Appunti di Agronomia e agroclimatologia

Azienda

Azienda: impresa agricola di terreno che fa capo a un proprietario e ha un conduttore.

Può essere o a corpo unico (terreni uno vicino all’altro) e in più corpi (terreni distaccati ma gestiti come se fosse unico). Le superfici aziendali sono divise in campi (superficie di terreno normalmente rettangolare con una strada campereccia su uno dei lati più corti; sui lati più lunghi ci sono le fosse camperecce o scoline, servono a mandar via l’acqua, che crea asfissia e quindi problemi all’accrescimento delle piante).

Nella fase di semina se il terreno pieno di acqua si compatta, si perde il 90% del seme. Nella fase di maturazione si perde il 50% della pianta. Per evitare il ristagno idrico la forma del campo è baulata in modo che l’acqua scorra nelle fosse. Il capo fossa raccoglie l’acqua che affluisce dalle fosse camperecce. La strada serve per far sì che i mezzi meccanici arrivino a tutti i campi.

Dimensione campo: maggiore è la pendenza minore è la lunghezza. Maggiore è la % di sabbia maggiore è la sua dimensione. Più argillosi invece campi più piccoli. Per terreni di medio impasto abbiamo campi di circa 4000 m² (100 m X 40 m). Tramite la lavorazione meccanica si può limitare la profondità (50 cm in media), es. con piante con radici fittonanti come l’erba medica si va a 40 cm di profondità.

Fattori relativi al terreno

Le piante vivono immerse nell’atmosfera di cui ci interessano molti fattori.

• Nutrienti: concentrazione e disponibilità (entrambe non vanno di pari passo)
• Reazioni: pH
• Caratteristiche fisiche: temperatura, umidità, composizione aria (CO₂ / O₂)

Fattori relativi all’aria

1. Radiazione solare: ha effetti diretti dovuti alla T, è la quantità di energia direttamente proporzionale alla crescita della pianta. Comprende fotoperiodo (la quantità di tempo in cui il sole compare o può comparire all’orizzonte) e eliofania (durata del tempo in cui il sole brilla all’orizzonte).
2. Temperatura: fluttuazioni giornaliere e stagionali.
3. Umidità: relativa (rapporto tra quantità di acqua come vapore contenente quell’atmosfera e quella che potrebbe invece contenere). Se è quasi 100 si ha un impedimento della traspirazione.
4. Vento: movimento di una massa d’aria con una sua velocità e direzione. Trasporta ossigeno. Ha effetti positivi e negativi.
5. Precipitazioni: pioggia; neve e rugiada (effetti positivi); grandine e brina (effetti negativi).

Fase di accestimento

La fase di accestimento è quel processo per cui si ha la comparsa del culmo (in questo caso il grano) il quale è in forte dipendenza dalla temperatura.

La fase di accestimento ha inizio il 1 dicembre e prosegue fino al 1 di marzo, periodo in cui avremo temperature medie intorno ai 10°C. Dopodiché, una volta che avremo superato tale soglia, avrà inizio la fase di levata in cui il culmo si innalza, allungandosi a cannocchiale fino a 1 metro di altezza, arrivando poi alla spigatura il 1 maggio (richiesta temperatura elevata >10°).

Fase riproduttiva

Si creano i fiori. Piena maturazione si raggiunge l’1 luglio e bisogna avere la piena certezza che ci entri nelle migliori condizioni climatiche possibili onde evitare perdite contingenti.

Agroclimatologia

La meteorologia è la scienza che studia le leggi che regolano i fenomeni atmosferici.

La meteorologia è suddivisa in due principali rami:

• Climatologia.
• Meteorologia propriamente detta.

La climatologia è quella disciplina che studia il clima, analizzando i valori atmosferici medi (temperatura, precipitazioni ecc.) di un ambiente circoscritto nel periodo che va dai 40 ai 50 anni (minimo) cioè, ottenere valori decifrabili dalla comunità.

La meteorologia propriamente detta invece ha l’obiettivo della previsione del tempo meteorologico, a breve o a lungo termine e quindi la possibile intensità e frequenza dei fenomeni fisici atmosferici che avverranno in un dato luogo, nella fascia della troposfera.

L’agroclimatologia è la materia che mette in relazione gli elementi climatici, con lo spazio atmosferico destinato alle coltivazioni agricole.

Tale approccio, ha permesso agli agricoltori di gestire le possibili impervie meteorologiche tramite tecniche agronomiche, permettendo così alle piante, di rimanere in condizioni ambientali ottimali (o più vicine possibili alle necessità richieste), per tutto il loro ciclo colturale.

Nel passato, gli aspetti climatologici presi in considerazione erano quelli capaci di nuocere alla salute del raccolto, secondo danni diretti, quali le gelate, brinate, grandinate ecc. Oppure, attraverso danni indiretti come lo sviluppo di agenti patogeni (vedi peronospora vite). Scopo dell’agrometeorologia era di prevenire tali conseguenze, secondo delle tecniche di difesa (irrigazione antibrina, trattamenti antiperonosporici ecc.).

In seguito, gli agronomi iniziarono a considerare anche l’aspetto climatologico, e mettendolo in relazione alle colture, si delinearono diversi punti fondamentali, quali:

• Tipo di coltivazioni secondo l’area climatologica interessata, onde prevenire possibili perdite di rendimento per sviluppo di agenti patogeni e altro.
• Scelta varietale della specie da coltivare (se resistente o no alla tipologia di clima).
• Pianificazione degli interventi agronomici.
• Interventi per contrastare l’effetto negativo dei fenomeni atmosferici (irrigazione antibrina, frangivento ecc.).

Atmosfera

L’atmosfera è un involucro gassoso, dove al suo interno avvengono diversi fenomeni fisici e chimici che trasformano la crosta terrestre (per erosione, sedimentazione ecc.) e avviano i cicli dell’acqua, azoto e carbonio. Inoltre tramite i processi chimico-fisici, hanno influenza sulle azioni fisiologiche degli esseri viventi.

L’atmosfera ha una composizione costante nei primi 8-18 km di altezza tranne che per quanto riguarda valori come temperatura, densità. L’atmosfera è classificata in diversi strati, quali: troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera.

Ovviamente, la troposfera ricopre un ruolo fondamentale perché è proprio qui, che si concentrano i fenomeni meteorologici. A causa dello schiacciamento della terra, la troposfera assume altezze diverse sulla superficie terrestre, passa dagli 8 km dei poli, fino ai 18 dell’equatore con conseguenze non trascurabili per quanto riguarda la pressione atmosferica, che a livello del mare sarà massima nella zona in precedenza citata e minima ai poli.

Un altro elemento di somma importanza è la variazione di temperatura in funzione all’altezza, che diminuisce di circa 0,6°C ogni 100 metri. Tale parametro, ovviamente è relativo perché varia secondo le condizioni meteorologiche e dalla latitudine (a parità di altezza, all’equatore la T sarà maggiore rispetto ai poli).

Clima

Il clima è definito come l’insieme dei fenomeni meteorologici (insieme dei fenomeni fisici che avvengono nell’atmosfera) di una regione nel loro avvicendamento stagionale.

Gli elementi climatici quali pressione, temperatura, vento, umidità e precipitazioni atmosferiche subiscono continue variazioni nel tempo, dove alcune sono periodiche e regolari mentre altre, irregolari e sporadiche. Il clima si suddivide in macroclima e microclima.

Il microclima fa riferimento a una zona ristretta nel quale i valori medi degli elementi climatici, differiscono dagli altri limitrofi, per differenze locali o più fattori climatici (bacini idrici, rilievi, esposizione ecc.). Esso è fondamentale per la gestione delle coltivazioni agricole. Vi sono casi in cui tale differenza è dovuta solo alla presenza della vegetazione. In questo caso il microclima prende il nome di bioclima.

Il macroclima, definisce un vasto territorio in cui la variazione degli elementi climatici non sono altro che la media dei diversi microclimi componenti, sommati fra loro.

Fattori climatici

L’elemento scatenante della circolazione atmosferica e conseguenza dei fenomeni fisici, è il sole.

L’energia solare, infatti ha un ruolo fondamentale sul clima insieme ai fenomeni di rotazione e di rivoluzione della terra (per diversa inclinazione dell’asse terrestre, i raggi solari colpiranno diversamente la superficie terrestre a seconda della latitudine), contribuiscono in maniera perspicace alla varianza dei climi presenti sulla terra, articolati in cinque climi o zone differenti quali:

• Una zona tropicale ⇒ Compresa tra i due tropici del cancro e capricorno.
• Due zone temperate ⇒ Comprese tra un tropico e i circoli polari.
• Due zone polari ⇒ Al di sopra dei circoli polari artici/antartici.

Queste diverse zone sono in realtà riassumibili in tre parti diverse, se consideriamo un solo emisfero della terra (perché uno è immagine speculare dell’altro).

Parlando del comportamento dei raggi solari in queste tre diverse zone, possiamo riassumere che nella fascia equatoriale, essi arrivano al terreno perpendicolarmente due volte l’anno (alle ore 12:00 del 21 settembre e 21 marzo, equinozi) mentre nella seconda fascia (zona temperata) solo una volta (ore 12:00 21 dicembre x emisfero nord, 21 giugno emisfero sud). Per quanto riguarda il circolo polare artico invece, i raggi non sono mai perpendicolari e una volta l’anno, vi è almeno un giorno di buio.

Tale processo origina quello che prende il nome di clima matematico o solare che, essendo periodico e immutabile nel tempo sarebbe sempre lo stesso, senza alcuna variazione e se ciò fosse reale, a ogni punto diverso di latitudine, avremo sempre gli stessi valori atmosferici.

La differenza è data dai fattori geografici che sono in stretta relazione con i caratteri fisici e biologici della superficie terrestre.

I fattori climatici sono divisi in:

• Fattori climatici cosmici ⇒ Dipendono dalla forma e della posizione della terra rispetto al sistema solare. Fra i fattori cosmici troviamo:
  • Moto di rivoluzione.
  • Eccentricità dell’orbita.
  • Moto di rotazione.
  • Angolo incidenza raggi solari.

I fattori climatici cosmici rimangono invariati nel tempo.

• Fattori climatici geografici ⇒ Possono essere considerati fissi per un determinato ambiente e sono:
  • Latitudine ⇒ Definita come la distanza angolare di un punto dall’equatore. La latitudine è importante per comprendere al meglio la tipologia di clima che potremmo riscontrare sulla zona presa in considerazione, infatti, man mano che ci allontaneremo dalla fascia equatoriale, la temperatura media tenderà a diminuire per via della maggior inclinazione dei raggi solari sulla superficie terrestre e quindi, un minor apporto di radiazione al terreno.
  • Altitudine ⇒ È definita come l’altezza di un punto rispetto al livello del mare. L’altitudine influisce fortemente sulla temperatura dell’aria (-0,6°C/100 m) e conseguentemente sulle precipitazioni (a quote più elevate è maggiore la possibilità che si formino nubi che originino pioggia). Per spiegare il perché di queste due conseguenze, dobbiamo fare riferimento al processo di riscaldamento della terra:
    • Raggi solari colpiscono il terreno. (Radiazione).
    • Il calore si trasferisce alle particelle dell’atmosfera circostante (Conduzione).
    • Il riscaldamento provoca l’innalzamento dell’aria calda verso l’alto, richiamandone altra più fredda, originando i moti dell’atmosfera.
  • Esposizione ⇒ Nel nostro emisfero, l’esposizione a sud avendo un periodo d’insolazione maggiore rispetto a quella nord, avrà valori di temperatura nettamente maggiori. Anche fra est e ovest vi è differenza. La parte esposta a est, sarà sempre più fredda poiché sarà la prima a scaldarsi al mattino (il sole sorge in quella direzione) avviando una serie di moti atmosferici che porteranno le masse d’aria riscaldate, nella parte non ancora irradiata (ovest), aumentandone così la temperatura iniziale. In seguito, man mano che il sole si alzerà all’orizzonte, scalderà tutte le aree non ancora colpite dal sole, aumentando così ancor di più la temperatura dell’aria che già in precedenza aveva subito un aumento. In generale, per ogni cardinale vi è circa 1°C di differenza. Inoltre l’esposizione sulle pendici, può annullare l’inclinazione dei raggi solari, facendoli arrivare perpendicolari al terreno, con conseguente temperatura dell’aria più alta.
  • Distanza dal mare/bacini idrici(*) ⇒ Influisce fortemente su temperatura e umidità. A causa del diverso calore specifico della terraferma rispetto all’acqua, durante il giorno/notte e la stagione estiva/invernale, la terraferma si scalderà e raffredderà in maniera molto più repentina rispetto all’acqua per il semplice fatto che essendo molto più opaca rispetto all’acqua, durante il processo di riscaldamento/raffreddamento sarà coinvolto un volume di materia nettamente inferiore. Ne deriva una maggiore escursione termica dell’aria circostante durante il giorno e durante l’anno, che aumenterà, tanto più quanto sarà maggiore la distanza da qualunque bacino idrico. Inoltre, a ridosso delle costiere, a causa di una maggiore evaporazione dell’acqua marina, avremo una più alta percentuale di umidità relativa dell’aria, aumentando il rischio di foschie e nebbie con conseguente sviluppo di malattie fungine. L’evaporazione dell’acqua non dipende dalla temperatura ma bensì per l’84% dalla radiazione solare.
  • Correnti marine ⇒ Tali correnti marine influiscono molto sulle condizioni meteorologiche dell’ambiente in questione, alterando il normale andamento del clima in corrispettiva alla latitudine, basti pensare che il clima norvegese, è più mite rispetto a quello della Groenlandia, per il semplice fatto che è attraversato dalla corrente del golfo (corrente calda di origine messicana che attraversa tutto l’atlantico fino al nord Europa) mentre la Groenlandia da una più fredda (Labrador, proveniente dal Canada).
  • Presenza di catene montuose ⇒ Le catene montuose hanno la proprietà di far salire le masse d’aria, facendo così aumentarne la loro umidità relativa, formando così le piogge.
  • Presenza di venti dominanti ⇒ La presenza di venti che durante l’anno, essendo periodici, influisce sulla temperatura, umidità e piovosità. In genere, i versanti esposti verso il mare, tenderanno a essere più umidi e freschi mentre quelli esposti verso terra, caldi e umidi.
  • Caratteristiche del terreno ⇒ Tessitura, colore e presenza di sostanza organica.
  • Caratteristiche della vegetazione ⇒ Presenza di colture, pascoli, alberi di alto fusto ecc.
  • Interventi antropici.

Elementi climatici

Per poter dare una corretta definizione di clima, dobbiamo prima considerare gli elementi che lo identificano: gli elementi climatici.

Gli elementi climatici sono grandezze misurabili dell’atmosfera e s’identificano in:

• Pressione atmosferica.
• Radiazione solare.
• Temperatura.
• Vento.
• Umidità atmosferica.
• Precipitazione atmosferica.

Possiamo quindi dire che gli elementi climatici sono in stretta relazione fra essi e dipendenti dai fattori climatici. In definitiva, il clima è determinato dai fattori climatici e caratterizzato dagli elementi climatici.

Radiazione solare

La radiazione solare è il principale motore della biosfera, essa è responsabile della fotosintesi, della temperatura e di tutti i fenomeni fisici che regolano l’atmosfera.

Solo l’1% della radiazione totale è utilizzata dagli esseri viventi (trasformazione in energia chimica latente attraverso la fotosintesi) e la maggior parte di tale radiazione, viene assorbita dal sistema sotto forma di calore, in modo tale da poterlo riutilizzare per l’evaporazione dell’acqua (ciclo dell’acqua) e per un mantenimento della temperatura terreno-atmosfera-biomassa costante, il che va ad influire sull’economia della sostanza organica degli esseri viventi.

Tale processo avviene mediante le onde elettromagnetiche.

Le varie forme di radiazione si articolano secondo le seguenti variabili:

• Lunghezza d’onda λ.
• Frequenza v.
• Velocità di propagazione della luce C.

Messe in relazione dalla: C = v x λ.

L’energia della radiazione, è trasferita sotto forma di fotoni quali possiedono un’energia che è definita nella relazione di Planck, nel seguente modo: E = h x v.

Ne deriva che l’apporto energetico della radiazione è direttamente proporzionale alla frequenza (v) e inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda (λ).

Secondo la legge di Stefan-Bolzmann, qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto (-273°C), è capace di emettere radiazioni.

Costante solare

Il sistema energetico del nostro pianeta è in equilibrio poiché emette la stessa quantità di radiazioni che riceve dal sole.

Se considerassimo una superficie piana, posta al limite superiore dell’atmosfera in modo tale che i raggi solari incidenti siano perpendicolari, vedremmo che la quantità di energia ricevente su unità di superficie sarà pari a 1,98 calorie su centimetro quadro in un minuto. Tale valore rimane invariato nel tempo e per questo parliamo di costante solare. Paragonato alla quantità effettiva che arriva sulla superficie terrestre, tale valore si dimezza circa 2 volte poiché la terra è sferica e non piana.

Quindi, la quantità di radiazione che arriva sulla superficie terrestre è ridotta del 75% e sarà pari a circa 0,5 calorie su centimetro quadro in un minuto.

Inoltre, l’atmosfera non è perfettamente trasparente perché è essendo un sistema no