Transcript Come fa una pianta ad assorbire acqua?

Presentazione personale
Studi: laurea in Scienze Agrarie
Lavoro: come tecnico alla Confederazione
Italiana Agricoltori di Livorno – sede di
Venturina
 Irrigazione
gestione dell'irrigazione (cellulari) con ARSIA
Azioni divuldative finanziate dalla Provincia
 pubblicazioni tecniche
 seminari scientifici
 www.irri.it
Presentazione degli alunni
Studi effettuati in merito all’irrigazione
Esperienze personali su irrigazione
(nell’azienda di famiglia o altro)
Aspettative rispetto al progetto di formazione
PilotaCoN
Presentazione del corso
•
Obiettivi del corso
–
Utilizzo del metodo del bilancio idrico per la gestione
dell'irrigazione
–
Calcolo dell'efficienza degli impianti irrigui
–
Uso del software VeProLG
–
Formulazione della miscela per la fertirrigazione
–
Costruzione di:
•
Moduli di rilievo in campo
•
Report
•
Articoli
•
Pagina Web
•
Organizzazione di incontri tecnici
Obiettivo della lezione odierna
Conoscerci
Importanza dell’acqua per la vita delle piante
Acqua come fattore produttivo
Gestione dell'irrigazione con il bilancio idrico
Efficienza degli impianti irrigui
Importanza dell’acqua per la
pianta
 Elemento costitutivo
 Determina il turgore e la forma della pianta e dei
propri organi
 Importante composto che entra in molti processi
biochimici della pianta
 Trasporto di nutritivi
 Regolatore termico
 Fattore produttivo
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come fa una pianta ad
assorbire acqua?
Come funziona il meccanismo
di apertura e chiusura degli
stomi?
Quali sono i fattori che fanno
chiudere gli stomi?
Effetti del deficit idrico sulla
produzione
Conclusione
 Un buon rifornimento di acqua alla pianta non solo
è importante per le funzioni che questa riveste
 Uno stress idrico
 impedisce l’ingresso di anidride carbonica nella foglia, il
processo fotosintetico e pertanto determina una
diminuzione di produzione.
 Diminuzione dell’espansione fogliare e della produzione
 Diminuzione dell’assorbimento dei nutritivi e una minore
produzione
 Una corretta gestione dell’irrigazione significa
evitare gli stress idirici e evitare gli sprechi di
acqua.
Gestione razionale
dell'irrigazione


Metodi empirici
Metodi che si basano sul bilancio idrico:
entrate - uscite

Terreno come contenitore di acqua

Gli apporti di acqua


Piogge

Irrigazione

Risalita di falda
Le perdite

Evapotraspirazione

Inefficienze
Interazioni acqua suolo terreno
Gestione razionale
dell'irrigazione

Il terreno come contenitore d'acqua

Caratteristiche del contenitore/terreno

Caratteristiche dell'acqua nel terreno

Frazioni di acqua nel terreno

Reazioni delle piante nei confronti di varie
frazioni di acqua nel terreno
quanta acqua riesce a
contenere il suolo?
Modello suolo = spugna
Il terreno è più simile
ad una spugna che
a un contenitore
come illustrato nella
figura precedente,
matrice solida, spazi
vuoti di diverse
dimensioni.
Modello suolo = esperimento
con la spugna (1)
 Disporre di una
quantità di acqua nota
 Riempire di acqua la
spugna posta su un
recipiente fino a che
questa non inizia a
gocciolare
 Lasciarla gocciolare in
un recipiente fino a che
non termina di
gocciolare
 Misurare l’acqua
gocciolata
Modello suolo = esperimento
con la spugna (2)
Strizzare la spugna
con la mano e
raccogliere l’acqua
in un recipiente
Misurare l’acqua che
è fuoriuscita dalla
spugna in seguito al
gocciolamento
Modello suolo = esperimento
con la spugna (3)
 la spugna rimane
ancora bagnata (al
tatto)
 La quantità di acqua
che è rimasta nella
spugna è la differenza
tra l'acqua che abbiamo
introdotto – quella
gocciolata – quella
estratta.
Modello suolo = esperimento
con la spugna (4)
 spiegazione:
 l'acqua che gocciola
riesce a fuoriuscire per
azione della gravità
 l'acqua che rimane
viene trattenuta per
azione delle forze di
adesione (capillarità)
 ma questa si riesce ad
estrarre applicando una
pressione
Modello suolo = esperimento
con la spugna (5)
 L'acqua che rimane
dopo l'applicazione
della pressione è
trattenuta da forze di
adesione molto forti
che è difficile estrarre:
si può estrarre
essiccando la spugna
all'aria.
 Parallelismo con il
suolo e il terreno
Terreno in condizioni di
saturazione
condizione del
terreno dopo
un'abbondante
pioggia. l'acqua
contenuta negli
spazi più grossi
percola verso il
basso rapidamente.
Terreno in condizioni di
capacità di campo
 Condizione del terreno
dopo che tutta l’acqua
gravitazionale si sia
allontanata in seguito al
drenaggio.
 Questa è la condizione
che dovrebbe avere il
terreno dopo
un’irrigazione eseguita
correttamente
Terreno in condizioni di punto
di appassimento permanente
condizione del
terreno dopo che la
pianta ha estratto
tutta l'acqua
possibile = punto di
appasimento
permanente
Nella pratica
dell’irrigazione
conviene aspettare
fino a che il terreno
si asciughi così?
Acqua disponibile per le piante
Ritensione idrica del suolo
Analogia spugna/terreno
 Dopo un’abbondante pioggia il terreno è tutto saturo di
acqua: non c’ è aria
 In seguito dal terreno fuoriesce acqua per azione della
gravità (acqua gravitazionale) : il terreno si dice alla
Capacità Idrica di Campo
 Rimane nel terreno acqua trattenuta nei capillari che può
essere utilizzata dalle piante fino a che la pianta non
appassisce irreversibilmente (acqua capillare), Il terreno si
dice al Punto di Appassimento Permanente
 Nel suolo in quel momento c’è ancora dell’acqua ma è
trattenuta dalle particelle di terreno così fortemente che le
piante non riescono ad estrarla. (acqua di adesione)
Contenuto idrico del suolo
Evoluzione del contenuto idrico del
suolo in assenza di piogge e
irrigazione
Suolo saturo di acqua
(dopo abbondante
pioggia)
Capacità idrica di
campo (CIC)
Punto di
appassimento
permanente
Irreversibile (PAP)
Caratteristica delle colture e Acqua facilmente
diponibile
 Per evitare che secchino le piante queste devono essere
irrigate non al Punto di Appassimento Permanente ma al
Punto Critico.
 Al disopra di questo punto la pianta assorbe facilmente
acqua e non subisce stress dovuto a carenza
 Al di sotto di questo punto la pianta pur non appassendo
subisce delle mancate produzioni
 Il contenuto idrico tra capacità di campo e punto critico si
chiama Acqua Facilmente Utilizzabile.
 Con l’irrigazione del terreno dovremmo mantenere il
contenuto idrico tra la capacità di campo e il punto critico.
Acqua facilmente disponibile
Punto Critico
Evoluzione del contenuto idrico
di un suolo irrigato
Punto di
appassimento
permanente
Capacità idrica
di campo
Evapotraspiraz.
Volume irriguo
Irrigazione
Punto Critico
L’acqua prontamente disponibile è una %
dell’acqua disponibile e tale percentuale dipende
dalla capacità della pianta a sopportare lo stress
idrico
Irrigazione
e/o piogge
Capacità di
campo
Punto di
appassimento
permanente
Acq
ua
disp
onibi
le
per
la
coltu
ra
Acqua
facilmente
disponibile
Acqua non
disponibile per
la coltura
Punto
critico
Consumo
idrico da
parte delle
colture (ETE)
Acqua utile al punto critico
Considerazioni preliminari al calcolo
del volume di acqua da distribuire
 Il calcolo del volume di
un solido regolare è
dato dalla superficie
moltiplicato per
l’altezza.
 Nel nostro caso il
volume del terreno da
irrigare sarà la
superficie da irrigare
per la profondità dello
strato da irrigare
Profondità del recipiente/suolo
• Per calcolare il volume di
acqua da distribuire è
necessario conoscere la
profondità delle radici.
• Considerare la parte di suolo
nella quale sono concentrate la
maggior parte delle radici
• Nell’esempio la maggior parte
delle radici è concentrata nel
50% della profondità. Quello è
lo strato da bagnare durante
l’irrigazione.
Profondità delle radici
Esercizio (1)
 Dobbiamo eseguire un’irrigazione in un giardino di
700 metri quadri
 Calcolare il volume d’irrigazione, in metri cubi,
considerando che:
 Per il tipo di terreno di questo giardino l’acqua disponibile
è il 18% del volume del terreno.
 Per la tipologia di piante da irrigare l’acqua prontamente
disponibile è il 70% dell’acqua disponibile, la profondità
delle radici di tali piante è 45 cm.
Esercizio (2)
 Prima calcolare il volume di terreno che sarà la
superficie da irrigare per la profondità delle radici
 L’acqua disponibile sarà una percentuale del
volume del terreno (il 18%)
 L’acqua prontamente disponibile che corrisponde al
volume d’irrigazione, è una percentuale dell’acqua
disponibile (70%).
Esercizio (3)
Calcolare il volume di terreno = 700 X
0,45 = 315 metri cubi
Calcolare il volume di acqua disponibile
= 315 X 0,18 = 56,7
Calcolare il volume di acqua
prontamente disponibile = 56,7 X 0,7 =
39,69
Il volume d’irrigazione è di metri cubi
39,69. A quanti litri corrispondono?
Unità di misure: Cos’è un
millimetro ?
L’acqua viene espressa in millimetri
Quanto è un millimetro di acqua in
un metro quadro?
Quanto è un millimetro di acqua ad
ettaro espresso in litri?
Quanto è un millimetro di acqua ad
ettaro espresso in metri cubi?
La tessitura del terreno
(composizione granulometrica del
terreno) (calssific. ISSS)
Scheletro = particelle > di 2 mm.
Sabbia = particelle tra 2 e 0.02 mm
Limo = particelle tra 0.02 mm e 0.002
mm
Argilla = particelle < 0.002 mm
La tessitura del terreno
Comportamento dell’acqua in
relazione alla tessitura
Contenuto di acqua nel terreno a
seconda della tessitura
Contenuto di acqua nel terreno a
seconda della tessitura
Contenuto di acqua nel terreno a
seconda della tessitura
Contenuto di terra e varie tipologie di acqua in suoli
di diversa tessitura
Franco –
Franco – Franco –
Sabbioso sabbioso Franco
Matrice solida
Argilloso limoso
Argilloso
62,0%
57,0%
53,0%
51,0%
49,0%
47,0%
6,6%
9,0%
14,0%
17,5%
19,5%
21,2%
8,0%
12,0%
17,0%
19,0%
21,0%
23,0%
23,4%
22,0%
16,0%
12,5%
10,5%
8,8%
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Acqua al punto di
appassimento
permanente
Acqua disponibile
per le piante
Acqua
gravitazionale
Controllo (somma)
Esempio di analisi del terreno
Calcolo del volume d’irrigazione
Esercizio n° 2 (1/3)
Calcolare il volume d’irrigazione
in m3 e in mm per un
appezzamento di 2000 metri
quadri di superficie, coltivato a
pomodoro in pieno sviluppo,
considerando che il terreno ha il
60% di sabbia e il 10 % di argilla
Esercizio n° 2 (2/2)
 Prima dobbiamo calcolare il volume di terreno da
irrigare: 2000 X 0.30 = 600 M3
 Ora dobbiamo trovare la tessitura del terreno con il
diagramma triangolare: Tessitura = franco-sabbiosa
 Da tabella l’acqua disponibile in un terreno franco
sabbioso è il 12%
 Da tabella per il pomodoro si verifica il punto critico
quando è rimasta il 60% dell’acqua utile.
 Ora abbiamo tutti i dati per applicare la formula del
volume irriguo
Esercizio n° 2 (3/3)
Volume d’irrigazione = 600 X 0.12 X (1-0.6)
Volume d’irrigazione = 600 X 0.12 X 0.4 = 28.8
Pari a 14.4 litri a m2 = 14.4 mm.
m3
Ogni quanto irrigare?
il turno
Per sapere ogni quanto irrigare è necessario
conoscere ogni quanto si svuota il recipiente
terreno
Il fenomeno di consumo idrico da parte delle
colture e del terreno si chiama
evapotraspirazione
Il turno irriguo = ogni quanti
giorni va eseguita l’irrigazione
 Il terreno è come un recipiente
d’ acqua che si svuota
periodicamente, noi lo
riempiano con l’irrigazione
 Se questo recipiente è
riempito di acqua fino alla
linea rossa
 Si svuota di una tacca ogni
giorno
 Al quinto giorno è
completamente svuotato
 Quindi dovremo riempirlo ogni
5 giorni
 Il turno irriguo in questo caso
è5
Turno = Volume irriguo/ETE
giornaliera espressa in mm.
Il turno è ogni quanti giorni si deve eseguire
un irrigazione
Se conosciamo il ritmo con il quale una
coltura consuma l’acqua contenuta nel
terreno facilmente disponibile per la pianta
possiamo facilmente ricavare il turno.
L’acqua facilmente disponibile per la pianta
contenuta nel suolo = al volume d’irrigazione.
Fattori che influenzano
l'evapotraspirazione
Fattori che influenzano
l’evapotraspirazione
Temperatura
Umidità dell’aria
Vento
Radiazione solare
Tipologia di Piante
 Olivo
 Girasole
Metodi per misurare
l’evapotraspirazione (1)
Evaporimetro di classe A
Per conoscere
l’evapotraspirazione
effettiva (ETE) della
coltura, l’evaporato
va moltiplicato per
dei coefficienti che
trasformano quello
che evapora dalla
vasca a quello che
consuma la coltura.
Concetto di evapotraspirazione
potenziale e effettiva(ET0 e ETE)
ET0 è l’evapotraspirazione di una coltura
standard e serve per capire quanta acqua
consumano le colture:
L’ET0 è l’evapotraspirazione di una festuca
(graminacea) alta 10 cm. e ben rifornita di
acqua.
L’ETE è l’effettivo consumo delle colture
 Ad esempio ET0 di un determinato giorno può essere 4.2
mm/giorno e quello del pomodoro = 5 mm/giorno
Tra l’ET0 e l’ETE c’è sempre proporzionalità
Metodi per misurare
l’evapotraspirazione
ET0 = evaporato da evaporimetro X 0.8
Mediante equazioni complesse
(Blaney e Criddle, Penman Monteith, PenmanMonteith-Allen, Hargreaves-Samani)
 Input =
 Output =
dati meteorologici
ET0
ET0 con Penman Monteith, per
la Val di Cornia
ET0 X Kc = ETE della coltura
Il Kc è un coefficiente sperimentale che serve
a trasformare il consumo idrico di una coltura
standard (ET0) nell’effettivo consumo idrico
della pianta che stiamo coltivando
Partendo da dati meteorologici o
dall’evaporato dall’evaporimetro di classe A si
ricava mediante il Kc il consumo effettivo
della coltura.
Il valore dell’ETE è importante per capire in
quanto tempo si consuma l’acqua nel terreno
a disposizione delle piante.
Il Kc del pomodoro
I Kc delle cucurbitacee
I Kc delle specie legnose
Esercizio (1)
Calcolare il volume in mm e il turno di una
superficie di Ha 1,2 di melone pacciamato in
pieno sviluppo, il cui terreno ha un contenuto
di sabbia del 58% e di argilla del 25% e la cui
ETE è di 4.2 mm al giorno.
Esercizio (2)
Stadi dell’esercizio:
 Calcolare il volume irriguo
 Trasformare il volume in mm
 Calcolare il turno con la formula volume/ETE
giornaliera
Esercizio (3)
12000 X 0.25 = 3000 m3 è il volume d terreno
da irrigare
L’acqua utile per quel tipo di terreno è il 19%
del volume di terreno = 3000 X 0.19 = 570 m3
Il volume di acqua facilmente utilizzabile è il
50% dell’acqua utile = 570*0,5 = 285 m3
Esercizio (4)
Per trasformare 285 mc in mm
Calcoliamo prima i metri cubi/ettaro e poi
dividiamo per 10
285/1.2 = 237.5
237.5/10 = 23.75 mm = volume irriguo
ETE giornaliero = 4.2
Turno = 23.75/4.2 =5.65 = il turno è di 5
giorni
Impianti d'irrigazione a goccia
(microirrigazione)
Schema di un gocciolatore non
auto compensante
•
Filtro
•
Labirinto
•
Camera
•
Foro di uscita
Schema di un gocciolatore
auto-compensante
•
Filtro
•
Labirinto
•
Camera di
espansione
•
Membrana
•
Foro di uscita
Caratteristiche delle ali
gocciolanti
•
Pressione di esercizio
•
Rigide-semirigide-flosce (tape)
•
Spessore in mill (1 mill = 0.025 mm)
•
Portata a gocciolatore o a metro di ala
•
Distanza tra gli erogatori
•
Diametro interno dell'ala
•
Autocompensante o normale
Volume irriguo nel caso
d'irrigazione a goccia
Calcolo della Percentuale dell'Area
Bagnata ( in caso di striscia
bagnata continua)
PAB = Interdistanza ali gocciolante
------------------------------------------ X 100
Larghezza area bagnata
Esercizio
Calcolare il volume in mm e il turno nel caso di
una coltura a goccia: su
Terreno: sabbia = 60%, Argilla = 10%
con profondità delle radici di 40 cm,
Punto critico al 75% dell'acqua disponibile,
interdistanza dei punti goccia 40 cm.
Interdistanza delle linee gocciolanti m 1.2,
portata media dei punti goccia = 1,3 litri ora,
ETE = 5 mm
Calcolo della portata ad ettaro degli
impianti d'irrigazione a goccia
10000/d X D X Qirrigatore (l/h)
Esercizio
Calcolare il tempo di apertura degli impianti nel
caso di precedente:
Volume da distribuire = 5 mm
D= 1,2
d = 0,4
Q irrigatore = 1,3
Le schede irrigue per la
Regione Toscana
Le schede irrigue per la
Regione Toscana
Le schede irrigue per la
Regione Toscana
Le schede irrigue per la
Regione Toscana
Le schede irrigue per la
Regione Toscana
Le schede irrigue
Grafico dell’andamento dell’irrigazione durante
tutto il ciclo
Efficienza
L’efficienza dell’impianto irriguo è il rapporto
tra l’acqua erogata e quella che ricevono le
piante
L’acqua può non arrivare alle piante:
 Terreno è bagnato in maniera disuniforme
 L’acqua invece di penetrare nel terreno scorre
sulla superficie (ruscellamento)
 L’acqua evapora prima di giungere al suolo
 L’acqua può essere deviata per azione del vento
Efficienza degli impianti irrigui
(1)
•
Cause
dell'efficienza
–
–
–
La goccia non
raggiunge la
pianta perché
viene deviata
La goccia
evapora prima di
raggiungere la
pianta o il suolo
Ed inoltre ......
Efficienza degli impianti irrigui
•
Cause
(2)
dell'inefficienza
–
La la quantità di
acqua erogata >
della capacità del
terreno di assorbire
acqua =
ruscellamento
–
Abbiamo calcolato
male il volume
irriguo pertanto si
bagna anche uno
strato di terreno
dove non ci sono
radici
–
Ed inoltre ......
Efficienza degli impianti irrigui
(3)
•
Cause
dell'inefficienza
tecnologica
–
Anche con gli
impianti più efficienti
il terreno non viene
bagnato
uniformemente: per
evitare carenza
idrica nella zona
meno bagnata
necessariamente c'è
uno spreco nelle
zone più bagnate
Efficienza degli impianti irrigui
(4)
•
Come si misura
l'efficienza:
–
Dire che un impianto ha
un'efficienza dell'80 %
significa che per far sì
che le piante ricevano il
volume di acqua
consumato ne dobbiamo
dare una quantità in più
–
Ad esempio se abbiamo
calcolato un volume di
58 m3 ne dobbiamo dare
58/0,8=72,5
Volume di adacquamento lordo
VAL = volume di adacquamento netto
--------------------------------Efficienza di adacquamento
VeProLG/S
Esercitazione con l'uso del VeProLG/S