SVILUPPO DI UN SISTEMA PER LA GESTIONE AUTOMATICA DELLA FERTIRRIGAZIONE IN AMBITO FLOROVIVAISTICO

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1 SVILUPPO DI UN SISTEMA PER LA GESTIONE AUTOMATICA DELLA FERTIRRIGAZIONE IN AMBITO FLOROVIVAISTICO Laura Bacci, Piero Battista, Bernardo Rapi Istituto di Biometeorologia - CNR - Firenze ECO.IDRI.FLOR.

2 Obiettivo generale Fornire uno strumento per ottimizzare l igazione e ridurre il consumo idrico in piante ornamentali coltivate in contenitore.

3 Fase I Integrare i due dell igazione: metodi principali di controllo ¾ metodo basato sulla stima dell evapotraspirazione a partire da dati meteorologici (climate-method) ¾ metodo basato sulla misura diretta del contenuto idrico del suolo (soil-method) Fase II Realizzare un sistema automatico di gestione della fertigazione

4 Perché integrare i due metodi Per garantire maggiore affidabilità, sicurezza e rappresentatività nella gestione dell igazione mediante il controllo incrociato tra i dati e le informazioni fornite dai due metodi

5 Climate-method ETRc=ETP Kc Problema principale: valori di Kc sconosciuti per le specie ornamentali Soil-method Misura contenuto o potenziale idrico del suolo Problema: bassa rappresentatività della misura (posizione sensore nel vaso e nella coltura; necessità più sensori)

6 Cupressus Tensiometro Timer Consumo idrico (L) Tensiom/Timer Peso secco (g/pianta) 494±28 a 55% 489±59 a Cornus Tensiometro 7849 Timer ±53 a 60% 425±55 a Hypericum Tensiometro Timer ±11 a 59% 59±16 b Geranio Tensiometro 114 Timer ±0.8 a 70% 22±0.4 a

7 Trattamento Consumo idrico (l) Lisciviato (l) Ciclo aperto tensiometri Ciclo aperto timer Subigazione tensiometri Subigazione timer Risparmio acqua e fertilizzanti Volume Tens/Timer ricircolato (l) 70% Peso secco (g) 22.6±0.8a 22.0±0.4a % 20.8±0.9a 21.8±0.9a Risparmio elettricità Minore impatto Geranio tipo francesino

8 Specie: Hypericum hidcote Substrato: torba e pomice (1:1) Dimensione vasi: 6 L Tensiometri: SKTM 650(Skye Instruments - UK) lunghezza 100 mm Ø 13 mm Stazione meteorologica: radiazione globale e netta, temperatura e umidità dell aria, velocità del vento, pioggia Bilancia di precisione

9 Soglia tensiometrica intervento iguo: 80 hpa Quantità d acqua x intervento iguo: 0.5 L su due dosi a distanza di 6 minuti Equazione calcolo ETP su base oraria: equazione CIMIS Curva tensiometrica: prove di laboratorio WC = *( exp( *MT)) WC = contenuto idrico del suolo (g cm-3) MT = potenziale idrico del suolo misurato da tensiometro (hpa)

10 luglio luglio ETR (g/pianta) misurata ETRt = * ETRb, R2=0.691*** stimata

11 Kc medio (ETRb/ETP) = 2.6 ± 0.6 Kc = ETRt / ETP Kc medio (ETRt/ETP) = 2.1 ± 0.8 Ora Prima settimana di apprendimento

12 Poiché il coefficiente colturale orario ha un elevata variabilità, per migliorare la stima dell ETRc è stata utilizzata, per ogni ora del giorno, la media calcolata secondo la formula Kcmhj = ( Kchj)/7 Kcmhj = media dei valori registrati alla stessa ora nei sette giorni precedenti Kchj = Kc misurato all ora h del giorno j

13 Trattamento A Valori di ETR stimati da ETP*Kcmh ETR stimato (mm) 7 y = x R2 = *** ETR misurato (mm) Trattamento C ETRb tra due igazioni 6.1 ± 0.6 ETR stimato (mm) 6 y = x 2 R = *** ETR misurato (mm) 5 6

14 agosto agosto luglio luglio ETR cumulato (mm) Trattamento A ora ETR bil = rosso Trattamento C ETR tens = blu 8 16 luglio 28 luglio 6 settembre ETR = ETP*Kc = verde ora ETR cumulato (mm) 7

15 j 8 Kc mhj = P1 Kc J 1 hj 7 + P2 Kc hj P1 P2 α R ** ** *** Kc mhj vs. Kcb

16 HARDWARE Sensori meteorologici HYDRO Impostazioni sistema Rg, T, RH, vv, P ψ IRRIGAZIONE Sensori umidità del suolo Elettrovalvola

17 SOFTWARE PC numero settori tensiometri per settore relazione matematica valori tensiometrici (es. media) soglia tensiometrica di attivazione soglia controllo equazione curva tensiometrica substrato tempi on/off impianto iguo..

18 METODO SOIL-BASED METODO CLIMATE-BASED SOFTWARE Dati meteorologici Misure tensiometri HYDRO ETP oraria per il giorno j (ETPhj) ETR oraria per il giorno j (ETRthj) Kchj = ETRthj/ETPhj Controllo validità Kc j 8 Kc mhj = p1 Kc J 1 7 hj + p 2 Kc hj ETRhj = ETPhj*Kcmhj Confronto tra ETRhj r ETRthj CRITERI DECISIONALI igazione

19 Un sistema integrato, basato sull uso contemporaneo del soil-method e del climatemethod, avrebbe conseguenze positive nella gestione dell acqua, quali: maggiore affidabilità del sistema automatico, impiego di un numero inferiore di tensiometri, migliore rappresentatività della misura.