IRRIGAZIONE

Sistemi di irrigazione più utilizzati in orticoltura:

- aspersione

- microirrigazione (a goccia, a sorsi, a manichetta forata)

Manichetta forata

- infiltrazione laterale

- subirrigazione (metodi a canaletta, a tappetino, a flusso e riflusso)

1= vasca di accumulo della soluzione

2= pompa

3= circuiti d’irrigazione con elettrovalvole

4= tubazione di flusso e deflusso

5= bancale mobile

6= tubazione flessibile di raccordo al bancale

7= circuito per il controllo della soluzione Irrigazione a flusso e riflusso

Irrigazione a canalette

Irrigazione a tappetino capillare inclinato

0,5% pendenza

Tubo di distribuzione

Lente d’acqua durante l’allagamento

Recipiente di raccolta

Miscelatore di fertilizzanti

elettrovalvola

Vasca con pompa

Tappeto in fibra di vetro

Foglio- PE

Si assiste ad una riduzione dell’acqua disponibile ed al peggioramento della sua qualità.

La tendenza è di cercare di ridurre la quantità di acqua da usare, mantenendo costanti le rese e la qualità della produzione ( aumentare l’efficienza dell’acqua irrigua).

Due tecniche innovative sono:

-deficit irrigation: si irriga solo nelle fasi di massima sensibilità allo stress idrico, con quantità di acqua inferiori all’ET

- partial root zone drying: si irriga alternativamente solo la metà della zona radicale

Sensibilità allo stress idrico di alcune colture orticole

Sensibilità Periodo critico Min contenuto idrico

Solanacee media fioritura-allegagione 35% (-40-50 kPa)

Cucurbitacee medio-bassa fioritura-allegagione 45% (-40-60 kPa)

Brassicacee medio-alta formazione testa 50% (-25-40 kPa)

Fabbisogni idrici (m3/ha) del melone nelle diverse fasi della crescita in serra (Tesi,1994)

EMERGENZA FIORITURA

ALLEGAGIONE

INGROSSAMENTO

FRUTTI

INIZIO MATURAZIONE RACCOLTA

560 m3 1008 m3 882 m3 280 m3

SETTIMANE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

00

100

200

300

m3 /

ha

In generale, nell’irrigazione delle colture ortive conviene:

– ridurre gli apporti idrici nelle prime fasi dopo il trapianto o l’emergenza per facilitare l’approfondimento radicale

– irrigare a pioggia subito dopo il trapianto o l’emergenza (anche a scopo climatizzante)

– ridurre o sospendere le irrigazioni in prossimità della raccolta

Per la stima dell’evapotraspirazione in pieno campo non è sufficiente la determinazione della radiazione globale (come in serra), per la presenza di ventosità.

Si considera che:

ETR = Kc x ETP,

con Kc (coefficiente colturale) dipendente dalla specie, dalla fase del ciclo colturale e dalla località.

Nella Pianura Padana i valori giornalieri di ETP in primavera-estate vanno mediamente da 3 a 5 mm

Coefficienti colturali (Kc) per alcune colture orticole in diverso stadio di sviluppo (I n°: fino alla maturazione; II n°.: fase finale della coltura) ed in differenti condizioni climatiche

Carciofo 1,95-0,90 1,95-0,90 1,00-0,95 1,05-0,10

Carota 1,00-0,70 1,05-0,75 1,10-0,80 1,15-0,85

Cavoli 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0,90 1,10-0,95

Cipolla 0,95-0,75 0,95-0,75 1,05-0,80 1,10-0,85

Fagiolo 1,05-0,30 1,10-0,30 1,15-0,25 1,20-0,25

Lattuga 0,95-0,90 0,95-0,90 1,00-0,90 1,05-1,00

Melanzana 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0,85 1,10-0,90

Melone 0,95-0,65 0,95-0,65 1,00-0,75 1,05-0,75

Peperone 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0,85 1,10-0,90

Pisello 1,05-0,95 1,10-1,00 1,15-1,05 1,20-1,10

Pomodoro 1,00-0,45 1,05-0,45 1,10-0,45 1,15-0,45

0-5 5-8 0-5 5-8

Velocità vento (m/sec)

U.R. min > 70% U.R. min < 20%

Determinazione empirica del coefficiente colturale (Kc): rapporto tra la larghezza della coltura sulla fila e la distanza tra le file

Kc = A/B

B

A

B

A

Il volume di adacquamento (VA) deve essere pari all’ETR e deve tenere conto di:

– profondità delle radici (PR)

– densità apparente del terreno (DA)

– capacità idrica di campo (CIC, pF=2; 10 kPa)

– punto di appassimento (PA, pF=4; 1500 kPa)

– acqua disponibile (AD = CIC - PA)

– acqua facilmente disponibile (AFD = 30-60%)

– coefficiente di efficienza dell’irrigazione (Kei : 0.9-0.95 nella microirrigazione, 0.6-0.7 nell’irrigazione per aspersione, 0.4-0.5 nell’infiltrazione laterale)

– coefficiente di uniformità dell’irrigazione (Kui: 0.1-0.2)

– frazione di lisciviazione (LF)

VA (teorico) = PR x DA x AD x AFD x 104

Il volume di adacquamento effettivo (VAeff) tiene conto delle perdite:

Vaeff = VA x (1/Kei) x (1 + Kui) x (1 + LF)

Bilancio idrico:

D (deficit idrico, in mm) = (ETR - P),

ove P (mm) = pioggia

Un altro metodo valuta il momento dell’intervento irriguo mediante tensiometri: si irriga quando il potenziale idrico del terreno scende al di sotto di una determinata soglia (es. -20 -30 kPa; 1 kPa = 10 mbar).

Il valore soglia di tensione idrica andrebbe variato in relazione all’ETP.

IN GENERALE, CON L’IRRIGAZIONE:

• Ortaggi succulenti, turgidi, con scarsa fibrosità e sapori non molto pronunciati

• Accrescimento rapido ed uniforme

• Maggiori dimensioni e forma migliore

CON IRRIGAZIONE ABBONDANTE:

Scarsa sapidità (cipolla, pomodoro, melone, cavoli)

Minore contenuto in sostanza secca

Minore conservabilità e/o resistenza alla cottura (melone, patata)

Maggiore incidenza di malattie e fisiopatie

CON SCARSITA’ DI ACQUA:

Maggiore concentrazione di zuccheri (pomodoro, melone, melanzana, carota) ed amido (patata)

Maggiore concentrazione di acido ascorbico (pomodoro), carotene (carota), proteine (fagiolo)

Raccorciamento del ciclo colturale

CON SBALZI DI UMIDITA’ NEL TERRENO

SPACCATURE E DEFORMAZIONI DEGLI ORGANI EDULI (patata, carota, pomodoro, melone)

In POMODORO l’acqua leggermente salina (4,5 dS/m) per presenza di NaCl provoca:

minori rese e frutti più piccoli

aumento del contenuto di sostanza secca, zuccheri, acidità, ac. ascorbico, pigmenti

maggiore sapidità ed intensità di colore

STRESS IDRICI

ALTERAZIONI FISIOLOGICHE ALTERAZIONI MORFO-ANATOMICHE

- Minore fotosintesi - Cellule più piccole- Respirazione alterata - Pareti più spesse- Degradazione RNA - Lamine ridotte- Anticipo fase riproduttiva - Stomi più piccoli e numerosi- Anticipo senescenza - Palizzata del mesofillo più sviluppato - Tessuto lacunoso ridotto - Produzioni epidermiche lipidiche e cerose - Maggiore sviluppo tessuti meccanici - Riduzione accrescimento parte aerea

QUALITA’ DELL’ACQUA IRRIGUA

Classificazione delle acque irrigue secondo l’USDA (United States Department of Agriculture)

Classe d’uso ESP R.S. EC Boro Cloro Solfati % mg/l S/cm mg/l mg/l mg/l

da eccellente a buona < 60 < 700 < 500 < 0,5 < 177 < 900

da buona a dannosa 60-75 700-1200 500-3000 0,5-2,0 177-355 900-1920

dannosa per tutte le sp. > 75 > 2100 > 3000 > 2,0 > 355 > 1920

ESP= Exchangeable Sodium Percentage

R.S.= residuo salino o solidi disciolti totali

EC= conducibilità elettrica

CONCIMAZIONE

Bisogna considerare che frequentemente, nelle colture protette, si osservano sintomi di carenza dovuti più a squilibri nutritivi (spesso indotti da squilibri idrici o climatici) che a scarsa disponibilità degli elementi.

Per es., nei semenzai di pomodoro si manifestano spesso nel periodo invernale delle colorazioni violette dovute al ridotto assorbimento di P2O5 conseguente alle basse temperature ed alla deficienza di luce.

E’ sufficiente riscaldare il substrato a 15-18°C e/o illuminare artificialmente per vedere sparire i sintomi.

Negli ortaggi la composizione della sostanza secca varia in funzione della specie e della parte di pianta.

Considerando l’intera pianta, mediamente l’azoto è intorno al 2-4% della s.s., il fosforo allo 0,3-0,5% ed il potassio al 3-6%.

E’ fondamentale la determinazione delle asportazioni di elementi nutritivi da parte delle colture, in modo da concimare secondo il principio della restituzione in forma anticipata.

L’entità delle asportazioni varia a seconda delle specie, degli elementi nutritivi e dell’intensità colturale.

In particolare, il rendimento dell’unità di N, P2O5 e K2O diminuisce con l’aumentare dell’intensità colturale.

Asportazione degli elementi nutritivi in alcune colture ortive (kg/ha)

Resa (t/ha) N P2O5 K2O

Aglio 13 130 56 130Carciofo 14 80 45 115Carota 40 125 60 260Cavolfiore 30 200 75 225Cavolo verza 30 210 90 240Cetriolo 40 65 35 105Cipolla 30 90 45 90Cocomero 40 70 50 110Fragola 20 175 70 280Lattuga 25 60 20 125Melanzana 40 215 85 235Melone 30 130 55 180Patata 40 160 65 340Peperone 50 135 40 180Pisello 50 55 20 30Pomodoro 60 160 60 275Sedano 50 320 125 500

Spinacio 25 120 30 200

Asportazioni (kg/ha) del pomodoro in relazione all’intensità colturale (Bianco, Pimpini, 1990)

____________________________________________________________________

da industria 80 179 40 161 225 18

da mensa in pien’aria 60 136 55 232 339 36

da mensa in serra 125 450 75 900 550 120

200 675 165 1400 900 190

________________________________________________________Tipo di Resa N P2O5 K2O CaO MgO

coltura t/ha

In serra, la ripartizione degli organi della pianta è diversa rispetto al pieno campo.

Parte aerea/radici 60 37

Frutti/radici 42 20

Frutti/parte aerea 4 1,8

Serra Pien’aria

Es., in pomodoro:

Le cause di queste variazioni vanno ricercate nelle particolari condizioni pedoclimatiche e colturali della serra, come:

• accumulo di CO2 nel suolo

• apporto elevato di acqua

• perdita di struttura del suolo

• elevata salinità

• elevata densità colturale

• livelli di temperatura diversi rispetto all’esterno

Asp

ort a

z ion

e c u

mu l

ata

( kg /

ha)

0

50

100

150

200

250

300

350

K2ON

P2O5

50 70 90 110 130

Giorni dall’impianto

Asportazioni cumulate di azoto, fosforo e potassio in lattuga e patata

PATATALATTUGAA

spor

tazi

one

cum

ulat

a (k

g/ha

)

0

40

80

120

160

200

240

K2O

N

P2O5

Giorni dal trapianto

54 66 80 94 100

In generale, secondo il tipo di prodotto, si possono indicare i seguenti rapporti di concimazione:

Tipo di prodotto N P2O5 K2O____________________________________________________________________________________________________________________

Fiori 1 1 2

Foglie 1 1 1

Tuberi 1 1 1

Bulbi 1 1,5 2

Frutti 1 2 2

Leguminose 0 1 2

Nel periodo invernale, con luce scarsa e fotoperiodo breve, aumenta il fabbisogno in cationi (K, Ca, Mg) rispetto agli anioni (NO3, SO4, PO4).

Tra gli anioni, diminuisce di più il fabbisogno in NO3 rispetto a PO4 e SO4.

Tra i cationi, aumenta maggiormente il fabbisogno in K rispetto al Ca.

Il potassio va preferibilmente somministrato sotto forma di solfato, piuttosto che di cloruro, che innalza eccessivamente la salinità e può essere tollerato solo da poche colture (es. asparago, spinacio, carota).

Nell’effettuare la concimazione azotata di colture in serra allevate su substrati bisogna considerare che la nitrificazione è più lenta che in pieno campo, per cui è necessario ridurre opportunamente la somministrazione di N-NH4.

Relativamente alle modalità di concimazione, in orticoltura si fa largamente ricorso alla fertirrigazione ed all’impiego di concimi a lenta cessione od a lento effetto

Vantaggi della fertirrigazione: • modulazione della somministrazione di nutrienti in relazione alle esigenze delle colture

• aumento dell’efficienza del fertilizzante

• miglioramento qualitativo del prodotto, associato ad un maggiore valore igienico-nutrizionale

• distribuzione uniforme del concime solo in prossimità dell’apparato radicale

• maggiore frazionamento della concimazione azotata, con riduzione delle perdite e quindi dei quantitativi necessari (20-30%)

• minore impatto ambientale

• assenza di danni meccanici alla coltura e minore compattamento del terreno

• possibilità di concimare anche in condizioni di inagibilità del terreno ed in presenza della pacciamatura

• riduzione delle spese di manodopera per la distribuzione

CONCIMI A LENTO EFFETTO O A LENTA CESSIONE

Il lento rilascio di N può essere ottenuto mediante: 

· composti che liberano N molto lentamente (es. ureaformaldeide, crotonilidendiurea, isobutilendiurea…) ·  protezione dei granuli di concime con sostanze che ne ritardino la solubilizzazione (es. S, cere, resine…) ·  inibitori temporanei della nitrificazione nel terreno [3,4 DMPP (= 3,4 dimetilpirazolofosfato), piridine, cloroaniline…]

Vantaggi: 

- risparmio di manodopera (unica somministrazione all'impianto)- bassa salinità del terreno- riserva nel terreno di elementi utilizzabili dalle piante secondo necessità

Concimi a lenta cessione con rivestimento

Nutricote

Osmocote

NPKNPK NPK

H2O H2O

H2O H2O

Tipo 100 giorni Tipo 180 giorni Tipo 270 giorni

Liberazione mediante pressione osmotica della soluzione nutritiva

agenterivestimento

Concimazione di fondo integrata da concimazioni frazionate

Fertirrigazione

Concimi a lenta cessione

Ele

men

ti n

utri

tivi

Ele

men

ti n

utri

tivi

Ele

men

ti n

utri

tivi

intervallo ottimale

intervallo ottimale

intervallo ottimale

Periodo di coltura

Periodo di coltura

Periodo di coltura

LA PROBLEMATICA DEI NITRATI NEGLI ORTAGGI

Contenuto di nitrati (NO3 , mg/kg di sostanza fresca) nella parte edule di diverse specie orticole

BASSO (<500) MEDIO (500-1000) ALTO (>1000)

Pomodoro Carota Lattuga

Peperone Patata Valerianella

Melanzana Zucchino Spinacio

Melone Porro Bietola da orto

Cocomero Cima di rapa Bietola da costa

Cetriolo Cavolo verza Finocchio

Asparago Cavolo cappuccio Prezzemolo

Cipolla Cavolfiore Sedano

Cavolo di Bruxelles Indivia

Fagiolino Ravanello

Pisello

CICLO DEI NITRATI NELL’ORGANISMO UMANO (da Pommerening et alii, 1992)

Cibi

NO3

BoccaRiduzione microbica

NO2

Stomaco: ambiente acidoReazione con amine (derivanti per es. da formaggio)

Nitrosammine

Tratto intestinale – Assorbimento nel sangueReazione con emoglobina

Nitrosoemoglobina Reni

Eliminato

Ghiandole salivari

3,65 mg NO3/kg peso corporeo

0,06 mg NO2/kg peso corporeo (era 0,13 nel precedente

rapporto)

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (World Health Organization, WHO) la dose giornaliera accettabile è di:

Concentrazione massima di nitrati ammessa dal regolamento CE n°. 563/2002:

- spinacio fresco: 2500 ppm (dall’1/4 al 31/10) – 3000 ppm (dall’ 1/11 al 31/3)

- spinacio surgelato: 2000 ppm- lattuga (esclusa la Iceberg) : dall’ 1/4 al 30/9: 2500 ppm in pien’aria - 3500 ppm in coltura protettadall’ 1/10 al 31/3: 4000 ppm in pien’aria - 4500 ppm in coltura protetta

- lattuga tipo “Iceberg”: 2000 ppm in pien’aria – 2500 ppm in coltura protetta

Lattuga tipo ‘Iceberg’

ASSIMILAZIONE DELL’AZOTO

assorbimento

NO3- NO2

- NH3

nitrato riduttasi nitrito riduttasi

NO3- ext.;

NO3-/NH4 ext.;

pH; temperatura

Luce; temperatura;

CO2

fotosintesi carboidrati

respirazione

potere riducente

NADH

“scheletri” carboniosi

aminoacidi

Due ipotesi sull’accumulo dei nitrati nelle piante:

• Ipotesi dell’omeostasi: l’assorbimento è regolato, con meccanismo a feed-back negativo, dalla concentrazione interna di nitrato (pool di riserva). Quando la crescita è rallentata, pur riducendosi l’assorbimento, si ha accumulo di nitrati perchè il sistema di regolazione è lento.

• Ipotesi dell’osmoregolazione: la pianta mantiene il turgore cellulare accumulando soluti, prevalentemente d’origine fotosintetica (zuccheri, ac.organici), ma anche minerali, quali i nitrati. Con scarsa luminosità i nitrati si accumulano per svolgere un ruolo osmotico, sopperendo alla carenza di fotosintetati. Cloruri e solfati svolgono la stessa funzione del nitrato, in modo antagonista.