METODOLOGIE DI VALUTAZIONE DEI FABBISOGNI IRRIGUI A SCALA AZIENDALE E COMPRENSORIALE L'irrigazione degli agrumi nella Sicilia orientale: considerazioni sulla qualità delle acque degli invasi Alberto Continella Dipartimento di OrtoFloroArboricoltura e Tecnologie Agroalimentari Università degli Studi di Catania
Nel bacino del Mediterraneo il clima sta cambiando
Si prevede che da Aprile a Settembre dal 2000 al 2050, il clima si caratterizzerà per una diminuzione delle piogge del 20-25%. Anche durante la stagione invernale si pensa si assisterà ad un calo del 10-15 % delle piogge. La temperatura aumenterà di 2-2,75 C nelle aree interne e di circa 1,5 C nelle zone costiere (Ragab and Prudhomme, 2002). In diverse aree del Mediterraneo, le scarse precipitazioni e la carente disponibilità idrica sono, sin d ora, un fattore limitante. Il processo di desertificazione si sta diffondendo in molte regioni del Mediterraneo, rendendo queste aree molto sensibili al rifornimento idrico. In considerazione della sempre minore disponibilità delle risorse idriche per l agricoltura e l utilizzo di acque con elevati contenuti salini rende necessario l individuazione di tecniche agronomiche mirate ad affrontare i problemi connessi al loro uso.
Questi fenomeni prendono il nome di tropicalizzazione del Mediterraneo
EFFETTI DELLE ACQUE SALINE NELLE PIANTE A livello di intera pianta Sui tessuti ed a livello cellulare Stress osmotico Effetto tossico degli ioni Squilibrio nutrizionale Effetto combinato dei fattori precedenti
SALINITA DELL ACQUA DI PIANTA IRRIGAZIONE Stress osmotico TERRENO Stress tossico Stress nutrizionale Stress osmotico Accumulo di Sali Innalzamento del ph (alcalinizzazione) Stress tossico Peggioramento della EFFETTI EFFETTI struttura FISIOLOGICI MORFOLOGICI Stress nutrizionale Riduzione della permeabilità Aumento di FOGLIE - resistenza stomatica e res. flusso idrico Deterioramento Riduzione di della fertilità - fotosintesi, traspirazione e clorofilla Riduzione Alterazione di di - mobilità -dell acqua sintesi proteica e e attività dell assorbimento enzimatica idrico - scambi gassosi - attività microbica PIANTA Riduzione superficie e numero stomi Necrosi margini Filloptosi RADICI Riduzione sviluppo FIORI Riduzione numero e grandezza Cascola EFFETTI SULLA PRODUZIONE NEGATIVI Riduzione produzione e pezzatura Aumento fibrosità Riduzione conservabilità POSITIVI Pigmentazione frutti Aumento solidi solubili e zuccheri riduttori Miglioramento sapore
EFFETTI DELLE ACQUE SALINE NELLE PIANTE
Stress osmotico e stress tossico
Stress nutrizionale
Squilibrio nutrizionale
Salinità dell acqua La salinità si misura in termini di conducibilità elettrica (EC) Se la concentrazione salina è alta può provocare gravissime conseguenze sulla fertilità del terreno
irrigazione Sulla base della conducibilità elettrica (ECw) la salinità può essere valutata: ECw: µs/cm Bassa:<250 Media:250-750 Alta:750-2250 Molto alta:>2250 Idonea su tutti i terreni e le colture Idonea con moderato drenaggio Non utilizzabile in terreni con limitazioni di drenaggio e solo con piante con buona tolleranza Non idonea all irrigazione; utilizzabile occasionalmente su terreni con buona lisciviazione e piante molto tolleranti
Conduttivimetro misura ph and CE (μs/cm). Conversioni 1 mg/l = 1 ppm ds/m x 640 = ppm μs/cm x 0.64 = ppm μs/cm = μmho/cm
Sodium Absorption Ratio (SAR) un buon indice adottato per verificare l alcalinità dall acqua in relazione alla quantità di sodio è il S.A.R.( Sodium Absorption Ratio) che tiene conto dell effetto moderato dagli ioni Ca e Mg
irrigazione Il S.A.R. prevede le seguenti tipologie di acqua: Bassa:<4 Media:4-8 Alta:>8 H 2 O utilizzabile su quasi tutti i terreni Adattabile in funzione del terreno, clima e pianta Non utilizzabile sotto la maggioranza delle condizioni
Reduced hydraulic conductivity (Shainberg and Letey, 1984)
RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA Combinazione d innesto Modalità e frequenza d irrigazione Tipologia di suolo Condizioni climatiche
Nelle aree agrumicole italiane il portinnesto più utilizzato è: l arancio amaro, rustico, con buona affinità con molte varietà, tollerante al marciume radicale ma sensibile alla tristezza e pertanto non più indicato.
Tra le alternative più diffuse vi sono i citrange (ibridi intergenerici tra arancio dolce e Poncirus trifoliata)
Variabilità indotta dal portinnesto
Maas (1993) per gli agrumi ha riportato un valore soglia di 1,4 ds/m di ECe (sull estratto saturo) ed una pendenza del 13% che indica un calo percentuale della produzione all aumentare di 1 ds/m della salinità dell acqua
Produzione cumulata di arancio Valencia su limone rugoso (Boman, 2001) Produzione cumulata di pompelmo Ray Ruby su citrumelo (Boman, 2001)
Decremento del 34 e 54%. Secondo Maas la diminuzione dovrebbe essere del 9 e 27%. Temperatura >35 C Elevata cascola fisiologica
RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA Combinazione d innesto Modalità e frequenza d irrigazione Tipologia di suolo Condizioni climatiche
Importanza del portinnesto
Importanza del portinnesto Elevata tolleranza al mal secco poco produttiva Il frutto presenta un epicarpo molto spesso, poco succo ed essenza scarsa
Arancio Navel Citrange Troyer Clementine Mandarino Cleopatra
Arancio Navel Citrange Troyer Clementine Mandarino Cleopatra
Citrange Troyer Mandarino Cleopatra
Accumulo di Na + e Cl - in agrumi
net photosynthesis (μmol CO 2 /m 2 /sec) mean trend according to the USDA (re-elaborated) electrical conductivity in drainage water (ds/m) La tolleranza degli agrumi alla salinità è più alta di quanto si ritiene comunemente Continella et al., 2002
RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA Combinazione d innesto Modalità e frequenza d irrigazione Tipologia di suolo Condizioni climatiche
Influenza del metodo irriguo Acqua irrigua con valori di: Na: 0,37 g/l Cl: 0,31 g/l EC: 1860 µs/cm Elementi (% di s.s.) Irrigazione per aspersione sopra 1,5m K 0,75a 0,95b 0,82a Na Cl sotto 1,5m 0,37b 0,33b 0,10a 0,12a Modificato da Damigella et al., 1969 Irrigazione per sommersione sotto 1,5m 0,11a 0,13a sopra 1,5m 0,88a 0,11a 0,13a
le ustioni provocate dal funzionamento ad alta frequenza, malgrado l ottima qualità dell acqua (EC w = 0,6 ds/m)
uno spruzzatore sulle foglie bruciate
RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA Combinazione d innesto Modalità e frequenza d irrigazione Tipologia di suolo Condizioni climatiche
Influenza su marciumi radicali da Phytophtora
Influenza su marciumi radicali da Phytophtora
Lago di Lentini Lago Pozzillo Lago Ogliastro Consorzi di bonifica Caltagirone 7 Catania 9 Siracusa 10 Superficie agrumi attrezzata (ha) ~ 12.000 ~ 50.000 ~ 15.000 Superficie agrumi irrigata (ha) ~ 5.000 ~ 22.000 ~ 1.300
Lago di Lentini Lago Pozzillo Lago Ogliastro Invaso Conducibilità (μs/cm) Cl (mg/l) Na (mg/l) Lentini 978 84 93 Pozzilllo 1880 267 204 Ogliastro 2760 228 232 Traversa Contrasto 1910 263 203
Irrigazione a baffo
Effetti dell rrigazione a baffo
Irrigazione a goccia
Fabbisogno di lisciviazione LR = ECw / ECdw 100% ECw = conducibilità elettrica dell acqua di irrigazione ECdw = conducibilità elettrica dell acqua drenata in cui la riduzione di produzione sia del 100% Questo approccio implica che più l acqua è salina più elevati devono essere i volumi di adacquamento e maggiore è la quantità di sali somministrati! Ciò è particolarmente pericoloso in terreni con una buona frazione colloidale, a causa della azione del Na + che danneggia la struttura del suolo Un approccio più corretto sarebbe quello di monitorare la salinità nella rizosfera, somministrando solo i volumi d acqua in più necessari alla lisciviazione dei sali
Sostenibilità della coltura in presenza di acqua salina Determinate condizioni devono essere garantite: irrigare frequentemente per prevenire la concentrazione dei sali irrigare di notte per limitare la concentrazione dei sali in seguito alla traspirazione il terreno deve avere un buon drenaggio i sali dovrebbero essere lisciviati (piogge invernali!?) eseguire un piano di concimazione o fertirrigazione accurato
Miglioramento genetico
Miglioramento genetico
Miglioramento genetico