Metodi di Irrigazione PDF

METODI DI IRRIGAZIONE Metodi di somministrazione - 1. GRAVITAZIONALI - SOMMERSIONE (a scomparti wild flooding, a conche) SCORRIMENTO SUPERFICIALE (a campoletto, a spianata, ad ala semplice, ad ala doppia) INFILTRAZIONE (laterale da solchi, laterale da canali) 2. IN PRES...

METODI DI IRRIGAZIONE Metodi di somministrazione - 1. GRAVITAZIONALI - SOMMERSIONE (a scomparti wild flooding, a conche) SCORRIMENTO SUPERFICIALE (a campoletto, a spianata, ad ala semplice, ad ala doppia) INFILTRAZIONE (laterale da solchi, laterale da canali) 2. IN PRESSIONE - ASPERSIONE/A PIOGGIA Ali mobili Impianti fissi Semoventi (Rotoloni, Pivot) LOCALIZZATA/ MICROIRRIGAZIONE a goccia manichette forate (tape) spruzzatori (statici = mini/micro sprayer, dinamici = mini/micro sprinkler) 1. Gravitazionali : Sfruttano la forza di gravità (minimi input energetici). Non occorrono ingenti capitali ma… Non possono essere adottati in terreni acclivi, E' necessaria un'accurata sistemazione del terreno soprattutto per livellamento e pendenze, Occorrono mano d'opera ed attenzione, Occorrono forti corpi di acqua (bassa efficienza). Sommersione- E' probabilmente il sistema irriguo più antico: veniva adottato per sfruttare le piene dei fiumi ( es: il Nilo nell'antico Egitto). Consiste nel sommergere completamente il terreno per un periodo più o meno lungo e nel lasciare che l'acqua si infiltri grazie alla forza di gravità. Es.: RISAIE della Pianura Padana. 1. Sommersione CONTINUA (es. risaia) Portata (corpo d'acqua) = 100-200 L/s V stagionale = 10.000 m3ha-1 Ep =10% terreno suddiviso in camere (0,1-10 ha) delimitate da arginelli in genere comparti dipendenti (una camera scarica in un'altra posta a valle) che formano "lotti" acqua fornita di continuo da adacquatori a monte se acque fredde (es. pozzi) l'impianto è preceduto da caldana (metodo NON localizzato contatto con la coltura) Risaie-lomellina IL TERRENO DEVE ESSERE COMPATTATO PER LIMITARE LA PERCOLAZIONE. LO STRATO SUPERFICIALE SI TROVA IN CONDIZIONI ANAEROBICHE: Colorazione grigia Degradazione struttura Denitrificazione (emiss. N20) 2. Sommersione DISCONTINUA: completata la sommersione si lascia asciugare il terreno Portata (corpo d'acqua) = 5-30 L s - 1 V intervento =5-600 m3 ha-1 V stagionale = 3-6.000 m3 ha-1 Ep =50% A rasole o aiole: per ambienti aridi con piccoli corpi d'acqua arginelli su 3 lati, su un lato adacquatrice; dimensioni 10-300 m2. A conche: per frutteti al sud: conche di 20 cm di profondità, talvolta controconca per evitare bagnatura tronco, rete di canaletti (basso spreco di acqua) Pregi: distribuzione uniforme Bassa tecnologia Bassi consumi energetici Difetti: elevati consumi = elevati corpi d'acqua costipazione e asfissia terreno sistemazione accurata non si possono usare acque fredde inapplicabile in suoli permeabili Scorrimento superficiale Una lama d'acqua che scorre sulla superficie del terreno Bisogna definire lunghezza e larghezza degli appezzamenti in relazione alle pendenze: Pendenze alte per appezzamenti lunghi e con terreni sabbiosi. Principi: campi corti consentono un risparmio di acqua, con corpi d'acqua elevati; meglio allargare i campi che allungarli Vantaggi da una rapida (dipende dalla portata) distribuzione dell'acqua, specie su terreni permeabili - Pregi: sistemi semplici, rete irrigua molto diffusa - Limiti: manutenzione adacquatori e scoline poco adatti a terreni argillosi corpi d'acqua elevati bassa efficienza (ruscellamento, percolazione profonda, perdite alla paratie di chiusura) Infiltrazione laterale da solchi (FURROW) L'acqua scorre in solchi e si infiltra lateralmente, verso le radici delle piante che sono poste sulla sommità dei solchi, senza toccare le piante. E' stato, in passato, il metodo irriguo più diffuso per le colture sarchiate (ortive, mais, b.bietola, tabacco) al sud. E' un metodo localizzato: - Aumento efficienza - Riduzione infestanti - Riduzione fitopatie fogliari - Possibilità di usare acque fredde o luride (liquami, pozzi neri,....) Richiede sistemazione temporanea (rincalzatura nel mais, ortive) idoneo per orticole e colture a file (le cosiddette sarchiate) distanza tra solchi: 0,6 - 1 m in terreni sciolti, 1,2 - 1,5 m in terreni argillosi (ma dipende dalla coltura) irrigazione sospesa quando l'acqua raggiunge il 70-80% della lunghezza dei solchi Lunghezza dei solchi dipende da: - tessitura: lunghi in t. argillosi (100-200 m) corti in t. sabbiosi (20-30 m) - portata: 0.2-0.5 l s-1 = 100 m 0.4-1 | s-1 = 200 m i solchi devono essere più lunghi possibile per ridurre i costi di manodopera oppure irrigazione con manichette forate economiche - Pregi: valorizza corpi d'acqua modesti (5-10 | s-1 ha-1) localizzata: - si possono usare acque luride o fredde (non c'è contatto con la vegetazione) - non favorisce malattie (non bagna la vegetazione) non crea asfissia bassi input energetici valorizza il lavoro (alta manodopera) e non il capitale (bassi investimenti) - Difetti: molta percolazione profonda (efficienza: 0,50-0,60) tempi di irrigazione lunghi necessita di pendenza uniforme manodopera (lavoro sgradevole) necessita di portate non trascurabili per tempi lunghi Metodi in pressione (Aspersione) a Pioggia Possono essere adottati anche in terreni acclivi Non è necessaria alcuna sistemazione del terreno Occorre, in genere, poca mano d'opera la distribuzione, se ben progettata è abbastanza uniforme ma: funzionano a pressioni abbastanza alte (da 3-4 fino a 8-10 atm). Alti costi di esercizio, anche in termini energetici il capitale d'acquisto è in genere piuttosto elevato Non è localizzato (fitopatie su colture delicate, infestanti) Il vento ne limita l'utilizzo Possono essere: 1. Ad ali piovane: - stanziali quando sia le ali che la linea principale vengono posizionate all'inizio della stagione e rimosse alla fine.  - mobili quando la linea principale viene posizionata all'inizio della stagione, mentre le ali vengono spostate ad ogni adacquamento Vantaggi: che la basso costo iniziale (2- posizionate 3000 €/ha); pressioni di esercizio basse (minori consumi, minori danni alla struttura ed alle foglie, aumento UR) Svantaggi: alto costo mano d'opera per gli spostamenti. Disposizione degli irrigatori L'intensità non è costante nel cerchio bagnato Maggiore all'interno che in periferia (dipende dalla regolazione del rompigetto) disposizione irrigatori a quadrato: Distanza (a, b) = 1,41*Raggio Distanza (b) = 1,73 * Raggio a (a) = 1,5 * Raggio SEMOVENTI "rotoloni": alti costi d'acquisto (15.000 €) e di esercizio (pressioni di 10 e più atm; mano d'opera). Intensità di pioggia alta (danni alla struttura del terreno, alle foglie) (Sarebbe meglio avere una pompa apposta e non utilizzare il motore del trattore per pompare l'acqua.) Sprechi di acqua sono inevitabili soprattutto se c'è vento (minore efficienza). Le goccioline evaporano soprattutto quando fa più caldo (minore efficienza). SISTEMA DI REGOLAZIONE Si regola la pressione di entrata dell'acqua nella macchina Si regola la velocità di avanzamento Per un dato tubo ( mm x lungh. m) e un dato boccaglio (0 mm ) = Volume irrigaz. Pivot (a perno centrale) e Rainger (ad avanzamento frontale): altissimi costi d'acquisto (150.000 €), ma bassi costi di esercizio. L'acqua arriva alle colture dall'alto in forma di pioggia - Pregi: 1) impiegabile in qualunque condizione (terreni declivi, irregolari, accidentati) 2)non necessita di sistemazioni 3) assenza di tare (affossatura) 4) impiegabile anche in terreni molto permeabili 5) riscaldamento delle gocce d'acqua durante la caduta 6) abbinabile a altre funzioni: 7) fertirrigazione 8) irrigazione antibrina 9) alta efficienza (0,75 - 0,85) 10) possibilità ampie di regolazione dell'intervento - Difetti: forte investimento iniziale compattamento e erosione del terreno costi di manutenzione costi energetici (pompe) perdite per evaporazione (tanto più le gocce sono piccole) perdite per intercettazione (fino a 5 mm) non utilizzabile con acque torbide, luride, saline Problemi nell'organizzazione del lavoro es. QUANDO C'E' VENTO NON E' CONSIGLIABILE ASPETTARE IL MOMENTO OPPORTUNO (spesso il pomeriggio o la sera) Metodi irrigui in pressione: IRRIGAZIONE LOCALIZZATA O MICROIRRIGAZIONE La microirrigazione è caratterizzata da: - Localizzazione dell'acqua vicino le piante - Elevata frequenza degli interventi - Lunghi tempi di erogazione dell'acqua - Bassa pressione di esercizio degli impianti La localizzazione dell'acqua consente: di portare acqua e fertilizzante in posizione ottimale rispetto alle radici di non bagnare tutta la superficie riducendo le perdite per evaporazione e lo sviluppo delle malerbe di non bagnare le foglie riducendo l'evaporazione dell'acqua di bagnatura fogliare e lo sviluppo di alcuni funghi parassiti di poter eseguire le operazioni colturali anche durante o subito dopo l'irrigazione RAPPORTI TRA MICROIRRIGAZIONE E TERRENO Volume e forma della porzione di terreno bagnata da un erogatore. In terreni argillosi la permeabilità è bassa e l'acqua espandersi superficie e poi in profondità: grande è il volume di suolo bagnato e ciò consente di ridurre il numero di gocciolatori. In terreni di medio impasto la spinta verso il basso e quella laterale sono più equilibrate; l'acqua si distribuisce più in profondità e ciò comporta la necessità di elevare il numero di erogatori, di diminuire i volumi di irrigazione e di aumentare il numero di interventi irrigui. In terreni sabbiosi o ghiaiosi la permeabilità è elevata, l'acqua scende velocemente profondità. giusto rapporto tra bagnato e radici dovrà essere raggiunto con un elevato numero di gocciolatori, frequenza elevata, basso volume. In questi casi, può convenire utilizzare spruzzatori, bagnano più superficie del terreno. Perché è importante l'autocompensazione? La portata varia con la pressione, -La pressione (e la portata) diminuiscono lungo la linea. Il gocciolatore può essere comune, autocompensabile (La membrana per autocompensazione si deforma al variare della pressione e stabilizza la portata). Le manichette gocciolanti possono essere a bassa portata (tape), quelle forate sono ad alta portata. Con queste manichette l'uniformità di distribuzione è molto carente e varia enormemente con la pressione (< 1 bar) Ci sono poi spruzzatori statici (NOZZLES O MICROSPRAYERS), e dinamici (MINISPRINKLERS O MICROSPRINKLERS). - Pregi: massima efficienza (>90%) poche perdite per evaporazione automatizzabile dosaggio accurato fertirrigazione - Difetti: occlusione manutenzione danni alle tubazioni (macchine, radiazione, animali, radici plastica con insetticidi e diserbanti) concentrazione sali al margine della zona umida Massimo uso per orticole, e anche per arboree e sarchiate (mais) CON ACQUE SALINE FARE ATTENZIONE ALLA DISPOSIZIONE DEI GOCCIOLATORI!  Efficienza di applicazione dell'acqua Efficienza del tipo di distribuzione (Ed) Le perdite sono dovute a Evaporazione: massime nei metodi per gravità (e nella sommersione in particolare). Nell'aspersione è dovuta essenzialmente a squilibri tra la velocità di infiltrazione e l'intensità di pioggia. Percolazione: dovute soprattutto a corpi d'acqua eccessivi in terreni permeabili (l'acqua invece di avanzare si infiltra). Ciò si può verificare anche nell'irrigazione localizzata. Efficienza dell'uniformità di distribuzione (Eu) Si possono verificare con tutti i metodi di distribuzione. Evidenti sono quelle legate alla forma circolare dell'area bagnata nei sistemi per aspersione. Tutte le perdite possono essere ridotte con una corretta applicazione dei parametri irrigui ma non sono del tutto evitabili per cui: Efficienza (Ed) media Metodi gravitazionali (sommersione, scorrimento, infiltrazione) = 0.4-0.6 Aspersione = 0.6-0.7 Localizzata = 0.9 - 1 Pertanto, affinché la coltura riceva la giusta quantità di acqua, il volume di adacquamento da somministrare sarà: - Veffettivo = Vteorico / Ed Es. Se la coltura deve ricevere 40 mm per aspersione (EFF. 70%), bisognerà somministrare: Veffettivo = 40 / 0.70 = 57mm GESTIONE DELLA CARENZA IDRICA: IRRIGAZIONE Scopi dell’irrigazione   UMETTANTE: può essere  totale (per tutto il ciclo di coltivazione)  ausiliaria (una tantum dopo semina o trapianto)  di soccorso (solo in caso di andamento stagionale avverso)  FERTILIZZANTE: con acque che contengono sostanze disciolte (volutamente) o per altre cause  DILAVANTE: per dilavare eccessi di salinità  TERMICA: irrigazione antibrina,  ANTIPARASSITARIA contro roditori o con antiparassitari in acqua  SUSSIDIARIA: per lavorare il terreno in tempera ORGANIZZAZIONE DELL’IRRIGAZIONE Irrigazione AUTONOMA o individuale Da pozzi (massima discrezionalità nell’uso dell’acqua). Irrigazione COLLETTIVA: un consorzio distribuisce l’acqua agli utenti: - secondo turni (irrigazione turnata) in genere turni a calendario e orario fisso, per ragioni di organizzazione -alla domanda IDONEITA’ DEI SUOLI ALL’IRRIGAZIONE Dipende principalmente dalla permeabilità del terreno (Kfs) >180 mm h-1 troppo permeabili, irrigabili con difficoltà 180 -18 mm h-1 adatti all’irrigazione 18- 3,6 mm h-1 irrigare con precauzione  2‰ = acque salmastre conduttività elettrica >3 mS/cm  Classificazione: μS/cm ppm bassa (S1) 250 165 nessun rischio media (S2) 250-750 165-700 pochi rischi alta (S3) 750-2250 500-1500 terreni permeabili molto alta 2250-5000 1500-3500 condizioni particolari: terreni molto permeabili, colture tolleranti, molta acqua Tra i sali il più importante e diffuso in Italia è NaCl SAR: sodium adsorption ratio esiste una modifica del SAR (SARa) che tiene conto dell’equilibrio carbonati-CO2 in funzione del pH: SARa= SAR * (1+(8.4-pHc)) Dove pHc dipende da meq/L di Na+, Mg++, Ca+++, CO3--, HCO3- SALINITA’ Classificazione in base al SAR (alcalinità) tipo SAR uso bassa 0-10 ovunque media 10-18 no argillosi alta 18-26 solo terreni sciolti molto alta 26-30 terreni sciolti, gessatura, salinità molto bassa Non usare acque con SAR alto su terreni argillosi! Uso acque saline: Su terreni sciolti, ben permeabili no aspersione (ustioni foglie) ridurre evaporazione (copertura suolo, irrigazione a goccia) turni brevi (4-5 d) e volumi più alti Fabbisogno di lisciviazione E’ la % di acqua da aggiungere ai volumi normali per lisciviare i sali apportati con l’irrigazione stessa dipende dalla salinità dell’acqua irrigua e da quella max accettabile nel suolo Tecniche di mitigazione dei danni da salinizzazione. Negli ambienti mediterranei le piogge dilavanti invernali possono trasportare i sali al di sotto della zona esplorata dalle radici. Per favorire questo processo possono essere utili:  interventi che facilitano l’infiltrazione (lavorazioni profonde, evitare la suola di lavorazione, aggiunta di sostanza organica); abbondante irrigazione prima dell'autunno; Inoltre (se possibile) possono essere utili:  pacciamatura, che limita l'accumulo di sali in superficie;  alternare colture tolleranti (estate in irriguo) e sensibili (inverno);  alternare acque più saline e acque meno saline: riservando la migliore per le prime fasi del ciclo o per le irrigazioni dilavanti per le giornate nuvolose e fresche. Per quanto riguarda le tecniche di irrigazione, gli obiettivi da perseguire sono evitare la eccessiva concentrazione dei sali e trasportare i sali al di sotto della zona esplorata dalle radici. TURNI RAVVICINATI  mantengono il terreno sempre ad un’umidità alta e evitano che la soluzione circolante si concentri troppo ⇒ aumento ET ⇒ aumento degli apporti idrici ⇒ aumento delle somministrazioni di Sali - radici rimangono superficiali, la salinità aumenta nello strato superficiale, sia per l’evaporazione che per l’assorbimento radicale stesso.  VOLUMI IN ECCESSO (fabbisogno di lisciviazione)  trasportano i sali sotto la zona radicale  aumenta anche la quantità di sali apportati: non ad ogni intervento irriguo, ma solo quando la salinità supera un certo livello; su colture più resistenti (minore fabbisogno di lisciviazione); non durante i periodi di picco di domanda;  evitare se il terreno presenta problemi di permeabilità e se la falda è superficiale (drenaggio) - dipende dalla salinità dell’acqua irrigua e da quella max accettabile nel suolo LR=Eci/(5ECt-ECi) ECt= conduttività max dell’estratto saturo accettabile; Eci=conducibilià acqua irrigua. Occorre facile drenaggio  CLASSE I: nessun limite per tutte le colture ed i tipi di suolo CLASSE II: irrigazione continua con accorgimenti per le colture ed i terreni più sensibili CLASSE III. Irrigazione saltuaria (ogni 3-4 anni) Con interventi di soccorso per le colture più tolleranti. Si prevede perdita di produzione CLASSE IV: Non idonea all’irrigazione IRRIGAZIONE Compensare il deficit del bilancio idrico (Pioggia – ETc) per evitare che la pianta chiuda gli stomi per difendersi dallo stress idrico (tenere sempre il terreno vicino alla capacità di campo) Apporto di acqua al terreno per colmare lo squilibrio tra acqua fornita dalle precipitazioni e Etm -> RIPRISTINARE LA RISERVA UTILE riportare il terreno a Capacità di Campo RISERVA UTILE X CAPACITA’ DI ESTRAZIONE DELLE PIANTE : RISERVA FACILMENTE UTILIZZABILE (es. 600 m^3/hax0.50=300 m^3/ha La RISERVA FACILMENTE UTILIZZABILE rappresenta: - il LIMITE DI INTERVENTO (quando l’ET ha consumato tutta la RFU si deve irrigare); Il VOLUME DI IRRIGAZIONE (la quantità di acqua necessaria per ripristinare la RFU, cioè per riportare il terreno alla capacità di campo) COSA DOBBIAMO CONOSCERE PER SAPERE DOPO QUANTI GIORNI DOBBIAMO IRRIGARE DI NUOVO: IN QUANTO TEMPO SI CONSUMA LA RFU ?? DA COSA DIPENDE ??? SCELTA DEL CRITERIO DI INTERVENTO DIPENDE DA: 1) NATURA DELL’APPROVVIGIONAMENTO IDRICO: a. pozzi aziendali: max. flessibilità volumi e turni b. impianto consortile: turnato 2) METODO O TI TIPO DI COLTURA: in alcuni casi volumi vincolati 3) VALUTAZIONI A CARATTERE ECONOMICO 4) DISPONIBILITA’ DI APPARECCHIATURE PER LA DETERMINAZIONE DEI PARAMETRI (COLTURALI E AMBIENTALI) 5) TIPO E DESTINAZIONE DEL PRODOTTO: a) foraggio-> pieno soddisfacimento durante l’intero ciclo b) granella -> irrigazione su base fenologica TURNO FISSO E VOLUME VARIABILE TURNO: in genere è fissato a priori in comprensori irrigui dotati di impianti di vecchia concezione. VOLUME: in questo caso, si calcola in modo da restituire l'acqua consumata durante il turno irriguo (somma dell’ETmax). C’è il rischio che nei periodi di punta l’ET consumi tutta l’acqua Facilmente utilizzabile e le piante vadano in stress idrico negli ultimi giorni del turno VOLUME FISSO E TURNO VARIABILE Esempio frutteto adulto (apparato radicale a profondità costante) RFU costante Il T viene di volta in volta determinato dai consumi idrici della coltura. Si interviene, cioè, quando è stata consumata tutta la Rfu (= Va) che, pertanto costituisce anche il Limite di Intervento (LI). I consumi idrici saranno stimati cumulando l’ETM giornaliera calcolata secondo la solita formula: ETMd = ETPd * kc L’intervento irriguo dovrà essere effettuato quando la (ETM) raggiungerà il LI. TECNICHE DI RISPARMIO IDRICO  Parzializzazione irrigua  In deficit (continuo o controllato)  Irrigazione parziale dell’Apparato radicale (AR)  IRRIGAZIONE IN DEFICIT  Continuo (es. restituzione 80% dell’Etm)  Controllato In molte specie ortofrutticole si applica lo stress all’invaiatura (minima riduzione resa, aumento qualità) IRRIGAZIONE PARZIALE DELL’APPARATO RADICALE  La parte dell’AR in deficit invia segnali agli stomi che di chiudono riducendo la traspirazione più della fotosintesi.  La parte dell’AR irrigata assorbe l’acqua garantendo la produzione  La produzione diminuisce poco  Aumenta la qualità (zuccheri, antiossidanti)  Aumenta valore produzione  Diminuiscono i costi Parzializzazione irrigua (irrigo solo metà azienda) Es. rotazione grano-pomodoro Irrigazione su base fenologica. Basandosi sullo stesso principio della diversa sensibilità nelle varie fasi, nelle colture da granella si può impostare una programmazione irrigua che prevede un numero limitato di interventi (da 2 a 4) solo nei momenti critici (ad inizio fioritura maschile, durante il riempimento delle cariossidi ed, eventualmente alla semina e/o durante la levata). E' opportuno ribadire che queste due possibilità di risparmio idrico sono limitate alla COLTURA DA GRANELLA. Nelle COLTURE in cui interessa tutta la biomassa (e non solo la granella), qualunque riduzione di consumo si tradurrà inevitabilmente in perdita di produzione.