Razionalizzazione degli impianti climatizzanti sopra chioma contro le ondate di calore

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1 S. ANCONELLI, D. SOLIMANDO, T. LETTERIO, L. MANFRINI, B. MORANDI, L. CORELLI GAPPADELLI, F. ROSSI, O. FACINI, C. CHIECO, Consorzio CER, Università di Bologn, CNR-Ibimet (BO) Rzionlizzzione degli impinti climtizznti sopr chiom contro le ondte di clore

2 GOI PSR - Sistemi irrigui sostenibili in frutticoltur Rzionlizzzione degli impinti irrigui sui frutteti in rispost l cmbimento climtico PARTNER CER Unibo DISTAL CNR-IBIMET Bologn Fondzione F.lli Nvrr Soc. gr. Mzzoni Fruit Moden Group Apofruit CRPV Inizitiv relizzt nell mbito del Progrmm regionle di sviluppo rurle Tipo di operzione Gruppi opertivi del prtenrito europeo per l innovzione: produttività e sostenibilità dell'gricoltur Focus Are 5A. Progetto Rzionlizzzione dei sistemi irrigui sulle colture rboree in rispost i cmbimenti climtici

3 Pinur tr Bologn e Ferrr: tempertur medi nnu dl 1987 l 2017 Are Agrometeorologi Territorio e Clim 2 C in 30 nni Dopo un umento intenso negli nni dl 1987 l Nell ultimo periodo l umento risult più contenuto, m con mggior vribilità tr le nnte.

4 Mutmento clim: le ondte di clore Are Agrometeorologi Territorio e Clim Considerndo indictivmente un intervllo di tempertur ottimle ll crescit delle colture quello tr 10 e 30 C, un criticità è rppresentt dll umento delle temperture mssime con vlori oltre i 30 C; considerndo le ore con t med > 33 C si not, in prticolre prtire dl 2003, un forte umento, pure in presenz di forte vrizione internnule (vedi 2014).

5 l umento delle mssime estive port d un umento dei consumi Are Agrometeorologi Territorio e Clim I vlori di evpotrspirzione negli ultimi nni sono stti spesso superiori i 6-7 mm/giorno, rispetto i 4-5 mm del decennio precedente L evpotrspirzione potenzile (etp) cioè l cpcità dell tmosfer di estrrre l cqu dl terreno e dlle pinte h un decis tendenz ll umento, nche se l intensità dell umento sembr diminuit negli ultimi nni (vedi medi trscint quinquennle). Questo fenomeno è dovuto certmente ll umento delle temperture (soprttutto estive) e ll diminuzione dell umidità dell ri e dei terreni in un probbile fenomeno di feedbk in cui l umento delle temperture f umentre l etp che su volt f diminuire in contenuto idrico del terreno che su volt f diminuire l umidità tmosferic che su volt f umentre l escursione termic e le temperture mssime. 4 mm ll nno di tendenz pre elevtissim = 40 mm in 10 nni= 120 mm in 30 nni.

6 Are Agrometeorologi Territorio e Clim Tendenzilmente le precipitzioni cumulte nnue non diminuiscono, m, prtire dl 2003 ument molto l vribilità internnule con vlori molto bssi (2006 e 2007, 2011, 2012, 2017) e vlori molto elevti (2010, 2014 e 2016). Lunghi periodi siccitosi specie nel trimestre giugno-gosto Aumento degli eventi piovosi estremi

7 SCENARI Are Agrometeorologi Territorio e Clim Andmento dell concentrzione di nidride crbonic nei vri scenri emissivi e rditivi (fonte: Austrlin Climte Chnge Climte Progrmme)

8 AZIONE 1 SOSTENIBILITA DEI SISTEMI IRRIGUI A GOCCIA E PIOGGIA SU PERO 4 combinzioni nesto/portinnesto volumi irrigui decrescenti ( %Ete) Az. Fondzione F.lli Nvrr Mlborghetto di Bor (Fe)

9 IRRINET-IRRIFRAME: Pinificzione dell irrigzione INPUT E OUTPUT DEL SERVIZIO Dti meteo Dti suolo Dti fld MOMENTO INTERVENTO IRRIGUO VOLUME IRRIGUO CONVENIENZA ECONOMICA

10 I dti produttivi 2017 confermno i risultti del triennio precedente non si registrno differenze tr metodi irrigui MH risult il portinnesto più performnte, Sydo present frutti più grndi, MC penlizz l pezztur, FAROLD ritrd l entrt in produzione c b c c b b b c c c c b b b b b b

11 Produzione (t/h/nno) Dti produttivi cumulti rispost dei portinnesti ll irrigzione Produzione Medi nnu - triennio b f e ef de ef cd f bcd c bc c bc cd bc de ed de cd e ed 10 g FA MC MH SY Produzione (t/h) Produzione commercile (t/h) MH e Sydo necessitno di meno cqu, MC e FAROLD non possono prescindere dll irrigzione, MC/100% è il più produttivo

12 AZIONE 2 - Ultr Low Drip Irrigtion ULDI : BASSISSIMA PORTATA (0,1-0,3 l/h) Lunghi tempi erogzione Ridott cipoll bgnt Bsse tensioni nel suolo Assenz percolzione Miglior l efficienz di ssorbimento dell pint che compens «in dirett» qunto st consumndo Risprmio idrico, meglio se bbint ll interrmento dell l gocciolnte ACQUA UTILE ACQUA PERSA ACQUA UTILE ACQUA PERSA Fcilità ostruzione? spinto Filtrggio

13 ULDI Mggiore efficienz di ppliczione grzie ll interrmento dell l e ll bss portt Gocci trdizionle

14 Controllo delle infestnti ULDI interrt Gocci trdizionle

15 L tesi ULDI l 70% present un umidità costnte per tutt l stgione Andmento dell tensione del terreno su melo L tesi trdizionle l 70% present tensioni negtive più elevte

16 AZIONE 3 - MESSA A PUNTO DELLA TECNICA di CLIMATIZZAZIONE DEI FRUTTETI II. Linee guid per l climtizzzione dei frutteti I. temperture di llrme per le diverse specie intervlli di funzionmento e volumi irrigui d dottre per tipologi di sprinkler Implementzione di un sistem di llert contro le ondte di clore nei bollettini provincili di produzione integrt Elborzione di mppe territorili che rppresentino le criticità climtiche

17 Tipologi di irrigtore x durt intervento climtizznte AcquCmpus CER - Budrio minisprinkler schiffo (irrigtori d 341 l/h e sesto di instllzione 12x8 m), microsprinkler dinmici e microspryers sttici nebulizznti (d l/h disposti 4x4 m), in pluviometri nlog per le tre tipologie, intorno 3.5 mm/h gocce più grosse Durt 1 or tutti i giorni getto più nebulizzto 4 ore (15 mm) 2 volte settimn 6 ore (21 mm) 1 volt settimn

18 2-3 C Tipologi di irrigtore x durt intervento climtizznte 5-6 C 3-4 C Sono stte impiegte TERMOCOPPIE posizionte nell pgin inferiore delle foglie e sui frutti, sull superficie e 1 mm sottocutneo Sulle foglie è stto registrto un rffrescmento di 2-3 C rispetto l testimone. Sui frutti, che in quest fse fenologic non trspirno, il rffrescmento è stto superiore, di 3-4 C, con picchi fino 5-6 C rispetto l testimone L durt dell intervento climtizznte non influisce sull efficci del rffrescmento si sul frutto che sull fogli: il prolungmento (4 e 6 h di irrigzione climtizznte per le differenti tipologie di irrigtori) non grntisce in generle un rffreddmento ulteriore degli orgni dell pint Il minispryer h sempre evidenzito un minore efficci climtizznte: il rffrescmento delle temperture degli orgni dell pint con tle tipologi di irrigzione è risultto inferiore di 1 C sulle foglie e 2-3 C sui frutti rispetto gli ltri due sistemi irrigui Si minisprinkler che microsprinkler risultno efficci: l effetto dell mggior dimensione dell gocci del minisprinkler schiffo (quindi con l bgntur che segue gli intervlli dell rotzione del getto) viene compensto dll bgntur in continuo del microsprinkler

19 piogge/irrigzioni (mm) 1/4 7/4 13/4 19/4 25/4 1/5 7/5 13/5 19/5 25/5 31/5 6/6 12/6 18/6 24/6 30/6 6/7 12/7 18/7 24/7 30/7 5/8 11/8 17/8 23/8 29/8 4/9 10/9 16/9 22/9 Prove pieno cmpo Az. Mzzoni (Medeln Fe) 28/9 ETo (mm/giorno) piogge (mm) Irrigzioni climtizzto (mm) irrigzioni Test (mm) Eto (mm) MELO - Andmento meteo e irrigzioni 2017 Precipitzioni: meno di 70 mm complessivi nel trimestre giugno-gosto Eto spesso superiori 6-7 mm/giorno Molte giornte consecutive con temperture mx >35 C Melo Fuji/M9 Pero Abte Fétel/Sydo IRRIGAZIONE CONTROLLO: solo con il normle sistem d li gocciolnti (rddoppit l l gocciolnte, per compensre i volumi irrigui distribuiti d spersione) CLIMATIZZATO: doppio impinto (gocci e impinto pioggi lent soprchiom d 4.5 mm/or)

20 mm mm mm mm Melo: Volume irriguo distribuito Irrigzione prcell CTRL 383,5 mm Irrigzione prcell Climtizzt ,1 mm Irrigzione gocci Irrigzione totle Irrigzione giornlier Irrigzione totle Irrigzione sovrchiom Irrigzioni secondo bilncio idrico IRRINET (CER) Volumi irrigui stgionli pero mm gocci per il controllo non climtizzto mm (+20%)con il doppio impinto 11 interventi climtizznti melo mm gocci per il controllo non climtizzto mm (+19,5%)con il doppio impinto - 11 interventi climtizznti

21 Strumentzione impiegt f termocoppie su foglie e frutti (CNR-IBIMET) fruttometri potenzili idrici conduttnz stomtic fotosintesi e trspirzione termoigrometri tre ltezze per tempertur e umidità dell ri dentro e fuori dl frutteto (UNIBO) D

22 Tempertur e umidità dell ri H 9:00-inizio irrigzione H 13:00-fine irrigzione

23 Termocoppie sugli orgni dell pint H 9:00-inizio irrigzione H 13:00-fine irrigzione H 9:00-inizio irrigzione H 13:00-fine irrigzione

24 PERO 8 gosto (prim dell irrigzione) 9 gosto (giorno irrigzione) 10 gosto (giorno successivo ll irrigzione) Rilievi fisiologici Fotosintesi (µmol CO 2 m -2 s - 1 ) Conduttnz (mol H 2 O m -2 s -1 ) Trspirzione (mmol H 2 O m -2 s - 1 ) Potenzile idrico del fusto (Mp) Fotosintesi (µmol CO 2 m -2 s - 1 ) Conduttnz (mol H 2 O m -2 s -1 ) Trspirzione (mmol H 2 O m -2 s - 1 ) Potenzile idrico del fusto (Mp) Controllo b 9.3 Soprchiom Controllo b 0.14 Soprchiom Controllo b 3.8 Soprchiom Controllo Soprchiom MELO 19 luglio (prim dell irrigzione) 20 luglio (giorno irrigzione) 21 luglio (giorno successivo ll irrigzione) Controllo Soprchiom Controllo Soprchiom Controllo Soprchiom Controllo Soprchiom Nel pero si registr un umento di fotosintesi, conduttnz stomtic e trspirzione, limittmente l solo giorno dell climtizzzione Nel melo nessun differenz nei prmetri fisiologici

25 Crescit dei frutti - melo

26 00:00:00 00:00:02 00:00:04 00:00:06 00:00:08 00:00:10 00:00:12 00:00:14 00:00:16 00:00:18 00:00:20 00:00:22 00:00:00 00:00:02 00:00:04 00:00:06 00:00:08 00:00:10 00:00:12 00:00:14 00:00:16 00:00:18 00:00:20 00:00:22 00:00:00 00:00:02 00:00:04 00:00:06 00:00:08 00:00:10 00:00:12 00:00:14 00:00:16 00:00:18 00:00:20 00:00:22 AGR [g/or] Crescit dei frutti melo (AGR) 0,5 0,4 0,3 * * * 0,2 0,1 0-0,1-0,2 19-lug 20-lug 21-lug Dt/orrio Intervllo irrigzione sovrchiom AGR CTRL AGR SC

27 00:00:00 00:00:01 00:00:02 00:00:03 00:00:04 00:00:05 00:00:06 00:00:07 00:00:08 00:00:09 00:00:10 00:00:11 00:00:12 00:00:13 00:00:14 00:00:15 00:00:16 00:00:17 00:00:18 00:00:19 00:00:20 00:00:21 00:00:22 00:00:23 AGR cumulto [g] Crescit dei frutti melo (AGR cumulto) 3 2,66 g 2,5 2 1,5 1,28 g 1 0, lug Intervllo irrigzione sovrchiom Cumultiv AGR CTRL Cumultiv AGR SC È d chirire se l ccrescimento mggiore dei frutti in SC l termine dell giornt si determinto unicmente dl mggior volume irriguo rispetto CTRL oppure se l irrigzione climtizznte interveng livello di metbolismo riducendo il tsso di respirzione o d un residu funzionlità dello xilem

28 00:06:02 01:21:02 02:36:02 03:51:02 05:06:02 06:21:02 07:36:02 08:51:02 10:06:02 11:21:02 12:36:02 13:51:02 15:06:02 16:21:02 17:36:02 18:51:02 20:06:02 21:21:02 22:36:02 23:51:02 1:06:02 2:21:02 3:36:02 4:51:02 6:06:02 7:21:02 8:36:02 9:51:02 11:06:02 12:21:02 13:36:02 14:51:02 16:06:02 17:21:02 18:36:02 19:51:02 21:06:02 22:21:02 23:36:02 0:51:02 2:06:02 3:21:02 4:36:02 5:51:02 7:06:02 8:21:02 9:36:02 10:51:02 12:06:02 13:21:02 14:36:02 15:51:02 17:06:02 18:21:02 19:36:02 20:51:02 22:06:02 23:21:02 micrometri Crescit dei frutti - pero Andmento di crescit del frutto 8-10 gosto Fine sciugtur SOPRA CTRL Trtt. climtizznte Ore L incremento di crescit nel pero è meno mrcto e tende riequilibrrsi nei giorni successivi

29 Dti qunti-qulittivi Pero Produzione (t/h) Produzione Commercile (t/h) Controllo ,477 Climtizzto +20% di volume irriguo stgionle Soprchiom ,436 Melo Numero frutti pint Pezztur medi (g) Produzione (t/h) Prim Ct. (>di 70 mm) (Kg/pint) Scolorito (Kg/pint) Assolto (Kg/pint) Controllo b 1.68 Soprchiom b

30 Nelle mele l climtizzzione determin frutti «più giovnili» meno sovrcolorti, m con minori dnni d sunburn Prim qulità Prmetro TRT L* * b* Dimetro < 70mm * Colore di fondo CTRL 66,52 1,91 31,47 Crcking Colore di fondo SC 65,95-0,99 31,04 Sovrcolore CTRL 48,49 23,03 22,21 Immturi (verdi) Scoloriti * Sovrcolore SC 49,61 18,29 b 21,64 Assolti (sunburn) * 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 % SC CTRL

31 Climtizzzione: conclusioni I risultti preliminri esposti e l ttività sperimentle di cmpo verrà replict nche nel 2018 l fine di meglio comprendere i meccnismi fisiologici e produttivi di dttmento ll tecnic irrigu di climtizzzione soprchiom. Tle prtic non h inftti per or chirito lcuni spetti produttivi e qulittivi delle produzioni nlizzte, restituendo risultti non del tutto soddisfcenti, pur con un stgione 2017 prticolrmente critic. L irrigzione climtizznte soprchiom sembr un tecnic interessnte per fvorire l produzione in zone cldo-ride sull bse dei risultti riportti in lettertur (Evns, 1993; Lktos et l 2016). I primi risultti sembrerebbero mostrre che nell rele ferrrese, con clim cldo-umido (di notte l umidità dell ri è spesso vicin l 100% iutndo il riequilibrio dello stto idrico delle pinte), quest tecnic risulti un prtic meno sostenibile, si in termini economici che di risprmio idrico.