Per una corretta impostazione della fertirrigazione, è necessario l'analisi dell'acqua e la sua acidificazione

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1 Per una corretta impostazione della fertirrigazione, è necessario l'analisi dell'acqua e la sua acidificazione Dr. Agr. Silvio Fritegotto - 1

2 1 Forum Nutrizione Vegetale sulla Fragola Per una corretta impostazione della fertirrigazione, è necessario l'analisi dell'acqua e la sua acidificazione L acidificazione delle soluzioni nutritive in fertirrigazione è una pratica comune e vantaggiosa sotto numerosi punti di vista. In generale, l acidificazione delle soluzioni, fino a raggiungere il ph desiderato, si effettua mediante l applicazione di acidi minerali. 2

3 1 Forum Nutrizione Vegetale sulla Fragola Per una corretta impostazione della fertirrigazione, è necessario l'analisi dell'acqua e la sua acidificazione 1) Composizione chimica dell acqua d irrigazione 2) il potere tampone dell acqua prima dell addizione di un acido, e questo dipende esclusivamente dalla presenza dello ione bicarbonato HCO 3-. 3) Aggiungendo un acido, (vale a dire, qualunque sostanza capace di apportare ioni idrogeno H + ), si produce la seguente reazione di neutralizzazione. HCO H + H 2 O + CO 2 3

4 Principi di Fertirrigazione: Fattori Serre e gestione del clima Acqua Irrigazione & Gestione COLTURE FERTIRRIGAZIONE Substrati e terricci Ambiente e sostenibilità TECNICA Analisi Chimiche e Strumenti Fertilizzanti 4

5 Principi di Fertirrigazione: Definizione Irrigazione fertilizzante o fertirrigazione, è una tecnica che si basa sulla miscelazione e distribuzione di fertilizzanti con l acqua di irrigazione. Si apportano i nutrienti in base alle effettive necessità della pianta nelle varie fasi fenologiche, e quindi si ottimizza la distribuzione e l assimilazione dei nutrienti. L efficienza dell apporto dei nutrienti è determinata da: corretto equilibrio quanti-qualitativo di macro e micro-elementi l influenza degli stessi sulla EC (conducibilità elettrica), reazione ph delle soluzioni nutritive. Tutti aspetti legati alla conoscenza analitica dell Acqua d Irrigazione 5

6 Principi di Fertirrigazione: Fattori Una corretta ed efficiente gestione della fertirrigazione richiede la conoscenza di: principi nutritivi e loro assorbimento da parte delle piante, fattori climatici che influiscono nell assorbimento di acqua e nutrienti, analisi chimico-fisiche e biologiche dell acqua di irrigazione (EC, reazione ph, ecc), analisi chimico-fisiche dei terreni e/o substrati di coltivazione (EC, reazione ph, ecc), fabbisogni nutritivi delle colture nelle varie fasi fenologiche, rapporti con i quali devono essere apportati i nutrienti, impianti di irrigazione, di miscelazione e distribuzione delle soluzioni nutritive. 6

7 Principi di Fertirrigazione: Avvertenze Avvertenze di ordine tecnico-agronomico: utilizzare concimi ad elevata purezza e solubilità; ph ottimale delle soluzioni da distribuire:5,5-6,5; ph elevati possono provocare la precipitazione di sali di Ca e Mg; utilizzare gli acidi per acidificare l acqua e neutralizzare i bicarbonati; è sconsigliato l uso di solfati, perché reagiscono con il calcio formando del gesso che precipita; non utilizzare acque molto ricche di microelementi (Fe e Mn), perché possono creare problemi di occlusioni e precipitazioni; 7

8 Acidificazione: quali VANTAGGI 1) Ottimizzare il ph per permettere una migliore disponibilità degli elementi nutritivi A) Terreno organico B) Terreno minerale C) Soluzione nutritiva Fig.6 (a, b c) Influenza del ph sulla disponibilità dei nutrienti. 8

9 Acidificazione: quali VANTAGGI 2) Prevenzione e/o eliminazione di occlusioni e depositi nell impianto d irrigazione e nei gocciolatoi. 9

10 Acidificazione: quali VANTAGGI 3) Quali sono i rischi di occlusioni a) fisiche (solidi in sospensione) b) biologiche (batteri ed alghe) c) chimiche (formazione di precipitati) Nelle condizioni agro-climatiche del Centro-Sud Italia, molte delle acque utilizzate per l irrigazione provengono da falde sotterranee e la maggior parte possiedono un elevato contenuto di sali solubili. Il carbonato di calcio CaCO3 è il costituente più comune delle incrostazioni, generalmente nella forma minerale di Calcite che si forma alle normali temperature esistenti dentro i sistemi di fertirrigazione. 10

11 Acidificazione: come funziona un Acido Il ph dell acqua di solito è più elevato rispetto al valore richiesto per la soluzione nutritiva, a causa della presenza di ioni bicarbonato e raramente di carbonato. Per cui è necessaria la neutralizzazione di questi ioni mediante l aggiunta di un acido. I bicarbonati e carbonati neutralizzati dall acido sono trasformati in acqua e anidride carbonica: HCO 3- + H + CO 2 + H 2 O CO 2 si libera nell aria. Agitare le soluzioni per espellere la CO 2 e far lavorare bene le sonde di misurazione del ph ed EC 11

12 Acidificazione: quali sono i principali Acidi? - Acido nitrico (HNO3): anche in questo caso esistono formulazioni con diverse percentuali di concentrazione, generalmente s impiegano quelli a concentrazione pari al 65-67% e densità di 1,39-1,40 Kg/lt. Apporta una considerevole quantità di nitrati che a volte possono essere sufficienti a coprire le necessità azotate delle coltivazioni. Dato il suo potere corrosivo ed ossidante, viene anche utilizzato per la pulizia degli impianti d irrigazione. - Acido fosforico (H3PO4): i prodotti utilizzati hanno diverse percentuali di concentrazione, generalmente s impiega quello di maggiore concentrazione, pari all 85% con una densità di 1.58 Kg/lt. Viene spesso utilizzato come fertilizzante fosfatico in fertirrigazione, e frequentemente si coprono con esso la totalità delle necessità di fosforo per la coltivazione.. - Acido solforico (H2SO4): i prodotti in uso sono concentrati al 95%, la loro densità è approssimativamente di 1.83 Kg/lt. Non è molto esteso il suo impiego in Italia, benché lo sia a livello mondiale. Oltre all aggiustamento o correzione del ph della soluzione nutritiva, esso apporta una considerabile quantità di zolfo. 12

13 Acidificazione: quali sono i principali Acidi? Caratteristiche dei principali acidi utilizzati: Acido Nitrico HNO 3 HNO 3 +H 2 O => NO H + +H 2 O Una millimole di HNO 3 fornisce una millimole di NO 3 - e di H + Ci sono diversi tipi di Acido Nitrico, in commercio normalmente si trova a densità come gradi Baumè pari a 41,5-42,0 Tab. 1 Caratteristiche commerciali e fattori di calcolo dell Acido Nitrico HNO 3 1 *Gradi Baumè Densità kg/lt HNO 3 % 2 *N gr/kg 41,5 1,

14 Acidificazione: quali sono i principali Acidi? Caratteristiche dei principali acidi utilizzati: Acido Fosforico H 3 PO 4 L acido fosforico è un ac. poliprotico, forte in prima dissociazione, debole in seconda. Il ph delle soluzioni nutritive è tra 5,6-6,5 per cui l acido si trova dissociato secondo le seguenti reazioni: 1) H 3 PO 4 +H 2 O => H 2 PO H + +H 2 O 2) H 2 PO 4 - +H 2 O HPO H + +H 2 O Tab: 2Solo nella 1 a dissociazione si comporta da acido forte, e solo una piccola parte di H 2 PO 4 - si dissocia ulteriormente; in 2 a dissociazione si comporta come un acido debole. Caratteristiche commerciali e fattori di calcolo dell ac. fosforico H 3 PO 4. 1 *Gradi Baumè Densità kg/lt H 3 PO 4 % 2 * P gr/kg 55 1, ,

15 Acidificazione: quali sono i principali Acidi? Caratteristiche dei principali acidi utilizzati 1 *La scala delle densità può essere espressa in kg / lt oppure in altre unità come, ad esempio, i gradi Baumè ( Bè ). La scala Baumè parte dal valore = 0 corrispondente alla densità dell'acqua distillata 2 *Rapporto fra i gr di N o P ed il peso commerciale. (Ogni Kg apporta in soluzione 150 gr di N, il titolo sarebbe Il titolo dell ac. nitrico puro è 22,2-0-0). Nel caso dell acido fosforico all 85%, ogni kg di prodotto apporta in soluzione 270 gr/kg di P, il titolo sarebbe o in P 2 O 5 sarebbe (Il titolo dell acido puro sarebbe 0-72,7-0 come P 2 O 5.) 15

16 Acidificazione Correzione della reazione ph dell acqua Quanto acido aggiungere ad una soluzione acquosa per portarla ad un valore di ph compreso tra 5,6-6,5? La quantità di acido varia secondo la presenza dello ione bicarbonato. Maggiore è la quantità di ione bicarbonato da neutralizzare maggiore sarà la quantità di acido da aggiungere. Per avere la reazione ph della soluzione tra 5,6-6,5 ed un certo effetto tampone, è bene lasciare nell acqua un residuo di bicarbonato compreso tra il 20-30% del contenuto in HCO 3-, oppure circa 0,5-1,5 millimoli/litro. In altre parole siano n il numero di millimoli di bicarbonato presenti nell acqua di partenza, le millimoli di acido da aggiungere si possono calcolare così: H + millimoli/l = (n-1) 16

17 Acidificazione Ca(HCO 3 ) 2 Ca ++ 2HCO 3 - (mmol/l) (Ca ++ +2HCO 3 - )+2HNO 3 = Ca(NO 3 ) 2 +2CO 2 +2H 2 0 Acqua + Acido Nitrico = Nitrato di Calcio 17

18 Acidificazione & Fertilizzanti Tab.: Compatibilità e miscibilità N Ca N Mg S Am N itrato di Calcio SI N O SI SI NO N O NO N O SI N O N O Nitrato di M agnesio SI L SI SI NO N O NO L SI N O SI Solfato Am m onico N O L SI SI SI SI SI SI SI SI SI Nitrato Am m onico SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI Acido Nitrico SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI Fosfato Biam m onico DAP N O NO SI SI SI SI SI SI SI SI L Fosfato M onom m onico M AP N O NO SI SI SI SI SI SI SI SI L Acido Fosforico N O NO SI SI SI SI SI L Solfato di Potassio N O L SI SI SI SI SI SI SI SI SI Nitrato di Potassio SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI Fosfato M onopotassico M KP N O NO SI SI SI SI SI SI SI SI L Solfato di M agnesio N O SI SI SI SI L L L SI SI L N Am Ac N DAP MAP Ac. P Solf K N K MKP S Mg L= Limitata; per es. Il Solfato di Mg risulta miscibile con i fosfati se si lavora a concentrazioni basse e si rimane in ambiente acido (ph 5,5-6,0) 18

19 Acidificazione & Fertilizzanti Ripartizione dei concimi semplici e acido nelle vasche A, B e C Nitrato Ca 26kg Solfato K 20 kg Nitr Am 9 Kg Nitrato K 19 Kg Fe-chelato Vasca A MKP 16 Kg Nitrato K 19Kg Microelementi Vasca B Acido Nitrico Vasca C Acqua irrigua Soluzione nutritiva madre Soluzione nutritiva figlia finale 19

20 Con correzione del Calcio contenuto nell acqua N P K S Ca Mg H + ME Acqua Acido Nitrico NPK ws Nitrato Ca 20

21 Acidificazione & Fertilizzanti Ripartizione dei concimi NPK e acido nelle vasche A, B e C Nitrato di calcio NPK + Micro Acido nitrico Vasca A Vasca B Vasca C Acqua irrigua Soluzione nutritiva madre Soluzione nutritiva figlia finale 21

22 Acidificazione & Fertilizzanti I titoli dei fertilizzanti NPK complessi non sono espressi come elementi semplici, ma in genere ci si riferisce all ossido (Potassio K 2 O), pertanto occorre convertire la composizione in elemento semplice: vedi tab.: Tab.: Fattori di conversione NO 3 x 0,226 = N N x 4,426 = NO 3 NH 4 x 0,776 = N N x 1,288 = NH 4 P 2 O 5 x 0,436 = P P x 2,292 = P 2 O 5 K 2 O x 0,830 = K K x 1,205 = K 2 O CaO x 0,715 = Ca Ca x 1,399 = CaO MgO x 0,603 = Mg Mg x 1,658 = MgO SO 4 x 0,334 = S S x 2,996 = SO 4 SO 3 x 0,400 = S S x 2,497 = SO 3 22

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26 La Coca-Cola contiene acido fosforico in una concentrazione di 325 mg/l che le conferisce un valore di ph di circa 2,4 Fonte: Wikipedia 26

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30 Grazie per l attenzione & Buon lavoro 30