8. Tecniche di coltivazione

Prof. Bruno Marangoni
Dipartimento di Colture Arboree
Universita’ di Bologna
FATTORI DELLA PRODUZIONE
NATURALI
Clima
Condizioni topografiche
Terreno
Lavoro
Concimazioni organiche
Piante coltivate
ARTIFICIALI
Concimi minerali
Correttivi e ammendanti
Macchine
Irrigazione e drenaggio
Sistemazioni e lavorazioni del terreno
Tecniche di semina e piantagione,
diserbo,
potatura,
avvicendamento,
consociazione, forzatura, raccolta
Difesa dalle
abiotiche
avversità
biotiche
e
Conservazione e condizionamento in
azienda
ELEMENTI NATURALI DELL’AMBIENTE DELLE PIANTE
Area (milioni di ettari)
•Energia radiante
•Luce: fotoperiodo
composizione dello spettro
intensità
•Umidità
•Vento: velocità
frequenza raffiche
direzione
•Nebbia
•Precipitazioni: pioggia, nevischio,
neve,
grandine,
rugiada
•Composizione dell’atmosfera: CO2
inquinamento
Suolo
•Caratteristiche fisiche
•Umidità: quantità
disponibilità
•Temperatura: gradienti con la
profondità
•pH
•Composizione dell’atmosfera
del terreno: rapporto CO2/O2
Precipitazioni
Fotosintesi
Attività
Tecnica
colturale
Veget.
Prod.
Clima
Fertilizzazione
Irrigazione
e drenaggio
Disponibilità nutritive
Regime idrico
Sostanza organica
Presenza di O2
Processi biologici
CONCIMAZIONE
I parametri per impostare un corretto programma di
fertilizzazione sono:
 Caratteristiche del terreno (ANALISI DEL TERRENO)
 Stato nutrizionale della pianta (ANALISI FOGLIARE)
 Esigenze della pianta in funzione delle fasi fenologiche
 Densità di impianto
 Tecniche di gestione del suolo
 Bilancio nutrizionale del frutteto (apporti/asportazioni)
La fertirrigazione è una tecnica che permette di somministrare gli
elementi nutritivi localizzandoli, attraverso l’acqua di irrigazione, in
una zona del terreno interessata dalla gran parte delle radici.
PARAMETRI AGRONOMICI
PARAMETRI DI BASE
PARAMETRI SPECIFICI
•Umidità
•Fisici (densità, porosità…)
•pH
•Idrologici (ritenzione idrica,
acqua disponibile, porosità
libera…)
•Salinità
•Sostanza organica
•Macroelemneti della fertilità
(N, P, K)
•Altri elementi (Ca, Mg, Fe..)
•Semi di piante infestanti
•Capacità di scambio cationico
•Potere tampone
•Potere repressivo
•Elementi in forma solubile
ASSORBIMENTO E APPARATO RADICALE
DISPONIBILITA’ DI
NUTRIENTI E ACQUA
TIPO DI SUOLO
ASSORBIMENTO
STRUTTURA
APPARATO RADICALE
VOLUME TOTALE
ATTIVITA’ RADICI
ED
ESCRETI RADICALI
EFFICIENZA RADICI
SUPERFICIE CONTATTO
DINAMICA DELLA
CRESCITA
DISTRIBUZIONE
ATTIVITA’ METABOLICA
DENSITA’
ETA’
Diverso assorbimento di elementi nutritivi in rapporto al pH
GESTIONE DELLA NUTRIZIONE
 Caratteristiche del suolo
 Disponibilità di N (N-NO3- e N-NH4+)
 Asportazioni della specie nel corso della stagione
 Carica produttiva
 Stato nutrizionale dell’albero (analisi fogliare e
visiva)
ANALISI CHIMICO-FISICA DEL TERRENO
0-30 cm 30-60 cm
Sabbia (2,00-0,05 mm)
%
18
18
Limo (0,05-0,002 mm)
%
50
49
Argilla (<0,002 mm)
%
32
33
pH (in H2O)
%
7.4
7.5
Sostanza Organica
%
1.5
1.3
Azoto Totale (N)
%
0.97
0.86
Fosforo ass. (P)
ppm
18
14
Potassio sc. (K)
ppm
157
119
Calcio sc. (Ca)
ppm
3.826
3.857
Magnesio sc. (Mg)
ppm
336
358
meq/100g
22.6
22.9
Capacità di scambio cationico
ELEMENTI ASPORTATI DALLE DIVERSE
SPECIE FRUTTICOLE
N
P2O5
K2O
MELO
60 – 100
20 - 50
100 – 150
PERO
60 - 100
20 – 50
100 – 150
PESCO
100 – 140
20 – 50
100 – 150
ACTINIDIA
100 - 150
20 – 50
100 – 150
VITE
60 - 100
20 - 70
100 – 170
VARIAZIONI DI CONCENTRAZIONE DEI DIVERSI
ELEMENTI NEI TESSUTI SANI DELLE PIANTE
ELEMENTI MINERALI RIMOSSI DAI FRUTTI
(50T)
100
kg dell’elemento rimosso
90
80
MELO
PERO
70
60
50
40
30
20
10
0
N
Da Tagliavini et al. 1998
P2O5
K2O
CaO
MgO
CICLO INTERNO DELL’AZOTO
Rimobilizzazione
PRIMAVERA
Radici, fusto,
INVERNO
branche,
germogli
Assorbimento
foglie
ESTATE
Assorbimento Retraslocazione
AUTUNNO
BILANCIO DELL’AZOTO
FONTE
ASSORBIMENTO
•Atmosferico
•Foglie
•NH4+ adsorbito
•Legno di potatura
•Acqua d’irrigazione
•Strutture legnose
•Sostanza organica
•Frutti
•Fertilizzanti
RISERVE
PERDITE
•NH4+ adsorbito
•Percolazione
•Microbico
•Volatilizzazione
AZOTO ASPORTATO DAL FRUTTETO
Fino al diradamento
10 % * 150 = 15 kg/ha
Maggio – agosto
65 % * 150 = 98 kg/ha
Fine agosto - settembre 25 % * 150 = 37 kg/ha
DISPONIBILITA’ DI N NEL SUOLO
N-NO3- (ppm)
Volume del suolo
(0.8 m; 2 m)
X
Peso specifico apparente
(1.2-1.4)
Disponibilità di N kg /ha
STIMA DELL’N-NO3- NEL SUOLO
1 ppm =
6 kg/ha N
10 ppm = 60 kg/ha N
20 ppm = 120 kg/ha N
N-NO3- nella soluzione del suolo 5
volte inferiore
10 ppm = 12 kg/ha N
CRITERI PER INDIVIDUARE IL LIVELLO ATTITUDINALE
DEL SUOLO PER LA COLTIVAZIONE DELLE POMACEE
Caratteristiche
pedologiche
Classe di attitudine
Molto adatto
Moderatamente
adatto
Non adatto
> 80
40 - 80
< 40
Drenaggio
Buono
moderato
Imperfetto,
lento,molto lento
Tessitura
Media,
moderatamente
fine, mod.
grossolana
Media, grossolana, fine
Molto fine, con
caratteri vertici
(crepe profonde
quando il suolo è
asciutto)
6.5-7.5
5.4-6.5
7.5-8.8
<5.4
>8.8
Calcare attivo (%)
< 10
10-15
>15
Salinità (mS/cm)
<2
2-3
>3
Profondità utile
alle radici (cm)
Reazione (pH)
FUNZIONI DEI PRINCIPALI ELEMENTI NELLA
PIANTA
N
K
P
Aminoacidi, proteine, acido nucleico,
nucleotidi, clorofilla e coenzimi
Enzimi, aminoacidi, sintesi delle proteine.
Apertura e chiusura stomi
Formazione di energia, acidi nucleici, enzimi,
fosfolipidi, enzimi.
Ca
Pareti cellulari, permeabilità di membrana,
cofattore degli enzimi
Fe
Sintesi della clorofilla, citocromo, nitrogenasi
OBIETTIVI DELLA
FERTILIZZAZZIONE
• Costante e regolare produzione
• Migliore qualità dei frutti (colore, sapore,
conservabilità, suscettibilità a patogeni e insetti)
• Salvaguardia ambientale
COMPORTAMENTO DI N, P, K IN UN
TERRENO ARGILLOSO E SABBIOSO
N
P
K
N
P
K
N
P
K
N
P
K
P
K
N
P
K
N
Sincronizzare le esigenze nutrizionali e
la disponibilità di nutrienti
Conoscenze dinamica
asportazioni
Monitoraggio
disponibilità
Flessibili modalità di somministrazione
(fertirrigazione – concimazione fogliare)
Tradizionale
Concimi granulari distribuiti al suolo;
Fertirrigazione
Distribuzione dei nutrienti disciolti nell’acqua d’irrigazione:
dosi minori (maggiore efficienza)
dosi proporzionate alle esigenze dell’albero (apporti frequenti)
Fogliare
Applicazione dei concimi, sottoforma di spray, direttamente
sulla chioma
CONCIMAZIONE TRADIZIONALE
Inizio aprile
Perfosfato triplo + Nitrato ammonico
Fine maggio
Nitrato di potassio + Nitrato di magnesio e Urea
Fine giugno
Solfato di potassio
Inizio settembre Nitrato ammonico
I concimi vengono
distribuiti lungo il filare
nei diversi periodi dell’anno
secondo le esigenze degli
alberi
NUTRIZIONE CONVENZIONALE
MELO
Inizio di aprile
Fosfato triplo + nitrato di ammonio
Fine di maggio
Nitrato di potassio + nitrato di magnesio e urea
Fine di giugno
Solfato di potassio
Inizio di settembre Nitrato di ammonio
I fertilizzanti sono distribuiti sulla fila
PIANO DI FERTILIZZAZIONE
TRADIZIONALE (27 t/ha)
N
P2O5
K2 O
MgO
(kg/ha) (kg/ha) (Kg/ha) (kg/ha)
Data
Fase
1
30/3
Caduta petali
40
45
0
0
2
15/5
Diradamento
40
0
140
20
3
30/8
Post-raccolta
35
0
0
0
115
45
140
20
Totale
VANTAGGI DELLA FERTIRRIGAZIONE
 Distribuzione dei nutrienti nel volume di suolo a maggiore
densità radicale
 Migliore mobilità dei nutrienti come il K e il P che
solitamente sono adsorbiti dalle argille
 Migliore efficienza del fertilizzante e conseguente minore
dose di applicazione
 Distribuzione di piccole dosi con minore rischio di
lisciviazione (es. N)
 Migliore equilibrio vegeto-produttivo e più precoce entrata
in produzione
Centralina computerizzata
Controllo dosi , pH e conducibilità delle soluzioni
nei diversi settori
MICROIRRIGAZIONE
 EROGATORI A 40 cm
 PORTATA = 2,2 L/h
CENTRALE COMPUTERIZZATA
PER FERTIRRIGAZIONE
Piano di fertirrigazione per il pesco
16
14
kg ha-1
12
10
8
P2O5
N
6
4
MgO
2
0
K2O
Caduta
petali
Diradamento
Raccolta
PIANO DI FERTIRRIGAZIONE
PERO
MESE
Aprile
Maggio
Giugno
Luglio
Post-raccolta
TOTALE
Quantità (kg/ha)
N
P2O5 K2O MgO
2(2)
12(2)
0
0
10(4)
7(1)
8(1)
9(2)
15(3)
0
34(2)
7(1)
13(3)
0
29(2)
9(3)
5(1)+F
0
14(1)
0
45
19
88
25
PERO cv. CONFERENCE /BA29
Trattamento
Produzione
(kg/albero)
Peso del
frutto (g)
Numero di
frutti/albero
Convenzionale
13.0
156
84.5
Fertirrigazione
14.3
163
88.6
Convenzionale
14.9
152
102
Fertirrigazione
14.5
146
102
1998
1999
350
14
300
12
250
10
200
8
150
6
100
4
50
2
0
0
mg N-NO
3/kg terreno
mg N/albero/giorno
Confronto tra l’N apportato mediante fertirrigazione
(mg N/albero/giorno) e la disponibilità di N-NO3- nel
terreno (1999)
CONCENTRAZIONE DELLO IONE NO3NELLA SOLUZIONE DEL SUOLO NEL CORSO
DEL 1999
250
Concimazione tradizionale
Fertirrigazione100%
200
Fertirrigazione 50% (N, P, K, Mg)
***
a
ppm NO3-
150
NO3-
**
a
*a
100
b
50
0
b
b
**
a
a
b
b
*a
* ***
a **
a
a a
b
ab
b
b
b
b
Fert. 100 % N, P, K, Mg
Fert. 50 % N, K, Mg
SOLUBILITÀ IN ACQUA DI ALCUNI
FERTILIZZANTI (KG/M3)
Fertilizzante
Fosfato mono-ammonico
Fosfato bi-ammonico
Nitrato ammonico
Nitrato di calcio
Sulfato di ammonio
Urea
Cloruro di potassio
Nitrato di potassio
Sulfato di potassio
Fosfato mono-calcico
Acido fosforico
Temperatura (°C)
0-5
20-25
227
282
429
575
1183
1950
1020
3410
706
760
780
1193
280
347
133
316
69
110
18
5480
Bar.Yosef, 91
FERTILIZZAZIONE FOGLIARE
 Rapido effetto
 Rimedio all’insolubilità di nutrienti nel suolo
 Effetto limitato nel tempo
 Difficile assorbimento attraverso la cuticola fogliare
 Limitata rimobilizzazione dei nutrienti
 Limitato apporto (10 gN/l) esistono casi sperimentali
di concentrazioni di urea fino al 10%
TRATTAMENTI FOGLIARI
COSA
QUANDO
Deficienza
Macro e micro nutrienti
Assorbimento radicale ostacolato
Somministrazioni di post raccolta
• amminoacidi
• acidi umici
• vitamine
• carboidrati
Stress ?
Pomacee
 Tecnica molto diffusa.
 Strategia nutrizionale utile per ridurre fisio e fitopatie
da conservazione.
Drupacee
Tecnica in forte aumento.
 Limitate informazioni sperimentali (1994:Caldesi 2000 e
Stark RedGold).
L’analisi eseguita in estate su foglie mature è:
• affidabile per valutare lo stato nutrizionale dell’albero
• poco utile per guidare la
corso
fertilizzazione nell’anno in
Diagnostica eseguita in primavera su foglie giovani
Diagnostica fogliare: indici di riferimento proposti
per l’Emilia-Romagna (Abate Fetel)
Elementi
(% s.s.)
Caduta petali1
Allegagione
Estate
N
2,80 - 3,40
1,95 - 2,70
2,00 - 2,45
P
0,30 - 0,40
0,16 - 0,22
0,14 - 0,20
K
1,60 - 2,20
1,25 - 2,00
0,80 - 1,50
Ca
0,70 - 1,10
0,90 - 1,70
1,10 - 1,90
Mg
0,25 - 0,40
0,30 - 0,60
0,35 - 0,50
1:
foglie della lamburda vegetativa
GESTIONE DEL SUOLO
FILA & INTERFILA
Diserbo
Lavorazione
Lavorazione
Inerbimento permanente o
temporaneo (sovescio)
Particolare di interfilare
subito dopo l’interramento
della biomassa trinciata e
lasciata disidratare in campo
A pochi anni dalla semina la
composizione del cotico
erboso si arricchisce di
essenze spontanee,
principalmente graminacee
Marangoni, 2001
BIOMASSA (S.S.) PRODOTTA
ANNUALMENTE DALL’ERBAIO DA
SOVESCIO E DAL PRATO
10.0
S=30.0
S=21.7
7.5
5.0
2.5
0.0
‘95 ‘96‘97 ‘98‘99
‘95 ‘96‘97 ‘98‘99
sovescio
prato
MACROELEMENTI NELLA BIOMASSA
SFALCIATA
(MEDIA 1995/97)
N
P
K
kg/ha kg/ha kg/ha
Sovescio
Inerbimento*
Ca
Mg
kg/ha kg/ha
85
16
139
87
43
134
19
158
83
42
* media della concentrazione rilevata nei vari sfalci
MICROELEMENTI NELLA BIOMASSA
SFALCIATA
(MEDIA 1995/97)
Fe
Mn
Zn
Cu
B
kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha
Sovescio
Inerbimento
14,0
0,7
0,2
0,1
0,2
7,8
0,6
0,3
0,2
0,1
* media della concentrazione rilevata nei vari sfalci
VARIAZIONE DEL CONTENUTO DI
SOSTANZA ORGANICA NELLO STRATO DI
TERRENO 5-30 CM (1994-1999)
Sostanza organica (%)
1994 1995 1996 1997 1998 1999  '99/94
Inerbimento
1,27
1,59
1,60 1,59
1,62 1,52 + 19,7 **
Lavorazione
1,61
1,47
1,45 1,50
1,50 1,38
Sovescio
1,41
1,65
1,55 1,53
1,55 1,49 + 5,7 n.s.
- 14,3 *
VEGETAZIONE ASPORTATA CON
LA POTATURA (1995/97)
4.0
(kg/albero)
3.0
2.0
a
1.0
0.0
a
b
c
Inverno
'95/96
LAVORAZIONE
a
a
b
Estate
'96
SOVESCIO
a
b
Inverno
'96/97
INERBIMENTO
PRODUZIONE
t/ha
40
30
inerbimento
lavorazione
sovescio
a
20
b
10
0
13,1
8,7
1996
a
a
b
34,0
b
31,2
26,3
9,8
1999
QUALITÀ DEI FRUTTI 1999
Peso Diametro C
(g)
(cm)
(%)
RSR
(%)
AT
meq/l
Lavorazione
163,8
67,2
79,0
11,1
91,5
Sovescio
163,8
67,1
79,7
10,5
96,6
Inerbimento
165,3
65,0
83,1
11,6
99,4
N-NO3 NEL TERRENO (1995)
20
18
a
16
a
mg N/kg
14
12
6
a
a
b
bb
4
Febbraio Maggio
Giugno
b
b
b
2
0
a
a
10
8
a
aa
Agosto
Inerbimento Sovescio
SettembreOttobre
Lavorazione

Il prato ha contenuto lo sviluppo vegetativo e la
produzione, ma non ha interferito sulla qualità dei
frutti;
 Sia il prato che il sovescio possono facilitare
l’assorbimento degli elementi nutritivi da parte degli
alberi ma non sostituire gli apporti di fertilizzanti;
 La
copertura
permanente,
ha
vegetale,
soprattutto
efficacemente
disponibilità di nitrati nel terreno;
quella
regolato
la
 Il calo di produttività nel sovescio può essere
superato alternando, negli anni, miscugli di specie
diverse;
 La lavorazione ha confermato l’effetto negativo sul
contenuto di S.O. nel terreno;
 Prato e sovescio possiedono capacità ammendante ma
da soli richiederebbero tempi lunghi per elevare il
contenuto di S.O.
PESO FRESCO, PESO SECCO E UMIDITÀ
DELLA BIOMASSA SFALCIATA
(MEDIA 1995/97)
Peso fresco Peso secco Umidità
t/ha
t/ha
%
Sovescio
26
6
77
Inerbimento
32
7
78
IRRIGAZIONE
PER ASPERSIONE
soprachioma
sottochioma
MICROPORTATA DI EROGAZIONE
microspruzzo
microtubi
goccia
SUBIRRIGAZIONE
L’IRRIGAZIONE E’ IL MEZZO TECNICO CHE
INFLUENZA MAGGIORMENTE QUANTITA’ E
QUALITA’ DELLE PRODUZIONI AGRICOLE
Definizione dei consumi idrici ottimali (da un punto di vista
agronomico) nelle diverse fasi del ciclo.
es. colture orto-frutticole con leggeri stress idrici
durante la maturazione  aumento della serbevolezza e
delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali
(zuccheri, vitamine,…)
Eccessi idrici sono negativi per:
 fertilità chimica del suolo: dilavamento cationi ed azoto
e trasporto al di sotto della zona esplorata dalle radici 
inquinamento da nitrati nelle falde,
 fertilità fisica: deflocculazione argille  distruzione
struttura  riduzione porosità e capacità di ritenzione
idrica (acqua disponibile)
 fertilità biologica: predominano i microbi anaerobici 
denitrificazione, sviluppo composti tossici (H2S, NH4,….);
condizioni favorevoli per patogeni terricoli
IRRIGAZIONE PER SCORRIMENTO
IRRIGAZIONE PER INFILTRAZIONE LATERALE
SUBIRRIGAZIONE
Vantaggi
ampie superfici coltivate senza tare
assenza di investimenti in materiale di irrigazione
assenza erosione superficiale
non bagna la parte aerea della pianta
nessuna influenza del vento
bassa manodopera
facilità di automazione
Svantaggi
praticabile solo su terreni con falda non profonda o orizzonti
superficiali impermeabili
elevati volumi (> fino al 50% rispetto aspersione)
lunghi orari di adacquamento
possibilità di occlusione dei dreni
FORME DI ALLEVAMENTO
SPINDELBUSCH
PIRAMIDE
SLENDER SPINDLE
SUPER SPINDLE
FUSETTO
ALTA DENSITA’ DI IMPIANTO
3-3.5 x 0.80 =4167-3571 piante/ha
3 x 0.50 = 6667 piante/ha
Golden Delicious allevata
con asse centrale alto
Cima di un Fusetto di Pink Lady
Spindler
Y modificato
Meleto brasiliano
Le forme di allevamento più adottate per il pero sono la
palmetta, il fusetto e altre forme adatte a impianti ad
alta densità
Spindler
Y modificato
CLOROSI SU PERO
PERO AD ALTA DENSITA’ DI IMPIANTO
Vaso prima (a) e dopo (b) la
potatura invernale.
(a)
(b)
Vasetto ritardato
COLTURE FUORI SUOLO
 La coltivazione fuori suolo è una tecnologia basata
sull’allevamento delle piante in una soluzione nutritiva
con o senza l’uso di substrato (perlite, vermiculite, lana
di roccia, torba….)
 I sistemi fuori suolo svincolano la pianta dal terreno
permettendo di ridurre i problemi ad esso connessi
(salinità, fisiopatie…) e migliorando in controllo sulle
condizioni di crescita delle piante.
INCREMENTO DELLA QUALITA’ E DELLA
PRODUTTIVITA’.
SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UN IMPIANTO
FUORI SUOLO
Rappresentazione schematica di un
sistema biorigenerativo
Vantaggi e svantaggi dei principali sistemi fuori
suolo a ciclo chiuso
Basilico su
canalette
lapillo
in
Pomodoro
ciliegino
coltivato in vasi riempiti
con fibra di cocco e
fertirrigati a goccia
Piante
di
gerbera
coltivate in sacchi e
fertirrigate a goccia
Stelle di natale coltivate
in bancali con la tecnica
del flusso e riflusso
La
percentuale
di
CO2
dell’arie
viene
arricchita
attraverso manichette forate
poste in prossimità della
coltura
Centralina elettronica per il
controllo
automatico
del
clima in serra
Sistema di filtri e
pompe per gestire la
soluzione nutritiva
La sfogliatura favorisce la
maturazione dei palchi più
bassi
Piantine di lattuga coltivate con il sistema “Porous Tube
plant nutrient delivery system”
in condizioni di
microgravità simulata.
Sezione trasversale di un modulo di crescita del sistema
Porous Tube plant nutrient delivery system