Gestione della soluzione nutritiva nella coltivazioni floricole fuori suolo: aspetti agroambientali

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1 Gestione della soluzione nutritiva nella coltivazioni floricole fuori suolo: aspetti agroambientali Stefania De Pascale e Giancarlo Barbieri Dipartimento di Ingegneria agraria e Agronomia del territorio Università degli Studi di Napoli Federico II Colture Floricole fuori suolo: strategie per la riduzione dell impatto ambientale 25 novembre Villa Campolieto - Ercolano (NA)

2 Aspetti agro-ambientali: ambientali: punti critici Possibili fonti di inquinamento o interventi determinanti un impatto ambientale di rilievo legati ad una moderna attività floro-vivaistica: Gestione dell acqua; Gestione della nutrizione delle colture; Gestione della difesa delle colture.

3 Gestione dell irrigazione Per poter gestire in modo tecnicamente corretto l'irrigazione occorre rispondere a tre domande: Quando, Quanto e Come irrigare?? Complesso contenitore/substrato (SI-NO) In mezzo liquido o senza substrato (NFT, E&F, Aeroponica). In mezzo solido (coltivazioni su substrato). Interazioni pianta-ambiente (consumo idrico) Tecnica di coltivazione (sistemi aperti/chiusi)

4 I Substrati Substrati Densità apparente Po r osità to tale Po r osità liber a Capa cità idric a ritenuta ph EC (g l -1 ) (% vol.) (% vol.) (% peso) (% vol.) (ms c m -1 ) T orba bruna T orba bi onda Perlite (2 5 m m ) Polistirolo (4 5 m m ) Po m i ce (2 10 m m) Ar gilla espansa (5 8 m m ) Sco r za di pino (3 5 mm) Sabbia fluviale ( mm) Ver miculite Lana di roc c ia

5 Curve di ritenzione idrica Perlite Lapillo cm 3 cm cm

6 40 Caratteristiche idrologiche di miscugli di torba e pomice in funzione della percentuale di pomice (Bibbiani, 1996) % in Volume Acqua facilmente disponibile Capacità tampone per l'acqua Volume d'aria (per t = - 10 cm) Percentuale di pomice

7 Effetti del substrato di coltivazione sulla produzione di Rosa Carambole coltivata in sacchi (da Carletti et al., 1992) Substrato Numero di fiori per m 2 (dicembre giugno) Corteccia di pino 44 Perlite 41 Lana di roccia 42 Vinacce 41 Effetti del substrato di coltivazione sulla produzione di Garofano mini-mini coltivato in sacchi (da Malorgio et al., 1992) Substrato Numero di fiori per pianta in un anno Argilla espansa 77 Lana di roccia 89 Perlite 93 Pomice 96

8 Effetti del substrato e del regime giornaliero di erogazione sulla produzione di gerbera dopo 12 mesi di coltivazione (da Malorgio et al., 1994) (Lettere diverse indicano differenze significative per p =0.05). Substrato Numero di fiori per m 2 in un anno Pomice 147,2 a Torba e pomice 129,8 b Perlite 105,8 c Argilla espansa 102,7 c Volume di soluzione nutritiva (l/m 2 d _1 ) 1,0 90,3 c 1,5 115,7 b 1,7 132,3 a 1,9 139,2 a 2,4 128,9 a Interazione substrato per volume di soluzione *

9 180 Effetto del substrato di coltivazione sulla produzione cumulata di Gerbera in funzione del volume giornaliero di soluzione nutritiva erogata (Malorgio et al., 1994) Numero di steli/m Pomice Argilla espansa Perlite Torba + Pomice 0 1 1,5 1,7 1,9 2,4 Soluzione nutritiva (l/m 2 d -1 )

10 Principali criteri di gestione dell irrigazione Misure Tipologia Criteri Strumenti Misure sulla pianta Diretto Valutazione della coltura Potenziali idrici, trasduttori di spostamento lineare, termometria ad infrarossi, ecc. Misure sul substrato Indiretto Curve di ritenzione idrica Metodo gravimetrico, Sonda a neutroni, Attenuazione con raggi γ, Metodo a microonde, Time Domain Reflectometry (TDR), Tensiometri, Dissipazione termica, Apparecchio di Bouyoucos, Psicrometri a termocoppia, ecc. Bilancio idrologico Indiretto Analisi del bilancio idrico del sistema P + I + F = E + T + R + D ± ²V terreno-pianta Determinazione della Indiretto Criterio scientifico-sperimentale Resa = f [Volume stagionale] curva di risposta produttiva a volumi stagionali crescenti Misure parametri Indiretto Criteri basati su correlazioni Metodi micrometeorologici, metodi ambientali empiriche tra evapotraspirazione e empirici di stima dell' evapotraspirazione uno o più fattori climatici

11 Metodo di pilotaggio dell irrigazione SUBSTRATO CLIMA PIANTA - analisi fisico-chimiche - volume Sensori Meteorologici Parametri biometrici Disponibilità Acqua Volume Irriguo ETP ETR = Kc ETP Intervento Irriguo Coefficiente colturale specifico (K c )

12 Metodo della radiazione solare con Kc Si basa sulla evapotraspirazione di riferimento per la serra, ET 0 : ET 0 = A [τ G est ] L evapotraspirazione attuale ET M è stimata come: ET M = K c ET 0 = K c [A τ G est ] In serra: ET M = K c ET 0serra = K c [0.67 G serra -0.2]

13 Andamento orario della radiazione globale e della traspirazione in Gerbera coltivata su pomice (Malorgio et al., 1995) 30 g/pianta h -1 Cal/cm 2 h -1 RG ETE g/pianta h -1 Cal/cm 2 h -1 RG ETE Ore Ore 0

14 Consumo idrico cumulato e radiazione globale cumulata in Gerbera coltivata su pomice (Malorgio et al., 1995) RG RG ETE ETE Giornata limpida Giornata nuvolosa Ore

15 ET 0 = f (RG)

16 Modelli di previsione I coefficienti nella formula per le serre sono dipendenti da: tipo di serra; sistema di climatizzazione (CO 2, fog-system, riscaldamento...); clima esterno prevalente. Formula radiativa includente l umidità Modello empirico della formula: TR = a (RG) + b (VPD) Oppure: TR = a f 1 (LAI) RG + b f 2 VPD

17 Effetto del substrato sul coefficiente colturale di rosa coltivata fuori suolo Lapillo Perlite Data

18 Strategie di irrigazione per le colture fuori suolo In base alla destinazione finale dell acqua percolata dal substrato e recuperata dopo la fertirrigazione possono essere classificate in: Ciclo aperto Ciclo chiuso

19 Come irrigare? Biologia Habitus Vegetativo & Produttivo Destinazione del prodotto Clima & Substrato Fabbisogno Irriguo Criteri Irrigui Scelta del Sistema Metodo Volumi di di Adacquamento Erogazione Frequenza Turno giornaliera Qualità dell'acqua Conservazione delle Risorse Impatto Ambientale Costi Efficienza

20 Rosa fuori suolo - Sud della Francia (Nizza) 1 ha di serra riscaldata Volume irriguo = m 3 anno 1 Nu tritivi = 17 tanno 1 (1.4 t N) TR = 7800 m 3 anno 1 = 780 mm a no 1 Aspor t azioni = 11 t.8 (0 tn) Produzione = 120 steli m 2 anno -1 T = 6.5 l di acqua /stelo Consumi = 8 l di acqua/stelo Perdite di drenaggio Ac qua = 2400 m 3 anno 1 Nu tritivi = 6 tanno 1 (0.6 tn)

21 Consumo di acqua e di nutrienti in sistemi floricoli fuori suolo in diversi ambienti Apporti acqua [mm anno -1 ] Consumi acqua [mm anno -1 ] Perdite acqua [mm anno -1 ] Perdite [kg N ha -1 ] Rosa Italia (ciclo aperto) Rosa Francia (ciclo aperto) Rosa Italia (ricircolo) Rosa Italia (ciclo chiuso) Cymbidium (ciclo aperto) Crisantemo (ciclo aperto) Crisantemo (ciclo chiuso)

22 Controllo della percolazione Bilancio idrico per una coltura di garofano mediterraneo standard coltivato su torba e sabbia in funzione di differenti percentuali di drenaggio imposte (da Farina et al., 1996). Percolazione imposta % Soluzione nutritiva Apporti (l/m 2 ) Acqua di lavaggio Totale Percolato (l/m 2 ) Percolazione reale % 10% ,5 10% ,5 3% ,7

23 SALINITA'DELL'ACQUA DI IRRIGAZIONE Qualità dell acqua SUBSTRATO - Accumulo disale - Aumento diece Ψ - Variazioni diph PIANTE - Effetto osmot ico - Effetti iono-specifici Per Rosa Farina et al. (1998) indicano limiti di 4 ds/m. Brun e Settembrino (1994) hanno trovato una migliore risposta produttiva di Rosa per salinità basse della soluzione nutritiva ( ds/m) e del drenato (1.5-2 ds/m). In Francia la EC consigliata nella soluzione in entrata varia da 1,8 a 2,5 ds/m mentre quella del percolato non deve superare i 3 ds/m (Brun, 1995). In Olanda si suggerisce di usare una EC nella soluzione nutritiva di partenza pari a 1,5 ds/m (Kreij, 1989). Necessario monitorare almeno l'andamento degli ioni N03- (Bailey et al., 1988).

24 70% acqua fresca + concime 700 litri di acqua fresca Concime 30% acqua di drenaggio 300 litri di acqua di drenaggio Serbatoio di miscelazione Ricircolo Serbatoio di miscelazione Bilancio dei nutritivi per una coltura di Rosa in coltivazione fuori suolo a ricircolo (da Farina et al., 1998). g m -2 in un anno N P K Apportato Rimasto nel sistema Consumato % utilizzazione

25 Relazione tra ph e concentrazione di Zinco nella soluzione nutritiva ricircolante nell'arco di 3 giorni (Gislerod, 1978) 9 ppm ph 7 8 Concentrazione di Zn ph ,5 6 5, Ore dall'inizio del ricircolo 4,5

26 MICROCLIMA Misure: Radiazione, T C, Umidità, CO2 SUBSTRATO Misure: Potenziali, contenuto idrico, T C, % drenaggio Approccio integrato per la programmazione dell irrigazione Domanda Climatica Feedback Assorbimento acqua Stato Idrico della Pianta (modello consumi idrici pianta) Programmazione Interventi irrigui

27 INPUTS MiNIMI > Acqua Concimi Fitofarmaci Energia Substrati solidi Plastica OUTPUTS MiNIMI > Acqua e nutrienti Fitofarmaci persistenti Luce, calore CO 2, NO x, SO 2,... Substrati usati Plastica usata SISTEMA INTEGRATO DI PRODUZIONE PRODOTTI DI QUALITA' ELEVATA

28 Fine della PRESENTAZION E Grazie!