leonardo da Vinci, 1506 ca., Windsor, RL 12424 (a sinistra); Ornithogalum divergens Boreau (Asparagaceae), 

pianta molto comune sul Montalbano, fotografata sopra Castra (Capraia e Limite), il 3 Maggio 2008 (a destra)

disegni di Botanica di Leonardo da Vinci
manoscritto sulla botanica di Leonardo da Vinci

Grazie al Codice Atlantico, conservato alla Biblioteca Ambrosiana, sappiamo che Leonardo conoscesse e sperimentasse erbe e spezie.

Tra esse, in particolare, nel Codice sono citate curcuma, aloe, zafferano, fiori di papavero, fiordalisi, ginestre, olio di semi di senape e olio di lino.

Sempre nel celebre Codex Atlanticus, compaiono anche numerosi disegni e progetti per agevolare il lavoro dei cuochi.

APPUNTI DI LEONARDO SULLA BOTANICA

Leonardo da Vinci (1452-1519), Codice Atlantico (Codex Atlanticus), foglio 197 verso. Ricetta per stampare in positivo; in basso, foglia di salvia stampata in negativo. Copyright Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori Portfolio.

 

L’interesse generalizzato per tutto il mondo naturale e l’intensa sete di conoscenza di Leonardo son ben esemplificate da questa frase! Molto famosa è anche la raffigurazione per “impressione” di una foglia di Salvia rivestita di olio e nerofumo (1508 circa), che si può osservare nel Codice Atlantico presso la Biblioteca Ambrosiana di Milano. Questa raffigurazione s'inserisce, forse inconsapevolmente, come un interessante approccio “ibrido” in un contesto storico nel quale le piante venivano ancora raffigurate con disegni (Hortus pictus) e prima dell’invenzione degli Erbari (Hortus siccus) come strumento per conservare direttamente le piante essiccate nei secoli.

Sistema di stampa fisiotipica (foglia di Salvia) 1508-1510 circa - Milano, Codice Atlantico f. 197v [72v. a]

studi di botanica secondo Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci (1452-1519), Codice Atlantico (Codex Atlanticus), foglio 663 recto. Composizione floreale; discorso sull’utilità degli occhiali. 

Copyright Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori Portfolio. 

manoscritti sulla botanica di Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci (1452-1519), Codice Atlantico (Codex Atlanticus), foglio 713 recto. Al centro, foglie e frutti; in alto a destra, otto nomi di persona; a sinistra, studio degli effetti della percussione dei corpi elastici e non elastici; a destra, nota sulla sfericità dell’acqua (intesa come elemento); in basso, piano inclinato e modello di giunto a tenaglia. 

Copyright Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori Portofolio. 


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