Dott.ssa Bianca Ortuani

Transcript

1 Utilizzo dei dati idrologici e topografici per la redazione di mappe di prescrizione e la progettazione di impianti irrigui di precisione (rateo variabile) Dott.ssa Bianca Ortuani Attività dimostrative e divulgative per l orticoltura (pomodoro da industria), presso CREA-ORTICOLTURA Montanaso Lombardo (LO), e per la frutticoltura, presso Az. agraria didattico-sperimentale Dotti dell Università degli Studi di Milano Montanaso Lombardo (LO).. 15 aprile maggio e 28 giugno luglio 2019

2 Agricoltura di Precisione (AP) Il progetto NUTRIPRECISO intende dimostrare l efficacia delle pratiche di concimazione e di irrigazione a dosaggio variabile proposte dall Agricoltura di Precisione, nell ambito dei comparti produttivi orto-frutticolo e vitivinicolo

3 Irrigazione di Precisione (IP) L apporto irriguo dipende dalle proprietà idrologiche del suolo Il suolo si comporta come un serbatoio: AU = CC PA acqua utile quando il serbatoio si esaurisce al di sotto della soglia S, l apporto irriguo riporta il contenuto idrico alla CC Capacità di Campo CC Soglia di stress idrico S Punto appassimento PA Acqua Utile (AU) Spessore di suolo esplorato dalle radici l apporto irriguo è pari ad una frazione dell AU, in funzione della soglia di stress idrico

4 Conoscere il Suolo per attuare la IP Conoscere le proprietà idrologiche del suolo e la loro variabilità nel campo Progettazione di impianti di irrigazione a dosaggio variabile per quantificare gli apporti irrigui Irrigazione di Precisione Programmazione degli interventi irrigui per controllare lo stato di stress idrico della coltura Agricoltura di Precisione: Applicare il giusto trattamento nel posto giusto al momento giusto (Gebbers and Adamchuk, 2010)

5 per l attuazione dell IP Monitoraggio speditivo dei suoli per la descrizione dettagliata della variabilità a scala di campo Mappe di variabilità dei suoli Delimitazione delle zone omogenee Mappe di zonazione Campionamento dei suoli per la misura delle proprietà idrologiche dei suoli Mappe di Prescrizione irrigua

6 I campi dimostrativi 50 m Azienda agraria didattico-sperimentale Dotti dell Università degli Studi di Milano Montanaso Lombardo (LO) 78 m pomodoro (0.5 ha) CREA-ORTICOLTURA Montanaso Lombardo (LO) pereto (circa 1 ha)

7 Monitoraggio della variabilità dei suoli La tecnologia mette a disposizione strumenti innovativi e avanzati per il monitoraggio prossimale delle proprietà dei suoli, attraverso la misura della resistività elettrica del suolo (RE) misure veloci e non invasive la RE è una misura indiretta delle proprietà del suolo, è correlata alla tessitura, alle proprietà idrologiche e chimiche (ph, N, C, P, K, ) del suolo GPS sensore EMI Sensori a induzione elettromagnetica (EMI)

8 Mappa di zonazione mappe di RE (Ωm) 0-50 cm mappa delle zone omogenee cm cm

9 Caratterizzazione delle zone omogenee - PERETO cm PROFILO ORIZZONTE SPESSORE [cm] CC [%] PA [%] AU [%] TESSITURA ARC-P5 ARC-P6 ARC-P7 Ap SiltLoam Bw Loam BCg Loam Ap Loam Bw Loam Btg SiltyClay Ap Loam Bw Loam Bw ClayLoam

10 Quantificazione dell apporto irriguo - PERETO PROFILO ORIZZONTE SPESSORE [cm] CC [%] PA [%] AU [%] TESSITURA ARC-P5 Ap SiltLoam Bw Loam BCg Loam valore di AU per lo spessore di suolo esplorato dalle radici: ARC-P5 : AU = 11.4 % 40 cm 50 cm 20 cm Spessore esplorato dalle radici 100 cm ARC-P5

11 Quantificazione dell apporto irriguo - PERETO PROFILO ORIZZONTE SPESSORE [cm] CC [%] PA [%] AU [%] TESSITURA ARC-P6 Ap Loam Bw Loam Btg SiltyClay valore di AU per lo spessore di suolo esplorato dalle radici: ARC-P5 : AU = 11.4 % ARC-P6 : AU = 8.1 % 40 cm 40 cm 30 cm Spessore esplorato dalle radici 100 cm 11.4 % 8.1 % ARC-P6

12 Impianto a goccia a dosaggio variabile - PERETO F3 F2 è stato progettato un impianto di irrigazione a goccia, suddiviso in 2 settori con differenti valori di AU (+ 1 settore di controllo), SETTORE 1-1 (controllo) ARC-P7 F1 Ogni settore è caratterizzato dall estensione prevalente di una delle due tipologie di suolo individuate SETTORE AU = 8.1 % SETTORE AU = 11.4 % ARC-P5 ARC-P6 interdistanza tra i filari: 4 m

13 Impianto a goccia a dosaggio variabile - PERETO L irrigazione a goccia è un irrigazione localizzata: la forma e l estensione dell area bagnata dipende dalle proprietà idrologiche del terreno, dalla portata del gocciolatore e dal volume erogato.

14 Impianto a goccia a dosaggio variabile - PERETO F3 F2 F1 gestione differente nei due settori irrigui: SETTORE 1-1 (controllo) ARC-P7 q = 1.6 l/h; passo = 60 cm 0,67 mm/h - tempo dell intervento irriguo - durata dell erogazione SETTORE AU = 8.1 % SETTORE AU = 11.4 % ARC-P5 q = 1.6 l/h; passo = 40 cm 1 mm/h q = 2.3 l/h; passo = 60 cm ARC-P6 0,96 mm/h

15 Monitoraggio dell umidità del suolo - PERETO In un punto per ogni settore (in prossimità dei punti di campionamento), sono state installate delle sonde di umidità, a due profondità: SETTORE 1-1 (controllo) Stazione 6 ARCP7 35 cm e 70 cm SETTORE AD AU = 8.1 % SETTORE AD AU = 11.4 % Stazione ARCP5 4 Stazione ARCP6 5

16 Pianificazione irrigazione a dosaggio var. da rottura gemme a fioritura da fioritura a frutticini 30 mm da frutticini a primi 30 gg di distensione cellulare frutti da distensione cellulare frutti a inizio raccolta da inizio raccolta a fine raccolta Inizio fase 10 marzo 10 aprile 10 giugno 10 luglio 20 agosto Max sensibilità a stress idrico Fabbisogno irriguo (mm) 1.2 mm 3 mm 5.5 mm 5.3 mm 3.7 Adacquamenti massimi (mm), considerando una superficie bagnata del 20% Sett Sett Turno (giorni) Sett Sett Durata dell erogazione (ore) Sett Sett Adacquamenti (mm) Sett Sett

17 Pianificazione irrigazione a dosaggio var. da rottura gemme a fioritura da fioritura a frutticini 30 mm da frutticini a primi 30 gg di distensione cellulare frutti da distensione cellulare frutti a inizio raccolta da inizio raccolta a fine raccolta Inizio fase 10 marzo 10 aprile 10 giugno 10 luglio 20 agosto Max sensibilità a stress idrico Fabbisogno irriguo (mm) 1.2 mm 3 mm 5.5 mm 5.3 mm 3.7 Adacquamenti massimi (mm), considerando una superficie bagnata del 20% Sett Sett Turno (giorni) Sett / 3 6 Sett / 4 5 Durata dell erogazione (ore) Sett / Sett / Adacquamenti (mm) 60% ETc Sett / % ETc 50% ETc Sett / % ETc

18 umidità (%) pioggia (mm) Gestione dell irrigazione - PERETO Stazione 4 - Settore Turno 2 giorni Turno 4 giorni Turno 5 giorni % ETc 80% ETc 50% ETc sospensione irrigazione /6 1/7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 U 35 cm U 70 cm U media % SAT % FC %WP Soglia media Pioggia IRRIGAZIONE 10

19 umidità (%) pioggia (mm) Gestione dell irrigazione - PERETO Stazione 5 - Settore Turno 1 giorno Turno 3 giorni Turno 6 giorni % ETc 60% ETc 30% ETc sospensione irrigazione /6 1/7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 9/9 "U 35 cm" "U 70 cm" U media % SAT % FC %WP Soglia media Pioggia IRRIGAZIONE 10

20 umidità (%) pioggia (mm) Irrigazione Settore di controllo - PERETO 45 Stazione 6 - Settore /6 1/7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 9/9 U 35 cm U 70 cm U media % SAT % FC %WP Soglia media Pioggia IRRIGAZIONE

21 Consumi idrici stagionali - PERETO Volumi erogati (m 3 ) Volumi erogati (m 3 /ha) Differenza rispetto al controllo Superificie settore (ha) Settore % 0,38 Settore % 0,18 Settore % 0.56 Settore 1.1 (controllo) TOTALE

22 Quantità e Qualità della produzione - PERETO VARIETA SETTORE PRODUZIONE (kg) N FRUTTI PESO MEDIO FRUTTI (g) Conference ± ± ± ± ± ± 5.8 Abate ± ± ± ± ± ± 8.3 Kaiser ± ± ± ± ± ± 16.7 VARIETA SETTORE DUREZZA ZUCCHERI ( brix) ph ACIDITA TOT. (g/l) Conference ± ± ± ± ± ± ± ± 0.3 Abate ± ± ± ± ± ± ± ± 0.4 Kaiser ± ± ± ± ± ± ± ± 0.9

23 POMODORO

24 Impianto a goccia a dosaggio variabile - POMOD sonde di umidità, a due profondità: 15 cm 30 cm SETTORE 2 (controllo) q = 0.87 l/h; passo = 30 cm 1.93 mm/h ARCP4 SETTORE 3 AD = 8.5 % Stazione SETTORE (controllo) Stazione 2 Stazione 3 SETTORE 1 AD = 11.5 % q = 1.14 l/h; passo = 30 cm 2.53 mm/h ARCP5 q = 0.57 l/h; passo = 40 cm 0.95 mm/h interdistanza tra le file: 1.5 m

25 Pianificazione irrigazione a dosaggio var. Inizio fase 7 giugno 7 luglio 6 agosto 21 agosto-raccolta Max sensibilità a stress idrico Fabbisogno irriguo (mm) 4.3 mm 6.1 mm 5.3 mm 3,7 mm Adacquamenti massimi (mm), considerando una superficie bagnata del 50% Settore Settore Turno (giorni) Settore Settore Durata dell erogazione (ore) Settore Settore Adacquamenti (mm) Settore Settore

26 Pianificazione irrigazione a dosaggio var. Inizio fase 7 giugno 7 luglio 6 agosto 21 agosto-raccolta Max sensibilità a stress idrico Fabbisogno irriguo (mm) 4.3 mm 6.1 mm 5.3 mm 3,7 mm Adacquamenti massimi (mm), considerando una superficie bagnata del 50% Settore Settore Turno (giorni) Settore Settore Durata dell erogazione (ore) Settore Settore Adacquamenti (mm) 95% ETc Settore Settore % ETc

27 Umidità (%) Gestione dell irrigazione - POMODORO Pioggia (mm) Turno 1 giorno Stazione 3 - Settore 1 Turno 2 giorni % ETc sospensione irrigazione 70% ETc 80% ETc 100% ETc 70% ETc riduzione irrigazione /7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 U 15 cm U 30 cm U media % SAT % FC %WP Soglia fase 1-4 Soglia fase 2-3 Pioggia IRRIG

28 Umidità (%) Gestione dell irrigazione - POMODORO Pioggia (mm) 50 Stazione 3 - Settore ? 70% ETc 80% ETc /7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 U 15 cm U 30 cm U media % SAT % FC %WP Soglia fase 1-4 Soglia fase 2-3 Pioggia IRRIG

29 Umidità (%) Gestione dell irrigazione - POMODORO Pioggia (mm) Stazione 1 - Settore 3 Turno 1 giorno % ETc 65% ETc sospensione irrigazione >100% ETc % ETc riduzione irrigazione /7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 U 15 cm U 30 cm U media % SAT % FC %WP Soglia fase 1-4 Soglia fase 2-3 Pioggia IRRIG 0

30 Umidità (%) Gestione dell irrigazione - POMODORO Pioggia (mm) 50 Stazione 1 - Settore % ETc >100% ETc /7 31/7 7/8 14/8 21/8 28/8 U 15 cm U 30 cm U media % SAT % FC %WP Soglia fase 1-4 Soglia fase 2-3 Pioggia IRRIG 0

31 Irrigazione Settore di controllo - POMODORO Inizio fase 7 giugno 7 luglio 6 agosto 21 agostoraccolta Fabbisogno irriguo 4.3 mm 6.1 mm 5.3 mm 3,7 mm Turno (giorni) Settore Durata dell erogazione (ore) Settore Adacquamenti (mm) Settore (98%) 16.8 (79%) 14.7 (79%) 10.5 (81%)

32 Consumi idrici stagionali - POMODORO Volumi erogati (m 3 ) Volumi erogati (m 3 /ha) Differenza rispetto al controllo Superificie settore (ha) Settore % 0,096 Settore % 0,095 Settore % 0,191 Settore 2 (controllo) ,095 TOTALE ,286

33 Conclusioni - attuazione dell Irrigazione di Precisione: progettare impianti irrigui a dosaggio variabile programmare gli interventi irrigui - fase preliminare di detection e conoscenza del sistema: monitoraggio accurato della variabilità spaziale dei suoli, della dinamica dei flussi idrici nel suolo e delle variabili agrometeorologiche - valutazione costi-benefici: costi: benefici: detection, realizzazione dell impianto risparmio idrico, risparmio energetico,

34 GRAZIE PER L ATTENZIONE