delle risorse e processi produttivi sostenibili

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1 Workshop La filiera del tabacco in Campania: ristrutturazione e/o riconversione La ricerca come motore per l innovazione l tecnologica, la sostenibilità e la competitività della filiera Portici, 26 febbraio 28 Facoltà di Agraria Università di Napoli Federico II Con il patrocinio di: Produzioni tabacchicole di qualità,, risparmio delle risorse e processi produttivi sostenibili M.I. Sifola Dipartimento di Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio Università di Napoli Federico II. Via Università 1, 855 Portici (Napoli). Tel ; sifola@unina.it

2 sostenibili. Portici, 26 febbraio 28 Ai problemi strutturali propri della tabacchicoltura vanno aggiunti quelli che riguardano in generale tutto il settore agricolo e che si riferiscono a: sostenibilità dei processi produttivi agricoli (GAP= Good Agricultural Practices) stabilità di reddito globalizzazione e competitività del mercato agricolo

3 sostenibili. Portici, 26 febbraio 28 Obiettivo: Ottimizzazione della tecnica colturale e miglioramento della qualità Burley: linee di ricerca ( ) 1. Confronti varietali 2. Densità di investimento 3. Concimazione azotata Community Fund for Tobacco Research and InformationCommissio n Regulation (EEC) N N 2427/93 Burley: linee di ricerca (25) 1. Risparmio della risorsa acqua: irrigazione in deficit 2. Confronto di raccolta a pianta e raccolta a foglia (nitrati) Miglioramento dell efficienza efficienza della fase primaria nella filiera del Burley 4. Irrigazione - Interazione con N 3. Riduzione dei costi di produzione: - qualità delle acque meccanizzazione della raccolta - metodi irrigui Kentucky: linea di ricerca (27) 1. Risparmio della irrigazione in deficit risorsa acqua: 2. Risparmio della risorsa N: ottimizzazione della concimazione azotata Razionalizzazione della tecnica colturale per il tabacco kentucky

4 sostenibili. Portici, 26 febbraio 28 Il tabacco Burley è: - una coltura intensiva (per tutti i fattori di produzione, in particolare il lavoro) - ha costi di produzione alti e quindi margini di profitto bassi - il suo mercato è fortemente regolato dalla qualità -in Campania, il tabacco Burley risulta coltivato prevalentemente in aziende di piccola dimensione a ridotta meccanizzazione - in questo momento la tabacchicoltura ha particolarmente bisogno di soluzioni tecniche (innovative) a sostegno della redditività

5 Aspetti di agrotecnica del tabacco Burley in Campania (1998) Palma Campania Acerra Capaccio Cava dei Tirreni Nocera Capua Maddaloni Soil type (USSS) Sand Loam Sandy-clay-loam Sandy-loam Loam Silty-clay-loam Sandy-loam Groundwater table depth (m) Preceding crop Mint Potato Fallowness Tobacco Tobacco Tobacco Tobacco Catch crop None None Avena + Lolium spp. Vegetable Vegetable None None Cultivar Local Local S3 (local) FA (local) Local S2 (local) S2 (local) Planting density (plants ha -1 ) Time of transplanting Mid-April End of April Mid-May Mid-April Beginning of May Mid-May End of April Fertilisation (kg ha -1 ) N P 2 O 5 K 2 O None Irrigation method Furrow Furrow Furrow Furrow Furrow Furrow and sprinkler Furrow Number of waterings Average water volume (mm) Seasonal volume (mm) Rainfall (mm) None Sifola,, 22. Book of Proceedings Environnement et identité en Mediterranée,, Corte (Corse( Corse), 3-53 Juillet.

6 IRRIGAZIONE PROGETTO CRAA Miglioramento dell efficienza efficienza della fase primaria nella filiera del Burley Effetto dell irrigazione in deficit sull accrescimento e sulla produzione di una coltura di tabacco Burley irrigato per infiltrazione laterale da solchi

7 BASI SCIENTIFICHE 1. L irrigazione in deficit (DI) è una strategia irrigua che permette di applicare quantità di acqua inferiori alle reali necessità della coltura in corrispondenza di specifici stadi di sviluppo 2. E di difficile applicazione da parte dei coltivatori poichè presume una conoscenza approfondita del comportamento fisiologico della specie in risposta alla carenza idrica 1. Recentemente si è diffusa una nuova strategia di irrigazione in deficit che prevede una riduzione dei volumi irrigui, in corrispondenza di tutti gli stadi di sviluppo, in particolare applicando l acqua a file alternate (alternate row irrigation, ARI) 2. E stato sperimentalmente dimostrato in molte specie che seguendo tale strategia si può risparmiare acqua senza produrre significative riduzioni di produzione (aumenta infatti l efficienza di utilizzazione dell acqua regolazione stomatica della traspirazione)

8 MATERIALI E METODI Sito sperimentale: Bellizzi (SA), 4 37' N; 14 58' E Suolo: sabbioso-argilloso_limoso (47.1% sabbia, 25.6% limo, 27.2% argilla, 1.1% calcare, 7.1 ph, 1.3% sostanza organica,.9% N Kjeldahl,.28 ds m -1 ECe) Materiale vegetale: Nicotiana tabacum L. tipo Burley, cultivar C 14 (Agricola) Densità di impianto: 2 piante/m 2 (1. m x.5 m) Conc. azotata (N): 12 kg N ha -1 Data trapianto: 3 maggio 25 Data e tipo di raccolta: 13 settembre 25, a pianta intera circa 25 giorni dalla cimatura Tecnica di allevamento: americana (cimatura, raccolta e cura a pianta) Metodo irriguo: infiltrazione laterale da solchi Trattamenti irrigui: FI = irrigazione ottimale, (1% ETc e turni in base al consumo del 4% dell acqua disponibile) DI 5 = irrigazione in deficit convenzionale (5% ETc) distribuita uniformemente su entrambi i lati della fila ARI 5 = irrigazione in deficit (5% ETc) distribuita su un solo lato della fila, con il lato bagnato che cambia tra due irrigazioni successive Sifola M.I., 26. CORESTA, Paris (France) October 26.

9 -1 Yield of cured leaves (Mg ) -1-1 IW U E (kg ha mm ) 2,5 2 1,5 1, a b DI 5 +32% ARI 5 DI 5 ARI 5 +31% FI FI 1. La produzione in foglie curate di DI 5 e di ARI 5 è stata il 69 ed il 9%, rispettivamente, di quella del controllo 2. L efficienza di utilizzazione del acqua irrigua (IWUE, kg foglie curate ha -1 mm -1 acqua distribuita) di DI 5 e ARI 5 è risultata superiore rispetto al controllo: in particolare la IWUE di ARI 5 è stata superiore del 31% rispetto a quello del trattamento DI 5 3. Nessuna differenza significativa tra la ripartizione di SS alle foglie tra i trattamenti (ARI 5 =.6, DI 5 =.56 e FI =.52 g g -1 ) Irrigation treatments Sifola M.I., 26. CORESTA, Paris (France) October 26.

10 CONCLUSIONI Il trattamento ARI 5 ha permesso una riduzione dei consumi idrici del 5% con solo una marginale riduzione della produzione in foglie curate (-1%) rispetto al trattamento irriguo ottimale (FI, controllo) Particolarmente interessante è risultato il fatto che il trattamento ARI 5 ha prodotto il 32% in più rispetto all irrigazione in deficit convenzionale, nonostante la stessa quantità di acqua irrigua distribuita (-5%) La migliore risposta di ARI 5 rispetto a DI 5 è stata probabilmente determinata da una maggiore (anche se solo numericamente) quantità di biomassa ripartita alle foglie e da una migliore IWUE In conclusione ARI 5 si è mostrata una strategia vantaggiosa per il tabacco Burley allevato in condizioni di carenza idrica, e rappresenta un sicuro miglioramento rispetto alla strategia di irrigazione in deficit applicata con metodo convenzionale

11 CONCIMAZIONE AZOTATA PROGETTO CRAA Miglioramento dell efficienza efficienza della fase primaria nella filiera del Burley Effetto della irrigazione e della concimazione azotata su colture di tabacco Burley raccolte a foglia ed a pianta intera

12 Descrizione della sperimentazione Sito: Bellizzi (4 37' N; 14 58' E) Suolo: : sabbioso-argilloso argilloso-limosolimoso Cultivar: Burley,, C 14 Distanze di impianto: : 1 x.5 m, 2 piante/m 2 Irrigazione: : a solchi, con volumi = 1% ET c e turni in base al consumo del 4% dell acqua disponibile Tecnica di allevamento: : americana (cimatura, raccolta e cura a pianta) Trattamenti Dosi di azoto (N): - non concimato - 12 kg N ha kg N ha kg N ha -1 Community Fund for Tobacco Research and InformationCommission Regulation (EEC) N N 2427/93 Regimi idrici: - non irrigato - restituzione del 1% ET c

13 Leaf nitrate (µmol g -1 dry matter) 4 36 DAT 49 DAT 3 79 DAT Non-irrigated 1996 Irrigated DAT 57 DAT 71 DAT 118 DAT Non-irrigated 1997 Irrigated 1997 Si è registrata una riduzione di nitrati a partire dall inizio della fioritura, presumibilmente perchè i nitrati (sostanze di riserva) vengono convertiti in amminoacidi o altri composti più prontamente utilizzabili durante la fase di maturazione delle foglie (traslocati a steli e radici) (Goenaga et al., 1989a Plant Soil 12, Goenaga et al., 1989b Plant Soil 12, ) 139) Nitrogen applied (kg ha -1 ) Sifola e Postiglione, 23. Plant and Soil, 252 (2),

14 2 1 a Ipotesi Leaf N (mg/plant) b i) Questo risultato potrebbe essere stato determinato nelle nostre condizioni sperimentali dal fatto che, raccogliendo a pianta, avevamo permesso alle foglie di completare la loro funzione fisiologica (modelli di senescenza) -1 NI-NF NI-F I-NF I-F Days after transplanting Sifola,, 22. VII ESA Congress, Cordoba (Spain), July ii) l ipotesi fatta, se confermata, potrebbe rappresentare un importante vantaggio della raccolta e cura a pianta intera

15 MATERIALI E METODI PROGETTO CRAA Miglioramento dell efficienza efficienza della fase primaria nella filiera del Burley Sito sperimentale: Bellizzi (SA), 4 37' N; 14 58' E Suolo: sabbioso-argilloso_limoso (47.1% sabbia, 25.6% limo, 27.2% argilla, 1.1% calcare, 7.1 ph, 1.3% sostanza organica,.9% N Kjeldahl,.28 ds m -1 ECe) Materiale vegetale: Nicotiana tabacum L. tipo Burley, cultivar C 14 (Agricola) Densità di impianto: 2 piante/m 2 (1. m x.5 m) Data trapianto: 3 maggio 25 Data raccolta: 13 settembre 25 Metodo irriguo: infiltrazione laterale da solchi Trattamenti irrigui: FI = irrigazione ottimale, (1% ETc) ARI 5 = irrigazione in deficit (5% ETc) Dosi di azoto (N): Tipi di raccolta:, 12, 24 e 36 kg ha -1 distribuite 5% al trapianto e 5% in due momenti in copertura a foglia-scalare a pianta-contemporanea

16 Produzione foglie curate (t ha -1 ) Foglie commerciali (n. pianta -1 ) PM foglie curate (g) Alcaloidi totali (% curato) Nitrati (% curato) Irrigazione (I) ARI 5 FI a 6. b Raccolta Pianta Foglia 1.85 A 2.39 B 15.7 A 19.7 B b 2.39 a.6.64 Azoto (N) a 2.5 ab 2.23 b 2.27 b a 5.9 ab 6.2 b 6.2 b 2.16 A 2.46 A 2.75 AB 3.22 B.37 A.55 AB.71 AB.85 B

17 1. nelle parcelle raccolte a pianta è risultata confermata la riduzione della concentrazione dei nitrati delle foglie a partire dalla fase di maturazione dei palchi mediani e sino alla raccolta, sia in condizioni di irrigazione ottimale sia di irrigazione in deficit (ARI 5 ) Nitrati nelle foglie (µmoli ḡ 1 ) Nitrati nelle foglie (µmoli ḡ 1 ) Dosi di azoto (kg ha -1 ) ARI 5 FI Dosi di azoto (kg ha -1 ) Nitrati (% curato) ARI5 Raccolta a foglia Raccolta a pianta 2. in condizioni idriche ottimali i nitrati accumulati nel prodotto ottenuto dalla raccolta a pianta sono risultati inferiori a quelli del prodotto ottenuto da raccolta a foglia. FI Trattamenti di irrigazione

18 Sintesi dei risultati e conclusioni 1. La coltura raccolta a pianta intera, come era da attendersi, ha prodotto meno di quella raccolta a foglia a causa del minore numero di foglie commerciabili (maggiore scarto per difetti di maturazione delle foglie basali ed apicali) 2. Non conviene distribuire dosi di N superiori a 12 kg N ha -1 perché non avremmo nessun effetto migliorativo 3. L irrigazione in deficit (ARI 5 ) ha determinato solo una riduzione del peso medio delle foglie che tuttavia non ha prodotto alcuna riduzione significativa di produzione 4. La raccolta a pianta intera, a conferma dell ipotesi fatta, ha determinato una produzione di curato con contenuti più bassi di nitrati rispetto alla raccolta a foglia in condizioni idriche ottimali, indipendentemente dalla dose di N distribuito con la concimazione (non è risultata significativa l interazione Irrigazione x Tipo di raccolta x Concimazione azotata)

19 PROGETTO CRAA Miglioramento dell efficienza efficienza della fase primaria nella filiera del Burley Raccolta (scelta varietale e densità di impianto) Prove di raccolta meccanizzata del tabacco Burley

20 Premessa La meccanizzazione della raccolta del tabacco Burley, auspicata da molti e da lungo tempo, era stata già esplorata per iniziativa diretta dei coltivatori I problemi dell applicazione di questo tipo di raccolta su tabacco Burley, con i mezzi attualmente disponibili (cioè adattando la macchina progettata e costruita per il tabacco Bright), sono sostanzialmente legati al fatto che le foglie dopo il passaggio della macchina vengono a trovarsi NON ORIENTATE e devono quindi essere sistemate in fascetti prima di essere infilzate per la cura ad aria

21 MACCHINA 1. raccoglitrice apicale a 1 fila trainata con guida automatica 2. consente di raccogliere le foglie apicali del tabacco mediante apposite aste dotate di piccole lame, che girando con sistema controrotante, staccano le foglie facendole così cadere lateralmente da ambo le parti sui tappeti trasportatori, riuscendo così a salvaguardare la qualità del prodotto 3. i nastri trasportatori, registrabili sia in altezza che in larghezza mediante due cilindri posti rispettivamente sotto e nel fianco, consentono di posizionare in ogni momento sia il nastro che il prodotto 4. le foglie sono convogliate poi in un altro nastro che le dirige nel rimorchio trainato da un trattore che lavora parallelamente alla macchina 5. La macchina è dotata di speciali sensori che guidano la raccoglitrice sempre lungo la linea di raccolta e taglia gli steli alla base, lasciando così il campo pulito e pronto per le lavorazioni preparatorie per la coltura successiva.

22 4 prove: Descrizione delle prove I Taratura della macchina II Dimostrazione della macchina e registrazione tempi di lavoro III e IV Ulteriore registrazione tempi per la raccolta meccanica e misura dei tempi della raccolta manuale Cv: FB13 Area test: Lunghezza delle file: 266 m Sesto impianto:.32 x.9 m Densità per m 2 : 3.47 piante Densità per ettaro: piante File per ettaro: 38

23 Nelle 4 prove effettuate il 29, 3 e 31 agosto sono stati confrontati: cantiere di lavoro (3 operai) per la raccolta manuale il tempo effettivo (TE) è quello richiesto per compiere un lavoro in modo che l azione è (controllo) rivolta unicamente allo scopo da conseguire; il tempo accessorio (TA) è quello che concorre indirettamente allo scopo da cantiere di lavoro (3 operai) per la raccolta meccanizzata (lavoro raggiungere, della macchina partecipando in alla campo durata e del sistemazione lavoro. È determinato delle con la seguente foglie relazione: in fascetti presso il centro aziendale) TA = TAV + TAS + TAC Prove ove II III IV TAV, tempo per voltate, è il tempo necessario per le voltate alla fine dei filari; Sup. raccolta (mq) TAS, tempo per rifornimenti 48 o scarichi, 48 è il tempo 48 richiesto per il rifornimento o lo scarico di materiali e prodotti durante il lavoro; Quantità raccolta TAC, (q) tempo di regolazione 5.4 o manutenzione, è il tempo impiegato per la manutenzione delle macchine durante il lavoro sul campo. È molto importante, Scarto (%) perché affidato all abilità 12 del trattorista, 18 garantisce n.d. la precisione e la qualità del lavoro. I prova: taratura Il tempo della operativo macchina (TO) è il tempo reale del lavoro, che risulta dalla somma del tempo Lo scarto è imputabile effettivo e del per tempo la maggior accessorio; parte a è frammenti quindi: TE di + fusto TA

24 Risultati (2) Raccolta meccanizzata Raccolta manuale Ore.minuti.secondi su ha (unica prova) II Prova III Prova IV Prova Media Tempo totale TO della macchina di raccolta - Sistemazione foglie Tempo totale

25 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Sarà necessario ridurre il tempo effettivo di sistemazione delle foglie di circa 3 volte e mezzo rispetto a quello attualmente impiegato (6 ore e 3 minuti). Obiettivo: sistemare, sulla macchina, le foglie in fascetti. si stima che con un cantiere di lavoro di 6 persone (2 trattoristi, 1 per la manutenzione e 3 per la sistemazione delle foglie) il tempo per la raccolta meccanizzata con relativa sistemazione in fascetti possa essere di circa 14 ore e 3 minuti. Il tempo così stimato può quindi essere competitivo con i tempi previsti dalla raccolta manuale con lo stesso cantiere di lavoro (12 ore e 14 minuti con 6 operai) I tempi per la manutenzione incidono per un terzo sul tempo operativo. Obiettivo: buona conoscenza della macchina i tempi di lavoro della macchina migliorano con l esperienza degli operatori in tutti i casi, a parità di tempi e quindi di costi, con la meccanizzazione della raccolta il lavoro degli operai appare sicuramente meno gravoso

26 Per gentile concessione Sig. Milito - ITAB

27 MANIFATTURE SIGARO TOSCANO Razionalizzazione della tecnica colturale per il tabacco Kentucky Programmazione irrigua (e irrigazione in deficit) Ottimizzazione della concimazione azotata

28 Sito sperimentale: Foiano della Chiana (AR) Suolo: limo-argilloso (25.6% sabbia, 39.7% limo, 34.7% argilla, 1.9% calcare, 8.1 ph, 1.3% sostanza organica,.12% N, 1. ds m -1 ECe) Materiale vegetale: Nicotiana tabacum L. tipo Kentucky, cultivar Foiano. Densità di impianto: 1 pianta/m 2 (1. m x 1. m) Data trapianto: 11 giugno 27 Cimatura: 21 agosto Data e tipo di raccolta: 18 settembre 27 raccolta delle foglie di fascia Irrigazione: a goccia, con programmazione irrigua Trattamenti di conc. azotata (N): N Trad: 18 kg N ha -1 N PCA: 12 kg N ha -1 Trattamenti irrigui: FI = irrigazione ottimale, (1% ETc) DI 5 = irrigazione in deficit convenzionale (5% ETc) distribuita uniformemente su entrambi i lati della fila ARI 5 = irrigazione in deficit (5% ETc) distribuita su un solo lato della fila, con il lato bagnato che cambia tra due irrigazioni successive

29 Produzione in foglie curate (t ha -1 ) Concimazione azotata (N) Peso medio Nitrati Nicotina TSNA foglie (mg kg -1 ) (% SS) (mg kg -1 ) Rese (t ha -1 ) 1.2 curate 1 (g).8 18 (tradizionale) (piano concimazione) N Trad N PCA Irrigazione (I).2 FI c FI ARI5 DI5 ARI b Trattamenti irrigui DI a Figura 1. Interazione Concimazione azotata x Irrigazione N NS per NS la produzione NS in foglie curate di NS fascia. Legenda: NS N trad, 18 kg N ha -1 ; N PCA, 12 kg N ha -1. La barra indica la I NS minima * differenza significativa NS a P.5. NS NS N x I * NS NS NS NS

30 Nitrati (% SS) Inizio fioritura (pianta non ancora cimata) P int =.86 N Trad N PCA Frequenza (%) Colore N Trad NPCA Colore FI ARI5 DI FI ARI5 DI5 Nitrati (% SS) Trattamenti irrigui Raccolta (27 gg, fascia) NS FI ARI5 DI5 Trattamenti irrigui N Trad N PCA Frequenza (%) Frequenza (%) Corpo N Trad NPCA Elasticità N Trad NPCA Corpo FI ARI5 DI Elasticità FI ARI5 DI Score Score

31 Considerazioni conclusive 1. Ridurre le dosi di concime azotato di un terzo è senz altro possibile in quanto non determina riduzioni di produzione e non incide negativamente su alcuni aspetti della qualità (caratteristiche intrinseche nicotina - ed estrinseche) 2. Ridurre i volumi irrigui del 5% e soprattutto in regime non convenzionale (ARI 5 ) è una opportunità che merita di essere approfondita

32 A. Irrigazione in deficit: la strategia di applicazione ARI 5 è da valutare B. Irrigazione: va suggerita la programmazione irrigua (software per la gestione dell irrigazione?) C. Irrigazione: metodo a goccia (maggiore efficienza, minori volumi, minori costi di esercizio dell irrigazione) D. Tipologia di raccolta: a pianta e a foglia? Meccanizzazione della raccolta del Burley: 1. con raccolta a pianta non ci sono problemi (metodi consolidati U.S.) 2. con raccolta a foglia bisogna pensare alla sistemazione delle foglie direttamente sulla macchina (da valutare l effettivo bacino di utenza, importante per l eventuale sviluppo di un prototipo)

33 Workshop La filiera del tabacco in Campania: ristrutturazione e/o riconversione La ricerca come motore per l innovazione l tecnologica, la sostenibilità e la competitività della filiera Portici, 26 febbraio 28 Facoltà di Agraria Università di Napoli Federico II Con il patrocinio di: Produzioni tabacchicole di qualità,, risparmio delle risorse e processi produttivi sostenibili M.I. Sifola Dipartimento di Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio Università di Napoli Federico II. Via Università 1, 855 Portici (Napoli). Tel ; sifola@unina.it