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Soluzioni al servizio-salvaguardia del territorio

Page history last edited by Fabio Penzo 13 years, 8 months ago

Monitoraggio dell'ambiente, della coltura e del terreno per una razionale gestione dell'irrigazione

Un esperienza Cilena di tecnica applicata per il controllo e la gestione, dell'irrigazione e della fertirrigazione.

 

Un esperienza della Facoltà di Scienze Agrarie dell'Univesrità di Talca in Cile, relativa ad un innovativa visione e impostazione tecnica applicata per migliorare la gestione delle colture, (Vite e Olivo) attraverso l'uso della tecnologia per il controllo e la gestione, dell'irrigazione e della fertirrigazione.

Questo, e non solo, è una sintesi di quanto è stato presentato al New Ag Conference di Barcellona 2009.
La conferenza della edizione 2009 ha affrontato temi attuali tra cui le bio-energie, le problematiche della registrazione REACH in Europa, i nuovi mezzi tecnici per la nutrizione e la difesa delle colture, le possibilità fornite dalla agricoltura di precisione, le innovazioni nel settore della distribuzione di fertilizzanti e fitofarmaci, i mezzi tecnici di difesa non convenzionali e alcune nuove strategie di applicazione dei fertilizzanti sulla base di conoscenze avanzate di fisiologia vegetale. 


Negli ultimi anni l'agricoltura ha avuto una crescente evoluzione sia dal punto di vista agronomico che da quello delle tecnologie applicate.
Il monitoraggio climatico viene sempre più applicato nell'attività agricola. Particolare rilevanza assumono quei sistemi di monitoraggio relativi alla situazione climatica aziendale, al grado di umidità del terreno e allo stato idrico della pianta, condizioni essenziali per una corretta gestione della nutrizione e dell'irrigazione.
Per le colture agrarie intensive, sia l'industria che la ricerca applicata hanno dedicato molte energie al fine di rendere sempre meno empiriche le valutazioni che i tecnici e gli agricoltori devono affrontare per la loro coltivazione.
L'obiettivo è coltivare con razionalità, al fine di ottenere prodotti con standard sempre più elevati dal punto di vista sia qualitativo che quantitativo, nonché sostenibili anche dal punto di vista ambientale.

Per le colture protette, tecnologie sempre più sofisticate sono già state sperimentate e successivamente applicate con risultati talvolta sorprendenti rispetto a sistemi tradizionali. Una delle colture arboree dove questa evoluzione ha avuto e continua ad avere uno sviluppo sempre più evidente è sicuramente il vigneto. Negli ultimi anni, vengono applicate queste tecniche legate all'irrigazione anche per l'olivo, che fino a non molto tempo fa era considerata una coltura che costituiva solo un reddito complementare dell'azienda agricola, spesso di limitata entità.

Strategie per il risparmio idrico. 
Il risparmio idrico assume sempre più un'importanza rilevante, in particolare per quelle aree dove le riserve idriche scarseggiano. Diversi sono stati i lavori presentati dalla Spagna e dal Cile. Per tali motivi il sistema d'irrigazione più diffuso è quello a goccia, poiché esso consente la massima efficienza di utilizzazione dell'acqua da parte delle colture.
Oltre all'impianto d'irrigazione adottato, un ruolo di fondamentale importanza può essere svolto dalla corretta gestione di un deficit idrico controllato. Molti lavori dimostrano che è possibile ottenere una buona produzione con elevati standard qualitativi, irrigando con apporti idrici che non corrispondono sempre al 100% dell'ETE (evapotraspirazione effettiva) della coltura.

 

Strumenti per il controllo dell'irrigazione 
In qualsiasi sistema di irrigazione e di controllo dell'apporto idrico non è possibile prescindere dall'applicazione di tecniche e sistemi in grado di monitorare lo stato idrico della coltura, del terreno e i principali dati climatici.
Tabella 1 - I principali dati di una stazione meteo sono i seguenti:

Temperatura e umidità

Velocità del vento

Direzione del vento

Radiazione solare

Pioggia

Foglia bagnata

Temperatura del terreno


Il controllo di queste variabili consente all'agronomo o all'azienda di avere la possibilità di elaborare la ET attraverso l'applicazione di modelli e formule che utilizzano parte di questi. Inoltre, per una corretta valutazione dell'andamento della coltura negli anni, è possibile creare un data base storico aziendale in grado di fornirci indicazioni oggettive su eventi climatici quali brinate, gelate etc.
Esistono numerosi tipi di strumenti e di centraline meteorologiche in grado di monitorare il clima e lo stato idrico della pianta che possono essere applicati su molte colture, tuttavia quelli che trovano un'applicazione pratica e una maggiore diffusione al momento sono essenzialmente la camera a pressione e il dendrometro.
Ma concentriamoci sulla misurazione ed il controllo dello stato idrico del terreno. Vi sono numerosi strumenti in grado di rilevare il livello di umidità, a partire dai tradizionali tensiometri, i quali però si sono rilevati poco pratici e precisi nella gestione e nella manutenzione.
Lo sviluppo della tecnologia ha portato all'impiego di proprietà elettriche per la lettura dell'umidità del suolo, e di conseguenza sono stati sviluppati sensori, che consentono di valutare l'umidità attraverso la resistenza elettrica che si viene a creare tra due elettrodi posti a distanza nota, avendo tuttavia una durata limitata di funzionamento nel tempo.
La misura può essere effettuata con due modi diversi quello TDR (Time Domain Reflectometry o Riflettometria nel Dominio del Tempo) e quello FDR (Frequency Domain Reflectometry o Riflettometria nel Dominio della Frequenza). La differenza consiste nel fatto che TDR misura il tempo di transito di un impulso lungo una sonda immersa nel suolo, mentre FDR esegue una misura di capacità o di impedenza di una sonda immersa nel terreno.
I sensori che usano questi metodi, se calibrati per bene, secondo il tipo di terreno in cui sono inseriti, eseguono misure accurate anche in terreni con problemi di salinità.


Sistemi integrati di monitoraggio clima, suolo, pianta. 
Tutti questi sensori appena descritti e i dati che da essi si possono ricavare forniscono un enorme aiuto nella gestione dell'irrigazione di una coltura, tuttavia il problema è spesso rappresentato dalla difficoltà di raccogliere questi dati in continuo e, contemporaneamente, di leggerli in un'unica schermata e in tempo reale. Inoltre, dovendo posizionare un certo numero di questi sensori in campo, risulta difficile poter mettere in comunicazione i sensori con il computer centrale attraverso cavi.
  A tal fine sono stati sviluppati sistemi integrati di rilevazione di dati provenienti da specifici sensori opportunamente posizionati in campo, i quali dati raccolti in continuo dai sensori, vengono trasmessi via radio a un'unità di ricezione collegata al computer, sul quale possono essere visualizzati in grafici di immediata lettura e interpretazione. Collegando poi il computer alla linea telefonica, è possibile scaricare e visualizzare i dati da uno o più computer in posizione remota. I dati raccolti possono essere analizzati in tempo reale, consentendo un controllo e una gestione accurata dell'irrigazione.
In questo sistema integrato di monitoraggio hanno una fondamentale importanza i dati raccolti dai sensori di umidità nel terreno. Per una coltura arborea, che presenta un apparato radicale più profondo rispetto alle orticole, è opportuno posizionare a diverse profondità da 2 a 3 sensori di umidità in una zona di terreno di tessitura simile a quella dell'intero appezzamento, o nel caso di terreni poco omogenei in più zone.
La lettura dell'umidità eseguita da questo tipo di sensori si basa sul contenuto percentuale di acqua nel terreno, pertanto sulla base dei valori di analisi della tessitura del terreno secondo la classificazione U.S.D.A. (United States Department of Agriculture), vengono fissati i valori teorici di capacità di campo e punto di appassimento.
Tabella 2: Gestione dell'irrigazione in un vigneto con irrigazione a goccia in Cile 

 

Testimone aziendale

Con gestione irrigazione

Q.tà di acqua applicata

2.586 mc/ha

1.333 mc/ha

Q.tà di acqua risparmiata

 

48,4%

WUE o Efficienza di utilizzo dell'acqua

6 kg/mc

11 kg/mc

Tabella 3: Gestione dell'irrigazione in un Oliveto con irrigazione a goccia in Cile 

 

Testimone aziendale

Con gestione irrigazione

Q.tà di acqua applicata

4.940 mc/ha

3.260 mc/ha

Q.tà di acqua risparmiata

 

34%

WUE o Efficienza di utilizzo dell'acqua

0,49 kg di Olio/mc

0,75 kg di Olio/mc

Conlusioni
 In conclusione, i sistemi integrati per il monitoraggio, illustrati finora, permettono di ottenere innumerevoli informazioni a partire da vari sensori, tensiometri, dendrometri, sensori TDR e FDR, contatori d'acqua, centraline meteorologiche, ecc..
Attraverso la raccolta e l'apprendimento di queste informazioni, l'irrigazione potrà essere gestita in maniera molto più accurata e razionale ottimizzando le produzioni dal punto di vista quantitativo e qualitativo e, aspetto non meno importante, permette di ottimizzare la gestione dell'acqua, con un conseguente risparmio di questa risorsa sempre più preziosa.

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