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IRRIGAZIONE Sistemi di irrigazione più utilizzati in orticoltura:

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1 IRRIGAZIONE Sistemi di irrigazione più utilizzati in orticoltura:
- aspersione microirrigazione (a goccia, a sorsi, a manichetta forata) infiltrazione laterale subirrigazione (metodi a canaletta, a tappetino, a flusso e riflusso) Manichetta forata

2 Irrigazione 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

3 Irrigazione a tappetino capillare inclinato
Tubo di distribuzione Lente d’acqua durante l’allagamento Tappeto in fibra di vetro Foglio- PE Recipiente di raccolta 0,5% pendenza Miscelatore di fertilizzanti Vasca con pompa elettrovalvola Irrigazione a tappetino capillare inclinato

4 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

5 Sensibilità allo stress idrico di alcune colture orticole
Sensibilità Periodo critico Min contenuto idrico Solanacee media fioritura-allegagione % (-40-50 kPa) Cucurbitacee medio-bassa fioritura-allegagione % (-40-60 kPa) Brassicacee medio-alta formazione testa % (-25-40 kPa)

6 Fabbisogni idrici (m3/ha) del melone nelle diverse fasi della crescita in serra (Tesi,1994)
FIORITURA ALLEGAGIONE INGROSSAMENTO FRUTTI INIZIO MATURAZIONE EMERGENZA RACCOLTA SETTIMANE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 300 200 m3/ha 100 560 m3 1008 m3 882 m3 280 m3

7 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

8 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

9 U.R. min > 70% U.R. min < 20%
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 U.R. min > 70% U.R. min < 20% Velocità vento (m/sec) Carciofo 1,95-0,90 1,95-0,90 1,00-0, ,05-0,10 Carota 1,00-0,70 1,05-0,75 1,10-0, ,15-0,85 Cavoli 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0, ,10-0,95 Cipolla 0,95-0,75 0,95-0,75 1,05-0, ,10-0,85 Fagiolo 1,05-0,30 1,10-0,30 1,15-0, ,20-0,25 Lattuga 0,95-0,90 0,95-0,90 1,00-0, ,05-1,00 Melanzana 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0, ,10-0,90 Melone 0,95-0,65 0,95-0,65 1,00-0, ,05-0,75 Peperone 0,95-0,80 1,00-0,85 1,05-0, ,10-0,90 Pisello 1,05-0,95 1,10-1,00 1,15-1, ,20-1,10 Pomodoro 1,00-0,45 1,05-0,45 1,10-0, ,15-0,45

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

11 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 : nella microirrigazione, nell’irrigazione per aspersione, nell’infiltrazione laterale) coefficiente di uniformità dell’irrigazione (Kui: ) frazione di lisciviazione (LF)

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

13 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.

14 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

15 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

16 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

17 CON SBALZI DI UMIDITA’ NEL TERRENO
SPACCATURE E DEFORMAZIONI DEGLI ORGANI EDULI (patata, carota, pomodoro, melone)

18 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

19

20 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 < < < < 0, < < 900 da buona a dannosa ,5-2, dannosa per tutte le sp. > > > > 2, > > 1920 ESP= Exchangeable Sodium Percentage R.S.= residuo salino o solidi disciolti totali EC= conducibilità elettrica

21 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.

22 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%.

23 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.

24 Asportazione degli elementi nutritivi in alcune colture ortive (kg/ha)
Resa (t/ha) N P2O K2O Aglio Carciofo Carota Cavolfiore Cavolo verza Cetriolo Cipolla Cocomero Fragola Lattuga Melanzana Melone Patata Peperone Pisello Pomodoro Sedano Spinacio

25 Asportazioni (kg/ha) del pomodoro in relazione all’intensità colturale (Bianco, Pimpini, 1990)
________________________________________________________Tipo di Resa N P2O K2O CaO MgO coltura t/ha ____________________________________________________________________ da industria da mensa in pien’aria da mensa in serra

26 In serra, la ripartizione degli organi della pianta è diversa rispetto al pieno campo.
Es., in pomodoro: Serra Pien’aria Parte aerea/radici Frutti/radici Frutti/parte aerea ,8

27 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

28 Asportazioni cumulate di azoto, fosforo e potassio in lattuga e patata
240 LATTUGA PATATA 350 200 300 K2O 250 160 200 K2O N 120 Asportazione cumulata (kg/ha) N Asportazione cumulata (kg/ha) 150 80 100 P2O5 P2O5 40 50 54 66 80 94 100 50 70 90 110 130 Giorni dall’impianto Giorni dal trapianto Asportazioni cumulate di azoto, fosforo e potassio in lattuga e patata

29 In generale, secondo il tipo di prodotto, si possono indicare i seguenti rapporti di concimazione:
Tipo di prodotto N P2O K2O ____________________________________________________________________________________________________________________ Fiori Foglie Tuberi Bulbi ,5 2 Frutti Leguminose

30 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.

31 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. 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).

32 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

33 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

34 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

35 Concimi a lenta cessione con rivestimento
H2O H2O NPK NPK NPK Osmocote H2O H2O Tipo 100 giorni Tipo 180 giorni Tipo 270 giorni rivestimento agente Liberazione mediante pressione osmotica della soluzione nutritiva Nutricote Concimi a lenta cessione con rivestimento

36 Concimazione di fondo integrata da concimazioni frazionate
intervallo ottimale Elementi nutritivi Concimazione di fondo integrata da concimazioni frazionate Periodo di coltura intervallo ottimale Elementi nutritivi Fertirrigazione Periodo di coltura Elementi nutritivi intervallo ottimale Concimi a lenta cessione Periodo di coltura

37 LA PROBLEMATICA DEI NITRATI NEGLI ORTAGGI

38 BASSO (<500) MEDIO (500-1000) ALTO (>1000)
Contenuto di nitrati (NO3 , mg/kg di sostanza fresca) nella parte edule di diverse specie orticole BASSO (<500) MEDIO ( ) 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

39 CICLO DEI NITRATI NELL’ORGANISMO UMANO (da Pommerening et alii, 1992)
Cibi NO3 Riduzione microbica Bocca Ghiandole salivari NO2 Reazione con amine (derivanti per es. da formaggio) Stomaco: ambiente acido Nitrosammine Tratto intestinale – Assorbimento nel sangue Reazione con emoglobina Reni Nitrosoemoglobina Eliminato

40 Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (World Health Organization, WHO) la dose giornaliera accettabile è di: 3,65 mg NO3/kg peso corporeo 0,06 mg NO2/kg peso corporeo (era 0,13 nel precedente rapporto)

41 Concentrazione massima di nitrati ammessa dal regolamento CE n°
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: ppm - lattuga (esclusa la Iceberg) : dall’ 1/4 al 30/9: ppm in pien’aria ppm in coltura protetta dall’ 1/10 al 31/3: 4000 ppm in pien’aria ppm in coltura protetta - lattuga tipo “Iceberg”: 2000 ppm in pien’aria – 2500 ppm in coltura protetta Lattuga tipo ‘Iceberg’

42 ASSIMILAZIONE DELL’AZOTO
fotosintesi carboidrati “scheletri” carboniosi Luce; temperatura; CO2 respirazione potere riducente aminoacidi NO3- ext.; NO3-/NH4 ext.; pH; temperatura NADH assorbimento NO3- NO2- NH3 nitrato riduttasi nitrito riduttasi

43 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.


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