ACQUA, ARIA E TERRENO PREMESSA Gli impianti d irrigazione a goccia svolgono un ruolo fondamentale negli apporti irrigui alle colture. Se utilizzato correttamente permette un sano sviluppo della pianta ed un incremento delle produzioni in termini qualitativi e quantitativi. Questo tipo d impianto permette una gestione ottimale dell apporto idrico ed accoppiato con dispositivi che permettono di effettuare la fertirrigazione, consente una somministrazione mirata dei fertilizzanti con minori consumi ed una riduzione nell impiego di manodopera. CENNI AGRONOMICI L ACQUA E LA PIANTA Richiamiamo ora la funzione che l acqua ha nella vita della pianta che determina la necessità dell irrigazione. La fotosintesi e la traspirazione L acqua svolge un ruolo fondamentale per la vita delle strutture vegetali. Oltre a rappresentare circa l 85% del peso totale della pianta essa è necessaria per il fenomeno della fotosintesi, processo alla base della vita vegetale e animale. Attraverso il processo fotosintetico la pianta è in grado di trasformare l acqua e l anidride carbonica, utilizzando l energia della luce, in zucchero utilizzato per l accrescimento della pianta e per la produzione di frutti e liberando ossigeno nell aria. Essa riesce ad assorbire l anidride carbonica dell atmosfera solo se questa è sciolta in acqua, ecco perché la foglia ha sviluppato, nel suo interno grandi superfici coperte da un velo d acqua. Per questo motivo oltre il 90% dell acqua assorbita dalle radici viene dispersa nell aria per traspirazione dalle foglie. Se le disponibilità idriche diminuiscono la pianta è in grado di regolare la traspirazione chiudendo progressivamente gli stomi ossia le aperture presenti sulle foglie che mettono in comunicazione l atmosfera con l interno della foglia permettendo tutti gli scambi gassosi. Tale situazione riduce l assorbimento d anidride carbonica e quindi il processo fotosintetico. La pianta quindi rallenta la sua attività fino a fermare la sua crescita. In questa situazione essa sopravvive ma non è più produttiva. 1
L apparato radicale L apparato radicale, oltre ad ancorare al suolo la pianta, ha il compito di soddisfare le richieste d acqua e di sostanze nutritive delle foglie e dell intera pianta. L assorbimento avviene principalmente attraverso i peli radicali che dispongono di membrane semipermeabili che regolano il flusso idrico attraverso un meccanismo di tipo osmotico. Per effetto di questo processo, separando due soluzioni a diversa concentrazione salina con una membrana semipermeabile, si svilupperà un flusso d acqua da quella a minor concentrazione verso quella a maggiore concentrazione e tale flusso risulterà tanto più marcato quanto più ampia sarà la diversità di concentrazione delle due soluzioni. Nelle piante questo processo è dovuto alla differente concentrazione salina del terreno rispetto a quella dell apparato radicale. In condizioni di ottimale rifornimento idrico nel suolo la maggior concentrazione della soluzione salina all interno delle radici determina un processo di aspirazione d acqua dai pori del terreno più vicini ai peli radicali. Se il rifornimento idrico del terreno non viene mantenuto costante si innescherà un processo di progressivo innalzamento della concentrazione salina nel terreno (a causa dell evaporazione dell acqua e dell attività di traspirazione delle piante). In tal modo si riduce la capacità di captazione delle radici fino all interruzione completa del flusso, con la conseguente impossibilità della pianta di produrre sostanza secca e, se questa condizione si prolunga nel tempo, mettendo in pericolo la sopravvivenza stessa della pianta. Sebbene la capacità d assorbimento d acqua sia diversa da pianta a pianta, risulta evidente l importanza di assicurare alle radici un costante e corretto approvvigionamento idrico, con l utilizzo di un impianto d irrigazione ben calibrato e funzionante. L ACQUA ED IL TERRENO Salvo casi limite (idrocoltura o coltivazioni su substrati inerti) le radici assorbono acqua da quello che finora abbiamo comunemente chiamato terreno. Dobbiamo ora analizzare come sia composto il terreno e come questa diversa composizione interagisca con l acqua che in esso si muove. Definiamo, quindi, il terreno come un insieme di particelle d origine organica ed inorganica in mezzo o intorno alle quali si muove l aria, l acqua ed i sali in essa disciolti. Le particelle d origine organica sono quelle che attraverso continui processi di trasformazione chimica verso forme minerali più stabili, saranno la base 2
per la formazione degli elementi nutritivi della pianta, e concorrono alla formazione della struttura del terreno. Le particelle d origine inorganica quali la sabbia, il limo e l argilla definiscono la tessitura. Cominciamo a chiarire due concetti: la tessitura del terreno e la struttura di un terreno. La tessitura del terreno Definiamo la tessitura come la divisione delle parti solide del terreno in funzione della loro grandezza, ossia della loro granulometria. Possiamo così avere una suddivisione in: scheletro (particelle > di 2 mm, ghiaia, sassi, ciotoli. ) terra fina: sabbia grossa (tra 2 e 0,2 mm) sabbia fine (tra 0,2 e 0,02 mm) limo (tra 0,02 e 0,002 mm) argilla (< ai 0,002 mm) In base a questa classificazione si avranno terreni sabbiosi se prevale l elemento sabbia, argillosi se abbiamo una prevalenza in argilla e limosi se abbiamo una prevalenza di limo. Un terreno con una composizione in argilla = 20%, sabbia = 30-50% limo = 30-50% viene definito di medio impasto. La struttura del terreno Definiamo struttura del terreno la disposizione nello spazio delle 3
particelle che lo compongono ed il modo in cui esse vanno ad incastrarsi tra loro creando spazi vuoti più o meno ampi (pori) che saranno occupati dall acqua e dall aria presenti nel terreno. La tessitura e la struttura determinano un altra proprietà del terreno, la permeabilità, ossia la velocità con la quale esso si lascia attraversare dall acqua che risulta elevata per terreni ricchi di sabbia e che progressivamente diminuisce all aumentare del contenuto di limo ed argilla. Queste caratteristiche sono importanti ai fini irrigui perché concorrono a determinare il tipo d irrigazione, la sua frequenza, la sua durata e le modalità di movimento degli elementi nutritivi disciolti nell acqua. TERRA, ACQUA E ARIA Dopo queste definizioni torniamo ad analizzare il terreno come recipiente dal quale le piante traggono acqua ed elementi nutritivi. Dal punto di vista fisico esso è composto da una parte solida costituita da sabbia, argilla, limo nelle rispettive percentuali, da una parte liquida costituita dall acqua e dai sali in essa disciolti (soluzione circolante) e da una parte gassosa (aria e gas prodotti da fenomeni biochimici). In funzione della quantità di acqua presente nel terreno avremo queste condizioni: riempimento di tutti gli spazi vuoti del terreno da parte della soluzione circolante, che determinerà la saturazione e sarà indicata come Capacita idrica massima. In queste condizioni se l apporto d acqua continua, il terreno non è più in grado di trattenerla ed essa si perde verso gli strati più profondi. Un periodo prolungato con il terreno in questa situazione può creare fenomeni d asfissia radicale; equilibrio tra parti liquide e gassose nel terreno: quando l acqua in eccesso è percolata verso gli strati più profondi per effetto della gravità, quella che resta è disponibile per la pianta e la presenza di spazi vuoti occupati dall aria permette la respirazione delle radici che sono degli organismi viventi. Tale condizione è ottimale per la vita della pianta e viene definita come Capacità idrica di Campo; riduzione della quantità di soluzione circolante presente nel terreno dovuta all evaporazione e alla traspirazione. Le piante sono costrette ad un lavoro sempre maggiore per estrarre l acqua dal terreno fino al punto in cui le forze che trattengono l acqua nel terreno, non ne permettono più l assorbimento da parte della radice. Questa condizione viene detta di stress visibile. Tale livello d umidità nel terreno viene definito Punto d appassimento. 4
Terreno saturo Terreno alla capacità di campo Terreno al punto di appassimento La frazione d acqua contenuta fra la capacità idrica di campo ed il punto di appassimento rappresenta la cosiddetta Acqua disponibile. Alla luce di quanto sopra si può quindi affermare che l acqua è un elemento mobile nel terreno ed essa sarà trattenuta dalle particelle del terreno con una forza crescente quanto minore è il suo contenuto. CONCLUSIONI Il terreno quindi con la sua tessitura e struttura costituisce il serbatoio dal quale la pianta assorbe l acqua e gli elementi nutritivi in essa disciolti. L acqua nei pori del terreno viene trattenuta da esso con una forza che aumenta al diminuire della sua quantità. Fino a quando la pianta riesce ad esercitare una forza maggiore rispetto alla forza esercitata dal terreno nel trattenere l acqua, questa verrà assorbita dalla pianta, fino al limite in cui le due forze saranno uguali ed il processo si ferma. La continua variazione del contenuto di umidità nel terreno influenza la concentrazione della soluzione circolante nel terreno ed il lavoro che la pianta è costretta a fare per assorbire l acqua. Un impianto d irrigazione a goccia permette di mantenere costantemente l umidità del terreno a livelli ottimali per la pianta, minimizzando il lavoro che essa deve compiere per assorbirla, consentendo quindi durante il giorno, lo svolgimento dell attività fotosintetica nelle migliori condizioni. 5