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Una precisa pianificazione dell´irrigazione è importante in quanto:
- Un uso troppo scarso così come troppo abbondante di acqua ha un effetto negativo sul rendimento e sulla salute della pianta, così come sull´ambiente.
- L'umidità del suolo ha una grande influenza tanto nella disponibilità quanto nell´assorbimento di sostanze nutrienti.
- Ogni uso di acqua genera costi.
Attraverso la pianificazione dell´irrigazione si otterranno benefici, come:
- Maggior rendimento
- Migliore qualità
- Risparmio di costi e risorse.
Le uniche condizioni necessarie sono:
- Uno studio preciso della frequenza di irrigazione
- Uno studio preciso della quantità di acqua da utilizzare
Esempio: Effetto del potenziale idrico sul rendimento di una coltivazione di lamponi
Dabei gibt es verschiedene Ansätze, die im Anschluß an einige Hintergrundinformationen kurz vorgestellt werden.
Terreno e acqua nel terreno
l suolo si compone di particelle, minerali e organiche, e di pori i quali sono pieni di acqua o di aria. In base al terreno, al tipo di granulato, alla struttura, alla densità e al contenuto di materia organica, varia notevolmente la porosità del terreno e, di conseguenza, la capacità di trattenere acqua. Nei suoli minerali, la porosità varia approssimativamente tra il 40 e il 60 %, nel caso di substrati la porosità del terreno può arrivare fino al 90%.
L'acqua è trattenuta con maggior forza nel suolo quanto minore è il diametro dei pori. La tensione o "forza" con la quale l´acqua è trattenuta dal terreno si chiama potenziale idrico del suolo.
Si chiama capacità idrica di campo la quantità totale di acqua che un suolo può accumulare contro la forza di gravità (contenuto di acqua con un potenziale idrico di 60 hPa o pF 1,8). È´ nota come acqua utile (o capacità disponibile) la differenza tra la capienza del terreno e l´acqua che si trova nel sottosuolo, che non può essere utilizzata per le coltivazioni (acqua morta – punto di appassimento). L´acqua utile si definisce anche come la quantità di acqua che è trattenuta nel suolo con una tensione, o forza, tra 60 hPa (pF 1,8) e 15000 hPa (pF 4,2).
In virtù di quanto descritto sopra, la capacità disponibile di acqua varia notevolmente tra diversi tipi di suolo. Per esempio, la quantità di acqua utile in un suolo sabbioso è compresa tra il 5 e il 15 % del totale assoluto di acqua presente nel suolo, mentre in un suolo argilloso è compresa tra il 30 e il 50 %.
Metodi per la progettazione dell'irrigazione
A- Misurazione del potenziale idrico del suolo
Attraverso questo procedimento si misura la tensione con la quale l´acqua è trattenuta dal suolo (potenziale idrico). Questo metodo fornisce informazioni sulla forza che una pianta deve applicare per riuscire a estrarre l´acqua dal suolo, ma, tuttavia, non offre informazioni sul contenuto assoluto di acqua nel suolo. Le unità di misura più comuni per determinare il potenziale idrico sono l'etto pascal (1 hPa = 1mbar) e il centibar (1 centibar = 10 hPa/ mbar).
La misura del potenziale idrico del suolo è il metodo più utilizzato per la pianificazione dell´irrigazione. È possibile utilizzare i valori ricavati da questa misurazione per differenti tipi di suolo, vale a dire, che ha importanza secondaria il suolo in cui è presa la misura. Un potenziale idrico di 150 hPa, per esempio, fornisce le stesse informazioni in suoli sabbiosi come in suoli argillosi. Esistono dei valori ottimali di riferimento per tutte le principali colture e fasi di sviluppo delle stesse, validi per ogni tipo di terreno. Per ottenere risultati migliori, è consigliato realizzare due misurazioni a differenti profondità, in tre punti distinti dell´unità da irrigare.
Gli strumenti utilizzati per la misurazione del potenziale idrico del suolo sono i tensiometri e i sensori Watermark. Il tensiometro offre un risultato molto preciso anche in suolo molto umido ed è adatto per ogni tipo di coltivazione, specialmente in quelle con sistema d'irrigazione a goccia.
azzurro – troppo umido; verde – livello di umidità ottimale; arancione/rosso – troppo secco
Una buona pianificazione dell'irrigazione implica una condizione ottimale di umidità del terreno e la disponibilità di sostanze nutritive nella zona principale delle radici, senza perdite dovute alla filtrazione.
B - Misurazione del contenuto volumetrico di acqua nel suolo
Questo metodo, attraverso l´utilizzo di strumenti, calcola il contenuto volumetrico di acqua nel suolo (inclusa l´acqua non utilizzabile dalla pianta o acqua morta); però, tuttavia, non fornisce informazioni sul potenziale idrico del suolo. Le unità di misura utilizzate più comuni sono il Vol.% o mm di acqua per litro o per m³ di suolo.
I valori delle misurazioni volumetriche non possono essere attribuiti a tipi di suolo differenti. Per esempio, un suolo sabbioso con un contenuto di acqua pari al 30% avrà un livello di acqua superiore alla capacità disponibile (potenziale idrico approssimativo di 10 hPa o pF 1,0), al contrario un suolo limoso, con lo stesso contenuto di acqua, mostrerà un potenziale idrico approssimativo di 300 hPa o pF2,5. Un suolo argilloso con un contenuto di acqua del 30 % si troverebbe vicino al suo punto di appassinmento (potenziale idrico approssimativo di 15000 hPa o pF 4, 2).
TDR Fieldscout e i sensori ECH2O sono strumenti che misurano il contenuto volumetrico di acqua nel suolo. La misurazione realizzata attraverso questi strumenti è ideale per calcolare quanta acqua si può somministrare a ogni irrigazione.
C - Misurazione del potenziale idrico della foglia e del tronco
Con questo procedimento si misura direttamente il potenziale idrico della foglia e dello stelo (tensione dell´acqua dello xilema in una pianta), utilizzando una camera a pressione di tipo Scholander. Pertanto la decisione di irrigazione è basata su dati della pianta non, del suolo.
Questo metodo fornisce informazioni sullo stato idrico di una pianta e, di conseguenza, sulla disponibilità di acqua nell´area delle radici. Le unità di misura utilizzate sono il mega pascal (MPa) e il bar (1 MPa = 10 bar).
I valori ottenuti dalle misurazioni con una camera Scholander possono essere attribuiti a suoli di tipi differenti. Esistono valori di riferimento ottimali soprattutto per gli alberi e le viti. Tale procedimento è, però, notevolmente laborioso e non può essere automatizzato.
- lo xilema di una pianta si trova sempre sotto pressione.
- quando si esegue un taglio, il flusso di acqua è interrotto e si confina nella foglia.
D - Bilancio idrico - climatico
Il bilancio idrico climatico, anche noto come metodo di Geisenheim, è un tipo di misurazione indiretta. In base ai dati ambientali, l´evapotraspirazione potenziale (= traspirazione della pianta + evaporazione del suolo sottostante) è calcolata per una specifica area e periodo (formula di Penman-Monteith). In una seconda fase, il valore ottenuto è corretto da un fattore empirico KC (determinato dal tipo e dallo stato di sviluppo della coltivazione) e si sottraggono le eventuali precipitazioni registrate.
Il bilancio idrico climatico produce informazioni sulla diminuzione d'acqua in mm in un determinato periodo. Il calcolo deve essere eseguito su una definita area. Esistono fattori di correzione KC per la maggior parte delle coltivazioni e fasi di sviluppo; alcuni modelli delle stazioni metereologiche iMeteos a nostra disposizione servono per il calcolo del bilancio idrico – climatico.
Esempio: 