Valutazione dell efficienza d uso dell acqua su nuove specie ornamentali per ambienti urbani

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1 Workshop su ECO-efficienza della gestione IDRIca nel FLORovivaismo: risorse, tecnologie, e sistemi per l ottimizzazione Valutazione dell efficienza d uso dell acqua su nuove specie ornamentali per ambienti urbani ECO.IDRI.FLOR. CRA Istituto Sperimentale per la Floricoltura Pescia (PT) dr. Antonio Grassotti Anacapri, 22 giugno

2 Stato dell arte e principali problematiche: crescente attenzione da parte di opinione pubblica e amministrazioni locali nei confronti degli spazi verdi ; problemi di carenza idrica e siccità sempre più attuali; in Italia il clima è caratterizzato dalla crescente concentrazione delle piogge in soli due periodi (autunno e primavera) intercalati da prolungati periodi di siccità, che risultano aggravati dall elevata domanda evapotraspirativa, soprattutto in estate; necessità di individuare le caratteristiche ecopedologiche di un determinato ambiente. Obiettivi dell attività di ricerca: individuazione e valutazione di specie ornamentali a basse esigenze idriche da impiegare in ambiente urbano mediterraneo; messa a punto e adattamento di protocolli di produzione e gestione di specie ornamentali in ambiente urbano mediterraneo; verifica della resistenza delle specie individuate a stress idrici, sia in termini di costi di gestione, che di performances estetico-paesaggistiche. 2

3 Attività prevista Attività Ricerca bibliografica su riviste scientifiche, libri di fisiologia vegetale, librerie informatiche, etc.; Individuazione di specie ornamentali da utilizzare nelle prove; Messa a punto dello schema sperimentale Messa a punto del sistema di gestione idraulica relativa ai diversi regimi irrigui Scelta e analisi del substrato di coltivazione Obiettivi Studio ed individuazione delle tematiche e problematiche relative al progetto Individuare specie da considerarsi nuove e/o di interesse per l ambiente urbano e valutarne la risposta rispetto a diversi regimi irrigui Mettere a confronto diverse specie e diversi regimi irrigui Gestione dei regimi irrigui in modo efficiente e pratico Avvicinarsi alle condizioni dell ambiente urbano e conoscere le caratteristiche del substrato scelto Rilievi a carattere biometrico sulle piante Rilievi a carattere fisiologico Evidenziare le condizioni di sviluppo delle piante durante il corso della prova sperimentale Evidenziare le differenze tra le tesi ai fini degli sviluppi dell attività sperimentale. Controllo del corretto funzionamento del sistema di irrigazione adottato Standardizzazione delle condizioni operative 3

4 Attività sperimentale in ambiente protetto Individuazione delle specie da mettere a confronto Messa a punto dello schema sperimentale (disposizione delle tesi a confronto nella serra sperimentale) Messa a punto del sistema di gestione irrigua Scelta di: Photinia x Fraseri Red Robin (specie molto nota, apprezzata ed utilizzata) Viburnum lucidum (specie meno nota ed utilizzata, ma anch essa interessante per la realizzazione di siepi) 4

5 NORD Schema sperimentale adottato 1 P1 V3 P0 V2 P0 V4 P3 V1 P3 V1 V0 P2 P2 V4 LEGENDA: V: Viburnum lucidum P: Photinia x fraseri Red Robin 0: Controllo 1: Volume ridotto 2: Volume ridottissimo 3: Frequenza ridotta 4: Frequenza ridottissima V0 P4 V3 SUD P1 V2 P4 5

6 Schema sperimentale adottato 2 a. Totale di 10 tesi, ognuna ripetuta due volte b. sistemati in ogni bancale 11 vasi per tesi per un totale di 220 vasi Il vaso (volume = 18,5 l) è stato riempito con: 18,5 Kg di terreno prelevato presso l Istituto; 780 g di pomice media; 200 g di corteccia di pino; 90 g di concime a lenta cessione 8/9 mesi 30 cm Corteccia di pino 3 cm terreno 24 cm 30 cm pomice 3 cm 6

7 Le irrigazioni verranno gestite tramite il controllo dell evapotraspirazione e del contenuto idrico del terreno: pesate giornaliere permetteranno di valutarne l andamento; Le diverse tesi saranno irrigate tramite elettrovalvole indipendenti; ogni vaso è dotato di 4 gocciolatori da 2 l/h. Sistema di gestione delle irrigazioni... 0: irrigazioni ogni qual volta il contenuto idrico raggiunge il 70% della CC, riportandolo al 100% 1: irrigazioni ogni qual volta il contenuto idrico raggiunge il 70% della CC, riportandolo al 90% 3: irrigazioni ogni qual volta il contenuto idrico raggiunge il 50% della CC, riportandolo al 100% 2: irrigazioni ogni qual volta il contenuto idrico raggiunge l 70% della CC, riportandolo al 80% 4: irrigazioni ogni qual volta il contenuto idrico raggiunge il 40% della CC, riportandolo al 100% 7

8 Sistema di gestione delle irrigazioni Naturalmente devono necessariamente essere prese in considerazione le principali caratteristiche fisico-chimiche del terreno... Descrizione Valore Descrizione Valore Water content (cm 3 cm -3 ) 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Curva di ritenzione idrica (Bd = 1,31) log Pressure head (cm) Scheletro Tracce Sabbia (%) 66 Limo (%) 23 Reazione (estr. acq. 1:2.5) (ph) EC (estr. acq. 1:2.5) (ms/cm) Argilla (%) 11 Calcare totale Assente Tessitura FS S.O. (%) 1.13 Capacità di campo Log P = cm WC = cm 3 /cm 3 (30.83% in vol.) Punto di appassimento Log P = cm WC = cm 3 /cm 3 (6.97% in vol.) 8

9 Condizioni iniziali... Effettuati rilievi a carattere biometrico al fine di valutare lo stato iniziale delle piante, tutte opportunamente potate a seguito dell impianto Altezza Tot. Media Pianta (cm) Diametro medio (cm) N medio ramificazioni principali N medio ramificazioni secondarie P0 68,36 68,82 3,41 23,82 P1 72,55 67,55 2,68 23,95 P2 71,14 67,34 2,95 21,91 P3 67,64 75,41 2,5 21,91 P4 70,23 70,11 2,36 24,59 Altezza Tot. Media Pianta (cm) Diametro medio (cm) N medio ramificazioni principali N medio ramificazioni secondarie VO 79,91 56,61 3,09 17,95 V1 76,18 66,61 3,36 16,73 V2 80,64 66,45 2,77 18,18 V3 77,73 64,75 2,41 18,14 V4 77,91 69,32 2,73 19,27 9

10 Rilievi e valutazioni in corso d opera d 1 Studio degli scambi gassosi (fotosintesi e traspirazione) Il loro studio consentirà di valutare gli effetti di variazioni ambientali sui vari stadi del processo di diffusione e di fissazione della CO 2 per i diversi genotipi in esame. Tale analisi verrà effettuata in collaborazione con il CRA-Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante di Roma. 10

11 Rilievi e valutazioni in corso d opera d - 2 Rilievi relativi agli scambi gassosi: la Pn (fotosintesi netta), la Tr (traspirazione), la Cs (conduttanza stomatica) e la Ci (concentrazione intercellulare di CO2) saranno misurate in campo tramite strumentazione portatile idonea alle misure di attività fotosintetica; l efficienza del fotosistema sarà valutata tramite fluorimetro; la stima degli scambi di vapore tra interno ed esterno della foglia sarà effettuata tramite tecniche porometriche; la valutazione delle modifiche indotte dai diversi trattamenti su altezza della pianta, numero delle foglie, area fogliare (stima del LAI), loro peso specifico (SLW) e sviluppo radicale sarà effettuata tramite rilievi a carattere biometrico, anche distruttivi, sia durante la prova, sia al suo termine. 11

12 Rilievi e valutazioni in corso d opera d - 3 Rilievi relativi allo stato idrico: lo stato idrico sarà seguito prelevando campioni di foglie e il Ψω (potenziale idrico) a livello di mesofillo sarà misurato tramite camera a pressione Sholander; l evapotraspirazione sarà stimata sia tramite pesate giornaliere dei vasi ed attraverso il monitoraggio dei principali parametri micrometeorologici (radiazione solare, temperatura, etc.); la stima delle componenti del bilancio idrico sarà effettuata tramite la valutazione di apporti e perdite. 12

13 Rilievi e valutazioni in corso d opera d - 4 Efficienza d uso dell acqua (WUE) La risposta della pianta a condizioni di stress idrico saranno valutate tramite la determinazione di WUE1 (efficienza fisiologica o e. traspirazionale di utilizzazione dell acqua), WUE2 (efficienza colturale), WUE3 (efficienza globale del sistema). WUE1 è specifica per specie e cultivars, rappresenta la quantità totale di CO 2 fissata per unità di H 2 O persa per traspirazione. E calcolata come il rapporto tra un parametro produttivo specifico (biomassa, foglie, etc.) indicato con la lettera Y e la traspirazione T Y/T WUE2 è calcolata invece come il rapporto tra il parametro Y e l evapotraspirazione ET Y/ET La relazione che lega questi parametri è: WUE1 WUE2 WUE3 WUE3 è calcolata tramite il rapporto tra il parametro Y e l acqua somministrata W Y/W Dipendono strettamente dalla tecnica e dalla gestione irrigua. 13

14 Prove complementari 1 Messa a terra di 20 piante di Photinia x fraseri Red Robin e di 20 piante di Viburnum lucidum disposte in modo randomizzato su due file (10 per fila di ciascuna specie) una irrigata regolarmente ed una irrigata con minor frequenza, anche in relazione alle precipitazioni. Ogni pianta sarà dotata di ugelli autocompensanti da 8 l /h. Obiettivi: a) avere un piccolo confronto in pieno campo rispetto alla prova in ambiente protetto; b) valutare, a fine estate, la differenza nello sviluppo radicale tra piante in vaso e piante a terra. 14

15 Alcune prove complementari 2 È stata prevista un attività di screening tra diverse specie poste in pieno campo e gestite con diverse frequenze degli interventi di irrigazione. Ogni pianta sarà dotata di 2 ugelli autocompensanti da 8 l/h Messa a punto di due aree di confronto destinate a: Piante tappezzanti; 8 specie randomizzate su 4 file irrigate regolarmente e e 4 irrigate con minor frequenza (tot. 80 piante) Piante da siepe e arbusti da fiore; 14 specie randomizzate su 3 file irrigate regolarmente e 3 irrigate con minor frequenza(tot. 168 piante) 15 Workshop su ECO-efficienza della gestione IDRIca nel FLORovivaismo: risorse, tecnologie, e sistemi per l ottimizzazione Anacapri, 22 giugno 2007

16 Alcune prove complementari 3 Arbusti da siepe: Osmanthus heyerophyllus Berberis tunbergii Atropurpurea Prunus caroliniana Viburnum lucidum Photinia x fraseri Red Robin Arbutus unedo Myrtus communis B. tunbergii Atroporpurea Piante tappezzanti: Loropetalum chinense Fire Dance Pittosporum tobira Nana Lonicera pileata Cotoneaster damneri Coral Beauty Viburnum propinquum Hedera variegata Leucophyta brownii Rosai tappezzanti (rosai Tapis Rouge coprisuolo rosai Domenicana rosai Austriana) Arbusti fioriti: Myrtus communis subsp. tarentina Genista lydia Kolkwitia amabilis Philadelphus virginalis Ceanothus thyrsiflorus Repens Mahonia aquifolium Spirea vanhouttei Philadelphus virginalis L. Chinense Fire Dance 16

17 Grazie per l attenzione 17