Production of food for space missions: soybean (Glycine max L.)adaptability to hydroponic cultivation
Creators: name: Buonomo, Roberta
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2010

description: Nelle missioni spaziali, obiettivo di primaria importanza è la creazione ed il mantenimento delle migliori condizioni di vita dell’equipaggio, con particolare riferimento alla nutrizione degli astronauti. Allo stato attuale, il cibo necessario durante una missione proviene interamente dalla Terra e consiste di alimenti e bevande opportunamente trasformati e confezionati. Tuttavia, tale soluzione risulta insufficiente, sia in termini di composizione della dieta alimentare che di quantità trasportabili nelle missioni di lunga durata, ad esempio su Marte. In tale ottica, una possibile alternativa è rappresentata dallo sviluppo di sistemi per la produzione di alimenti vegetali freschi. 
La soia (Glycine max L.) è considerata una specie idonea alla coltivazione per tale scopo, per l’ottima qualità nutrizionale dei semi, grazie al contenuto relativamente elevato di proteine e di grassi. Tuttavia, trattandosi di una coltura tradizionalmente allevata in pieno campo, poche informazioni sono disponibili sulla risposta alla coltivazione in sistemi idroponici. 
Il lavoro di tesi ha previsto la selezione di 4 cultivar di soia da impiegare in un sistema di coltivazione idroponico. Le cultivar selezionate (‘Atlantic’, ‘Cresir’, ‘Pr91m10’ e ‘Regir’)sono state sottoposte ad un test di germinazione prima della loro coltivazione. Obiettivo della prima prova di coltivazione era valutare l’adattabilità delle cultivar alla coltivazione in un sistema NFT a ciclo chiuso. 
La prova è stata svolta in camera di crescita, in condizioni ambientali controllate. Le piante sono state alimentate con soluzione nutritiva Hoagland, modificata per la soia da Wheeler et al. (2008). Le piante di soia hanno mostrato una buona adattabilità alla crescita in ambiente idroponico. Nessuna differenza è emersa tra le cultivar a confronto nei consumi idrici complessivi e nell’efficienza d’uso dell’acqua. Le cultivar hanno presentato differenze in termini di portamento, con piante più alte in ‘Cresir’ e più basse in ‘Pr91m10’. Tuttavia, tale risultato non ha determinato differenze significative nella biomassa totale prodotta, parametro di interesse per la coltivazione nello spazio, in quanto collegato alla produzione di materiale di scarto. Analogamente, nessuna differenza è emersa nella resa in granella, sebbene ‘Atlantic’ sia risultata meno efficiente nell’allocazione di sostanza secca nei semi, con un indice di raccolta (peso secco dei semi/peso secco totale della pianta) inferiore rispetto alle altre cultivar. Il contenuto di proteine dei semi è stato superiore in ‘Pr91m10’. 
‘Pr91m10’ è risultata la cultivar più adatta nell’ottica della coltivazione di piante ad uso alimentare nello spazio, associando ad una buona resa ed una buona efficienza produttiva uno sviluppo ridotto e il maggiore contenuto proteico. 
Il successivo esperimento ha previsto il confronto di sistemi di allevamento idroponici su una cultivar canadase di soia. Sono state confrontate due soluzioni nutritive, che differivano tra loro per la fonte di azoto (nitrico-ureico). Una parte delle piante è stata inoculata con B. japonicum ‘BUS-2’ e allevata sia con sistema NFT che in lana di roccia. Le piante non inoculate sono state allevate con sistema NFT. La prova è stata svolta in camera di crescita, in condizioni ambientali controllate. 
La soluzione contenente nitrato sembra migliorare la crescita, la produzione e l’efficienza produttiva delle piante, che , quando allevate in presenza di urea sembrano non recuperare lo svantaggio iniziale dovuto alla difficoltà di assorbimento dell’azoto, anche nella tesi inoculata, in cui i noduli hanno comunque bisogno di un certo periodo di tempo per formarsi ed essere attivi; tuttavia, il contenuto di azoto e quindi di proteine nei semi sembra essere maggiore in piante alimentate con urea, forse a causa di un effetto di concentrazione delle sostanze nutritive, che sono andate a distribuirsi in un numero ridotto di semi. Considerando i trattamenti (inoculo-substrato), la lana di roccia mostra una tendenza all’ottenimento di produzioni maggiori, anche in associazione con urea, e sembra ridurre gli effetti negativi del nitrato sui batteri.