ECO-efficienza della gestione IDRIca nel FLORovivaismo: risorse, tecnologie e sistemi per l'ottimizzazione

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1 ECO-efficienza della gestione IDRIca nel FLORovivaismo: risorse, tecnologie e sistemi per l'ottimizzazione Bando di ricerca MiPAF nel settore Florovivaismo DM /10/2005; GU 258 5/11/2005 e DM 24/11/2005 GU /11/2005 Progetto 3 Studi per migliorare l efficienza d uso delle risorse idriche nelle produzioni florovivaistiche Coord. Stefania De Pascale Dipartimento Ingegneria Agraria e Agronomia del territorio - Università di Napoli Federico II ECO.IDRI.FLOR.

2 Introduzione Nel florovivaismo una corretta gestione delle risorse idriche è condizione necessaria ai fini del massimo rendimento e dell'ecocompatibilità del sistema produttivo. In molte zone a vocazione florovivaistica si assiste, inoltre, ad una progressiva diminuzione delle risorse idriche e al loro decadimento qualitativo provocato da fenomeni di salinizzazione (soprattutto da NaCl). Obiettivo generale del progetto coordinato è lo studio delle basi biologiche, fisiologiche e tecnologiche per migliorare l efficienza l d uso d delle risorse idriche nelle produzioni di specie da fiore reciso e di piante ornamentali in contenitore ed in piena terra.

3 Obiettivi Con riferimento ai due comparti in cui può essere distinto il settore florovivaistico (fiori e fronde da reciso, piante ornamentali intere), obiettivi del progetto sono: individuare i fattori critici ed i parametri dell impatto della produzione florovivaistica sulla qualità/quantità delle acque di falda, anche con riferimento ai nutrienti presenti nelle acque di percolazione; studiare a fondo i fattori biologici, fisiologici ed ambientali coinvolti nell efficienza d uso della risorsa idrica; definire idonee soluzioni bio/tecnologiche per la razionalizzazione dell uso dell acqua attraverso la valorizzazione di specie con livelli elevati di efficienza d uso dell acqua, l introduzione di nuove specie e/o sistemi e metodi irrigui innovativi. definire i criteri ed i limiti per l utilizzazione di acque salmastre anche attraverso l individuazione di specie tolleranti alla salinità.

4 Schema generale del programma di ricerca coordinato ECO.IDRI.FLOR (le linee tratteggiate indicano le eventuali retroazioni da intraprendere)

5 Unità Operative Al progetto partecipano 8 Unità Operative: DIAAT_NA (Università di Napoli) - Stefania De Pascale DBPA_PI (Università( di Pisa) - Fernando Malorgio DPV_VT - (Università della Tuscia, Viterbo) Giuseppe Colla CNR_FI (Istituto di Biometeorologia, Firenze) Laura Bacci CRA_ISF-Sanremo Sanremo (Istituto Sperimentale per la Floricoltura) - Enrico Farina CRA_ISF-Pescia (Istituto Sperimentale per la Floricoltura) - Antonio Grassotti CRA_ISF-Palermo (Istituto Sperimentale per la Floricoltura) - Gianvito Zizzo CRA_ISA (Istituto Sperimentale Agronomico, Bari) Andrea Buondonno

6 Work Package Il progetto è articolato in 3 Work Package: WP1 Studio dell impatto della produzione florovivaistica sulla qualità/quantit /quantità delle acque di falda, anche con riferimento ai nutrienti presenti nelle acque di percolazione WP2 Interventi per migliorare la gestione delle risorse idriche anche in presenza di acqua salmastre WP 2.1 Fiori e fronde recise WP 2.2 Piante fiorite WP 2.3 Piante verdi WP3 Tecnologie e modelli innovativi

7 WP 1 Studio dell impatto della produzione florovivaistica sulla qualità quantità delle acque di falda Obiettivo di questo WP è la valutazione dell'impatto delle tecniche colturali adottate nel settore florovivaistico sul sistema agrario e sull'ambiente. I risultati dell indagine saranno utilizzati in modelli di simulazione per: la valutazione della qualità dei processi produttivi in termini di sostenibilità, ecocompatibilità ed efficienza d uso delle risorse idriche. il miglioramento dell'efficienza nell'uso delle risorse idriche (programmazione più razionale dell irrigazione e della fertilizzazione); il contenimento di reflui e residui dei processi produttivi (riciclo delle soluzioni nutritive in esubero per il contenimento della lisciviazione di sali nelle falde idriche). Partecipano a questo WP le Unità Operative: DIAAT_NA per il comparto fiori da recidere; CRA_ISF-Sanremo per il comparto fronde da recidere; DBPA_PI per il comparto delle piante fiorite; CRA_ISF-Pescia per il comparto delle piante verdi.

8 WP 2 Studio di interventi per migliorare la gestione delle risorse idriche anche in presenza di acqua salmastre Obiettivi di questo WP sono: Sviluppare modelli di previsione dei consumi idrici più accurati e utilizzabili in ambiente mediterraneo. Definire modelli di risposta fisiologica e produttiva all'azione singola e combinata dei parametri microclimatici e colturali. Definire modelli di gestione della irrigazione in fuori suolo basati su poche comuni misure di parametri ambientali (radiazione solare, umidità relativa e temperatura dell aria), aria), associate al controllo del drenaggio. Sviluppare tecniche e sistemi di gestione dell irrigazione che consentano di ottimizzare le produzioni dal punto di vista quali- quantitativo anche in presenza di risorse idriche limitate e di scarsa qualità (es. per elevata salinità).

9 WP 2 Studio di interventi per migliorare la gestione delle risorse idriche anche in presenza di acqua salmastre Tali obiettivi saranno raggiunti nell ambito di tre linee di attività distinte per tipologia di produzione florovivaistica: WP 2.1 Fiori e fronde recise: DIAAT_NA e CRA_ISF- Sanremo. WP 2.2 Piante fiorite: DBPA_PI e DPV_VT. WP 2.3 Piante verdi: CRA_ISF-Pescia piante ornamentali verdi da esterno (arredo urbano) e CRA_ISF-Palermo piante ornamentali da interno. I tipi di intervento considerati si basano sull adozione di soluzioni tecnologiche inerenti il sistema di coltivazione (fuori suolo a ciclo chiuso), il metodo irriguo (microirrigazione e subirrigazione), l utilizzo l di sensori ai fini dell automazione della gestione irrigua, l utilizzazione di specie con livelli elevati di efficienza d uso dell acqua e l individuazione l di nuove specie tolleranti/resistenti alla salinità.

10 WP 3 Tecnologie e modelli innovativi Questo WP nell ambito del progetto rappresenta un elemento trasversale tra le diverse UO, con i seguenti obiettivi: analizzare e modellizzare la risposta del sistema pianta/substrato alle diverse tecnologie irrigue (CRA_ISA); rispondere alle diverse esigenze di studio del processo produttivo mediante l adattamento l del sistema di controllo della gestione irrigua (CNR_FI).

11 Partecipazione ai diversi WP delle UO partecipanti al progetto

12 UO DIAAT_NA Nell ambito del WP2 e con riferimento al comparto dei fiori da recidere (WP 2.1) obiettivo specifico della UO è: la realizzazione di un sistema innovativo di coltivazione fuori suolo a basso impatto ambientale (caratterizzato da ridotti costi di investimento, semplicità di gestione, riduzione della risorsa idrica consentire l utilizzazione anche di acque salmastre) per specie da fiore reciso selezionate per le potenzialità di ornamentali (una di neo introduzione ed una da valorizzare). La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: Mettere a punto modelli di gestione di sistemi fuori suolo a ciclo chiuso idonei all ambiente mediterraneo; Stabilire protocolli di coltivazione fuori suolo a ciclo chiuso per le specie selezionate; Analizzare i fattori fisiologici ed ambientali coinvolti nell efficienza d uso di risorse idriche anche di scarsa qualità (saline).

13 UO CRA_ISF-Sanremo Nell ambito del WP 2 e con riferimento al comparto delle fronde da recidere (WP 2.1) obiettivo specifico della UO è: la valutazione preliminare e l uso in campo di sonde FDR/TDR ai fini dell'automazione della gestione irrigua anche in presenza di acque saline. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: valutazione dell utilizzazione di sonde xdr in condizioni di presenza di acque saline, anche determinate dall uso di soluzioni nutritive; messa a punto di dispositivi per ricezione, elaborazione di dati di monitoraggio dello stato idrico in punti spazialmente differenziati ed interpretazione dell elaborato per una razionale gestione irrigua; realizzazione di tecnologia wireless per la trasmissione del segnale della sonda, al fine di ampliare le possibilità d' uso della sonda stessa.

14 UO DBPA_PI Nell ambito del WP2 e con riferimento al comparto piante intere fiorite (WP 2.2) obiettivo specifico della UO è: la validazione/collaudo e il successivo trasferimento di tecnologie (tecniche, impianti e know-how) irrigue innovative per il vivaismo ornamentale. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: Studio in simulazione delle esigenze idriche delle dieci colture floricole ed ornamentali di serra più importanti. Studio delle implicazioni fisiologiche e tecnologiche dell impiego di acque saline in sistemi di coltivazione a ciclo chiuso, con irrigazione a goccia o subirrigazione, per l allevamento di piante ornamentali in vaso. Le piante-modello saranno due, geranio e Callistemon, scelte per le diverse caratteristiche biologiche e colturali.

15 UO DPV_VT Nell ambito del WP2 e con riferimento al comparto piante intere fiorite (WP 2.2) obiettivo specifico della UO è: la razionalizzazione dell uso dell acqua in colture da vaso fiorito mediante sistemi innovativi di gestione dell irrigazione e dei parametri microclimatici. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: studio dell influenza di fattori di tipo biologico (specie e fenofase), fisiologico (stato nutrizionale della pianta) e ambientale (alta e bassa radiazione solare) sull efficienza d uso dell acqua della coltura (WUEp, WUEb e WUEs); analisi delle esigenze idriche e dell efficienza d uso dell acqua di piante da vaso fiorito utilizzando differenti metodi irrigui (irrigazione a goccia, subirrigazione) e concentrazioni della soluzione nutritiva. verifica del sistema di gestione dell irrigazione sviluppato dall UO CNR_FI in collaborazione con le altre UO. Le due piante modello da vaso fiorito saranno: geranio zonale, (Pelargonium x hortorum L.H. Bail.) e petunia (Petunia x hybrida hort. Vilm.-Andr.)

16 UO CRA_ISF-Pescia Nell ambito del WP2 e con riferimento al comparto piante intere verdi (WP 2.3) obiettivo specifico della UO è: la ricerca di genotipi ad elevata WUE per il settore della paesaggistica e dell'arredo verde. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: Individuazione di specie ornamentali a basse esigenze da impiegare in ambiente urbano mediterraneo; Determinazione delle caratteristiche biologiche, agronomiche, ornamentali e commerciali delle specie selezionate; Messa a punto dei protocolli di produzione di specie mediterranee da utilizzare in ambiente urbano; Messa a punto dei protocolli di impianto e di gestione di verde urbano in ambiente mediterraneo; Verifica della resistenza delle specie individuate a stress idrici sia in termini di costi di gestione che di performance estetico-paesaggistiche; Validazione dei protocolli per l impianto e la gestione di specie mediterranee negli spazi urbani che verranno messi a disposizione da amministrazioni pubbliche.

17 UO CRA_ISF-Palermo Nell ambito del WP2 e con riferimento al comparto piante intere verdi (WP 2.3) obiettivo specifico della UO è: l introduzione di nuove specie ornamentali tolleranti a stress idrico ico e/o salino. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: Determinazione della tolleranza a stress idrico e salino delle specie s selezionate attraverso il rilevamento di parametri biometrici, morfologici ed fisiologici; Individuazione di nuove specie ornamentali con livelli elevati di d efficienza d uso d dell acqua anche di scarsa qualità; Definizione di metodi innovativi per la gestione irrigua di specie ornamentali in contenitore.

18 UO CNR_FI Nell ambito del WP3 obiettivo specifico della UO è: sviluppare un sistema automatico, per il controllo ottimale dell irrigazione di piante ornamentali in vaso e di specie da fiore reciso coltivate in serra, a partire da misure di umidità del suolo e dei principali parametri meteorologici. La realizzazione del sistema di gestione, richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: componente hardware, rappresentata da schede elettroniche dedicate alla gestione di sensori (meteo, umidità del suolo, celle di carico, ecc.) e di attuatori specifici per la fertirrigazione; modelli per la stima del consumo e del bilancio idrico (sviluppo e adattamento dei modelli forniti dalle altre UO); software di gestione del sistema mediante l integrazione delle informazioni fornite dai sensori e dai modelli; software di interfaccia PC-Sistema.

19 UO CRA_ISA Nell ambito del WP 3 obiettivo specifico della UO è: lo studio del processo produttivo mediante analisi del sistema pianta/substrato. La realizzazione dell obiettivo finale richiederà il raggiungimento dei seguenti e principali obiettivi intermedi: studiare l impatto dei sistemi produttivi sulla qualità/quantità delle acque di falda anche con riferimento ai nutrienti presenti nelle acque di percolazione (in collaborazione con le UO che partecipano al WP1). Relativamente a questo obiettivo l UO provvederà a caratterizzare acque e suoli prelevati dalle areecampione della produzione florovivaistica e appronterà modelli di riferimento. individuare parametri analitici innovativi per l ottimizzazione dell uso dell acqua (in collaborazione con le UO che partecipano al WP2). Relativamente a questo obiettivo l UO valuterà gli effetti a breve, medio e lungo termine delle variabili sperimentali definite dalle altre UO sulla funzionalità di suoli e substrati e sugli aspetti nutrizionali delle colture. definire i limiti ed i livelli di rischio connessi all utilizzazione di acque salmastre (in collaborazione con tutte le UO). Relativamente a questo obiettivo l UO valutare la sostenibilità della irrigazione con acque salmastre ed individuare possibili metodi e tecniche di mitigazione degli effetti indesiderati.

20 Risultati attesi

21 GRAZIE!