Introduzione. Strategie per ridurre l impatto ambientale delle colture fuori suolo 05/10/2011. Sommario: Le colture in serra in EU

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Niccolina Gentile
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1 Workshop EUPHOROS Donnalucata, Ragusa (Italia), 6 ottobre 2011 Strategie per ridurre l impatto ambientale delle colture fuori suolo Alberto Pardossi (alberto.pardossi@agr.unipi.it) Università di Pisa, Pisa Sommario: Introduzione: Colture in serra e fuori suolo in Europa e in Italia Tecniche di coltivazione fuori suolo L impatto ambientale delle colture fuori suolo Riduzione dell impatto ambientale delle fuori suolo Substrato Fertirrigazione Controllo dell irrigazione Controllo della nutrizione minerale Difesa anti-parassitaria Conclusioni 2/33 Controllo climatico Introduzione Controllo Zona radicale 4/33 Le colture in serra in EU L idroponica nelle colture in serra in EU ~ ha ~ ha Fonte: EUROSTAT (x1000 ha) Olanda: 10.2 Polonia: 6.3 Francia: 9.2 Spagna: 66.0 Italia: 34.6 Grecia: 5.3 5/33 (% sup. Colture in serra Olanda: >90% Polona: >20% Francia: <20% Spagna: >20 Italia: <10% Grecia: <20% 6/33 1

dell impatto ambientale delle fuori suolo Substrato Fertirrigazione Controllo dell irrigazione Controllo della nutrizione minerale Difesa anti-parassitaria Conclusioni 2/33 Controllo climatico

2 La tecnologia idroponica NFT Floating system Coltura in sacco Piante in vaso flusso e riflusso 7/33 Basilico in floating (Novellara, RE, Italy) 8/33 Bilancio idrico e azotato (2 colture/anno) (Incrocci, 2011) Acqua= 6,950 m 3 /ha Azoto = 1,330 kg (N) Acqua= 8,630 m 3 /ha Azoto = 1,600 kg (N) Produzione 20 kg/m 2 Frazione di drenaggio < 20% 9/33 Acqua= 1,680 m 3 /ha Azoto = 270 kg/ha N 10/33 Riduzione dell impatto ambientale delle colture fuori suolo 11/33 2

/ha Azoto = 1,330 kg (N) Acqua= 8,630 m 3 /ha Azoto = 1,600 kg (N) Produzione 20 kg/m 2 Frazione di drenaggio < 20%

3 Il substrato (1) Riduzione del volume (20-30%) Gestione fitosanitaria Riciclaggio Il substrato (2): riciclaggio. New perlite Crop Exausted perlite Crushing Crushed exhausted perlite 13/33 Perlite blocks Binding & pressing Blocchi costruiti con perlite esausta (25% in peso) 14/33 Il controllo dell irrigazione (1) Modelli di ET Sensori radicali (SMS Bilance/lisimetri ET Il controllo dell irrigazione (2): modellistica. ET = A ET = kg m -2 h -1 (mm h -1 ) LAI = leaf area index k = coeff. estinzione della luce R = radiazione (MJ m -2 h -1 ) R λ [ 1 exp( k LAI) ] + B LAI VPD VPD = deficit di pressione di vapore (kpa) A = coefficiente (adimensionale) B = coefficiente (kg m -2 h -1 kpa -1 ) λ= calore latente vaporizzazione Coltura Condizioni di crescita A B Riferimento Cetriolo Almeria, Spagna; perlite; aut. & prim Medrano et al., 2005 Gerbera Pisa, Italia; lana di roccia; aut. & prim Carmassi et al., 2011 Geranio Barcellona, Spagna) Montero et al., 2001 Rosa Volos, Grecia; perlite, inverno Kittas et al Rosa Valencia, Spagna; lana di roccia; est Gonzalez-Real, 1995 Pomodoro Almeria, Spagna; perlite, aut. & prim E. Medrano, p.c. 15/33 Zucchino Viterbo, Italia; pomice, aut. & prim Rouphael and Colla, 2004 Il controllo dell irrigazione (3): sensori di umidità. ECH 2 0 probe ( Confronto tra valori simulati e misurati della ET di gerbera coltivata su lana di roccia (Carmassi et al., 2011) 17/33 WET sensor ( 18/33 3

(1) Modelli di ET Sensori radicali (SMS Bilance/lisimetri ET Il controllo dell irrigazione (2): modellistica. ET = A ET = kg m -2 h -1 (mm h -1 ) LAI = leaf area index k = coeff.

4 La nutrizione minerale (fertirrigazione) Sistema idroponico (semi-)chiuso (1) Acqua di falda Acqua piovana Fertirrigatore Settore 3 Deposito Unità di disinfezione Day-storage tank Settore2 Settore 1 Acqua di drenaggio 19/33 Deposito acqua disinfettata Deposito acqua di drenaggio 20/33 Sistema idroponico (semi-)chiuso (2): Problematiche principali Squilibrio nutritivo Accumulo di Sali zavorra (es. ) Diffusione di patogeni radicali Accumulo di sostanze tossiche (metaboliti) Monitoraggio della soluzione nutritiva Qualità acqua irrigua fertirrigazione Igiene & profilassi EC (ds/m) Ioni zavorra Micronutrienti Macronutrienti 0.00 SN fresca SN (7 giorni) SN (14 giorni) Contributo di diversi tipi di ioni al valore di EC della soluzione nutritiva ricircolante in un impianto di coltura a ciclo chiuso di pomodoro. 21/33 22/33 Tossicità da Boro Effetto della strategia di fertirrigazione su pomodoro (1) Strategy A Strategy B EC NS (ds m -1 ) EC NS (ds m -1 ) Days Days Strategy C Strategy D EC NS (ds m -1 ) EC D (ds m -1 ) Sistema aperto 23/ (Massa et al., 2011) Days Planting End Time 24/33 4

) Diffusione di patogeni radicali Accumulo di sostanze tossiche (metaboliti) Monitoraggio della soluzione nutritiva Qualità acqua irrigua fertirrigazione Igiene & profilassi EC (ds/m) 3.00 0 2.00 0 1.

5 Effetto della strategia di fertirrigazione su pomodoro (2) A B C D (aperto) Esperimento I Produzione (kg m -2 ) 99,2 90,2 90,8 99,2 Consumo idrico (m 3 ha -1 ) Consumo di azoto (kg (g ha -1 ) Lisciviazione di azoto (kg ha -1 ) Esperimento II Produzione (t ha -1 ) 188,0 200, Consumo idrico (m 3 ha -1 ) Consumo di azoto (kg ha -1 ) Lisciviazione di azoto (kg ha -1 ) Pomodoro, cv Jama F 1, 3.0 pt m -2, prim. (85 giorni) o aut. (167 giorni) Acqua irrigua: 10 mm (EC = 3 ds/m) 25/33 Monitoraggio della soluzione nutritiva (1) /33 Monitoraggio della soluzione nutritiva (2): Valutazione di test-kit Elemento/ion Metodo Range (mg/l) Ammonio Riflettometro 0 7 Boro Titrimetrico 0 5 Potassio Riflettometro 1-15 Cloruro Riflettometro Nitrato Riflettometro Affidabilità Ca 2+,, K +, Na +, NH 4+, NO 3-, Cl - temperatura Fosfato Riflettometro (<80 mg/l) 27/33 28/33 La difesa anti-parassitaria (1) La difesa anti-parassitaria (2): igiene & profilassi. Ozono, ipoclorito: Pastorizzazione: /m /m 3 Ferulic acid Fusarium oxysporum su gerbera fuori suolo (Foto: A. Minuto) Fitotossicità 29/33 Luce UV: Filtrazione lenta: /m 3 30/33 5

0524 8.882 Consumo di azoto (kg ha -1 ) 1.250 587 684 Lisciviazione di azoto (kg ha -1 ) 371 23 24 Pomodoro, cv Jama F 1, 3.0 pt m -2, prim. (85 giorni) o aut.

6 Conclusioni Yes, we can! E possibile chiudere il ciclo Yes, we must! Il monitoraggio del sistema è necessario 32/33 Grazie! Fai la cosa giusta! Dip. Biologia Piante Agrarie Villa Victorine (Le Piagge, Pisa) Strategie di fertirrigazione nelle colture fuori suolo a ciclo chiuso Acqua Acqua Stocks Stocks Tank Scarico Tank Scarico A B 6

Biologia Piante Agrarie Villa Victorine (Le Piagge, Pisa) Strategie di

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