PRODURRE BENE ANCHE SENZA CONCIMARE: I RISULTATI DEL PROGETTO FERTIRAZ NELL AREA DEL CAVALLINO

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1 Studio di tecniche innovative per la razionalizzazione dell uso di fertilizzanti abbinato alla razionalizzazione della risorsa idrica PRODURRE BENE ANCHE SENZA CONCIMARE: I RISULTATI DEL PROGETTO FERTIRAZ NELL AREA DEL CAVALLINO A. Battilani, N. Boem, C. Bonetto, A. Finotto, P. Sambo, R. Scarpa, Lorenzo Furlan

2 PERCHE Negli ultimi anni il Consorzio di Bonifica Basso Piave ha coordinato progetti per la realizzazione di impianti di microirrigazione aziendali nel bacino Cavallino Isole Treportine (> due milioni di Euro) nell ambito del Piano per la prevenzione e il risanamento delle acque del bacino idrografico immediatamente sversante nella Laguna di Venezia che ha tra gli scopi principali la riduzione degli apporti di nitrati alla laguna. Il Consorzio è anche garante della efficacia degli interventi

3 PERCHE 1) gli impianti realizzati nell ambito dei progetti sopra menzionati normalmente gestiti in azienda causano apprezzabili perdite di azoto nelle acque e se si quali sono le unità di grandezza? 2) Razionalizzando gli apporti d acqua, dando solo quella necessaria allo sviluppo delle piante, è necessario razionalizzare anche la fertirrigazione altrimenti si accumulano i sali: ci sono tecnologie disponibili per fare questo? 3) In assenza di un nuovo acquedotto rurale che utilizzi acque superficiali è possibile un eventuale corretto utilizzo delle acque reflue?

4 verificare la potenzialità di tecnologie innovative fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare la fuoriuscita di carichi di nutrienti dal sistema di produzione agricolo in modo sostenibile dal punto di vista agronomico, sviluppando tecniche che consentono di individuare e soddisfare precisamente i fabbisogni d acqua e nutrienti delle colture.

5 SCHEMA GENERALE SUDDIVISIONE SERRE POSIZIONAMENTO pozzetti umidita m 7,5 1 campata x x x x x x x x x x x x x x x 4 3 x x 1 x 2 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x : ULF (no N) + acqua di pozzo : TRADIZIONALE gestione fert. (aziendale) + acqua di pozzo Il progetto ha la finalità di verificare la Sonde tensiometri potenzialità di tecnologie innovative fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare la fuoriuscita di carichi di nutrienti dal sistema di produzione agricolo 8 in modo sostenibile dal punto di vista agronomico, questo sviluppando tecniche che consentono di individuare e soddisfare precisamente i fabbisogni d acqua 1 32 e nutrienti 33 delle 64 colture campate SUD x 2 x x x x x 1 x x x 3 x x x x x 4 x x 1: ULF gestione fert. + acqua reflua 2: ULF (no N) + acqua reflua SERRA A SERRA B

6 3,6 m 1,60 m 120 cm Il progetto ha la finalità di verificare la potenzialità 40 di cm tecnologie innovative 6,0 m fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare la fuoriuscita di carichi di nutrienti dal sistema 50 cm di produzione agricolo in modo sostenibile dal punto di 60 cm vista agronomico, questo sviluppando tecniche che consentono di individuare e LEGENDA: soddisfare precisamente i fabbisogni Sensore Umidità (DIVINER 2000) d acqua e nutrienti delle colture. Lisimetro a suzione (60-70cm)

7 IRRIGAZIONE CON SPRINKLER SU VALERIANA

8 PARCELLE DI POMODORO

9 TRATTAMENTI A CONFRONTO Il progetto ha la finalità di verificare la potenzialità di tecnologie innovative fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare Goccia ULF la fuoriuscita LQ (30%) HQ di carichi SI NO di 1 nutrienti Xdal sistema X di produzione X agricolo 2 in modo X sostenibile X dal punto di X 3vista agronomico, X questo X sviluppando X tecniche che consentono di individuare e 4 X X (X) soddisfare precisamente i fabbisogni d acqua e nutrienti delle colture. Tesi Impianto Irriguo Qualità Acqua Fertirrigazione

10 IRRIGAZIONE SDI E ULTRA LOW FLOW Il progetto ha la finalità di verificare la potenzialità di tecnologie innovative fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare la fuoriuscita di carichi di nutrienti dal sistema di produzione agricolo in modo sostenibile dal punto di vista agronomico, questo sviluppando tecniche che consentono di individuare e soddisfare precisamente i fabbisogni d acqua e nutrienti delle colture.

11 LE TESI SPERIMENTALI Il progetto ha la finalità di verificare la potenzialità di tecnologie innovative fertirrigue per ridurre sensibilmente o azzerare la fuoriuscita di carichi di nutrienti dal sistema di produzione agricolo in modo sostenibile dal punto di vista agronomico, questo sviluppando tecniche che consentono di individuare e soddisfare precisamente i fabbisogni d acqua e nutrienti delle colture.

12 OSSERVAZIONI E MISURE SUOLO ACQUA IRRIGUA ACQUA FREATICA PIANTA PRODUZIONE e QUALITA DEL PRODOTTO EFFICIENZA E SOSTENIBILITA DEL SISTEMA FERTIRRIGUO

13 ULF Tesi 1 (fert/refluo) sonda vs diviner % Sat vol Sonda1 ore 11 Sonda1 ore 12 Diviner sulla fila ore cm Diviner sulla fila ore cm Diviner tra le file ore cm Diviner tra le file ore cm Rispondenza Sonde Netafim con misure di umidità del suolo /06/ /06/ /06/ /06/ /06/2008 ULF Tesi 3 (nofert/pozzo) sonda vs diviner ULF Tesi 2 (nofert/refluo) sonda vs diviner % Sat vol Sonda3 ore 11 Sonda3 ore 12 Diviner sulla fila ore cm Diviner sulla fila ore cm Diviner tra le file ore cm Diviner tra le file ore cm % Sat vol Sonda2 ore 11 Sonda2 ore 12 Diviner sulla fila ore cm Diviner sulla fila ore cm Diviner tra le file ore cm Diviner tra le file ore cm /06/ /06/ /06/ /06/ /06/ /06/ /06/ /06/ /06/ /06/2008

14 LA QUALITA DELLE ACQUE IRRIGUE ANALISI DELLE DUE TIPOLOGIE DI ACQUE IRRIGUE 16/04/07 PARAMETRO UNITA' DI MISURA acqua di scarico acqua di pozzo conducibilità specifica a 25 C ± 2,4 ph unità di ph 8,5 ± 0,1 7,8 ± 0,1 Azoto ammoniacale mg/l <0,40 12 ± 2,4 Azoto nitrico mg/l 2,3 ± 0,5 <0,23 Azoto organico mg/l 9,3 ± 1,9 0,5 ± 0,1 Azoto totale mg/l 9,3 ± 1,9 13 ± 2,6 Ortofosfato, come P mg/l 1,1 ± 0,2 0,62 ± 0,12 Fosforo totale mg/l 1,2 ± 0,2 0,72 ± 0,14

15 ANALISI TERRENO PRELEVATO IL 28/03/07 (prima trapianto pomodoro-fine ciclo valeriana, lungo diagonale della serra) PARAMETRO UNITA' DI MISURA IL SUOLO SERRA 1 SERRA cm cm cm 50cm-falda 0-20 cm cm cm 50cm-falda ph unità di ph 8,4 ± 0,1 8,5 ± 0,1 8,5 ± 0,1 8,5 ± 0,1 8,4 ± 0,1 8,3 ± 0,1 8,5 ± 0,1 8,6 ± 0,1 Conducibilità specifica a 25 C ( 2:1) µs cm Azoto Ammoniacale mg/kg 1,3 0,94 0,67 0,3 0,98 0,99 0,62 0,42 Azoto Nitrico mg/kg 25,4 25,3 26,3 15,2 22,1 22, ,4 Azoto totale g/kg 0,75 0,77 0,91 0,5 0,8 0,82 0,81 0,52 Fosforo assimilabile mg/kg Potassio scambiabile mg/kg 150 ± ± ± ± ± ± ± ± 30 Calcio scambiabile mg/kg 970 ± ± ± ± ± ± ± ± 200 Magnesio scambiabile mg/kg 170 ± ± ± ± ± ± ± ± 30 Sodio scambiabile mg/kg Cloruri solubili mg/kg 30,2 33,7 32, ,9 14,6 Floruri solubili mg/kg <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Solfati solubili mg/kg Boro solubile mg/kg 1 1,3 1,2 0,6 1,3 1,1 1,2 0,67 Ferro assimilabile mg/kg Manganese assimilabile mg/kg Zinco assimilabile mg/kg 7 8,2 7,5 5,4 8,9 8,2 8,8 5,2 Rame assimilabile mg/kg residuo secco 105' % 99,7 99,7 99,6 99,8 99,6 99,7 99,7 99,8

16 RISULTATI Microirrigazione

17 RISULTATI: EFFICIENZA IRRIGUA - PERDITE ULF/NO Fert/HQ tra le piante 10cm 20cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm 70 cm /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ Trad/HQ tra le piante 10cm 20cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm 70 cm /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/2008

18 RISULTATI - ACQUA possibile efficace completa automazione della microirrigazione (tecnica applicabile a tutte le colture ortive seminate a file); la tecnica innovativa (ULF con sensori x automazione) ha consentito un risparmio di 16,3 litri/pianta pari al 35,0% del volume utilizzato con la tecnica tradizionale; Risparmio a livello bacino: 401 m 3 ha -1 con diminuzione complessiva del fabbisogno pari ad oltre m 3 per anno per bacino Cavallino (70 ha di pomodoro); se applicato 60% SAU in linea teorica risparmio idrico di m 3 per anno

19 RISULTATI AZOTO

20 N min e N org Acque di Percolazione Azoto nelle acque interstiziali (frangia di risalita capillare) Tesi 1 TotNmin Norg Azoto nelle acque interstiziali (frangia di risalita capillare) Tesi 2 mg kg TotNmin Norg 30/05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/2008 mg kg Azoto nelle acque interstiziali (frangia di risalita capillare) Tesi Azoto nelle acque interstiziali (frangia di risalita capillare) Tesi 4 TotNmin 100 Norg 200 TotNmin Norg /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/2008 mg kg -1 mg kg

21 Acque di Percolazione Ec delle acque interstiziali (frangia di risalita capillare) Tesi 1 Tesi 2 Tesi 3 Tesi 4 µs cm -1 30/05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/ /04/ /05/2008

22 Contenuto di nitrati nel suolo alla 4^raccolta pomodoro mg / kg SS kg ha mg / kg SS kg ha -1 0 Trad- LQW ULF- LQW ULF- HQW Trad- HQW Iniziale RZ Iniziale Falda 0 Tesi

23 Contenuto di nitrati nel suolo a fine raccolta pomodoro Azoto minerale nel terreno 14 ago cm cm cm 60 mg/kg N ULF-Fert-LQ ULF-NF-LQ ULF-NF-HQ TRAD-HQ

24 RISULTATI Produzione

25 PRODUZIONE E QUALITA POMODORO Resa TOT Kg pianta Resa Commerciale Kg pianta 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 4 3,8 Peso medio Grappoli kg ,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 Brix 2 2, ,9 4,8 4,7 4,6 4,5 4,4 4,3 4,2 Calibro 4 4, Tot. Scarto n

26 Produzione Valeriana secondo ciclo T/ha ULF-Fert-LQ ULF-NF-LQ ULF-NF-HQ trad-hq

27 LA PRODUZIONE

28 LA VARIANTE

29 LA VARIANTE Zona B - Pieno Campo Nitrati Conducibilità Zona B - Serra m g /k g µ S /c m m g /k g µ S /c m Nitrati Conducibilità Pomodoro Peperone /11 /0 8 9/12/08 9/12/08 23 /9/08 23 /9/08 26 /11 / /8/08 28 /8/08 23 /9/08 23 /9/08 26 /11 / /11 /0 8 9/12/08 9/12/08 24 /7/08 12 /8/08 12 /8/08 28 /8/08 28 /8/08 12 /8/08 12 /8/08 24 /7/08

30 IL TRASFERIMENTO Come TRASFORMARE immediatamente in pratica i risultati della sperimentazione FERTIRAZ

31 IL TRASFERIMENTO 1) Assistenza tecnica efficace e capillare per arrivare ad una riduzione della concimazione azotata (e non solo) di almeno il 70% 2) Completamento messa a punto automazione concimazione azotata

32 Conclusioni a) Alla razionalizzazione della distribuzione dell'acqua deve assolutamente accompagnarsi una radicale modifica della gestione della fertirrigazione e/o fertilizzazione. In caso contrario la sola riduzione dei volumi d'acqua non è agronomicamente sostenibile e comporta: un semplice differimento dei rilasci in laguna (dilavamento terreni dopo il progressivo accumulo di sali nel tempo), pur essendo comunque inferiore rispetto al passato la quantità dilavata per unità di superficie; la perdita di produttività del terreni con eventuale ricorso alle sole colture fuori suolo.

33 Conclusioni b) E stato messo a punto un sistema automatizzato di microirrigazione con sensori specifici in grado di controllare automaticamente numero e quantità erogate degli interventi microirrigui, così da evitare la lisciviazione dal terreno coltivato sotto serra; tale sistema garantisce il massimo risparmio d acqua non compromettendo il risultato agronomico; potenzialmente può garantire anche il controllo completo dei rilasci di azoto se accompagnato da altrettanto efficienti tecniche di apporto dei nutrienti azotati. c) Sono stati raccolti gli elementi (correlazioni dati SPAD e cropscan con stato nutritivo delle colture) su cui basare anche una ulteriore razionalizzazione e l automazione degli apporti azotati per le colture di pomodoro e valeriana; pur richiedendo ulteriori messe a punto per l automazione vi sono già elementi pratici estendibili con adeguata assistenza tecnica alla realtà del Cavallino e verosimilmente anche al di fuori;

34 Conclusioni d) Per la corretta gestione idrico-nutrizionale delle colture orticole di pregio della penisola del Cavallino è indispensabile approfondire lo studio delle principali caratteristiche edafiche del suolo, delle acque freatiche e delle pratiche agronomiche delle aziende.

35 Conclusioni e) Alle più recenti innovazioni della tecnologia irrigua vanno abbinate per aree omogenee e per coltura, indicazioni per gli aspetti di gestione idrico-minerale, strettamente inerenti alle relazioni pianta/suolo/atmosfera, che non tengano in conto solo la pianta ed applichino il criterio di supplementarietà dell apporto idriconutrizionale rispetto alla dotazione del suolo e delle acque irrigue. f) In una fase successiva è possibile prevedere l applicazione a scala di distretto irriguo di modelli gestionali evoluti (DSS) capaci di integrare e gestire le fasi precedentemente descritte in maniera agevole per il tecnico o l operatore agricolo. La fertirrigazione, derivante dalla corretta applicazione dei criteri di gestione idriconutrizionale già accennati, verrà quindi pilotata mediante il supporto informatico, che ne registrerà inoltre il corretto svolgimento.

36 Conclusioni g) Le tecniche innovative utilizzate sono risultate compatibili con l uso di acque reflue (trattate in miscela con acque di migliore qualità) che hanno consentito risultati agronomici comparabili all uso dell acqua di elevata qualità.

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