IRRIGAZIONE

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. 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. 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 contenutoidrico Solanacee media fioritura-allegagione 35% (-40-50 kPa) Cucurbitaceemedio-bassa fioritura-allegagione 45% (-40-60 kPa) Brassicacee medio-alta formazione testa 50% (-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 0 0

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. 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) 0-5 5-8 0-5 5-8 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

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 : 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)

12. VA (teorico) = PR x DA x AD x AFD x 104Il 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

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 < 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

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’interapianta, 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 P2O5 K2O Aglio 13 130 56 130 Carciofo 14 80 45 115 Carota 40 125 60 260 Cavolfiore 30 200 75 225 Cavolo verza 30 210 90 240 Cetriolo 40 65 35 105 Cipolla 30 90 45 90 Cocomero 40 70 50 110 Fragola 20 175 70 280 Lattuga 25 60 20 125 Melanzana 40 215 85 235 Melone 30 130 55 180 Patata 40 160 65 340 Peperone 50 135 40 180 Pisello 50 55 20 30 Pomodoro 60 160 60 275 Sedano 50 320 125 500 Spinacio 25 120 30 200

25. Asportazioni (kg/ha) del pomodoro in relazione all’intensità colturale (Bianco, Pimpini, 1990) ________________________________________________________Tipo di Resa N P2O5 K2O CaO MgO colturat/ha ____________________________________________________________________ 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

26. In serra, la ripartizione degli organi della pianta è diversa rispetto al pieno campo. Es., in pomodoro: SerraPien’aria Parte aerea/radici 60 37 Frutti/radici 42 20 Frutti/parte aerea 4 1,8

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. 240 LATTUGA PATATA 350 200 300 K2O 250 160 200 K2O N Asportazione cumulata (kg/ha) 120 N Asportazione cumulata (kg/ha) 150 80 100 P2O5 P2O5 40 50 0 0 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 P2O5 K2O ____________________________________________________________________________________________________________________ Fiori 1 1 2 Foglie 1 1 1 Tuberi 1 1 1 Bulbi 1 1,5 2 Frutti 1 2 2 Leguminose0 1 2

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. 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. 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. 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

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°. 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 ppmin pien’aria - 3500 ppmin coltura protettadall’ 1/10 al 31/3:4000 ppmin pien’aria - 4500 ppmin coltura protetta- lattuga tipo “Iceberg”: 2000 ppmin pien’aria – 2500 ppmin 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.