Dalla sperimentazione agli strumenti per la gestione idrica nella patata

Assopa 05/03/2013
Dalla sperimentazione agli
strumenti per la gestione
idrica nella patata
S. Anconelli
G. Chiari
Consorzio di Bonifica di
secondo grado per il Canale
Emiliano Romagnolo
Volumi derivati dal Po
milioni di metri cubi
350
290.5
300
mc pompati dal CER
nell’estate 2012
343.8
321.0
239.1237.9244.8
250
277.4
228.9231.0
202.7201.6
200
150
100
170.3169.5168.7
168.1
134.9132.8
135.0
176.6
176.7
124.9
98.8
50
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
BILANCIO IDRICO PIANTE
PIOGGIA
I = (E T - Pu + F)
IRRIGAZIONE
TRASPIRAZIONE
EVAPORAZIONE
PERCOLAZIONE
RUSCELLAMENTO
FALDA
ETP = EVAPOTRASPIRAZIONE POTENZIALE = ETo
E’ il potere evaporante dell’atmosfera. Per convenzione è la perdita d’acqua di un
prato di graminacee (festuca) sfalciato a 10-15 cm e mantenuto in ottimali
condizioni di rifornimento idrico, soggetto alle condizioni climatiche ove è
inserito.
E’ anche detta evapotraspirazione di riferimento.
L’EVAPOTRASPIRAZIONE dipende da:
temperatura
umidità
vento
radiazione solare
L’EVAPOTRASPIRAZIONE si misura:
evaporimetro classe A
formule climatiche
EVAPORATO medio probabile (mm/giorno):
apr
2.7
mag
3.9
giu
5.2
lug
5.7
ago
5.7
set
3.1
ETM = EVAPOTRASPIRAZIONE MASSIMA
E’ la quantità d’acqua evapotraspirata da una coltura mantenuta in ottimali
condizioni di rifornimento idrico.
Kc = COEFFICIENTE COLTURALE
E’ il rapporto tra l’evapotraspirazione massima della coltura ed il potere
evaporante dell’atmosfera: la sua conoscenza permette, conosciuto l’ETP, di
stimare l’ETM
Kc = ETM/ETP
ETM = ETP x Kc
Il Kc varia da 0.3-0.4 durante la fase di suolo nudo sino a 1.0-1.2 al massimo
sviluppo fogliare. Il Kc dipende quindi dal L.A.I.
Kc
0.4
0.6
0.8
1.1
Fenofase Patata
Dalla semina all’emergenza
Dall’emergenza fino a tuberi di 2 cm (chiusura sulla fila)
Dalla chiusura sulle fila fino alla chiusura tra le fila
Dalla chiusura tra le fila fino al decadimento fogliare
TURNI e VOLUMI irrigui dipendono da TERRENO e METODO
Sabbioso
Medio
impasto
Argilloso
Capacità
Idrica di
Campo
% in
volume
mm di
acqua
su 40 cm
di
terreno
Volume irriguo a Volume irriguo a
pioggia
goccia
pari al 40-50%
pari al 10-20%
dell’acqua
dell’acqua
disponibile (mm)*
disponibile
(mm)*
12.5
50
25
5
22
90
35-40
10
30
120
50
10-15
* L’irrigazione verrà effettuata, in funzione del terreno e del metodo irriguo, quando la sommatoria degli evaporati
giornalieri, corretti con gli appositi coefficienti colturali, raggiunge i valori dei volumi irrigui sopra riportati, in
millimetri
Test mai irrigato
Av non irrigato in fase vegetativa
Af non irrigato in fioritura
Am non irrigato in fase di maturazione
I sempre irrigato
Fenofase
Semina
emergenza: fase piena
formazione tuberi: inizio fase
bottoni fiorali: fase piena
ingiallimento foglie basali: inizio fase
ingiallimento foglie basali: fase piena
VEGETATIVA
FIORITURA
MATURAZIONE
Resa (q/ha) in
funzione dell’epoca
di irrigazione
Date
Rilevate in
campo
Date
Rilevate in
campo
03/03/2009
14-23/04/09
1-13/05/09
18/05/2009
15/06/2009
23/06/2009
19/03/2010
26/04/2010
14/05/2010
18/05/2010
21/06/2010
05/07/2010
Miglioramento dell’efficienza degli impianti di
irrigazione
scorrimento – infiltrazione laterale da scoline - sommersione
aspersione con “irrigatore semovente”
aspersione con “barra
nebulizzatrice”
ottimizzazione della “barra
nebulizzatrice” mediante irrigatori
LDN o LEPA
microirrigazione
PROGETTO CER
“Miglioramento dell’efficienza irrigua dei
rotoloni con barre irrigatrici innovative”
Obiettivo: Risparmio idrico mediante miglioramento efficienza
irrigua delle macchine irrigue semoventi
Finanziatori:
Regione Emilia-Romagna (L.R.28/98) e
Aziende Produttrici attrezzature irrigue:
FERBO
GIAMPI
OCMIS
IDROFOGLIA
IRRIMEC
RM
IRTEC
CASELLA
SIME
L’irrigatore a “cannone”
Caratteristiche:
•Alta pressione
•Getto polverizzato
•Lungo tragitto ugello/coltura
•Soggetto a evaporazione
•Soggetto a deriva
•Uniformità media
La barra irrigatrice classica
Caratteristiche:
•Media pressione
•Getto molto polverizzato
•Breve tragitto ugello/coltura
•Elevata evaporazione
•Soggetto a deriva
•Uniformità buona
La barra LDN Low Drift Nozzle
Il progetto ha anche iniziato a verificare i
vantaggi di montare i diffusori LDN sulle
barre in sostituzione dei nebulizzatori, per:
•Minore pressione necessaria agli ugelli
0.7-2.1 atm. (risparmio energetico)
•Minore nebulizzazione delle gocce
(riduzione evaporazione durante il lancio)
•Distribuzione idrica vicino vegetazione
(riduzione perdite evaporazione per lancio e
deriva del vento)
•Migliore uniformità di bagnatura (maggiore
efficienza dell’acqua)
Portata 20-70 l/min
gittata 4-5 metri
La barra LEPA
Low Energy Precision Application
Il progetto ha iniziato a verificare i vantaggi di montare i diffusori LEPA sulle barre in
sostituzione dei nebulizzatori, per:
•Minore pressione necessaria agli ugelli (risparmio energetico)
•Localizzazione acqua lungo file coltura (riduzione evaporazione da superficie del suolo)
•Assenza o marginalità bagnatura manto vegetale (riduzione evaporazione da superficie
fogliare)
•Distribuzione idrica vicino suolo (riduzione perdite evaporazione per lancio e deriva del
vento)
•Migliore uniformità di bagnatura (maggiore efficienza dell’acqua)
•Veloce passaggio da irrigazione localizzata lungo le file della coltura a quella integrale,
adatta a favorire l’emergenza dei seminati.
Caratteristiche della microirrigazione
La microirrigazione prevede:
•localizzazione acqua vicino alla pianta
•elevata frequenza degli interventi
•lunghi tempi di erogazione
•bassa pressione di esercizio
Ali gocciolanti integrali
Vantaggi della
microirrigazione
•Risparmio d’acqua ed energia
•Minor Dilavamento Nutrienti
•Minor Uso Di Pesticidi
•Miglior Uniformita’ Bagnatura
•Maggior Precisione Erogazione
•Facilita’ Gestione Irrigua
•Minori Costi d’esercizio
•Possibilità di effettuare la
fertirrigazione
con gocciolatori in-line
Confronto tra metodi irrigui su patata
1999-2001:
pioggia (mini-irrigatori) Vi=30 mm
goccia (ala gocciolante interrata) Vi=10 mm
restituzioni del 50 e 100% ETm
RISULTATI PRODUTTIVI
PATATA 99-2001
aumento del calibro
maggior tenore in sostanza secca
Resa totale
Resa comm.
S.S.
q/ha
q/ha
%
Test
366.98
B
339.96
B
19.62
Pioggia 50% Etm
430.73
A
403.67
A
19.19
Pioggia 100% Etm
447.75
A
424.67
A
18.60
Goccia 50% Etm
432.00
A
409.46
A
20.00
Goccia 100% Etm
457.92
A
434.17
A
19.09
(q/ha)
40 – 60 mm
P.medio
(g)
%
(q/ha)
60 – 75 mm
P.medio
(g)
Test
267.00 B
89.60 C
74.61 A
Pioggia 50% Etm
307.08 A
97.43 B
72.00 AB 96.58 BC 205.59 b
72.96 C
205.40 b
%
18.18 C
22.02 BC
Pioggia 100% Etm 305.13 A
100.60 AB 68.59 B
119.54 AB 221.14 a
26.39 AB
Goccia 50% Etm
102.45 AB 69.00 B
115.83 AB 221.72 a
25.85 AB
104.79 A
130.00 A
27.30 A
293.63 A
Goccia 100% Etm 304.17 A
67.78 B
222.64 a
stesura dell’ala gocciolante interrata alla
sommità del monticello
problema: 11.000-13.000 m di tubo ad ettaro
stesura contemporanea alla rincalzatura
ala gocciolante
tubero
seme
area bagnata
suolo limoso o argilloso
suolo sabbioso
stesura dell’ala
gocciolante in
fondo al solco
problemi:
 non si bagna il monticello
 crepacciature e conseguente
inverdimento dei tuberi
 minor efficienza irrigua per
evaporazione dell’acqua dal solco
 11000-13000 m/ha di tubo
 si può dimezzare l’impiego di tubo
con il posizionamento alternato, ma
la bagnatura non è uniforme (solo in
caso di terreno fortemente
argilloso)
Confronto tra metodi irrigui su patata
pioggia
ala gocciolante interrata
ala gocciolante nel solco
1 ala gocciolante per bina
semina patata a fila binata
semina patata a fila binata
75 cm
180 cm
rincalzatura patata a fila binata
75 cm
180 cm
possibilità di stesura dell’ala gocciolante
possibilità di stesura dell’ala gocciolante
RISULTATI
PRODUTTIVI
PATATA 2002
GOCCIA: 1750 mc/ha in 12 interventi da 10-15 mm
PIOGGIA: 1750 mc/ha in 7 interventi da 25 mm
tesi
tot q/ha
com q/ha
binata
pioggia
670.850
649.263
606.380
609.587
tesi
binata
pioggia
<40
q/ha
40-60
q/ha
60-75
q/ha
>75
q/ha
21.570
34.300
314.913
384.317
291.467
225.270
41.003
1.530
sost. secca
tesi
binata
pioggia
%
21.6
20.6
deforme
marcio
q/ha
tuberi/mq
1.897
3.847
0.4
1.0
aumento del calibro
minor deforme e marcio
maggior tenore in sostanza secca
RISULTATI PRODUTTIVI
PATATA 2003
aumento del calibro
GOCCIA: 3300 mc/ha in 22 interventi da 15 mm
minor deforme e terra
PIOGGIA: 3300 mc/ha in 11 interventi da 30 mm
test
pioggia
goccia
tara terra
%
<40
q/ha
40-60
q/ha
60-75
q/ha
deforme
q/ha
totale
q/ha
commer.
q/ha
1.01
1.86
0.69
25.81
32.46
27.68
143.02
257.66
229.71
24.89
21.47
56.16
26.45
33.77
19.28
220.17
345.36
333.21
167.91
279.13
285.87
commer.
%
sost.secca
%
75.29
80.53
85.13
15.86
16.01
15.92
RISULTATI PRODUTTIVI
PATATA da industria (cv. DAISY) 2010
resa totale
(q/ha)
G TEST
G 50
G 100
P TEST
P 50
P 100
livello di significatività
TEST
50% Etm
100% Etm
livello di significatività
binata
fila singola
livello di significatività
goccia (escluso il test)
pioggia (escluso il test)
livello di significatività
475.60
501.69
527.67
438.33
552.13
544.47
n.s.
456.97
526.91
536.07
n.s.
501.65
511.64
n.s.
514.68
548.30
n.s.
piogge +
irrigazioni
(mm)
363.4
492.4
621.4
363.4
483.4
603.4
363.4
487.9
612.4
492.4
483.4
556.9
543.4
-
W.U.E.
(g/l)
13.09
10.19
8.49
12.06
11.42
9.02
n.s.
12.57 A
10.81 AB
8.76 B
p<0.01
10.59
10.84
n.s.
9.34 b
10.22 a
p<0.10
irrigazioni
(mm)
I.W.U.E.
(g/l)
129.0
258.0
120.0
240.0
124.5
249.0
193.5
180.0
-
2.02
2.02
9.48
4.42
5.75
3.22
2.02
6.95
-
recupero dell’ala gocciolante mediante l’apposito riavvolgitore
azionato dalla presa di forza del trattore.
macchina portata dal trattore per il recupero
dell’ala gocciolante a pieno campo.
Fertirrigazione con semovente PATATA 2007
possibili vantaggi
Distribuzioni frazionate sulla base delle necessità della coltura
Somministrazione anche quando non si può più entrare in campo
La veicolazione assieme all’acqua migliora la penetrazione nel
terreno e l’assorbimento da parte delle piante
Parziale e vantaggiosa concimazione per via fogliare
Elevata uniformità di distribuzione in caso di buoni sistemi irrigui
Eliminazione lavorazioni superficiali interramento fertilizzanti
I costi di distribuzione dei fertilizzanti vengono ridotti
Riduzione del dilavamento in falda dei fertilizzanti
Strumentazione impiegata
•Rotolone con tubo di diametro 90
•Barra nebulizzatrice di 36 metri
•Portata 650-680 l/min
•Pressione di lavoro: 4.5 Atm.
Apparecchiature di distribuzione
•centraline sulla macchina e
sulla pompa iniettrice per
distribuire tutta la
soluzione madre nel tempo
di lavoro della postazione
Apparecchiature di distribuzione
semina
16/3
Concimazioni
distribuzione tradizionale di N, P e K
120
azoto: 197 kg/ha
100
fosforo: 177 kg/ha
kg/ha
80
potassio: 160kg/ha
60
40
20
/6
28
/6
6
18
8/
/5
29
/5
5
19
9/
/4
29
19
/4
4
9/
/3
30
10
20
/3
/3
0
pre-semina rincalzatura copertura
raccolta 28/6
distribuzione frazionata in fertirrigazione di N e K
kg/ha
120
100
azoto: 180.5 kg/ha
80
fosforo: 177 kg/ha
potassio: 160kg/ha
60
40
non distribuita
20
/6
28
/6
18
6
8/
/5
29
/5
19
5
9/
/4
29
/4
19
4
9/
/3
30
/3
20
/3
0
10
distribuzione a
dose doppia per
recupero
Accumulo di sostanza secca
accumulo di sostanza secca nei diversi organi della pianta
180
160
grammi/pianta
140
120
100
trad-vegetazione
fert-vegetazione
trad-tuberi
fert-tuberi
80
60
40
20
0
18-apr
28-apr
concim.granulari
08-mag
18-mag
28-mag
07-giu
17-giu
27-giu
ultima fertirrig.
07-lug
raccolta 28/6
Risultati produttivi
500
450
patata: produzione commerciale di tuberi (p<0.05)
458 a
432 a
q/ha
400
330 b
350
300
250
200
150
100
fertirrigazione
concimazione
test irrigato-non
tradizionale
concimato
Incremento della fertirrigazione: +6% sul tradizionale
+39% sul test
Classi di calibro
<40 mm (%)
40-60 mm (%)
60-75 mm (%)
(%)
patata: ripartizione % per classi di calibro (p<0.05)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
78
70
66
27
7
fertirrigazione
23
7
10
12
concimazione
test irrigato-non
tradizionale
concimato
La fertirrigazione ha determinato uno
spostamento verso calibri maggiori
Risultati qualitativi
(%)
patata: percentuale di sostanza secca (n.s.)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
fertirrigazione
concimazione
test irrigato-non
tradizionale
concimato
grammi
patata: peso medio (n.s.)
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
fertirrigazione
concimazione
test irrigato-non
tradizionale
concimato
senza
differenze
statisticamente
significative di
qualità
Risultati economici
patata: produzione lorda vendibile (p<0.05)
12 000
10086 a
Euro/ha
10 000
9496 b
7249 c
8 000
6 000
4 000
2 000
fertirrigazione
concimazione
test irrigato-non
tradizionale
concimato
Incremento di 590 €/ha, considerando 0.22€/kg