Irrigazione a goccia e fertirrigazione delle colture estensive

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1 Irrigazione a goccia e fertirrigazione delle colture estensive Schema di un moderno impianto di fertirrigazione a goccia Arpa Speciali è una azienda fortemente coinvolta da molti anni nel Mercato dei fertilizzanti e si occupa di pressoché tutti gli aspetti della nutrizione, distribuendo prevalentemente sul Mercato italiano tutti i tipi di fertilizzante, dal concime granulare di fondo,all ammendante, al fogliare, fino al microelemento specifico. Da molti anni ci interessiamo alla fertirrigazione, cioè alla tecnica che consiste nell inserire nell acqua di irrigazione, secondo precisi dosaggi e rapporti, unità fertilizzanti che raggiungano con la massima efficienza le radici delle piante coltivate.

2 Con grande passione e notevoli risultati abbiamo esteso alle coltivazioni di pieno campo l uso di questa tecnica, più tradizionalmente impiegata in coltivazioni intensive quali serre e frutteti specializzati. Oltre agli argomenti oggi attualissimi della riduzione degli sprechi di unità fertilizzanti, di acqua, di gasolio, grazie alle basse pressioni in uso, e all incremento di resa e qualità, tutti argomenti già ben conosciuti e ampiamente divulgati, questa tecnica se applicata alle coltivazioni estensive di pieno campo coltivate su grandi estensioni, quali ad esempio Tabacco, Pomodoro da industria e Mais, esalta massimamente un altro suo grande vantaggio, cioè la possibilità di automatizzare la gestione di acqua e concime con conseguenti riduzioni di costi di manodopera. Infatti per queste colture, a ciclo prevalentemente primaverile estivo, spesso coltivate su terreni sciolti,dove irrigazione e concimazione rivestono un ruolo fondamentale per l esito della coltivazione, pur essendosi fatti passi da gigante nell automazione delle macchine per la raccolta, o come nel tabacco nella gestione della cernita e prima lavorazione della foglia, molto lascia ancora a desiderare per quanto riguarda la gestione delle irrigazioni.e nulla, si può dire, si è fatto per ottimizzare la nutrizione. L ormai consolidato impiego di grandi macchine per l aspersione, pur continuamente migliorate nelle caratteristiche tecniche e di affidabilità, determina oneri importanti per la loro gestione temporale e spaziale, richiedendo un notevole impiego di manodopera, e imponendo un gran consumo d energia per distribuire consistenti portate d acqua ad elevate pressioni, superiori a volte alle 12 atmosfere. Poiché la risorsa acqua è un bene sempre meno disponibile, il suo consumo deve essere il più possibile controllato, ed è assolutamente falso e propagandistico affermare che la tecnica di aspersione determini un consumo di acqua inferiore alla microirrigazione, come invece capita di leggere su articoli divulgativi di assai dubbie scientificità e imparzialità di giudizio. Soprattutto se si parametra il consumo di acqua alla produzione ottenuta in termini di sostanza secca, che è il dato che interessa l agricoltore. Il controllo della nutrizione della coltura nel tempo è pratica sconosciuta a quanti operano per aspersione, e le foglie bagnate sono ricettacoli pericolosi di molte malattie fungine e batteriche. Ancora, il terreno costipato a seguito delle aspersioni, resta per lungo tempo in condizioni di scarsità d ossigeno, riducendo così l attività radicale e di conseguenza la crescita della pianta. Invece grazie alla irrigazione a goccia e alla fertirrigazione la coltura non conosce stress idrico in alcun momento del suo ciclo produttivo, e non fatica a trovare tutti gli elementi nutritivi quando le servono e nelle giuste quantità. I grafici che seguono a titolo esemplificativo esprimono l assorbimento degli elementi nutritivi durante la coltivazione da parte della coltura di Tabacco Virginia Bright a sinistra e di mais a destra; si può notare come l andamento degli assorbimenti vari nel tempo, e da elemento a elemento. 2

3 Assorbimento cumulativo di macroelementi assorbimento cumulato di macroelementi (Kg/Ha) settimane dopo il trapianto K N Ca Mg P Il segreto per ridurre gli sprechi e ottenere la massima efficienza della fertilizzazione sta nell assecondare al meglio questi ritmi di assorbimento; e solo la fertirrigazione permette di farlo. Adottando questa tecnica, la concimazione di base si effettua in modo molto ridotto rispetto alle concimazioni tradizionali, spesso solo per ripristinare una normale fertilità del suolo; da un certo momento in poi, a seconda della coltura, del clima, del tipo di suolo, si iniziano le fertirrigazioni, variando il rapporto degli elementi nutritivi grazie all impiego di concimi completi come UNISOL o POLYFEED, disponibili in molti differenti rapporti. Le rese con questa tecnica sono migliori sia in termini di quantità, non essendo la pianta mai afflitta da carenza o eccesso di acqua e salinità, sia in termini di qualità, essendo possibile controllare efficacemente l assorbimento di azoto e gestire gli assorbimenti di potassio, di fosforo, di microelementi nei tempi e nelle quantità ottimali. Non essendo necessario posizionare ingombranti irrigatori, si recupera ai fini produttivi una porzione di terreno solitamente persa non trascurabile, e si possono inoltre aumentare gli investimenti. Il vento non ostacola l irrigazione e pure le operazioni colturali sono eseguibili durante l irrigazione. L acqua, erogata in modo lento e in minori quantità, non determina problemi di erosione del suolo, di compattamento, asfissia, bagnatura delle foglie e conseguenti problemi patologici. Si risparmia nel consumo di acqua, carburanti, fertilizzanti, antiparassitari, manodopera e terreno, a parità di produzione. In questa immagine, a confronto tabacco fertirrigato, a sinistra, e in coltura tradizionale 3

4 Come funziona La microirrigazione, altrimenti detta irrigazione a goccia, consiste nell erogazione lenta di acqua priva di pressione, direttamente sulla superficie del terreno, da parte di un erogatore chiamato gocciolatore o punto goccia. La portata oraria del gocciolatore è variabile secondo il materiale scelto, ma normalmente va da uno fino a 4 litri/ora: secondo la spaziatura tra i punti goccia, la precipitazione oraria per metro lineare varia. In base alla distanza tra le linee gocciolanti parallele disposte nelle file del tabacco, si avranno precipitazioni orarie differenti: in generale una precipitazione utile sarà quella che consentirà di erogare circa 6 mm di acqua in un giorno su tutta la superficie, permettendo così di gestire in tutta sicurezza anche momenti critici di forte siccità Un nostro impianto fisso per il tabacco (1995) Il numero dei settori è legato alla superficie totale da irrigare, e determina la portata dell impianto necessaria. La nostra esperienza ci ha portato negli anni a optare per il controllo per Banchi di acciaio pre-assemblati con condotte fino a sei pollici, in grado di erogare portate fino a 150 metri cubi /ora. Ovviamente anche il filtraggio, e il sistema di iniezione dei fertilizzanti deve essere adeguato a queste portate. Questa scelta deriva da calcoli economici e funzionali: infatti con impianti di questo tipo si gestiscono comodamente superfici di oltre 30 ettari, anche in condizioni di forte emergenza idrica per forte evapotraspirazione, in terreni molto sabbiosi. Oggi un grande interesse si sta manifestando per strutture mobili (portate) che, trasportate con comodo attacco a tre punti, possono comodamente essere posizionate a giorni alterni in zone differenti, ampliando di le superfici irrigabili (e concimabili) a 60, 90 e più ettari, con l impiego di un solo gruppo di controllo. Sono i cosiddetti Banchi Mobili Genius come quelli sotto illustrati. 4

5 Nascono dalla nostra idea di oltre 15 anni fa di realizzare un sistema di controllo di irrigazione e fertirrigazione, a basso costo, ma totalmente automatizzato, e che essendo portato da un trattore agricolo, possa essere installato velocemente, alimentato a corrente continua, con azionamento della pompa di sollevamento dalla presa di forza del trattore; inoltre in grado di utilizzare qualunque fonte idrica, e tale da poter essere posizionato ogni giorno in un diverso appezzamento da irrigare, con l unica raccomandazione di scegliere terreni possibilmente simili per quanto riguarda le portate e il numero di settori; in questo modo potranno essere gestiti dalla stessa macchina più ettari di coltura in due, tre o anche più appezzamenti differenti. Con apposite macchine è possibile stendere con grande rapidità e riavvolgere a fine coltura grandi quantità di ala gocciolante Il turno irriguo è normalmente di due giorni o tre, ma le esigenze vengono monitorate grazie a appositi misuratori di umidità detti tensiometri, che possono, volendo, anche comandare l irrigazione autonomamente. Allo stesso modo, sensori di pioggia sono in grado volendo di sospendere l irrigazione stessa. Qualunque sia il tipo di controllo scelto lo schema di funzionamento è lo stesso: l acqua viene prelevata dalla fonte idrica e inviata al sistema di controllo;questo è dotato prima di tutto di un sistema di filtraggio. Infatti, i piccoli orifizi dei gocciolatori, dai quali fuoriesce l acqua irrigua, sono molto sensibili all intasamento; microalghe o granelli di sabbia, particelle di limo, sono in grado di intasare i gocciolatori con conseguenze disastrose per la coltura; su estensioni di questo tipo potrebbe accadere di accorgersi del danno quando la pianta si trova già in condizioni di appassimento irreversibile. I sistemi normalmente impiegati allo scopo di filtrare queste particelle indesiderate fanno uso di reti, di cisterne con sabbia o quarzite, o di altri sistemi con vari gradi di finezza del passaggio, che trattengono meccanicamente le impurità. La pressione dell acqua, esercitata nel tempo su superfici via via più ostruite, riesce a spingere le impurità nell impianto; inoltre la sporcizia che si accumula sulla superficie filtrante riduce il passaggio dell acqua, abbassando le portate e modificando l apporto idrico alle colture. 5

6 Per questo motivo, il sistema di controllo prevede prima di tutto la presenza di un sistema filtrante completamente automatico, che sia in grado di lavarsi quando la pressione a valle si riduce indicando un accumulo di sporcizia sul filtro. Un buon filtro autopulente deve essere in grado di effettuare quest operazione, detta controlavaggio, senza apprezzabili riduzioni di portata e in un tempo estremamente rapido, pochi secondi, per permettere all impianto di funzionare anche con acque estremamente sporche, normalmente o in determinati periodi, e svincolare l operatore dalle operazioni di pulizia. L acqua filtrata attraversa una valvola principale ( master ), comandata dal controller, che avvia l impianto il giorno e l ora stabiliti, azionando contemporaneamente il gruppo pompa, che solleva l acqua dalla fonte idrica e la manda nell impianto con una pressione variabile secondo le dimensioni e il tipo dell impianto dalle due alle sei atmosfere. Nei casi in cui si abbia acqua già in pressione (Consorzi irrigui) basterà collegare il sistema alla bocchetta scelta, e controllare l apertura e chiusura della valvola Master. Il Controller dirige l acqua al settore di irrigazione voluto, aprendo l apposita valvola di irrigazione; poiché i fulmini rappresentano un reale pericolo per le attrezzature in questo tipo di coltivazioni, il comando che il computer invia alla valvola di settore è di tipo idraulico: ovvero un apposito relais montato sul telaio della macchina trasforma il segnale elettrico a 24 volt del computer in un segnale idraulico, e spinge una colonna d acqua in un tubicino di 8 mm di diametro, anche a grandi distanze, ad aprire la valvola. A questo punto, l acqua di irrigazione fluisce verso il settore da irrigare: un apposito contatore lanciaimpulsi misura la portata di acqua, registrando per ogni valvola i dati di consumo idrico sia totale sia istantaneo; in questo modo, percepisce immediatamente l eventuale presenza di problemi di portata, come la carenza di acqua, o l eccesso che può normalmente indicare la rottura delle tubazioni, e interrompe la irrigazione e ne dà immediata comunicazione all utilizzatore, mediante un allarme che può anche essere inviato a distanza mediante modem, GSM o radio a bassa frequenza. Il Controller avvia poi l iniezione dei concimi, precedentemente sciolti in una o più apposite vasche; è in grado di gestire dapprima l apporto di acqua non concimata, per umidificare la zona dell apparato radicale e ottimizzare l assorbimento di elementi nutritivi; poi inizia a iniettare la soluzione fertilizzante nella linea in modo proporzionale, ossia, grazie ad un apposito contatore della soluzione stessa, effettuando un preciso rapporto volume/volume, secondo le indicazioni dei tecnici agronomi. Infatti il migliore risultato produttivo si ottiene con un contenuto di sali nella soluzione non superiore ai 2 grammi/litro, considerando anche quelli già normalmente disciolti nell acqua stessa. Allo stesso modo si può in questo modo correggere il ph dell acqua irrigua, portandola al valore ottimale di 6-6,5. Terminato l apporto voluto di fertilizzante, il computer può terminare l irrigazione con la restante parte di acqua non concimata, per consentire anche un lavaggio dei gocciolatori, prima di iniziare a irrigare il settore successivo. 6

7 Queste operazioni continuano per tutti i settori, che normalmente sono in numero da quattro a sei, ma possono anche essere più numerosi. Finite le operazioni, il computer si spegne per riavviarsi alla successiva data prefissata di irrigazione. In qualunque momento l agricoltore può controllare grazie a semplicissime operazioni sulla tastiera il lavoro svolto dalla macchina. E ovviamente sempre possibile fare eseguire al sistema operazioni comandate manualmente, sia attraverso il computer sia escludendolo. Nel caso del Banco Mobile, terminata la irrigazione, il sistema viene sganciato dalle condotte grazie a giunti sferici, agganciato al trattore mediante il sollevatore idraulico e riportato presso la sede aziendale, scongiurando così anche il problema di eventuali furti o atti vandalici. 7