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Prof. Bruno Marangoni Dipartimento di Colture Arboree Universita di Bologna Prof. Bruno Marangoni Dipartimento di Colture Arboree Universita di Bologna.

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1 Prof. Bruno Marangoni Dipartimento di Colture Arboree Universita di Bologna Prof. Bruno Marangoni Dipartimento di Colture Arboree Universita di Bologna

2 FATTORI DELLA PRODUZIONE NATURALIARTIFICIALI Clima Condizioni topografiche Terreno Lavoro Concimazioni organiche Piante coltivate Concimi minerali Correttivi e ammendanti Macchine Irrigazione e drenaggio Sistemazioni e lavorazioni del terreno Tecniche di semina e piantagione, diserbo, potatura, avvicendamento, consociazione, forzatura, raccolta Difesa dalle avversità biotiche e abiotiche Conservazione e condizionamento in azienda

3 Area (milioni di ettari)Suolo Energia radiante Luce: fotoperiodo composizione dello spettro intensità Umidità Vento: velocità frequenza raffiche direzione Nebbia Precipitazioni: pioggia, nevischio, neve, grandine, rugiada Composizione dellatmosfera: CO 2 inquinamento Caratteristiche fisiche Umidità: quantità disponibilità Temperatura: gradienti con la profondità pH Composizione dellatmosfera del terreno: rapporto CO 2 /O 2 ELEMENTI NATURALI DELLAMBIENTE DELLE PIANTE

4 Energia radiante Precipitazioni Tecnica colturale Irrigazione e drenaggio Regime idrico Presenza di O 2 Disponibilità nutritive Sostanza organica Processi biologici Fertilizzazione Clima Fotosintesi Attività Veget.Prod.

5 CONCIMAZIONE I parametri per impostare un corretto programma di fertilizzazione sono: Caratteristiche del terreno (ANALISI DEL TERRENO) Stato nutrizionale della pianta (ANALISI FOGLIARE) Esigenze della pianta in funzione delle fasi fenologiche Densità di impianto Tecniche di gestione del suolo Bilancio nutrizionale del frutteto (apporti/asportazioni) La fertirrigazione è una tecnica che permette di somministrare gli elementi nutritivi localizzandoli, attraverso lacqua di irrigazione, in una zona del terreno interessata dalla gran parte delle radici.

6 PARAMETRI AGRONOMICI PARAMETRI DI BASE PARAMETRI SPECIFICI Umidità pH Salinità Sostanza organica Macroelemneti della fertilità (N, P, K) Altri elementi (Ca, Mg, Fe..) Semi di piante infestanti Fisici (densità, porosità…) Idrologici (ritenzione idrica, acqua disponibile, porosità libera…) Capacità di scambio cationico Potere tampone Potere repressivo Elementi in forma solubile

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9 ASSORBIMENTO E APPARATO RADICALE ASSORBIMENTO TIPO DI SUOLO DISPONIBILITA DI NUTRIENTI E ACQUA EFFICIENZA RADICI ATTIVITA RADICI ED ESCRETI RADICALI STRUTTURA APPARATO RADICALE VOLUME TOTALE SUPERFICIE CONTATTO DISTRIBUZIONE DENSITA DINAMICA DELLA CRESCITA ATTIVITA METABOLICA ETA

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14 Diverso assorbimento di elementi nutritivi in rapporto al pH

15 GESTIONE DELLA NUTRIZIONE Caratteristiche del suolo Disponibilità di N (N-NO 3 - e N-NH 4 + ) Asportazioni della specie nel corso della stagione Carica produttiva Stato nutrizionale dellalbero (analisi fogliare e visiva)

16 ANALISI CHIMICO-FISICA DEL TERRENO 0-30 cm30-60 cm Sabbia (2,00-0,05 mm)%18 Limo (0,05-0,002 mm) %5049 Argilla (<0,002 mm) %3233 pH (in H 2 O) % Sostanza Organica% Azoto Totale (N) % Fosforo ass. (P) ppm1814 Potassio sc. (K) ppm Calcio sc. (Ca) ppm Magnesio sc. (Mg) ppm Capacità di scambio cationicomeq/100g

17 ELEMENTI ASPORTATI DALLE DIVERSE SPECIE FRUTTICOLE NP2O5P2O5 K2OK2O MELO60 – – 150 PERO – – 150 PESCO100 – – – 150 ACTINIDIA – – 150 VITE – 170

18 VARIAZIONI DI CONCENTRAZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI NEI TESSUTI SANI DELLE PIANTE

19 MELO PERO kg dellelemento rimosso N P2O5P2O5P2O5P2O5 K2OK2OK2OK2O CaOMgO ELEMENTI MINERALI RIMOSSI DAI FRUTTI (50T) Da Tagliavini et al. 1998

20 CICLO INTERNO DELLAZOTO Radici, fusto, branche, germogli foglie AUTUNNO PRIMAVERA AssorbimentoRetraslocazione Rimobilizzazione ESTATEINVERNO Assorbimento

21 BILANCIO DELLAZOTO FONTE Atmosferico NH 4 + adsorbito Acqua dirrigazione Sostanza organica Fertilizzanti RISERVE NH 4 + adsorbito Microbico ASSORBIMENTO Foglie Legno di potatura Strutture legnose Frutti PERDITE Percolazione Volatilizzazione

22 AZOTO ASPORTATO DAL FRUTTETO Fino al diradamento10 % * 150 = 15 kg/ha Maggio – agosto65 % * 150 = 98 kg/ha Fine agosto - settembre25 % * 150 = 37 kg/ha

23 DISPONIBILITA DI N NEL SUOLO N-NO 3 - (ppm) Volume del suolo (0.8 m; 2 m) Peso specifico apparente ( ) Disponibilità di N kg /ha X

24 1 ppm = 6 kg/ha N 10 ppm = 60 kg/ha N 20 ppm = 120 kg/ha N N-NO 3 - nella soluzione del suolo 5 volte inferiore 10 ppm = 12 kg/ha N STIMA DELLN-NO 3 - NEL SUOLO

25 Caratteristiche pedologiche Classe di attitudine Molto adatto Moderatamente adatto Non adatto Profondità utile alle radici (cm) > < 40 DrenaggioBuonomoderatoImperfetto, lento,molto lento TessituraMedia, moderatamente fine, mod. grossolana Media, grossolana, fineMolto fine, con caratteri vertici (crepe profonde quando il suolo è asciutto) Reazione (pH) <5.4 >8.8 Calcare attivo (%)< >15 Salinità (mS/cm)<22-3>3 CRITERI PER INDIVIDUARE IL LIVELLO ATTITUDINALE DEL SUOLO PER LA COLTIVAZIONE DELLE POMACEE

26 FUNZIONI DEI PRINCIPALI ELEMENTI NELLA PIANTA N Aminoacidi, proteine, acido nucleico, nucleotidi, clorofilla e coenzimi K Enzimi, aminoacidi, sintesi delle proteine. Apertura e chiusura stomi P Formazione di energia, acidi nucleici, enzimi, fosfolipidi, enzimi. Ca Pareti cellulari, permeabilità di membrana, cofattore degli enzimi FeSintesi della clorofilla, citocromo, nitrogenasi

27 OBIETTIVI DELLA FERTILIZZAZZIONE Costante e regolare produzione Migliore qualità dei frutti (colore, sapore, conservabilità, suscettibilità a patogeni e insetti) Salvaguardia ambientale

28 COMPORTAMENTO DI N, P, K IN UN TERRENO ARGILLOSO E SABBIOSO N PK N PK PK NN PK N PK PK N

29 Sincronizzare le esigenze nutrizionali e la disponibilità di nutrienti Monitoraggio disponibilità Conoscenze dinamica asportazioni Flessibili modalità di somministrazione (fertirrigazione – concimazione fogliare)

30 Tradizionale Concimi granulari distribuiti al suolo; Fogliare Applicazione dei concimi, sottoforma di spray, direttamente sulla chioma Distribuzione dei nutrienti disciolti nellacqua dirrigazione: dosi minori (maggiore efficienza) dosi proporzionate alle esigenze dellalbero (apporti frequenti) Fertirrigazione

31 I concimi vengono distribuiti lungo il filare nei diversi periodi dellanno secondo le esigenze degli alberi Inizio aprile Fine maggio Fine giugno Inizio settembre Perfosfato triplo + Nitrato ammonico Nitrato ammonico Solfato di potassio Nitrato di potassio + Nitrato di magnesio e Urea CONCIMAZIONE TRADIZIONALE

32 NUTRIZIONE CONVENZIONALE Inizio di settembre Inizio di aprile Fine di maggio Fine di giugno Fosfato triplo + nitrato di ammonio Nitrato di ammonio Solfato di potassio Nitrato di potassio + nitrato di magnesio e urea I fertilizzanti sono distribuiti sulla fila MELO

33 PIANO DI FERTILIZZAZIONE TRADIZIONALE (27 t/ha) DataFase N (kg/ha) P 2 O 5 (kg/ha) K 2 O (Kg/ha) MgO (kg/ha) 130/3Caduta petali /5Diradamento /8Post-raccolta35000 Totale

34 VANTAGGI DELLA FERTIRRIGAZIONE Distribuzione dei nutrienti nel volume di suolo a maggiore densità radicale Migliore mobilità dei nutrienti come il K e il P che solitamente sono adsorbiti dalle argille Migliore efficienza del fertilizzante e conseguente minore dose di applicazione Distribuzione di piccole dosi con minore rischio di lisciviazione (es. N) Migliore equilibrio vegeto-produttivo e più precoce entrata in produzione

35 Controllo dosi, pH e conducibilità delle soluzioni nei diversi settori Centralina computerizzata MICROIRRIGAZIONE EROGATORI A 40 cm PORTATA = 2,2 L/h CENTRALE COMPUTERIZZATA PER FERTIRRIGAZIONE

36 DiradamentoRaccolta kg ha -1 N P2O5P2O5 K2OK2O MgO Caduta petali Piano di fertirrigazione per il pesco

37 MESE Quantità (kg/ha) N P2O5P2O5P2O5P2O5 K2OK2OK2OK2OMgO Aprile2(2)12(2)00 Maggio10(4)7(1)8(1)9(2) Giugno15(3)034(2)7(1) Luglio13(3)029(2)9(3) Post-raccolta5(1)+F014(1)0 TOTALE PIANO DI FERTIRRIGAZIONE PERO

38 TrattamentoProduzione (kg/albero) Peso del frutto (g) Numero di frutti/albero 1998 Convenzionale Convenzionale Fertirrigazione Fertirrigazione PERO cv. CONFERENCE /BA29

39 mg N/albero/giorno apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott mg N-NO 3 /kg terreno Confronto tra lN apportato mediante fertirrigazione (mg N/albero/giorno) e la disponibilità di N-NO 3 - nel terreno (1999) (mg N/albero/giorno) e la disponibilità di N-NO 3 - nel terreno (1999)

40 CONCENTRAZIONE DELLO IONE NO 3 - NELLA SOLUZIONE DEL SUOLO NEL CORSO DEL 1999 a b b b b b b b a a a a a a b ab a a a b b apr14-apr 29-apr 28-mag 18-giu 08-lug30-lug 26-ago 16-set 06-ott ppm NO 3 - NO 3 - *** ** * *** ** * Concimazione tradizionale Fertirrigazione100% Fertirrigazione 50% (N, P, K, Mg)

41 Fert. 50 % N, K, Mg Fert. 100 % N, P, K, Mg

42 SOLUBILITÀ IN ACQUA DI ALCUNI FERTILIZZANTI (KG/M 3 ) Fertilizzante Fosfato mono-ammonico Fosfato bi-ammonico Nitrato ammonico Nitrato di calcio Sulfato di ammonio Urea Cloruro di potassio Nitrato di potassio Sulfato di potassio Fosfato mono-calcico Acido fosforico Bar.Yosef, 91 Temperatura (°C)

43 FERTILIZZAZIONE FOGLIARE Rapido effetto Effetto limitato nel tempo Difficile assorbimento attraverso la cuticola fogliare Rimedio allinsolubilità di nutrienti nel suolo Limitato apporto (10 gN/l) esistono casi sperimentali di concentrazioni di urea fino al 10% Limitata rimobilizzazione dei nutrienti

44 TRATTAMENTI FOGLIARI Macro e micro nutrienti Stress ? amminoacidi acidi umici vitamine carboidrati Deficienza Assorbimento radicale ostacolato Somministrazioni di post raccolta COSAQUANDO

45 Pomacee Tecnica molto diffusa. Strategia nutrizionale utile per ridurre fisio e fitopatie da conservazione. Drupacee Tecnica in forte aumento. Limitate informazioni sperimentali (1994:Caldesi 2000 e Stark RedGold).

46 Lanalisi eseguita in estate su foglie mature è: affidabile per valutare lo stato nutrizionale dellalbero Diagnostica eseguita in primavera su foglie giovani poco utile per guidare la fertilizzazione nellanno in corso

47 2,00 - 2,45 0,14 - 0,20 0,80 - 1,50 1,10 - 1,90 0,35 - 0,50 Diagnostica fogliare: indici di riferimento proposti per lEmilia-Romagna (Abate Fetel) Elementi (% s.s.) Caduta petali 1 1 : foglie della lamburda vegetativa N P K Ca Mg 2,80 - 3,40 0,30 - 0,40 1,60 - 2,20 0,70 - 1,10 0,25 - 0,40 1,95 - 2,70 0,16 - 0,22 1,25 - 2,00 0,90 - 1,70 0,30 - 0,60 Allegagione Estate

48 GESTIONE DEL SUOLO FILA & INTERFILA Diserbo Lavorazione Inerbimento permanente o temporaneo (sovescio)

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50 Particolare di interfilare subito dopo linterramento della biomassa trinciata e lasciata disidratare in campo A pochi anni dalla semina la composizione del cotico erboso si arricchisce di essenze spontanee, principalmente graminacee Marangoni, 2001

51 BIOMASSA (S.S.) PRODOTTA ANNUALMENTE DALLERBAIO DA SOVESCIO E DAL PRATO sovescioprato t/ha S=21.7 S=30.0

52 NPKCaMg Sovescio Inerbimento* kg/ha MACROELEMENTI NELLA BIOMASSA SFALCIATA (MEDIA 1995/97) * media della concentrazione rilevata nei vari sfalci

53 Sovescio 14,00,70,20,10,2 Inerbimento 7,80,60,30,20,1 FeMnZnCuB kg/ha MICROELEMENTI NELLA BIOMASSA SFALCIATA (MEDIA 1995/97) * media della concentrazione rilevata nei vari sfalci

54 '99/94 Inerbimento 1,271,591,60 1,591,621, ,7 ** Lavorazione 1,611,471,45 1,50 1, ,3 * Sovescio 1,411,651,55 1,531,551,49 + 5,7 n.s. VARIAZIONE DEL CONTENUTO DI SOSTANZA ORGANICA NELLO STRATO DI TERRENO 5-30 CM ( ) Sostanza organica (%)

55 LAVORAZIONESOVESCIOINERBIMENTO Inverno '95/96 Estate '96 Inverno '96/97 (kg/albero) a a a a a b bc b VEGETAZIONE ASPORTATA CON LA POTATURA (1995/97)

56 PRODUZIONE inerbimento lavorazione sovescio t/ha a a a b b b 8,7 9,8 13,1 31,2 34,0 26,3

57 PesoDiametroCRSRAT (g)(cm)(%) meq/l Lavorazione163,867,279,0 11,1 91,5 Sovescio163,867,179,7 10,5 96,6 Inerbimento165,365,083,1 11,6 99,4 QUALITÀ DEI FRUTTI 1999

58 FebbraioMaggioGiugnoAgostoSettembreOttobre mg N/kg InerbimentoSovescioLavorazione N-NO 3 NEL TERRENO (1995) bb a b a a b aa b a a b a a

59 Il prato ha contenuto lo sviluppo vegetativo e la produzione, ma non ha interferito sulla qualità dei frutti; Sia il prato che il sovescio possono facilitare lassorbimento degli elementi nutritivi da parte degli alberi ma non sostituire gli apporti di fertilizzanti; La copertura vegetale, soprattutto quella permanente, ha efficacemente regolato la disponibilità di nitrati nel terreno;

60 Il calo di produttività nel sovescio può essere superato alternando, negli anni, miscugli di specie diverse; La lavorazione ha confermato leffetto negativo sul contenuto di S.O. nel terreno; Prato e sovescio possiedono capacità ammendante ma da soli richiederebbero tempi lunghi per elevare il contenuto di S.O.

61 Sovescio26677 Inerbimento32778 Peso frescoPeso seccoUmidità t/ha % PESO FRESCO, PESO SECCO E UMIDITÀ DELLA BIOMASSA SFALCIATA (MEDIA 1995/97)

62 IRRIGAZIONE PER ASPERSIONE soprachioma sottochioma MICROPORTATA DI EROGAZIONE microspruzzo microtubi goccia SUBIRRIGAZIONE

63 LIRRIGAZIONE E IL MEZZO TECNICO CHE INFLUENZA MAGGIORMENTE QUANTITA E QUALITA DELLE PRODUZIONI AGRICOLE Definizione dei consumi idrici ottimali (da un punto di vista agronomico) nelle diverse fasi del ciclo. es. colture orto-frutticole con leggeri stress idrici durante la maturazione aumento della serbevolezza e delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali (zuccheri, vitamine,…)

64 Eccessi idrici sono negativi per: fertilità chimica del suolo: dilavamento cationi ed azoto e trasporto al di sotto della zona esplorata dalle radici inquinamento da nitrati nelle falde, fertilità fisica: deflocculazione argille distruzione struttura riduzione porosità e capacità di ritenzione idrica (acqua disponibile) fertilità biologica: predominano i microbi anaerobici denitrificazione, sviluppo composti tossici (H 2 S, NH 4,….); condizioni favorevoli per patogeni terricoli

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67 IRRIGAZIONE PER SCORRIMENTO

68 IRRIGAZIONE PER INFILTRAZIONE LATERALE

69 SUBIRRIGAZIONE Vantaggi ampie superfici coltivate senza tare assenza di investimenti in materiale di irrigazione assenza erosione superficiale non bagna la parte aerea della pianta nessuna influenza del vento bassa manodopera facilità di automazione Svantaggi praticabile solo su terreni con falda non profonda o orizzonti superficiali impermeabili elevati volumi (> fino al 50% rispetto aspersione) lunghi orari di adacquamento possibilità di occlusione dei dreni

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71 FORME DI ALLEVAMENTO

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76 SPINDELBUSCHPIRAMIDE

77 SUPER SPINDLESLENDER SPINDLE

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80 FUSETTO

81 ALTA DENSITA DI IMPIANTO x 0.80 = piante/ha 3 x 0.50 = 6667 piante/ha

82 Golden Delicious allevata con asse centrale alto Cima di un Fusetto di Pink Lady

83 Spindler Y modificato

84 Meleto brasiliano

85 Le forme di allevamento più adottate per il pero sono la palmetta, il fusetto e altre forme adatte a impianti ad alta densità Spindler Y modificato

86 CLOROSI SU PERO

87 PERO AD ALTA DENSITA DI IMPIANTO

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91 Vaso prima (a) e dopo (b) la potatura invernale. (a) (b) Vasetto ritardato

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94 COLTURE FUORI SUOLO La coltivazione fuori suolo è una tecnologia basata sullallevamento delle piante in una soluzione nutritiva con o senza luso di substrato (perlite, vermiculite, lana di roccia, torba….) La coltivazione fuori suolo è una tecnologia basata sullallevamento delle piante in una soluzione nutritiva con o senza luso di substrato (perlite, vermiculite, lana di roccia, torba….) I sistemi fuori suolo svincolano la pianta dal terreno permettendo di ridurre i problemi ad esso connessi (salinità, fisiopatie…) e migliorando in controllo sulle condizioni di crescita delle piante. I sistemi fuori suolo svincolano la pianta dal terreno permettendo di ridurre i problemi ad esso connessi (salinità, fisiopatie…) e migliorando in controllo sulle condizioni di crescita delle piante. INCREMENTO DELLA QUALITA E DELLA PRODUTTIVITA.

95 SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UN IMPIANTO FUORI SUOLO

96 Rappresentazione schematica di un sistema biorigenerativo

97 Vantaggi e svantaggi dei principali sistemi fuori suolo a ciclo chiuso

98 Basilico su lapillo in canalette Pomodoro ciliegino coltivato in vasi riempiti con fibra di cocco e fertirrigati a goccia

99 Piante di gerbera coltivate in sacchi e fertirrigate a goccia Stelle di natale coltivate in bancali con la tecnica del flusso e riflusso

100 La percentuale di CO 2 dellarie viene arricchita attraverso manichette forate poste in prossimità della coltura

101 Sistema di filtri e pompe per gestire la soluzione nutritiva Centralina elettronica per il controllo automatico del clima in serra

102 La sfogliatura favorisce la maturazione dei palchi più bassi

103 Piantine di lattuga coltivate con il sistema Porous Tube plant nutrient delivery system in condizioni di microgravità simulata.

104 Sezione trasversale di un modulo di crescita del sistema Porous Tube plant nutrient delivery system

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