Agronomia generale

Componenti dell'agroecosistema

Fertilità

Fertilità: Attitudine di un terreno a fornire determinati risultati produttivi in riferimento a una coltura o a gruppi di colture, in determinate condizioni climatiche e con l'adozione di tecniche agronomiche.

Agricoltura

Agricoltura: Tecnica di modifica dei sistemi ecologici ambientali, tramite l'utilizzazione di piante al fine di renderli il più possibile idonei a soddisfare le esigenze umane.

• Preparazione del terreno
• Operazioni colturali
• Raccolta

PAU: prodotto agrario utile agroecosistema

Il concetto di agroecosistema (AES) si riferisce a un sistema orientato dall’uomo verso la produzione di prodotti alimentari e non alimentari. L’AES differisce quindi da un ecosistema naturale, le cui dinamiche sono principalmente il risultato di processi evolutivi di lunga o lunghissima durata.

Agronomia

Agronomia: Scienza che studia le relazioni tra fattori naturali che determinano la produzione vegetale agraria al fine di poterli regolare con interventi di natura fisica, chimica e biologica idonea a creare le condizioni che consentono di programmare la produzione in quantità, qualità e tempo, sempre tutto nel rispetto dell'ambiente.

Atmosfera

L'atmosfera (fluido gassoso che circonda la Terra) è composta da vapore acqueo, aerosol (contenuto variabile, sostanze solide e liquide in sospensione) e sostanze gassose (composizione costante fino a circa 80 km dalla superficie terrestre). A noi potrebbe interessare per la concentrazione carbonica (macchine che emettono CO₂) quindi ci riguarda in particolare la quantità di C in atmosfera, soprattutto per le leguminose (azotofissatrici).

Temperatura

Temperatura varia in maniera discontinua in funzione dell’altezza, mentre la densità varia in maniera continua in funzione dell’altezza; in particolare nella troposfera abbiamo la presenza di fenomeni meteorologici nello strato limite dell’atmosfera (primi metri).

Ozono

La concentrazione di ozono viene usata nel settore ortofrutticolo, ma un livello troppo alto di ozono tende a bruciare le piante. Quindi si utilizza solo per lavaggi e contenere le cariche microbiche, viene utilizzato anche per le sanificazioni di ambienti. Il problema è che sono sostanze ossidanti e quindi fanno “male” a tutti gli organismi cellulari.

Pressione atmosferica

Parlando di pressione atmosferica, possiamo dire che è l’effetto della densità sulla superficie terrestre (se c’è differenza di pressione c’è differenza di temperatura).

Aerosol

Aerosol: Contenuto variabile, sostanze solide e liquide in sospensione, essa è una particella di pochi nm, si dividono in primari (immesse direttamente in atmosfera) e secondari (si formano in atmosfera grazie a reazioni di gas). I principali effetti in ambiente sono molteplici tra cui la diminuzione della temperatura a livello del terreno e aumenta la temperatura dell’aria poiché intercetta la radiazione solare. Spesso provocano effetti tossici sui tessuti dell’apparato fogliare poiché abbiamo la presenza di nuclei di condensazione del vapore acqueo che si depositano.

Radiazione solare

Radiazione solare: Radiazione elettromagnetica emessa dal Sole da essa possiamo definire la costante solare come la potenza radiante per unità superficiale perpendicolare ai raggi solari e al limite superiore dell’atmosfera. I raggi solari passano attraverso l’atmosfera e vengono assorbiti/deviati da nubi-gas-aerosol. Rglobale = Rdiffusa + Rdiretta. Spettro solare: 230-4000 nm; UV: <1-4%; 400-700/760 nm (visibile/luce 50%); 760-4000 nm (IR 50-60%).

PAR (photosynthetically active radiation)

PAR: Radiazione fotosinteticamente attiva – si estende dal blu al rosso 400-700 nm. Rendimento fotosintetico. Quantità biomassa prodotta (s.s.) nell’intervallo di tempo (ciclo colturale) rispetto alla quantità incidente PAR. PAR: 20-25% dell’energia luminosa viene convertita in energia chimica potenziale, il resto viene convertito in calore. Efficienza fotosintetica (piante C₃ e piante C₄), assimilazione netta: SO sintetizzata/SO demolita (respirazione, fotorespirazione).

RF: rendimento fotosintetico

RF: Quantità biomassa prodotta (s.s.) nell’intervallo di tempo (ciclo colturale) rispetto alla quantità incidente PAR. Zero specifico di illuminamento. Minor arresto di fotosintesi, di conseguenza abbiamo un decremento peso della pianta (respirazione) mentre il livello di saturazione si ha con la massima attività fotosintetica.

Clima

Clima: Determinato dagli scambi energia tra Terra, Sole ed atmosfera «la risultante di tutti i fenomeni meteorici che caratterizzano lo stato medio dell’atmosfera in un determinato punto della superficie del globo». Condizioni e avvicendamento/dinamica delle condizioni climatiche nel lungo periodo, almeno 30 anni. Esso è diverso dal tempo che sono le condizioni atmosferiche riferite ad un limitato/breve periodo di tempo.

Classificazioni climatiche

Classificazioni climatiche si basano tramite alla T media annua-mensile, minima e massima, precipitazioni e la loro distribuzione. Infatti, grazie ad esse suddividiamo il clima in:

• Clima desertico: p < 250 mm – irrigazione necessaria
• Clima caldo-arido: p 250-500 mm – siccità nella stagione estiva (no colture estive senza irrigazione)
• Clima freddo-arido: p 250-500 mm – siccità invernale
• Clima sub-umido: p 500-750 mm
• Clima umido: p > 750 mm

Microclimi in Italia

In Italia abbiamo dei microclimi:

• Regione alpina: p > 1200 mm, t medie 6-15 °C, t min – 25 °C, t max 38 °C
• Regione padano-veneta: p 800-100 mm, t media 12-14 °C, ridotte escursioni termiche giorno-notte, t media mesi estivi 20°C, t media mesi invernali – 1,1 °C (t min anche -10, - 15 °C, t max anche oltre 38 °C). Irrigazione: tipo di coltura e intensificazione
• Regione p. meridionale: p 650-800 mm (autunno e primavera), rischi siccità estiva
• Regione Ligure: p anche > 1000 mm, minimi estivi sui 150 mm, t media annua 14-16 °C, t minime raramente sotto lo zero
• Regione peninsulare interna: t media annua 13 °C, escursione annua 18-19 °C, t minime medie – 9, - 10 °C, p eterogenee (siccità estiva) anche 1000 mm
• Regione p adriatica: t media annua 13-14 °C, escursioni medie circa 20 °C, p concentrate in autunno (600-700 mm), irrigazione spesso necessaria
• Regione p tirrenica: t media annua 14-15 °C, p 600-1000 mm, irrigazione spesso necessaria
• Regione p ionica: t media annua superiore delle precedenti, anche 20-24 °C, p < 500 mm (zone della Puglia), 600-900 mm (aree della Calabria), p concentrate in autunno/inverno
• Regione Insulare: t media annua 15-17 °C, p 500-600 mm (inverno), alta ventosità

Parametri meteo/climatici e fasi di sviluppo delle colture

Parametri meteo/climatici e fasi di sviluppo delle colture per il ciclo produttivo della pianta.

Temperatura

Temperatura: Minima, media e massima in un dato intervallo.

Umidità dell'aria

Umidità dell’aria si divide in umidità assoluta quando si intende una quantità di vapore acqueo in un dato volume d’aria, ma il vero dato che importa a noi agrari è l’umidità relativa, d’interessante perché è il motore che incide sull’intensità di evapotraspirazione.

Precipitazioni

Precipitazioni: Distribuzione nel tempo, durata, entità, intensità, e numero di giorni di precipitazione. 1 mm = 1 l/m² = 10 m³/ha (maggiormente intuitivo e pratico usare i mm) intensità di pioggia (mm/h) fondamentale per stimare infiltrazione. Quando si parla di precipitazioni si parla anche del vento; in agronomia in particolare interessa la velocità (frangivento).

Aerosol

Un’altra componente è la composizione dell’aerosol, in particolare le microplastiche sostanze con dimensioni di 5 mm, sono in sospensioni e si possono depositare nei suoli agrari. Le prime indagini sono state lanciate nel 1997 e sono state il trampolino per la scoperta in ambito scientifico, fino ad arrivare oggi a valutare le microplastiche anche nel sistema agrario.

Evapotraspirazione

Evapotraspirazione (quantità traspirata dalla pianta + evaporazione del terreno, il passaggio di stato necessita energia, adeguata riserva idrica e deficit di saturazione (UR <saturazione)).

Avversità atmosferiche

Le avversità atmosferiche influenzano gli aspetti climatici e i parametri meteorologici sulla crescita e sulle rese delle colture in determinate condizioni climatiche, sulle rese in particolare (PAU). Per esse vi è un ramo delle assicurazioni dedicato; infatti, la copertura assicurativa si basa sul livello di rischio – il costo/reddito della coltura, si divide in 3 diversi rami: avversità catastrofiche (alluvione, gelo e siccità); avversità di frequenza (eccessi di neve, grandine, vento e pioggia); avversità accessorie (vento caldo, UV, sbalzi termici).

Gelate

Gelate: Abbassamento della temperatura (<0°C) in prossimità della superficie del suolo.

Tipi di gelate

Esse possono essere:

• Invernali: analisi clima, gestione agronomica (scelta specie/cv, fenologia e gestione nutrienti N e K)
• Precoci (autunno)
• Tardive (primavera): gestione agronomica più problematica, inversione termica, no vento e giornate brevi. Gradiente termico positivo quando la temperatura aumenta negli strati sopra al terreno, gradiente termico negativo riduzione di mezzo grado ogni 100 m di altezza.

Convenzione

Per convenzione (si verifica nel fondovalle quando le masse di aria raffreddatesi nelle pendici alte, essendo più dense, scivolano lungo la pendice e si accumulano nel fondo della valle) irraggiamento perdita di calore del terreno o durante la notte (anche 2 °C), aria fredda più densa che in assenza di vento, tende a «stagnare».

Danni e contrasto da gelata

I danni da gelata possono essere contrastati con interventi diretti schermanti (fumi-nebbie artificiali problematiche e poco efficienti), dinamici (rimescolamento di aria costi alti e discreta efficienza), termici (bruciatori anche se in disuso), irrigazione antigelo/antibrina (calore latente). Se invece parliamo di interventi indiretti possiamo parlare delle serre riscaldate o delle glasshouses.

Plasticulture

Plasticulture è una protezione meccanica contro le avversità meteorologiche, riscalda l’aria e il terreno (effetto serra) grazie al PAR, UV, infrarosso corto e termico ad onda lunga.

Tipi di tunnel

Distinguamo i tunnel in base a colture semi forzate (produzioni anticipate/ritardate), apprestamenti protettivi si dividono in semplici (reti antigrandine, anti cimici …) oppure possiamo avere teli tessuto non tessuto (TnT) che sono impermeabili all’acqua e non necessitano di strutture per il sostegno. Possiamo avere anche dei veri e propri cassoni o lettori (freddi e caldi).

Serre

Serre: Strutture fisse con pareti laterali dritte, larghe fino a 13 m, alte 6 m. Abbiamo serre singole, multiple con vari sistemi di controllo della temperatura e dell’umidità.

Problemi di alte temperature

Alte temperature: Eccessi termici – bruciature, nelle colture agrarie vi è un range di temperatura minima, ottimale e massima.

Soluzioni ai problemi termici

Abbiamo mezzi per andare incontro a questi problemi: indiretti per la considerazione sul clima e sul territorio, e mezzi diretti tramite le colture ad alto reddito, poco diffuso nei sistemi colturali moderni, consociazione con colture da ombra, frangivento e irrigazioni climatizzate.

Materiali per plastica

Quando eseguo una plastica devo tener conto anche dei materiali che mi devono permettere un buon effetto serra, durare, costo, trasmittanza radiazione solare e bassa conduttività termica.

Tipi di materiali

• Film plastici: leggeri, poco costosi, elevata trasmittanza, con una buona radiazione solare diretta e diffusa, ma hanno una durata limitata, intense perdite di calore e spesso abbiamo la formazione di condensa (materiali PE, PVC e EVA)
• Lastre semirigide: di poco peso, poco costo, elevata trasmittanza radiazione solare diretta e diffusa, buona resistenza alle intemperie, durata media, sviluppo di alghe e muffe, formazione di condensa (materiali PVC, PRFV e PMMA)
• Lastre rigide: leggere, buona trasmittanza, radiazione solare diffusa, durata buona, prezzo elevato, nel tempo dilatazione termica, sviluppo di alghe e muffe, formazione di condensa (materiali PC e PMMA)
• Vetro: molto pesante, elevata trasmittanza, radiazione solare ottima, bassa trasmittanza IR, scarsa resistenza alle intemperie, assenza di dilatazione termica, no condensa, ma necessita di strutture robuste

Grandine

Grandine: Si forma attraverso correnti ascensionali che trasportano l’umidità verso l’alto, diverse temperature tra suolo e nuvole, di conseguenza, si forma una nube temporalesca (cumulonembo).

Metodi contro la grandine

Per contrastare questa avversità utilizziamo dei metodi attivi per prevenire la grandinata: applicazione all’interno delle nubi di nuclei di condensazione supplementari (ioduro d’argento, sali igroscopici) da terra partono dei razzi irroranti, oppure abbiamo dei cannoni ad onda d’urto e razzi esplodenti.

Metodi passivi di difesa

Abbiamo anche dei metodi passivi di difesa-protezione come reti antigrandine per sistemi arborei, oppure metodo molto diffuso le assicurazioni.

Vento

Vento: Scambi gassosi, causa microclimi in base alla UR in particolare, eccessiva velocità del vento provoca danni diretti come allettamento, erosione. Parlando di difesa i più diffusi sono i sistemi di frangivento che possono essere vivi (specie sempreverdi, rapida crescita, rustiche apparato radicale non troppo profondo, abbondante crescita verticale come eucalipto, tamerici, pioppo, tuia) o morti, ma il sistema vento è molto complicato da gestire e ha enormi costi.

Apprestamenti protettivi

Pacciamatura: Copertura del terreno con materiali posti sulla sua superficie - aumento temperatura: precocità - infestanti - evaporazione - pulizia prodotti (es. fragole) - parametri: ossidazione s.o., ciclo nutrienti (es. N) – alcune perplessità - Costi (stesura, impianto irrigazione), smaltimento, apparati radicali superficiali (scarsa efficienza in riferimento alle disponibilità idriche del terreno).

Tipi di pacciamatura

• Pacciamatura tradizionale: paglia, terriccio
• Pacciamatura con film plastici (termo plastica di derivazione petrolifera)
• Pacciamatura con film plastici degradabili (parte ottenuta da fonti rinnovabili)
• Pacciamatura con film cellulosa
• Pacciamatura con film plastici biodegradabili (componente da fonti rinnovabili < 40%) – biodegradabilità 90% entro 24 mesi (interrati dopo ciclo colturale)

Evapotraspirazione

Passaggio di stato dell’acqua da liquido a vapore:

1. Energia
2. Gradiente di concentrazione di vapore tra la superficie evaporante e l’atmosfera circostante
3. Acqua nel terreno

Traspirazione

Traspirazione: Anidride carbonica + acqua + energia luminosa mi danno origine a una molecola di glucosio e a 6 molecole di ossigeno. Essa si può ritrasformare in anidride carbonica + acqua + energia termica. Nella fotosintesi, meno del 95% dell'acqua assorbita viene poi usata direttamente nella fotosintesi, la restante viene persa per traspirazione. Ciò è dovuto a un aumento di temperatura, riduzione del flusso idrico verso l’apparato fogliare (stomi), aumento «relativo» della respirazione e quindi si abbassa l’efficienza fotosintetica (assimilazione – respirazione) quindi possiamo definire che l’acqua traspirata è acqua utilizzata dalla pianta. L’efficienza d’uso varia di specie in specie, in base al clima e alle tecniche agronomiche.

Evapotraspirazione

Evapotraspirazione: Quantità di acqua traspirata dalla pianta + quella evaporata dal terreno.

• Passaggio di stato (necessaria energia)
• Adeguata riserva idrica nel terreno
• Differenziale o deficit di saturazione (UR < saturazione)

Sistema terreno-coltura in condizioni ottimali

Sistema terreno-coltura in condizioni ottimali (totale copertura vegetale; piante in attiva crescita vegetativa e piena disponibilità idrica): ETp (ET potenziale; mm/h). In questo caso il parametro da considerare è il clima. ETp assume infatti valori differenti a seconda della temperatura dell’aria, UR e velocità del vento.

Eto (ET di riferimento; Penman)

Eto (ET di riferimento; Penman): ET da una superficie estesa e uniforme di prato (Festuca arundinacea) in attiva crescita (8-15 cm altezza), mantenuto in condizioni idriche ottimale. Per una data coltura c: Etc = Eto . Kc Etc ET potenziale della coltura c Kc: coefficiente colturale. Et= P-Q*DPI

Lisimetri a pesata

Lisimetri a pesata rappresentano uno strumento destinato alla misura diretta dell'evapotraspirazione, ma consentono più in generale di studiare le dinamiche nel terreno dell'acqua e delle sostanze in essa solute. Le prime installazioni avevano come scopo principale lo studio del percolato, ma l'evoluzione delle tecnologie utilizzate li rende oggi strumenti di grande precisione per il monitoraggio ambientale nella ricerca climatica, nella gestione delle risorse idriche, in agronomia, scienze del suolo, bonifiche. Una posizione di leadership nel settore è detenuta dalla UMS, che con sistemi sofisticati di misura, campionamento, controllo e regolazione per monitorare con grande efficacia le reali situazioni in campo.

Evaporimetri

Evaporimetri: Vari tipi e l’evaporimetro classe A vasca d’acciaio (approssimazione del potere evaporante dell’atmosfera - fattore di riduzione 0,8) con pozzetto di calma per misure manuali o automatiche. Coefficiente di vasca (ET festuca/evaporazione). Sussistono infatti fattori di resistenza più della pianta rispetto all’evaporazione dal pelo libero dell’acqua. Più è basso e predominano i fattori di resistenza della pianta al flusso. Si misura l’evapotraspirazione di riferimento.

Analisi del terreno

Per effettuare una buona analisi del terreno bisogna avere un campione rappresentativo, 2-3 ha è un’area omogenea, almeno 3 mesi dopo l’applicazione di concime minerale.