Sistemi orticoli e floricoli

GESTIONE DELL’ACQUA IN SERRA

L’acqua tipicamente costituisce l’80- 95% del tessuto vegetale. Il legno ne contiene meno (35-75%), i semi, che sono

fra i tessuti vegetali più poveri d’acqua, ne contengono fra il 5 e il 15%, ma comunque, per poter germinare, hanno

bisogno di assorbirne quantità considerevoli. L’aria atmosferica risulta quindi essere relativamente secca rispetto

all’acqua nei tessuti vegetali, per cui tende a fuoriuscire dalle piante, siccome migra seguendo un gradiente di

potenziale. Le piante terrestri si sono strutturate nel modo seguente:

 Un sistema radicale estremamente ramificato ed esteso per estrarre acqua dal suolo;

 Il percorso fra apparato radicale e le foglie avviene all’interno di un tessuto conduttore denominato xilema,

caratterizzato da una scarsa resistenza;

 Una cuticola idrofoba che riveste la superficie delle foglie per ridurre l’evaporazione;

 Aperture stomatiche nella foglia per permettere gli scambi gassosi con l’esterno (soprattutto CO , O e H O);

2 2 2

 Cellule altamente specializzate aventi lo scopo di regolare il (cellule di guardia) diametro dell’apertura

stomatica.

L’acqua svolge tre funzioni fondamentali nella pianta:

 Raffreddamento: È la funzione fondamentale del volume di acqua perduto per traspirazione dalla pianta,

soprattutto durante i periodi caldi: circa il 99% dell’acqua traspirata svolge tale funzione.

 Trasporto dei nutrienti: muove i nutrienti disciolti nella soluzione circolante del suolo, i quali vengono

trasportati con il flusso di acqua.

 Idratazione: una piccola porzione dell’acqua traspirata rimane nei tessuti (meno dell’1%). Il dato potrebbe

risultare sorprendente se pensiamo al fatto che il 90% dei tessuti vegetali è composto da acqua, ma rende

l’idea di quanta acqua viene utilizzata per altri scopi.

Ogni volta che la pianta deve assorbire acqua, deve superare determinate resistenze opposte dal potenziale del

suolo, e questo implica spese energetiche da parte delle radici. Man mano che l’acqua diminuisce nel suolo,

aumentano le spese energetiche necessarie, con conseguente diminuzione della produzione/fitness.

Il termine evapotraspirazione (ET) combina l’evaporazione dal suolo con la traspirazione dalle piante così da

descrivere la perdita di acqua totale di una coltura.

Deficit di pressione di vapore, o VPD: il processo di evaporazione è tanto più rapido quanto maggiore è la differenza

fra la pressione di vapore della superficie evaporante e quella dell’atmosfera.

Evapotraspirazione potenziale o di riferimento (ETP o ET0), cioè la perdita di acqua calcolata attraverso equazioni e

modelli matematici oppure misurata da una coltura di riferimento (normalmente Festuca arundinacea);

evapotraspirazione effettiva (ETE), cioè la reale perdita di acqua dalla coltura in oggetto, in genere inferiore al valore

precedente. ETE= ETPxKc

Dove, K è un coefficiente colturale che varia con la specie, la copertura vegetale e lo stadio di sviluppo.

c

Alte temperature favoriscono un incremento delle attività metaboliche con conseguente aumento della

traspirazione.

L’ETP può essere determinata tramite l’impiego di metodi diretti e indiretti. Può essere misurata direttamente con

ETP= keE .

l’ausilio di evaporimetri di classe A: Dove E rappresenta il tasso di evaporazione (espressa in mm/g)

osservato all’evaporimetro, e k è un coefficiente il cui valore dipende dalla umidità relativa media, dalla velocità del

e

vento e dal tipo di copertura vegetale circostante. Sono valori tabulati, ma devono comunque essere calibrati

sempre per la coltura ed azienda. Per opporsi allo stress idrico la pianta inizialmente adotta sistemi che le

consentono di assorbire un maggiore quantitativo di acqua, essa infatti aumenta la produzione di metaboliti

secondari, i quali determinano un aumento nell’assorbimento di acqua attraverso l’abbassamento del potenziale

cellulare.

Se lo stress è persistente la pianta può andare incontro ad una perdita di turgore che determina l’avvizzimento delle

foglie. La pianta deve quindi contrastare lo stress chiudendo gli stomi. In questo modo la perdita d’acqua si

interrompe, al pari dell’attività fotosintetica. L’energia luminosa che accumula diviene quindi tossica, e deve essere

dissipata siccome genera radicali liberi, la pianta svolge quindi la fotorespirazione, la quale porta ad una perdita di

carbonio. La pianta non è in grado di termoregolarsi e l’aumento di temperatura nella pianta dovuto allo stress idrico

fa sì che aumenti la respirazione, con conseguente aumento del consumo di zuccheri. Inoltre, l’assorbimento di

nutrienti risulta inficiato dallo stress. Tutti questi fattori causano nella pianta una crescita ridotta e stentata che può

protrarsi fino alla morte della stessa.

Qualità dell’acqua: l’analisi dell’acqua irrigua è un presupposto fondamentale per la produzione in serra e

soprattutto per le coltivazioni in idroponica. L’acqua impiegata a scopi irrigui deve essere controllata. Per quanto

riguarda l’acqua di pozzo deve essere eseguito saltuariamente un campionamento, almeno due all’anno, uno nel

periodo piovoso e uno nel periodo più siccitoso. Si ripete il controllo ogni 1-3 anni, eseguendo comunque delle

verifiche periodiche di pH e Conducibilità Elettrica (CE).

La scelta dei parametri da richiedere al laboratorio è il risultato di un compromesso tra la necessità di raccogliere più

informazioni possibili e il loro costo.

 2-2 2- 4-2

Elementi che influenzano la qualità e l’utilizzo dell’acqua (Ca, Mg, Na, Cl, CO , HCO , SO ).

 Macro e microelementi.

 Sostanze tossiche: metalli pesanti, tensioattivi anionici.

 Determinazione di microorganismi patogeni per l’uomo.

La fertirrigazione viene effettuata con acqua di buona qualità:

 pH 5,5-6,5 (acidificante acido nitrico, solforico, fosforico);

 3- 22- -1

Alcalinità: concentrazione inone bicarbonato (HCO ) e carbonato (CO ) espressi in meq l .

 Salinità: presenza di sodio e altri cationi, residuo secco sali solubili presenti nelle acque irrigue (cloruro di

sodio, solfato di calcio, solfato di magnesio, solfato di sodio, bicarbonato di calcio).

L’acqua deve avere pochi sali (causano effetti osmotici sulla pianta), deve avere pH con range tra 5,5 e 6,5 perché

non si abbia precipitazione chimica (a causa dell’insolubilità di alcuni sali), la presenza di sodio e altri cationi può

avere effetti negativi sulla coltura.

SAR: il sodio agisce non solo sulla pianta ma anche sul sistema suolo, questo infatti può essere assorbito dai colloidi e

creare problemi di perdita di struttura del terreno. Gli ioni Ca e Mg (ioni bivalenti, 2+) sono assorbiti di più sui colloidi

+

quindi l’effetto negativo tipico del Na nel loro caso è ridotto.

Sono considerate non rischiose acque con valori di SAR inferiori a 10.

Irrigazione in serra: la quantità di acqua da distribuire dipende dalle esigenze delle colture. Stabilito il fabbisogno

della coltura è possibile stabilire:

 Quantità di acqua da distribuire giornalmente,

 Numero di interventi,

 Quantità da distribuire ad ogni intervento,

 Suddividere la serra in settori con specie aventi esigenze simili,

 Scegliere il sistema irriguo più adatto (economico) e idoneo.

Radiazione e perdita di acqua: l’intensità della radiazione luminosa può essere correlata alla perdita di acqua come

mostrato nel grafico successivo (con RS radiazione solare e AQs acqua disponibile nel substrato).

Intensificazioni e oscillazioni del contenuto idrico

rappresentano il numero di volte in cui è necessario

intervenire. Si noti come all’aumentare della radiazione si

intensifica la frequenza degli interventi necessari.

Supponendo che un vaso trattenga 50 l, e che la pianta

ne richieda 100, allora sarà necessario svolgere due

interventi al giorno. Per poter effettuare una

somministrazione della risorsa acqua in modo razionale è

necessario eseguire un bilancio idrico. Bisogna quindi

conoscere il quantitativo di acqua massimo che può

essere contenuto dal substrato e il fabbisogno della coltura.

Tipi di irrigazione:

 Manuale: da escludere in serra (efficienza del 40-50%);

 A goccia: molto efficiente (90-95%);

 Subirrigazione: ancora più efficiente (95-98%)

 Aspersione (60-70%.)

Volume irriguo: fabbisogno della pianta in funzione dello stadio di sviluppo e delle condizioni ambientali. Si effettua

sulla stima dell’evapotraspirazione effettiva della coltura. Consente di programmare gli interventi irrigui

programmati con dei timer, i quali ogni settimana/mese devono essere calibrati siccome la pianta cresce e si

modificano le condizioni ambientali.

In alternativa è possibile misurare l’umidità del substrato grazie all’utilizzo di tensiometri, questi permettono di

intervenire quando la quantità di acqua presente scende al disotto di una soglia definibile in funzione della coltura.

I tensiometri misurano il potenziale idrico e determinano così indirettamente quanta acqua è disponibile nel

substrato per la coltura. Valori tipici alla capacità di campo sono nell’ordine di “-10:-20” hPa, e possono arrivare

anche a -70 hPa (soglia critica). Sono costituiti da un setto poroso in ceramica collegato a un tubo di vetro,

contenente acqua distillata, a sua volta collegato a un sensore di pressione sviluppati da Richards negli anni ’30, la

perdita di acqua dal substrato crea una depressione che viene misurata dal manometro. Permettono di controllare

l’irrigazione evitando il run-off. Attenzione collegamento tra terreno e setto poroso. Tensiometri commerciali hanno

un range di funzionamento nell’ordine di 0-1000 hPa, con un’accuratezza di 1-10 hPa. Possono essere collegati a

computer o a sistemi di memorizzazione. Il setto poroso richiama acqua verso il tensiometro, all’interno del quale si

forma una depressione, forza con cui l’acqua viene assorbita. Al diminuire della quantità d’acqua, aumenta la

depressione.

Problemi annessi ai tensiometri: essi sono realizzati in vetro e quindi sono fragili, inoltre bisogna fare attenzione che

il setto poroso sia ben collegato col substrato e che non ci sia in mezzo uno strato d’aria, siccome questa blocca la

soluzione di continuità del sistema impedendo la misura. Questi strumenti inoltre hanno una bassa prontezza

(tempo di risposta), e questo ritardo deve essere tenuto in considerazione quando nel momento in cui si esegue la

calibrazione dei cicli on/off dell’impianto di irrigazione. Prestare attenzione al posizionamento (se troppo esterno al

vaso, i dati sono alterat