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I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione

1. I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso i S gt 1 Alterazioni basali e radicali causate da infezioni di Fusarium oxysporum f sp radicis lycopersici su pomodoro allevato in fuori suolo 124 Indice Il ciclo da chiudere Pe Scena 7 La subirrigazione delle colture in contenitore F Montesano P Santamaria F Serio A SIgnore 17 La subirrigazione in canaletta A Parente P Santamaria F Serio ii 31 La gestione della fertilizzazione nei sistemi con subirrigazione M van 06 ii 53 Un esempio di applicazione della subirrigazione in canaletta A Parente F Serio R Cianfarra 00 67 La subirrigazione in vaso con acque di scarsa qualit L Incrocci R Pulizzi A al JOSS spaccia ira 85 Problemi fitosanitari e prospettive di difesa nelle coltivazioni senza suolo a ciclo chiuso A Minuto A Garibaldi ssssssssssssssnssnensnrnrsnrerrnnerrnrerrnrens 105 1250 Lista degli autori Angelo PARENTE Francesco SERIO Francesco MONTESANO Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari CNR Bari Via Amendola 122 0O 70126 Bari BA Italia E mail angelo parente ispa cnr it francesco serio ispa cnr it francesco montesano ispa cnr it Pietro SANTAMARIA Angelo SIGNORE Dipartimento di Scienze delle Produzioni Vegetali Universit di Bari Via Amendola 165 A 70126 Bari BA Italia E mail santamap a
2. 104 Problemi fitosanitari e prospettive di difesa nelle coltivazioni senza suolo a ciclo chiuso Andrea MINUTO Angelo GARIBALDI Introduzione Le coltivazioni senza suolo a ciclo chiuso rappresentano certamente un alternativa alla disinfestazione dei suoli agrari utilizzabile in particolare per le colture ad alto reddito ma non solo Gullino et a 2003 Martin 2003 Sfortunatamente i sistemi a ciclo chiuso hanno pochi ma significativi svantaggi legati alle caratteristiche chimiche delle soluzioni nutritive riciclate Tognoni e Serra 1994 van Os et al 2000 Santamaria et al 2003 Schwartz et al 2004 Ehret et al 2005 all accumulo di metaboliti vegetali potenzialmente fitotossici ed al rischio di rapida diffusione di parassiti delle piante Runia 1994 Stanghellini e Rasmussen 1994 Wohanka 1995 tra cui vanno considerati anche virus quali ad esempio tobacco mosaic virus TMV tomato mosaic virus ToMV cucumber green mottle mosaic virus CGMMV tobacco necrosis virus TNV e ettuce big vein virus LVV Paludan 1985 Park et al 1999 Anche i nematodi Meloidogyne e Radopholus possono costituire un rischio per le colture allevate in sistemi senza suolo Hallmann et al 2005 Infine molto recentemente in aggiunta ai parassiti fungini parassiti zoosporici Fusarium sp Colletotrichum sp ecc di norma presenti all interno di colture senza suolo in Brasile stato rinvenuto un nuovo parassita i
3. di fondamentale importanza quando si adotta la tecnica della subirrigazione Un buon substrato adatto a questo uso deve essere in grado di assorbire velocemente l acqua attraverso l azione della risalita capillare garantire una sufficiente disponibilit di aria in ragione della pi o meno frequente sommersione delle radici ed essere facilmente riumettabile Inoltre il substrato deve essere anche leggero per non appesantire bancali e canalette Si rimanda a Parente et a 2007 in questo stesso testo per ulteriori approfondimenti tecnici sull argomento Oltre che sulla scelta del substrato l operatore sar chiamato ad agire sul numero e la durata degli interventi irrigui L irrigazione potr essere gestita con temporizzatori o automatizzata mediante sensori di umidit tensiometri dispositivi elettronici di varia natura Nel primo caso bene che gli interventi irrigui non superino i 10 minuti di durata stato osservato infatti che la maggior parte dell assorbimento idrico avviene in questo lasso di tempo Inoltre l acqua che ha velocemente saturato lo strato inferiore del substrato si ridistribuisce in esso pi lentamente dopo il termine dell irrigazione Ne deriva che per riumidificare un substrato asciutto e per ottenere una bagnatura pi uniforme e preferibile eseguire una serie di pi interventi irrigui di durata limitata distanziati di qualche ora l uno dall altro piuttosto che aumentare la lunghezza del s
4. 1996 Nutrient deficiencies and toxicities in crop plants APS Press St Paul MN USA Cavins T J Whipker B E Fonteno W C Harden B McCall I Gibson J L 2000 Monitoring and managing pH and EC using the pourthru extraction method Horticulture information leaflet 590 NC State cooperative extension service Raleigh NC USA www ces ncsu edu depts hort floriculture hils HIL590 pdf Fonteno W C 1996 Growing media Types and physical chemical properties In D W Reed ed Water Media and Nutrition for greenhouse crops Ball Publishing Batavia IL USA 93 122 Kang J G van Iersel M W 2004 Nutrient solution concentration affects shoot root ratio leaf area ratio and growth of subirrigated salvia Sa via splendens HortScience 39 49 54 Nelson P V 1996 Macronutrient fertilizer programs In D W Reed ed Water Media and Nutrition for greenhouse crops Ball Publishing Batavia IL USA 141 170 Reed W M 1996 Closed production systems for containerized crops Reciculating subirrigation and zero leach systems In D W Reed ed Water Media and Nutrition for greenhouse crops Ball Publishing Batavia IL USA 221 245 Schindler D W 2006 Recent advances in the understanding and management of eutrophication Limnol Oceanogr 51 356 363 van Iersel M W 2000 Post production leaching affects the growing medium and respiration of subirrigated poinsettias HortScience 35 250 253 van Iersel M W Kang J
5. 47 supera la soglia di fitotossicit oltre la quale necessario sostituire la SN La stabilit della composizione della SN nella SUBinC e la variabilit della concentrazione dei nutrienti della SN ricircolante in un sistema NFT sono illustrate in un caso studio riportato in figura 7 N mg L 2 3 4 5 6 Fi CE dS m Figura 7 Concentrazione dell azoto e conducibilit elettrica CE della soluzione nutritiva in due sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso la subirrigazione in canaletta SUBinC e I NFT I punti rappresentati provengono da una prova sperimentale con due cultivar di pomodoro due tensioni dell acqua o due CE della soluzione nutritiva Nella SUBinC a prescindere dalla tensione e dalla cultivar di pomodoro presa in esame i valori sono concentrati in un intervallo molto piccolo nell NFT i valori si distribuiscono in intervalli pi ampi con valori bassi o alti a seconda della forza della soluzione nutritiva L accumulo di sali nello strato pi superficiale del substrato potrebbe creare problemi soprattutto nel caso di riutilizzazione del substrato con lo stress salino sulle piantine appena trapiantate Al tempo stesso nello strato inferiore la CE simile a quella della SN 48 lasciando intravedere la possibilit di utilizzare con questo sistema anche acque moderatamente saline Elia et a 2003 Conclusioni I vantaggi che hanno stimolato l interesse nei confronti di que
6. F e rispettivamente P lt 0 05 e 0 01 Se consideriamo l andamento della concentrazione di due ioni poco assorbiti dalle piante quali il sodio e il cloro che quindi 46 tendono per motivi fisiologici ad accumularsi nella SN possibile notare che nel caso della SUBinC la concentrazione di questi due ioni nella SN ricircolante rimane pressoch costante nel corso del ciclo colturale e vicina a quella della SN fresca Con I NFT invece i due ioni tendono ad accumularsi ed possibile controllare la CE della SN soltanto diluendo la SN che si aggiunge fig 6 Nat 120 NFT 100 80 60 40 Bin _ dees _ SUBINC Tu 5 Eu di Son _ LA s 0 T I I I I E 0 21 35 49 63 TT 94 140 CI 140 NFT 0 21 35 49 63 TT 94 140 Concentrazione mg L Concentrazione mg L Giorni dopo il trapianto Figura 6 Variazione della concentrazione di Na e CI nella soluzione nutritiva ricircolante nella subirrigazione in canaletta SUBinC e nell NFT Le barre verticali rappresentano ES delle medie n 3 Tutto ci comporta una diversa modalit di gestione della SN con la SUBinC possibile reintegrare i consumi determinati dall evapotraspirazione semplicemente con SN di nuova preparazione con il secondo sistema necessario ricorrere ad analisi chimiche della SN per individuare le concentrazioni degli ioni nella SN ricircolante e compensarle fino a quando non si
7. fisicamente distante dal punto di immissione della SN Hallmann et al 2005 permettendo in tal modo ai nematodi di sedimentare sul fondo del bacino di raccolta 109 La filtrazione lenta su sabbia Wohanka 1995 van Os et al 1997 van Os et al 2000 garantisce buoni risultati per la limitazione della diffusione di diversi funghi tra cui Phytophthora cinnamomi Vankuik 1994 P cryptogea van Os et al 2000 Pythium aphanidermatum Thielaviopsis basicola Cylindrocladium spp Fusarium oxysporum Verticillium dahliae Wohanka 1995 Xanthomonas campestris pv pelargonii Wohanka 1995 ed il virus PFBV Pelargonium flower break virus Berkelmann et al 1995 Il principio della filtrazione consiste praticamente nel passaggio per sola forza di gravit della SN in uno strato di sabbia fine avente granulometria definita 0 2 2 0 mm Per ottenere buoni risultati contro gli organismi dannosi la filtrazione deve avvenire lentamente 100 300 L ht m di superficie filtrante e con l avvertenza che uno strato di SN sia continuamente presente sopra il filtro di sabbia Wohanka 1995 Proprio sulla superficie dello strato filtrante filter skin infatti appena il filtro viene attivato prende vita un attiva popolazione microbica generalmente costituita da batteri Pseudomonas spp Bacillus spp e funghi Trichoderma spp van Os e Postma 2000 Wohanka e Seidel 2004 La repressivit a infezioni di parassiti tellurici un f
8. I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Con la subirrigazione la lisciviazione dei sali scarsa o assente pertanto il rilascio di fertilizzanti nell ambiente minimo tuttavia l ambiente di crescita delle radici subisce modifiche ben maggiori di quelle che si verificano con i sistemi di irrigazione dall alto Numerosi studi hanno messo in evidenza che uno degli effetti pi rilevanti della subirrigazione derivante dall assenza di drenaggio durante il ciclo colturale il maggiore incremento della CE all interno del substrato rispetto ai sistemi di irrigazione dall alto In realt per i sali a causa del continuo flusso unidirezionale di SN verso l alto che sospinto anche dall evaporazione dell acqua dalla superficie del substrato si accumulano essenzialmente nel terzo superiore del substrato dove le radici sono poco presenti per la maggiore umidit dello strato inferiore La CE che si registra nella parte pi bassa del substrato si mantiene abbastanza vicina a quella della SN ricircolante e tende a crescere di poco nel tempo a differenza di quanto accade per lo strato superiore In figura 1 riportato l andamento nel tempo della CE del substrato per l allevamento di pomodoro in subirrigazione evaporazione traspirazione capillarita 0 be se 5 ab ur 0 O ona gradiente di salinit Flusso della soluzione nutritiva Figura 2 Modello semplificato
9. Peronospora sp Minuto et al 2007 In passato l impiego di sistemi per subirrigazione gi era stato indicato quale possibile soluzione alla limitazione della diffusione di infezioni di Xanthomonas campestris pv begoniae su Begonia hiemalis In tale caso infatti il batterio nonostante possa diffondersi attraverso la SN grazie all adozione della subirrigazione vede limitata la possibilit di diffusione attraverso gli schizzi di soluzione infetta sul fogliame al contrario invece di quanto accade in presenza di sistemi irrigui a goccia 0 peggio per aspersione soprachioma Atmatjidou e Hointink 1991 In precedenza ma questa volta su ciclamino e in presenza di SN infette da Fusarium oxysporum f sp cyclaminis l apporto irriguo effettuato mediante subirrigazione non era apparso in grado di causare una significativa diffusione dell infezione anche con l adozione di un sistema fuori suolo a ciclo chiuso Rattink 1990 A tale riguardo per esperienze successive condotte sia negli USA Atmatjidou e Hointink 1991 sia in Italia Minuto e Garibaldi 1998 hanno contraddetto quanto indicato da Rattink 1990 in Olanda quasi certamente a causa di condizioni climatiche maggiormente favorenti il patogeno e di turni irrigui estremamente 106 ravvicinati Operando sul binomio ospite parassita cetriolo Pythium aphanidermathum Sanogo e Moorman 1993 hanno dimostrato che su colture allevate in vaso con distribuzione della SN tramite l
10. i composti azotati che hanno provocato l inquinamento della falda non sono di origine agricola o zootecnica provengono invece da depuratori o comunque da fonti urbane Per Terlizzi per i sospetti ricadono essenzialmente sulle coltivazioni senza suolo a ciclo aperto che l vengono praticate In Olanda dove le coltivazioni senza suolo sono diffuse su oltre 10 000 ha tutto il territorio nazionale stato dichiarato zona vulnerabile e la legge impone l impiego di sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso Il legislatore olandese ha fissato due parametri guida per regolamentare l allontanamento di soluzioni nutritive esauste dai sistemi di coltivazione senza suolo tab 3 uno esprime l incompatibilit agronomica della soluzione nutritiva con la produzione della coltura la concentrazione del sodio accumulatosi nella soluzione nutritiva l altro salvaguarda la Ta risorsa idrica nel contesto socio economico olandese il volume irriguo che pu essere utilizzato ogni anno Tabella 3 Concentrazione minima di sodio che deve essere raggiunta nei sistemi di coltivazione a ciclo chiuso per poter scaricare la soluzione nutritiva e volume irriguo massimo ammesso in Olanda da Stanghellini et a 2004a Volume irriguo dama mm anno Anthurium lilium 1140 bouvardia iris n ree Pomodoro 8 1140 Peperone cetriolo melanzana melone 1140 zucchino e fagiolino Rosa gerbera garofano A 1140 amaryllis
11. risultati ritenuti soddisfacenti sia dal punto di vista produttivo che qualitativo Tra le cultivar insalataro sono state scelte quelle pi richieste dal mercato abruzzese ad esempio Petula I cicli colturali sono stati realizzati sia nel periodo estivo autunnale che nel periodo primaverile estivo con trapianti effettuati ad agosto e fine marzo rispettivamente La densit di piante utilizzata stata di 4 piante m Tra i diversi substrati quello che nelle condizioni aziendali stato preferito dall agricoltore anche per la semplicit di preparazione risultato il miscuglio perlite torba 2 1 v v Le produzioni per la tipologia ciliegino sono variate tra 2 5 e 2 8 kg pianta Conclusioni L esperienza di trasferimento della tecnica della subirrigazione in canaletta nella realt produttiva presa a riferimento ha consentito di raggiungere importanti obiettivi 1 L impianto realizzato ha gestito in maniera pi che soddisfacente la nutrizione e l irrigazione delle coltivazioni praticate all interno del primo modulo produttivo tunnel di circa 500 m Per tale ragione tale superficie stata ampliata attraverso l inserimento di nuovi moduli di coltivazione semplicemente implementando le elettrovalvole in numero pari a quello dei moduli di coltivazione aggiunti Secondo il nuovo assetto la centralina aziona in sequenza le elettrovalvole di erogazione della SN Ovviamente trattandosi della stessa SN nei div
12. G 2002 Fertilization of bedding plants constant fertilizer concentrations versus constant growing medium EC Proceedings of the SNA research conference Forty seventh annual report 23 27 65 Un esempio di applicazione della subirrigazione in canaletta Angelo PARENTE Francesco SERIO Rita CIANFARRA Introduzione La possibilit di diffondere presso gli agricoltori nuove tecniche di produzione quali quelle senza suolo spesso legata alla realizzazione di impianti pilota all interno di comprensori di riferimento da utilizzare come strutture dimostrative per gli operatori del settore Con questo obiettivo stato realizzato dall Agenzia Regionale per i Servizi di Sviluppo Agricolo Abruzzese ARSSA un impianto dimostrativo per la produzione di ortaggi con sistemi di produzione senza suolo a ciclo chiuso finanziato con le risorse del Progetto Sperimentazione di sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso confluito nel Progetto Interregionale Trasferimento di Innovazioni al Settore delle Colture Protette Tecnologie ecocompatibili per produzioni orticole di qualit che stato curato dalla Regione Abruzzo Dipartimento Agricoltura all Agenzia Servizio Sperimentazione Coordinamento Aziende Sperimentali ed Agrometeorologia UTO Lanciano con la consulenza e supervisione dell Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari ISPA del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Bari Le iniziati
13. K De Dobbelaere I Sarrazyn R Hofte M 2005a Control of brown root rot caused by Phytophthora cryptogea in the hydroponic forcing of witloof chicory Cichorium intybus var foliosum by means of a nonionic surfactant Crop Prot 24 771 778 Ehret D L Menzies J G Helmer T 2005 Production and quality of greenhouse roses in recirculating nutrient systems Scientia Hortic 106 103 110 Folman L B De Klein M J E M Postma J van Veena J A 2004 Production of antifungal compounds by Lysobacter enzymogenes isolate 3 1T8 under different conditions in relation to its efficacy as a biocontrol agent of Pythium aphanidermatum in cucumber Biol Control 31 145 154 Forster H Adaskaveg J E Kim D H Stangellini M E 1998 Effect of phosphite on tomato and pepper plants on susceptibility of pepper to phytophthora root and crown rot in hydroponic culture Plant Dis 82 1165 1170 Fravel D R Larkin R P 2002 Reduction of Fusarium wilt of hydroponically grown basil by Fusarium oxysporum strain CS 20 Crop Prot 21 539 543 Garibaldi A Minuto A Grasso V Gullino M L 2003 Application of selected antagonistic strains against Phytophthora cryptogea on gerbera in closed soilless systems with disinfection by slow sand filtration Crop Prot 22 1053 1061 Elo Garibaldi A Minuto A Salvi D 2004 Disinfection of nutrient solution in closed soilless systems in Italy Acta Hortic 644 557 562 Gillman J H
14. Zlesak D C Smith J A 2003 Applications of potassium silicate decrease black spot infection in Rosa hybrida Meipelta Fuschia Meidiland HortScience 38 1144 1147 Grasso V Minuto A Garibaldi A 2003 Selected microbial strains suppress Phytophthora cryptogea in gerbera crops produced in open and closed soilless systems Phytop Med 42 55 64 Gullino M L Camponogara A Gasparrini G Rizzo V Clini C Garibaldi A 2003 Replacing methyl bromide for soil disinfestation the Italian experience and the implications for other countries Plant Dis 87 1012 1021 Halfeld Vieira B A Nechet K L 2006 Black rot in lettuce a new disease caused by Ceratocystis fimbriata in hydroponic culture in Brazil Plant Pathol 55 300 Hallmann J Hanisch D Braunsmann J Klenner M 2005 Plant parasitic nematodes in soil less culture systems Nematology 7 1 4 Jensen D F Lumdsen R D 1999 Biological control of soilborne pathogens In Albajes R Gullino M L Van Lenteren J C Elad Y eds Integrated pest and diseases management in greenhouse crops Kluwer Academic Publishers Dordrecht The Netherlands 319 337 Kanto T Miyoshi A Ogawa T Maekawa K Aino M 2004 Suppressive effect of potassium silicate on powdery mildew of strawberry in hydroponics J Gen Plant Pathol 70 207 211 Koohakan P Ikeda H Jeanaksorn T Tojo M Kusakari S Okadac K Sato S 2004 Evaluation of the indigenous microo
15. a 2004 Serio et al 2006 Accanto al risvolto positivo sulla qualit occorre segnalare la decurtazione di produzione maggiore nell insalataro che nel ciliegino indotta in entrambi i casi essenzialmente dalla riduzione di dimensioni dei frutti tab 2 e 3 Questi risultati possono essere riconducibili ad un leggero stato di stress idrico che affrontano le piante subirrigate rispetto alle piante in cui l irrigazione viene effettuata dall alto la disponibilit idrica in valore assoluto all interno del vaso maggiore nel quando la SN viene distribuita dall alto perch l irrigazione interessa tutto il substrato e le radici sono diffuse mediamente in tutto il vaso mentre nel secondo caso solo la parte basale colonizzata dall apparato radicale Con la SUBinC si possono realizzare notevoli economie di acqua Infatti con densit di 2 1 piante m di pomodoro e un ciclo colturale di 120 giorni con il ciclo aperto sono stati consumati quasi 2 500 m ha di acqua mentre con la SUBinC 1 770 m ha Santamaria et al 2003 Anche Incrocci et al 2006 confrontando la SUBinC con la distribuzione della SN dall alto quest ultimo sistema realizzato per a ciclo chiuso discontinuo hanno registrato minori consumi e una maggiore efficienza d uso dell acqua con la SUBinC I maggiori consumi di SN che si osservano nel sistema in cui la distribuzione della SN avviene dall alto nonostante il ricircolo della SN sono dovuti alla nece
16. basso e salgono per azione della forza capillare vincendo la forza di gravit Normalmente per i sistemi di irrigazione tradizionali dall alto gli operatori agricoli impostano frazioni di drenaggio rapporto percentuale tra la SN persa dal fondo del vaso e quella erogata eccedente dunque la capacit del contenitore comprese fra il 20 e il 50 Il drenaggio viene favorito sia per cautelarsi da eventuali fenomeni di stress idrico sia per consentire il dilavamento dei sali in eccesso che si accumulano nel substrato a causa dell assorbimento selettivo delle piante e per la presenza nell acqua di irrigazione di ioni poco assorbiti dalle piante sodio cloruro solfato e talvolta anche calcio e magnesio Ne risulta che la composizione della SN drenata profondamente modificata rispetto alla SN di nuova preparazione rendendone difficoltoso il riutilizzo Infatti nei tentativi di applicazione del ciclo chiuso ai sistemi di irrigazione dall alto si verifica una sorta di veloce invecchiamento chimico della SN tanto pi rapido quanto peggiore la qualit dell acqua irrigua e meno accurate sono le operazione di controllo e reintegro della SN Ci rende periodicamente necessario il completo rinnovo della SN con conseguente spreco di acqua e concimi ed inquinamento delle falde idriche Incrocci et a 2005a 18 I sistemi di subirrigazione al contrario si caratterizzano per l assenza di drenaggio dai vasi I moduli di co
17. dall altro 26 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a eo Pd per pat 5 gp ig n Ta a 7 b X a n ni par Dl 5 Ual F dl ad a Pr pei ge a T Li ait iif i F Foto 3 Esempio di tappetino capillare per la coltivazione di piante aromatiche in pien aria presso l Azienda Agricola S F Flor Albenga SV foto gentilmente concessa dalla CIA di Savona Sede Provinciale di Albenga SV Con questo sistema la componente evaporativa determina consumi idrici pi elevati rispetto agli altri sistemi di subirrigazione Dole et al 1994 Subirrigazione in canaletta Questa tecnica molto interessante per la sua possibilit di applicazione alla produzione di ortaggi viene ampiamente discussa da Parente et al 2007 in questo stesso testo Alcuni suggerimenti Le dinamiche che regolano il rifornimento idrico nei sistemi di coltivazione senza suolo con distribuzione della SN per subirrigazione sono assai diverse rispetto al caso in cui l irrigazione avviene dall alto Nel caso della subirrigazione infatti non possibile decidere a priori il livello idrico che si vuole mantenere 27 nel substrato semplicemente impostando la somministrazione di un determinato volume di acqua o SN per ciascun contenitore Al contrario il substrato stesso che in base alle sue caratteristiche regola i processi di assorbimento Ne deriva che la scelta del substrato
18. di coltivazione 94 suddividendo i vasi in tre porzioni di uguale altezza alto medio e basso Tabella 2 Descrizione dei principali parametri registrati durante l esperimento su pomodoro condotto presso il DBPA dell Universit di Pisa S goccia D L m mixing tank L m sperimentale giorni Temperatura media dell aria C 8 8 8 8 giornaliera MJ m I risultati ottenuti hanno dimostrato che la subirrigazione un sistema a ciclo chiuso in cui la gestione del rifornimento minerale molto semplificata infatti come mostrato nella figura 4 durante i 91 giorni di coltivazione la EC della soluzione ricircolante nel trattamento subirrigato si innalzata di soli 1 5 dS m mentre nell irrigazione a goccia stato necessario effettuare 6 rinnovi della soluzione nutritiva per il superamento della soglia massima di EC ritenuta accettabile per la coltura di pomodoro 6 dS m L innalzamento della EC stato causato principalmente dall accumulo di sodio nella soluzione nutritiva ricircolante ed in parte dall accumulo di nutrienti fig 4 Il sistema irriguo non ha influenzato l evapotraspirato complessivo della coltura ma i 6 scarichi necessari nella coltivazione a goccia hanno aumentato il runoff di quest ultima con la conseguente minor efficienza idrica del sistema tab 3 La produzione totale e commerciale ottenuta dai due sistemi subirrigazione e irrigazione a goccia non e stata qu
19. di nutrienti rimossi dalla parte inferiore del substrato per azione dell asportazione della pianta e della risalita verso l alto 20 E aT mum CE del percolato costante CE del fertilizzante costante Peso secco begonia g 5 0 5 1 5 2 5 3 5 45 55 Conducibilita elettrica dS m Figura 3 Peso secco della parte epigea di begonia fertilizzata con concentrazioni della soluzione nutritiva costanti per tutto il ciclo colturale barre bianche o in cui la concentrazione e stata modificata nel tempo per tenere costante la CE del percolato barre nere Confrontando tutti i trattamenti in cui le piante sono state irrigate con soluzione nutritiva a concentrazione costante durante tutto il ciclo colturale la soluzione fertilizzante con CE di 1 5 dS m ha prodotto i migliori risultati in termini di crescita delle pianta fig 3 Questo non ci sorprende dal momento che la CE del percolato di questo trattamento stata costante durante tutto il ciclo colturale evidenziando l equilibrio fra apporti e asportazioni 63 Cosa emerge in termini di sviluppo delle piante dal confronto fra i trattamenti in cui la concentrazione della soluzione fertilizzante o la CE del percolato stata mantenuta costante Questo parametro stato simile fra i due trattamenti in cui nell ambito delle due strategie di fertilizzazione si registrata la migliore crescita delle piante CE della soluzione 1 5 dS m e CE del percolato 1 5 dS m Co
20. il mantenimento costante della EC della soluzione ricircolante Tuttavia questo sistema deve necessariamente disporre di acque buone con concentrazioni non eccessive di calcio e magnesio non superiori alla Cy della coltura e basse di ioni non essenziali come il sodio 0 poco utilizzati come il cloro per evitare che un loro progressivo accumulo provochi una riduzione nell aggiunta di nutrienti da parte del fertirrigatore con conseguente sviluppo di carenze minerali Fig 2 7 Nye VA Vv IN Rinnovo Rinnovo y Tempo Concentrazione O N fae O QO Q Figura 2 Andamento della EC della concentrazione di macronutrienti N e degli elementi non essenziali Nye nelle soluzioni ricircolanti di sistemi a ciclo chiuso con reintegro a conducibilit costante a destra o concentrazione dei nutrienti costante a sinistra Per questo motivo in Olanda si utilizza per il reintegro dell evapotraspirato almeno in parte acqua piovana o purificata con sistemi di osmosi inversa con costo omnicomprensivo di circa 0 9 1 0 m 90 b il reintegro dei consumi di soluzione nutritiva effettuato non con semplice acqua ma con soluzione di nuova preparazione Questa modalit detta anche a concentrazione dei nutrienti costante si caratterizza per il mantenimento pi o meno costante della concentrazione dei nutrienti e per un progressivo aumento della conducibilit della soluz
21. radicale delle piante subirrigate si concentra nella parte bassa del substrato foto 1 Pertanto le radici non sono esposte alle elevate condizioni di salinit che si possono riscontrare nello strato superiore del mezzo di coltivazione Il controllo del livello dei fertilizzanti nel substrato Poich la maggior parte della radici delle piante subirrigate cresce nella porzione inferiore del substrato Argo e Biernbaum 1995 fondamentale che quella parte del mezzo di coltivazione contenga 55 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 1 Come possibile vedere in questa pianta di peperone ornamentale le radici delle piante subirrigate si sviluppano essenzialmente nella parte bassa del contenitore Per questo le radici non sono esposte all accumulo di sali che si verifica nella parte alta del substrato 56 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso una quantit di nutrienti sufficiente per un buon sviluppo delle piante Inoltre importante che l acidit del substrato pH si mantenga all interno dell intervallo ottimale per la pianta In particolare il pH deve essere tenuto sotto controllo perch influenza la disponibilit per la pianta di alcuni nutrienti E soprattutto la disponibilit dei micronutrienti ad essere influenzata dal pH del substrato La disponibilit della maggior parte dei micronutrienti diminuisce all aumentare del pH N
22. sali nella parte inferiore del substrato e che quindi l apporto di nutrienti maggiore del necessario La figura 2 grafico di sinistra mostra che se la concentrazione della soluzione fertilizzante costante durante il ciclo colturale si possono riscontrare ampie variazioni della CE del percolato Quella delle piante fertilizzate con soluzione nutritiva con CE di 0 5 dS m e diminuita mentre quella delle piante fertilizzate con soluzione nutritiva con CE di 2 5 dS m o maggiore aumentata costantemente durante l esperimento L aumento della CE del percolato indica che la soluzione fertilizzante apportava una quantit di nutrienti maggiore rispetto a quella allontanata dallo strato inferiore in seguito all asportazione da parte della pianta o al movimento verso la parte alta del substrato Questo suggerisce che e stata usata una concentrazione dei nutrienti pi elevata del necessario Al contrario la progressiva diminuzione della CE del percolato registrata quando la CE della soluzione nutritiva era di 0 5 dS m indica che la disponibilit dei nutrienti diminuita nel tempo e che non veniva fornito alla coltura abbastanza fertilizzante 62 Solamente nel trattamento in cui la CE della soluzione fertilizzante era di 1 5 dS m la CE del percolato rimasta costante durante l intero esperimento La costanza della CE del percolato indica che si verificato un equilibrio fra la quantit di fertilizzante apportato e la quantit
23. zone causata dall eccessivo sfruttamento di queste e la conseguente intrusione di acqua salmastra Come esempio di questo fenomeno si pu citare il caso della Versilia Cavazza et al 2002 dove nel corso di 16 anni dal 1982 al 1998 la conducibilit elettrica dell acqua estratta dai pozzi della zona costiera si innalzata di circa un 1 dS m 3 una legislazione maggiormente rispettosa dell ambiente che sempre pi impone ai coltivatori l impiego di tecniche e tecnologie sostenibili Ad esempio la direttiva Nitrati che indirettamente con l obbligo di limitare la dispersione di nitrati nell ambiente sta costringendo gli agricoltori oltre che ad adottare 85 pi razionali piani di concimazioni ad effettuare un attento pilotaggio dell irrigazione con lo scopo di ridurre le perdite per lisciviazione Non e certo facile per le aziende combinare queste esigenze Per ridurre la lisciviazione di fertilizzanti attraverso le acque di drenaggio runoff nutritivo occorre ridurre i volumi irrigui spesso sovradimensionati rispetto alle effettive esigenze fisiologiche Questa soluzione per difficilmente adottabile quando l acqua irrigua a disposizione salina poich per evitare la salinizzazione della zona radicale occorre dilavare quest ultima irrigando abbondantemente le colture In questo caso solo l utilizzo di acqua piovana o desalinizzata pu consentire di ridurre i consumi idrici ed il runoff nutritiv
24. 007 Introduzione L idea di scrivere un libro sulla subirrigazione in vaso deriva dalla necessit di divulgare in un certo senso tradurre in un unica soluzione i numerosi risultati scientifici che sono stati acquisiti e pubblicati negli ultimi anni soprattutto dal gruppo di ricercatori tecnici e discenti che operano nell Azienda Sperimentale La Noria a Mola di Bari Il volume realizzato con il supporto finanziario della Regione Puglia e del MIUR nell ambito di due progetti di ricerca e divulgazione 1 raccoglie sette contributi le versioni ampliate e aggiornate delle relazioni presentate in occasione della giornata di studio I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso per le produzioni di serra tenutasi a Mola di Bari il 12 maggio 2006 La principale risultanza che emerge dalla lettura del libro l efficacia dei sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso che prevedono la distribuzione della soluzione nutritiva per subirrigazione nel migliorare la qualit del processo produttivo Infatti i sette interventi indicano come sia possibile salvaguardare e migliorare le condizioni dell ambiente utilizzare in modo accorto e razionale le risorse e semplificare la gestione delle coltivazioni senza suolo In un periodo caratterizzato da minacce sempre pi problematiche per l ambiente quali la diminuzione della disponibilit di acqua e l inquinamento dei corpi idrici ci sembrat
25. 10 UFC g di 110 radice gt 10 UFC mL di SN tra cui Pseudomonas fluorescenti gt 10 UFC g di radice gt 10 UFC mL di SN e funghi gt 10 UFC g di radice gt 10 UFC mL di SN tra cui Fusarium spp gt 10 UFC g di radice gt 10 UFC mL SN e Pythium spp gt 10 UFC g di radice gt 10 UFC mL di SN Koohakan et al 2004 All interno di sistemi di coltivazione a ciclo chiuso quindi l induzione di repressivit pu essere adottata forse con maggiore facilit rispetto a quanto accade in piena terra Nei confronti di P aphanidermatum su cetriolo stata dimostrata la possibilit di ricostituire le popolazioni microbiche e quindi la repressivit ad esse legata in substrati disinfestati a vapore o comunque mai utilizzati mediante semplice contatto con SN proveniente da sistemi gia da tempo attivi a ciclo chiuso Postma et a 2000 Al contrario con il complesso ospite parassita gerbera P cryptogea l impiego di SN drenata da sistemi gi da tempo attivi a ciclo chiuso non parso un metodo efficace per l induzione rapida di repressivit Wohanka e Seidel 2004 Altre ricerche hanno dimostrato che la coltivazione a ciclo chiuso ad esempio per il complesso ospite parassita pomodoro Phytophthora cryptogea si dimostrata maggiormente repressiva della coltivazione effettuata con sistema a ciclo aperto Postma 2004 anche se la spiegazione di tale fenomeno non stata chiarita Similmente semp
26. 3 4 L pianta 33 sicskarmai Ai allay sRAmmanktnA inmna gaana rn ciiblireinmolinna la l uliicn sistemi di allevamento in vaso con subirri gazione CIO CNIUSO a CI AAA UA IIC Pompa Posta nel punto pi a valle serve a immettere a monte della canaletta la SN La portata va dimensionata in modo da garantire all interno delle canalette un flusso di SN di 1 2 L min Foto 1 Supporti in legno che garantiscono la necessaria rigidit alle canalette in polipropilene e sistema di sostegno regolabile in altezza e lateralmente per impostare le pendenze desiderate Sistema di distribuzione E costituito da tubi di vario diametro valvole di arresto e di mandata collettori elettrovalvole ecc necessari per la distribuzione e raccolta della SN La scelta del vaso La principale caratteristica che condiziona le propriet fisiche del substrato porosit rapporti aria acqua e il volume totale a disposizione delle radici la dimensione del vaso In particolare la porosit e quindi l aerazione del substrato pu rappresentare un 34 elemento di criticit in quanto si riduce nel corso del ciclo colturale per effetto del riassestamento reciproco delle particelle solide all interno del vaso e dell accrescimento delle radici che occupano parte della porosit inizialmente disponibile Gruda e Schnitzler 2004 La dimensione pi opportuna va scelta anche in funzione della specie e quindi della
27. 5 49 84 La subirrigazione In vaso con acque di scarsa qualit Luca INCROCCI Riccardo PULIZZI Alberto PARDOSSI Il problema delle risorse idriche Nel settore dell ortoflorovivaismo sia protetto che di pieno campo l acqua il fattore produttivo pi importante non potendo evidentemente essere surrogata da nient altro Inoltre poich la stragrande maggioranza delle specie ortoflovivaistiche presenta una scarsa resistenza alla salinit la qualit dell acqua irrigua deve essere buona Negli ultimi anni tre motivi hanno costretto le aziende ortoflorovivaistiche ad aggiornare le proprie tecnologie irrigue ed a rivedere anche le strategie di approvvigionamento idrico captazione e reimpiego di acque piovane o di acque reflue depurate impiego di desalinizzatori 1 la minore disponibilit di acqua anche per la crescente competizione per questa fondamentale risorsa da parte di altri settori produttivi es turismo come ad esempio accade in Val di Cornea in Toscana dove le limitate risorse idriche della zona oltre per l agricoltura servono per l industria e per soddisfare in parte le esigenze idriche dell isola d Elba 2 la progressiva salinizzazione delle falde idriche Il fenomeno maggiormente evidente in prossimit delle zone costiere dove spesso per ragioni climatiche si concentra anche la maggior parte della superficie ortofloricola italiana La progressiva salinizzazione delle falde idriche in queste
28. Ao7 37 La giornata di studio I Sistemi di Allevamento in Vaso con Subirrigazione a Ciclo Chiuso per le Produzioni di Serra stata organizzata nell ambito dei progetti Tecniche innovative per la produzione orticola fuori suolo FUSUOTE programma Ricerca e sperimentazione trasferimento e programmi a forte contenuto innovativo intervento 2 2 della Regione Puglia e PRIN 2005 Aspetti fisiologici e tecnologici della nutrizione minerale di piante ortive coltivate fuori suolo con sistemi a ciclo chiuso e ricadute sullo stato fitosanitario delle colture fimanziato dal MIUR Progetto grafico e impaginazione Angelo Signore Regione Puglia Istituto di Scienze Dipartimento di Scienze Assessorato alle Risorse Agroalimentari delle delle Servizi di Sviluppo Agricolo Produzioni Alimentari Produzioni Vegetali 1 sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Atti della giornata di studio Mola di Bari 12 maggio 2006 a cura di Pietro Santamaria Copyright MMVII ARACNE editrice S r l www aracneeditrice it info aracneeditrice it via Raffaele Garofalo 133 A B 00173 Roma 06 93781065 ISBN 978 88 548 1190 4 I diritti di traduzione di memorizzazione elettronica di riproduzione e di adattamento anche parziale con qualsiasi mezzo sono riservati per tutti i Paesi Non sono assolutamente consentite le fotocopie senza il permesso scritto dell Editore I edizione giugno 2
29. E 97 Figura 4 Influenza della subirrigazione e dell irrigazione a goccia sulla conducibilit elettrica EC e sulla concentrazione di Na e K nella soluzione ricircolante SR EC dS m e Subirrigazione Irrigazione a goccia Soluzione di rabbocco 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Giorni dal trapianto 98 Figura 5 Influenza della subirrigazione e dell irrigazione a goccia sulla conducibilit elettrica e sulla concentrazione di Na e K degli estratti acquosi dello strato alto A medio M e basso B del substrato di una coltivazione di pomodoro allevato a ciclo chiuso b be W Subirrigazione C Irrigazione a goccia b 7 5 10 0 12 5 15 0 EC dS m a 51 6 c 27 6 b 38 be 33 8 c 32 8 b 36 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Na mM a 15 2 c 28 2 b 20 4 b 24 6 c 21 2 b 22 2 20 25 30 Questa maggiore concentrazione nella zona radicale ha favorito un maggiore assorbimento di sodio da parte della pianta e al tempo stesso per fenomeni di antagonismo ha limitato l assorbimento di nutrienti fosforo e azoto in particolare come confermato in letteratura da vari autori Sonneveld 2000 Silverbush e Ben Asher 2001 Malorgio et al 2001 Al contrario nell irrigazione a goccia dove sempre stato presente un flusso di lavaggio della zona radicale il sodio si accumulato nella soluz
30. E importante considerare che con questo sistema il tensiometro va inserito preferibilmente in corrispondenza della met inferiore del vaso ma non in prossimit del fondo del vaso dove si concentrano la maggior parte delle radici Confronto con altri sistemi senza suolo La SUBinC un sistema senza suolo utilizzato soprattutto per la coltivazione di piante ornamentali o da fiore reciso Diverse esperienze riportano infatti l applicazione della SUBinC per la coltivazione di ficus gerbera poinsettia impatiens e geranio solo per citare alcuni casi Cox 2001 Venezia et al 1999 Negli ultimi anni l utilizzazione sta interessando anche la coltivazione di specie orticole in quanto ai vantaggi tipici del sistema si aggiunge la possibilit di migliorare le caratteristiche 41 qualitative dei prodotti e di aumentare il risparmio di SN e quindi di acqua ed elementi nutritivi rispetto ad altre tecniche di coltivazione senza suolo anche a ciclo chiuso CE dS m O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 190 BO 130 140 150 Giorni dal trapianto Potenziale matriciale 20 hPa 60 hPa 90 hPa SN aggiunta Figura 4 Variazione della conducibilit elettrica CE della soluzione nutritiva di nuova preparazione e ricircolante in un sistema di coltivazione di subirrigazione in canaletta per la produzione di pomodoro cv Kabiria in funzione del potenziale metriciale nel substrato Mininni 2007 In particolare il sis
31. Hoagland Hoagland e Arnon 1950 con circa 750 mg L di elementi nutritivi si apportano al terreno circa 1 5 t ha di nutrienti a cui bisogna aggiungere il contributo fornito dall impurita dei sali disciolti e dall acqua di partenza In una ricerca condotta in Puglia dal confronto tra due sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso e aperto emerso che il ciclo chiuso consente di ridurre sia l impatto ambientale del processo produttivo sia l impiego di risorse tab 4 Tabella 4 Acqua distribuita input e refluo di soluzione nutritiva acqua e nutrienti scaricato nell ambiente output in una coltivazione di pomodoro ciclo breve realizzata con sistemi senza suolo a ciclo chiuso NFT e aperto lana di roccia rielaborato da Valenzano 2003 Output nutrienti input output N P K m ha kg ha Ciclo chiuso NFT 3850 134 Ciclo aperto lana di roccia 4450 1000 La coltivazione senza suolo a ciclo chiuso rappresenta il sistema di produzione vegetale pi efficiente in termini di uso dell acqua per i sistemi di coltivazione a ciclo chiuso possono essere utilizzati in due situazioni 1 in zone con acque irrigue di buona qualit 2 per colture che garantiscono un reddito sufficientemente alto da giustificare i costi per la raccolta dell acqua piovana e o per la desalinizzazione Stanghellini et al 2004b 14 Conclusioni Alla luce di quanto stato esposto e con i limiti dettati da
32. La condizionalita ambientale La compatibilita ambientale delle coltivazioni senza suolo va valutata anche in considerazione della riforma della PAC Reg 1782 03 che subordina l erogazione del pagamento unico all applicazione della condizionalit ambientale ossia ad un sistema di condizioni sul piano della gestione i cosiddetti criteri di gestione obbligatori CGO tra cui la direttiva nitrati e la direttiva acque sotterranee e delle pratiche agronomiche per il mantenimento delle buone condizioni agronomiche e ambientali BCAA Il sostegno pubblico condizionato al rispetto di standard ambientali di sicurezza alimentare di benessere degli animali Le condizioni mirano a garantire livelli di sostenibilit ambientale considerati minimi Le coltivazioni senza suolo se non vengono condotte nel rispetto dei CGO possono portare a delle penalizzazione nell erogazione del contributo comunitario 13 Le conseguenze agronomiche Non bisogna dimenticare inoltre che le soluzioni nutritive reflue scaricate sul terreno apportano sali che in serra in assenza di precipitazioni contribuiscono alla cosiddetta salinizzazione secondaria del terreno Con 5 000 m ha di un acqua irrigua di ottima qualit 500 mg L di sali totali si apportano al terreno 2 5 t ha di sali a cui bisogna aggiungere quelli apportati con i fertilizzanti Con 2 000 m ha di soluzione nutritiva piena forza ad esempio la cosiddetta soluzione di
33. UBinC dagli altri sistemi che prevedono la subirrigazione sono 1 le canalette 2 la pompa 3 il serbatoio 4 il sistema di distribuzione della SN figura 1 Canaletta Pendenza 0 5 1 Linea di raccolta soluzione nutritiva Figura 1 Rappresentazione schematica dei principali componenti del sistema subirrigazione in canaletta nc Canalette Rappresentano l elemento pi caratterizzante del sistema Le canalette devono essere di larghezza idonea ad accogliere i vasi di coltivazione E importante curare la perfetta e omogenea pendenza per favorire il rapido e totale deflusso della SN per gravit ed evitare ristagni idrici Il completo asciugamento del fondo della canaletta tra un intervento irriguo e il successivo evita la fuoriuscita delle radici dal vaso e garantisce il corretto funzionamento del sistema Le pendenze pi opportune variano tra 0 5 e 1 La lunghezza dipende soprattutto dalle dimensioni della serra Con la SUBinC non sussistono i vincoli determinati dalla possibile carenza di ossigeno nella SN che ad esempio limitano la lunghezza dei moduli nell NFT Con la SUBinC infatti l erogazione della SN non continua e l apporto di ossigeno alle radici garantito dalla capacit per l aria del substrato L unico limite pu derivare dal dislivello che si instaura tra l inizio e la fine della canaletta soprattutto quando non si sfrutta la naturale pendenza del terreno Considerando un piano d appoggio ori
34. a ma un apparato radicale poco sviluppato render difficoltosa la loro sopravvivenza una volta portate all esterno In conclusione la gestione della fertilizzazione nei sistemi di subirrigazione dovrebbe avere come obiettivo il rifornimento dell ambiente radicale con un costante e adeguato apporto di nutrienti Questo pu essere tenuto sotto controllo attraverso la misura della CE del percolato In generale possibile mettere a punto una soluzione fertilizzante appropriata che assicuri un adeguato apporto di nutrienti senza causare l accumulo dei sali nella parte inferiore del substrato Gli aggiustamenti della forza della soluzione fertilizzante non sono necessari Pu essere necessaria qualche prova ed eventualmente qualche errore prima di trovare la concentrazione ottimale della soluzione fertilizzante per una particolare coltura in quanto non tutte le specie hanno lo GAs stesso fabbisogno di nutrienti Soluzioni nutritive troppo concentrate possono comportare accumulo di sali nel substrato e stress osmotico con ripercussioni negative sullo sviluppo delle piante Livelli di fertilizzazione troppo bassi riducono la crescita per inadeguata disponibilit dei nutrienti Bibliografia Argo W A Biernbaum J A 1995 The effect of irrigation method water soluble fertilization preplant nutrient charge and surface evaporation on early vegetative and root growth of poinsettia J Amer Soc Hort Sci 120 163 169 Bennett W F
35. a figura 2 possibile notare che a parit di volume e tipologia di substrato con vasi dotati di piedini quindi leggermente sollevati dal fondo della canaletta in cui il contatto con la SN avviene solo attraverso i fori posti alla base del vaso l aumento della CE e la variazione del pH della SN ricircolante minore rispetto ai vasi senza piedini che poggiano invece direttamente sul fondo della canaletta e in cui il contatto con la SN avviene lateralmente In quest ultimo caso si verifica lo scambio tra SN in circolo e SN gi presente all interno del vaso Con questa tipologia di vasi per motivi costruttivi si accumula sempre un certo volume di SN sul fondo del vaso A parit di flusso di SN i vasi senza piedini sono a contatto con una maggiore quantit di SN che entra nel vaso e va a sostituire quella presente alla base Santamaria et a 2003 35 pH 0 Ol r Bd 4 fori piedini 8 fori piedini fori lateriali senza piedini CE dS m O a a NOOA AONGA O 20 40 60 80 100 120 Giorni dal trapianto Figura 2 Modifica della conducibilit elettrica CE e del pH della soluzione nutritiva ricircolante in funzione della tipologia di vaso presenza e numero di piedini Le barre verticali rappresentano ES delle medie n 3 da Santamaria et al 2003 Quest ultima si presenter necessariamente modificata nei rapporti e nelle quantit degli elementi nutritivi essendo stata a co
36. a subirrigazione il riutilizzo della frazione drenata favorisce la diffusione dell inoculo in particolare quando la fonte primaria di infezione rappresentata da SN gi infetta Al contrario la diffusione appare molto pi sporadica e rallentata allorquando la fonte di inoculo il substrato di coltivazione e la SN distribuita mediante sistemi per subirrigazione e in condizioni di limitata fuoriuscita di radici dai contenitori di coltivazione Sanogo e Moorman 1993 Altri Autori hanno in seguito evidenziato che per il binomio gerbera Phytophthora cryptogea l adozione della subirrigazione appare potenzialmente pericolosa quando sono effettuati pi di un intervento al giorno in presenza di SN a bassa conducibilit elettrica 1 5 mS cm Thinggaard e Andresen 1995 confermando indirettamente i differenti risultati ottenuti su ciclamino in sistemi infetti da F cyclaminis in Olanda USA e Italia Da ultimo un confronto diretto tra gli effetti dell impiego della subirrigazione e dell irrigazione a goccia su colture di peperone allevate in vaso in sistemi a ciclo chiuso infette da Phytophthora capsici ha permesso di dimostrare la pi rapida comparsa dei sintomi nei sistemi irrigati a goccia definiti dagli stessi Autori maggiormente favorenti la diffusione dell inoculo all interno del sistema di coltivazione Stanghellini et a l 2000 Tecniche e strategie di trattamento della soluzione nutritiva Anche adottando sistemi irri
37. ali TN pi GA ITER zA ETAL th SA it HA NE TER la i a I al el Foto 1 Coltivazione di piante ornamentali con la tecnica dei bancali a flusso e riflusso Azienda Florpagano Terlizzi BA Pavimento inondato Si tratta di una soluzione estremamente adatta alle colture ornamentali a ciclo lungo che non richiedono frequenti operazioni colturali e movimentazione La SN viene erogata direttamente sul pavimento in cemento della serra opportunamente costruito e livellato in modo da garantire una pendenza minima appena necessaria a convogliare l acqua verso le zone di deflusso foto 2 Generalmente sia l erogazione che lo sgrondo della SN avvengono attraverso un canale centrale Particolare attenzione deve essere rivolta alla posa in opera del pavimento in modo da non dare un eccessiva pendenza maggiore la pendenza maggiore sara il volume di SN necessario per irrigare la coltura e maggiori saranno le disformit nell altezza della lama d acqua creata e da evitare la formazione di zone di ristagno che comportano la formazione di alghe e la sovralimentazione idrica dei vasi situati in tali zone A tale proposito si consideri che una lama d acqua di 2 5 3 cm sufficiente per contenitori di tutte le dimensioni a patto che il substrato utilizzato abbia una buona capacit di ritenzione idrica Con questa tecnica possibile differenziare all interno della serra vari settori delimitati da arginell
38. amente sagomato foto 2 e 5 Progettazione dell impianto La progettazione dell impianto ha comportato la necessit di risolvere alcune problematiche connesse al passaggio della tecnica da una dimensione a scala ridotta pi vicina ad un impostazione di tipo sperimentale ad una applicativa in scala pi ampia In particolare il primo aspetto definito stato il dimensionamento dell impianto in funzione del numero di piante Altrettanta importanza ha assunto la scelta dei dispositivi di automazione che dovevano presentare la duplice prerogativa della semplicit di gestione per l operatore e dell affidabilita di funzionamento e accuratezza di dosaggio delle SN madre Un aspetto di cui si tenuto conto nella fase di progettazione dell impianto stato quello di rendere modulare il sistema cos da consentire la gestione contemporanea di altri moduli produttivi di dimensioni simili coltivati ovviamente con la stessa specie semplicemente integrando l impianto esistente con ulteriori elettrovalvole In definitiva l impianto della subirrigazione in canaletta risulta costituito da serbatoi elettropompe canalette sonde per la misura del pH e della conducibilit elettrica CE pompe volumetriche filtri centralina di comando tubazioni raccorderia e valvole a sfera per realizzare l immissione nei moduli di coltivazione e il recupero della SN Una rappresentazione schematica dell impianto riportata in figura 1 Ra Funz
39. anciaimpulsi e delle elettrovalvole Foto 15 Particolare delle centraline di controllo delle pompe dosatrici e di gestione della fertirrigazione 70 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 16 Pompe dosatrici per il prelievo della soluzione concentrata dal serbatoio A e dal serbatoio B Foto 17 Effetti dell aggiunta estemporanea alla soluzione nutritiva di una non meglio identificata miscela di sostanze antiparassitarie 80 Tutta la superficie stata ricoperta con un telo pacciamante bianco antialga in modo da separare l ambiente di coltivazione dal terreno sottostante evitando possibili inquinamenti del sistema senza suolo da parte di patogeni tellurici foto 2 Sul piano cos realizzato sono state appoggiate delle canalette in acciaio inox lunghe 7 m e larghe 22 cm con rialzi di 7 cm in grado di accogliere vasi con volume nominale di 6 5 L Il lume delle canalette prima del posizionamento dei vasi stato ricoperto con un telo in PVC bianco nero sia per evitare il contatto diretto della SN con il metallo sia nel corso del ciclo colturale per ridurre le perdite di acqua per evaporazione e il surriscaldamento dei substrati di coltura durante le ore pi calde foto 3 e 4 Contemporaneamente stato realizzato il sistema di recupero della SN circolante raccordando opportunamente l estremit di ciascuna canaletta ad un collettore di pvc opportun
40. anno dalla parte inferiore a quelle mediana e superiore del vaso abbassando la CE del percolato La chiave per assicurare un adeguata disponibilit di nutrienti fare in modo che la CE del percolato rimanga entro i limiti ottimali per una determinata specie Una tendenza all abbassamento nel tempo delle CE del percolato indica che l apporto di fertilizzanti non sufficiente a reintegrare i sali nutrienti asportati dalla pianta o che si muovono nel contenitore verso l alto per l evaporazione portandosi fuori dalla zona di sviluppo dell apparato radicale Al contrario l aumento della CE del percolato indica che i sali si stanno accumulando nella parte inferiore del substrato e che di conseguenza troppi fertilizzanti o troppi sali sono presenti nell acqua di irrigazione E importante precisare che la misura della CE determina la quantit totale di ioni presenti nel percolato Sia i sali fertilizzanti che quelli normalmente presenti nell acqua usata per l irrigazione contribuiscono alla CE del percolato Ad esempio in alcune aree l acqua contiene elevate quantit di carbonato di calcio calcare o di cloruro di sodio sale marino Questo deve essere tenuto in debito conto nell interpretazione dei valori di CE del percolato E importante conoscere la CE dell acqua di partenza senza l aggiunta del fertilizzante Ad esempio se l acqua di irrigazione ha una conducibilit di partenza di 1 0 dS m e la CE del percolato di 1 2 dS m
41. ano un diverso grado di repressivit decisamente molto basso nel caso della sola torba Pertanto tali osservazioni confermano l evidente peso della natura del substrato di coltivazione nello sfruttamento di fenomeni di repressivit naturali Ulteriori osservazioni sperimentali hanno evidenziato inoltre che gi solo dopo sei settimane di coltivazione le popolazioni microbiche principalmente batteriche di un sistema senza suolo presenti sul rizoplano e nella rizosfera di pomodoro non variano pi significativamente la propria consistenza batteri 10 10 UFC g di radice funghi 10 10 UFC g di radice Calvo Bado 2006 confermando l importanza delle prime fasi di coltivazione sulla natura e consistenza delle popolazioni microbiche Peraltro un incremento della densit delle popolazioni microbiche pu essere indotto dalla presenza di piante deperienti a seguito di infezioni di oomiceti in particolare Pythium e Phytophthora Questo aspetto pu essere spiegato considerando l aumento della disponibilit di nutrienti favorito dall azione dei patogeni sull apparato radicale delle piante infette Le comunit microbiche che vengono ad installarsi nei sistemi senza suolo inoltre sembrano scarsamente sensibili a perturbazioni esterne quali l introduzione di microrganismi patogeni stress ambientali sino anche al mutamento della tecnica di gestione della SN Calvo Bado 2006 Queste osservazioni suggeriscono che nel caso di mezzi
42. anti qualitativamente differente produzione totale pari a 11 0 e 10 5 kg m rispettivamente nell irrigazione a goccia e nella subirrigazione Tuttavia stato notato che la pezzatura dell ultimo palco il quinto era mediamente inferiore del 25 nella 95 subirrigazione rispetto a quella ottenuta nell irrigazione a goccia a cui corrispondeva un aumento di circa il 10 del contenuto totale in solidi solubili Brix sintomo che le piante subirrigate iniziavano dopo circa 80 giorni di coltivazione a mostrare uno stress salino confermato dagli elevati valori di EC e della concentrazione di Na e K presente nell estratto acquoso ottenuto dagli strati alti della subirrigazione rispetto all irrigazione a goccia vedi fig 5 Analoghi risultati sono riportati anche in letteratura Santamaria et al 2003 Tabella 3 Effetto della subirrigazione e dell irrigazione a goccia sull efficienza idrica di una coltura di pomodoro su substrato a ciclo chiuso vedi il testo per i dettagli Sub Irrigazione p irrigazione Acqua somministrata W L m Efficienza idrica kg L t Test della minima differenza significativa ns non significativo e significativo per P lt 0 05 e P lt 0 001 rispettivamente L accumulo di sali nella parte alta del substrato in realt non ha influenzato troppo la vita della pianta la quale ha reagito concentrando maggiormente le proprie radici nella parte pi bassa del va
43. ati in esso rischia di azzerare il risparmio idrico ottenuto con l uso della subirrigazione adgli Bibliografia Baille A 1998 Crop water requirements of greenhouse crops application to fertirrigation scheduling Seminari su colture idroponiche Pisa 26 27 Febbraio 1998 Cavazza S Cortopassi P Crisci A Duchi G Pardossi A Simonetta J 2002 Nuovi studi sulla crisi idrica e sulla salinizzazione a Viareggio e in Versilia Tipografia Massarosa Massarosa LU 108 pp Carmassi G Incrocci L Maggini R Malorgio F Tognoni F Pardossi A 2005 Modeling salinity build up in recirculating nutrient solution culture J Plant Nutr 28 431 445 Incrocci L Leonardi C 2004 I sistemi di coltivazione fuori suolo a ciclo chiuso Atti del convegno La produzione in serra dopo l era del bromuro di metile Ragusa 2004 83 92 Incrocci L Malorgio F Della Bartola A Pardossi A 2006 The influence of drip irrigation or subirrigation on tomato grown in closed loop substrate culture with saline water Sci Hortic 107 366 372 Malorgio F Incrocci L Carmassi G Pardossi A Tognoni F 2001 Accumulo di sali NaCl e consumo minerale in pomodoro coltivato in sistemi idroponici a ciclo chiuso Italus Hortus 8 6 43 48 Santamaria P Campanile G Parente A Elia A 2003 Subirrigation vs drip irrigation effects on yield and quality of soilless grown cherry tomato J Hort Sci Biotec
44. atjidou V P Hointink H 1991 Dissemination and trasmission of Xanthomonas campestris pv begoniae in an ebb and flow irrigation system Plant Dis 75 1261 1265 Berkelmann B Wohanka W Krezal G 1995 Transmission of Pelargonium flower break virus PFBV by recirculating nutrient solution with and without slow sand filtration Acta Hortic 382 256 262 Borrero C Ordovas J Trillas M I Avil s M 2006 Tomato fusarium wilt suppressiveness The relationship between the 114 organic plant growth media and their microbial communities as characterised by biologs Soil Biol Biochem 38 1631 1637 Brand T Alsanius B W 2004 Enzyme activity in nutrient solution of closed hydroponic systems with integrated slow filters Acta Hortic 644 525 531 Calvo Bado L A Petch G Parsons N R Morgan J A W Pettitt T R Whipps J M 2006 Microbial community responses associated with the development of oomycete plant pathogens on tomato roots in soilless growing systems J Appl Microb 100 1194 1207 Cherif M Belanger R R 1992 Use of potassium silicate amendments in recirculating nutrient solutions to suppress Pythium ultimum on long english cucumber Plant Dis 76 1008 1011 Clematis F Minuto A Gullino M L Garibaldi A 2007 Induced Suppressiveness to Fusarium oxysporum f sp radicis lycopersici in perlite and perlite peat substrates in closed soilless systems Phytoparasitica 35 1 77 85 De Jonghe
45. avia anche con la subirrigazione si registrano variazioni se pur ridotte a carico della SN ricircolante Esse sono principalmente dovute all evaporazione e allo scambio che si verifica fra la SN e la parte basale del substrato durante gli interventi fertirrigui In particolare nel caso di utilizzo di acqua di cattiva qualit per la preparazione delle SN ad esempio contenenti quantit elevate di NaCl possibile che la CE della SN ricircolante aumenti nel tempo in seguito all accumulo di sali nello strato inferiore del substrato difatti sebbene i sali in eccesso tendano a salire verso la parte alta del substrato come sar illustrato in seguito pu verificarsi che l apporto di sali sia pi veloce rispetto al tempo necessario per allontanare verso l alto quelli non assorbiti Una corretta gestione dell irrigazione comunque e in particolare la riduzione dei tempi di contatto fra SN e substrato riducono questo problema f 23 giorni dopo il trapianto BM 95 giorni dopo il trapianto inferiore mediano superiore Strato Figura 1 Conducibilit elettrica CE degli strati inferiore mediano e superiore del substrato torba perlite 60 40 v v in cui stato coltivato il pomodoro usando la tecnica della subirrigazione in canaletta CE rilevata in due momenti del ciclo colturale mediante Sigma Probe EC1 Delta T Burwell Cambridge U K CE della soluzione nutritiva pari a 2 8 dS m 20
46. biologici di lotta nei sistemi senza suolo deve essere prevista l applicazione dei microrganismi antagonisti stessi sin dall inizio del ciclo di coltivazione al fine di limitare l eventuale competizione con la popolazione microbica residente Anche l attivit enzimatica stata riportata tra i meccanismi che possono essere coinvolti nella spiegazione dell induzione di repressivit enzimi in grado di degradare pareti cellulari fungine quali proteasi chitinasi cellulasi e f 1 3 glucanasi sono stati individuati in SN di sistemi NFT rivelandone il loro possibile coinvolgimento Brand e Alsanius 2004 In particolare enzimi proteolitici sembrano essere particolarmente e sempre presenti sulla parte superficiale del filtro filter skin ove maggiore l attivit microbica Brand e Alsanius 2004 potendo da qui essere ridistribuiti all interno dell intero sistema senza suolo Strategie di lotta integrata L integrazione di due o pi sistemi di lotta costituisce anche per le coltivazioni senza suolo una promettente strategia In quelle condotte con impiego di substrato la scelta del substrato stesso gi un fattore in alcuni casi determinante un recente studio ha infatti dimostrato che la lana di roccia maggiormente i 112 predisponente nei confronti delle infezioni di Pythium su cetriolo rispetto a cocco pomice o perlite poste nelle medesime condizioni Lo studio ha posto in relazione la maggiore incidenza delle infezioni a
47. bstrato come regola generale si pu considerare che lo strato pi superficiale a contatto con l aria deve risultare quasi asciutto mentre immediatamente al di sotto il materiale deve presentarsi umido In tal modo si evita anche di creare in corrispondenza del colletto delle piante un microclima favorevole all insediamento di patogeni L automazione dell intervento irriguo pu essere realizzata in modo estremamente semplificato ricorrendo all utilizzazione di semplici temporizzatori Si tratta di un sistema di automazione dell intervento irriguo economico ma che non tiene conto delle esigenze della pianta e delle condizioni ambientali con una conseguente cattiva gestione dell acqua di irrigazione Bacci e Checcacci 2004 Un sistema invece che pur rimanendo relativamente economico consente di erogare l acqua in funzione delle esigenze della pianta e della richiesta evapotraspirativa dell ambiente in modo anche completamente automatico il tensiometro strumento con cui si misura la tensione dell acqua nel substrato foto 2 Come indicazione di massima nelle colture senza suolo in vaso l irrigazione dovrebbe incominciare quando la tensione misurata nel substrato prossima a 50 hPa e terminare quando si approssima a 10 hPa Parente e Santamaria 2003 In questo intervallo l acqua facilmente disponibile e si evitano quindi stress idrici alle piante Se le variabili irrigue vengono impostate correttamente co
48. cato di potassio pu limitare le infezioni di P ultimum su cetriolo allevato senza suolo Risultati promettenti sono stati ottenuti utilizzando silicato di potassio applicato per irrigazione per la riduzione della gravit di Diplocarpon rosae su rosa Gillman et al 2003 e del mal bianco della fragola Kanto et al 2004 L uso di ammendanti a base di Si aggiunti alla SN per la lotta al mal bianco del cetriolo apparso per negativamente influenzato da temperature ambientali superiori a 25 30 C Schuerger e Hammer 2003 Infine anche sostanze quali tensioattivi non ionici possono essere considerati di interesse per contenere in particolare la diffusione di parassiti zoosporici potendo in alcuni casi essere sfruttati gi anche a livello commerciale De Jonghe et al 2005 Conclusioni La gestione delle alterazioni telluriche delle colture allevate senza suolo deve essere basata su un approccio integrato che consideri non solo le esigenze della coltura ma anche il mantenimento o la costituzione di una microflora bilanciata e repressiva e che sfrutti quando possibile ogni effetto collaterale utile alla limitazione di epidemie Con tale premessa operando nella prospettiva di sviluppo di sistemi di coltura sostenibili e non volendo adottare sistemi a ciclo aperto l uso di tecniche drastiche di disinfezione delle SN riciclate non in tutte le condizioni pu essere considerata l unica soluzione disponibile Bibliografia Atm
49. contenenti quantit rilevanti di elementi non essenziali come del resto si verifica in quasi tutto il Bacino del Mediterraneo Infatti VEC di una soluzione strettamente correlata alla somma totale degli elementi nutritivi solo al momento della sua preparazione successivamente si osserva un progressivo sbilanciamento dei rapporti tra i diversi elementi minerali a favore di quelli che relativamente alle concentrazioni di partenza vengono assorbiti in misura minore La misura dell EC non permette pertanto di stimare la concentrazione dei nutrienti presenti e impone periodiche analisi chimiche Soluzione nutritiva Drenaggio E N N o i E D y Serbatoio di raccolta hi Serbatoio di raccolta Lisciviazione Lisciviazione run off run off Figura 1 Differenti possibilita di reintegro dei nutrienti nelle soluzioni ricircolanti nei sistemi a ciclo chiuso A destra opzione a conducibilit costante a sinistra opzione a concentrazione dei nutrienti costante 89 Commercialmente due sono i principali metodi per il reintegro dei nutrienti nelle soluzioni ricircolanti Incrocci e Leonardi 2004 vedi Figura 1 a reintegro della soluzione nutritiva con sola acqua o soluzione nutritiva talora con diversa concentrazione di nutrienti in proporzioni tali da mantenere costante la conducibilit elettrica della soluzione ricircolante Questa modalit definita a conducibilit costante si caratterizza per
50. dal substrato pertanto la sua composizione risulter modificata solo leggermente rispetto a quella di nuova preparazione Proprio la maggiore stabilit dei parametri chimici pH e conducibilit elettrica CE della SN ricircolante rappresenta uno dei principali vantaggi della subirrigazione in quanto rende pi semplice rispetto ad altri sistemi la gestione della stessa In definitiva l operatore deve semplicemente reintegrare i consumi delle piante aggiungendo SN di nuova preparazione senza dover necessariamente effettuare complessi controlli e successivi aggiustamenti della composizione della SN di reintegro In una prova di confronto fra due sistemi a ciclo chiuso INFT Nutrient Film Technique e la subirrigazione in canaletta per la coltivazione di pomodoro stato possibile apprezzare la maggiore stabilit della CE della SN utilizzata nella coltura allevata in subirrigazione durante tutto il ciclo colturale mentre in quest ultimo caso la CE rimasta pressoch costante rabboccando sempre i serbatoi di raccolta con SN con concentrazione uguale a quella di partenza nel caso dell NFT stato necessario adeguare di volta in volta il grado di diluizione della SN usata per il rabbocco al e fine di mantenere la CE entro un intervallo accettabile per la coltura con alterazione della composizione della SN ricircolante in termini di concentrazione degli elementi nutritivi e del loro rapporto Montesano et a 2005b Tutt
51. dation technology for disinfection of recirculation water in protected cultivation Acta Hortic 644 549 555 117 Sabaratnam S Traquair J A 2002 Formulation of a Streptomyces biocontrol agent for the suppression of Rhizoctonia damping off in tomato transplants Biol Control 23 245 253 Sanogo S Moorman G W 1993 Transmission and control of Pythium aphanidermatum in an ebb and flow subirrigation system Plant Dis 77 287 290 Santamaria P Campanile G Parente A Elia A 2003 Subirrigation vs drip irrigation effects on yield and quality of soilless grown cherry tomato J Hortic Sci Biotech 78 290 296 Schuerger A C Hammer W 2003 Suppression of powdery mildew on greenhouse grown cucumber by addition of silicon to hydroponic nutrient solution is inhibited at high temperature Plant Dis 87 177 185 Schwartz D Grosch R Gross W 2004 Water quality for hydroponics nutrients bacteria and algae in rainwater ponds Acta Hortic 644 533 539 Slusarski C 2000 The use of disinfectants for controlling a soilborne foot and root rot disease complex on greenhouse tomatoes in the rockwool open culture system Acta Hortic 532 217 221 Stangellini M E Miller R M 1997 Biosurfactants Their identity and potential efficacy in the biological control of zoosporic plant pathogens Plant Dis 81 4 12 Stangellini R Tomlinson A 1987 Inhibitory and lytic effects of a nonionic surfactant on variou
52. dei flussi della soluzione nutritiva della risalita capillare e della stratificazione dell umidit e dei sali in un vaso fertirrigato per subirrigazione 21 In figura 2 schematizzato un modello semplificato dei flussi della SN della risalita capillare e della stratificazione dell umidit e dei sali in un vaso fertirrigato per subirrigazione In ragione delle modifiche dell ambiente radicale appena discusse dovute al mancato allontanamento dei sali in eccesso con la subirrigazione necessario adeguare la nutrizione delle piante riducendo la concentrazione dei nutrienti nella SN van Iersel 2007 Pertanto oltre che per l assenza di drenaggio i sistemi di subirrigazione consentono di risparmiare nutrienti anche per la minore concentrazione delle SN utilizzate Dole et a 1994 Zheng et al 2004 I principali vantaggi e svantaggi Rispetto ai sistemi tradizionali i sistemi di subirrigazione presentano diversi vantaggi sia di natura prettamente tecnico agronomica sia a conti fatti di ordine economico gestionale Di seguito ne vengono elencati i principali e Maggiore stabilit dei parametri chimici della SN ricircolante Difatti la notevole semplificazione della gestione della SN rende concreta la possibilit di una maggiore diffusione delle tecniche di coltivazione a ciclo chiuso e Maggiore uniformit di distribuzione di acqua e fertilizzanti e conseguentemente maggiore uniformit delle piante Con le soluz
53. di alcune delle parole contenute nella domanda a cui cerchiamo risposta scarico e acque reflue Secondo la legge per scarico si intende qualsiasi immissione di acque reflue in acque superficiali sul suolo nel sottosuolo e in rete fognaria indipendentemente dalla loro natura inquinante anche sottoposte a preventivo trattamento di depurazione Acque reflue industriali sono considerate qualsiasi tipo di acque reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si svolgono attivit commerciali o di produzione di beni Le attivit di produzione di prodotti vegetali con sistemi di coltivazione senza suolo sono assimilabili pi ad un processo industriale che all agricoltura classica La differenza di significato tra i termini agricoltura e industria possiamo desumerla da un qualsiasi dizionario di italiano Il nuovo Zingarelli vocabolario della lingua italiana di Nicola Zingarelli le definisce nel modo seguente Agricoltura coltivazione della terra dei campi complesso dei lavori cui viene sottoposto il suolo per ricavarne piante utili all uomo Industria moderno modo di produrre merci su vasta scala mediante macchinari mossi da energia non umana o animale manovrati da lavoratori e richiedenti cospicui investimenti di capitale finanziario L art 103 scarichi sul suolo del Testo unico sull ambiente afferma che vietato lo scarico sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo fatta eccez
54. direzione del flusso della soluzione nutritiva 7 1 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 6 Serbatoio di stoccaggio della soluzione nutritiva prima dell invio ai moduli di coltivazione Nella foto sono visibili le pompe di invio della soluzione nutritiva alle canalette 77 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso ey Foto 7 Particolare delle canalette Jaa I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 8 Sistema di raccolta e invio al serbatoio della soluzione nutritiva reflua 74 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 9 Serbatoio per il temporaneo stoccaggio della soluzione nutritiva proveniente dalle canalette Foto 10 Filtri a sabbia 75 LI SISLETTI d la IEVamento IN Vaso CON SUDIrrigc azione a CIC IO Foto 11 Filtro a rete 276 mlae N IO CNIUSO I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 12 Lampada UV 77 gt Foto 13 Serbatoio contenente acido nitrico Nella foto sono visibili anche la pompa d iniezione dell acido nella condotta e le sonde di misura della CE e del pH 78 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso A j a a i 4 RR k b N Ci hi aie y a z ai Foto 14 Particolare del contalitri l
55. drico causato o provocato da nitrati provenienti da fonti agricole ed impedire un ulteriore inquinamento di questo tipo La direttiva 91 prevede in ogni Stato ed in ogni Regione l individuazione delle zone vulnerabili zone di territorio che scaricano direttamente o indirettamente composti azotati di origine agricola o zootecnica in acque gia inquinate o che potrebbero esserlo in conseguenza di tali tipi di scarichi art 74 D Lgs n 152 06 In quest ottica nel definire le zone vulnerabili la Regione Puglia ha prima individuato le aree con colture impattanti zone del territorio in cui l uso agricolo del suolo destinato a colture particolarmente impattanti sia rispetto al rischio nitrati che in relazione al rischio fitofarmaci inserendo tra esse le colture in serra Complessivamente in Puglia con la deliberazione della giunta regionale del 30 dicembre 2005 n 2036 sono state definite 9 zone vulnerabili Lesina Carpino San Severo Foggia Cerignola 11 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Trinitapoli Andria Terlizzi e Arco Ionico che interessano 92 057 ha circa il 10 della SAU regionale Di questi 1 324 ha ricadono nell agro di Terlizzi foto 2 in provincia di Bari la zona pi importante della Regione per le colture di serra Foto 2 Perimetrazione della zona vulnerabile di Terlizzi in provincia di Bari In alcune delle zone vulnerabili individuate in Puglia
56. durata del ciclo colturale Va da s inoltre che le dimensioni del vaso devono essere commisurate a quelle della canaletta Vasi di diametro pari alla larghezza della canaletta ad esempio impediscono il corretto deflusso della SN all interno dei moduli di coltivazione Al contrario vasi di dimensioni troppo ridotte rispetto al lume della canaletta potrebbero comportare difficolt di bagnatura per la possibile creazione di percorsi preferenziali della SN In linea del tutto generale opportuno orientarsi verso vasi di dimensioni medio grandi 6 10 L preferendo ovviamente le maggiori dimensioni per specie con ampio apparato radicale e con cicli colturali piuttosto lunghi Vasi di dimensioni molto piccole infatti potrebbero originare problemi per un basso volano idrico e per l insorgenza di fenomeni di salinizzazione dell ambiente radicale Raddoppiando il volume di substrato a disposizione delle piante da 3 2 a 6 4 L Incrocci et a 2006 hanno annullato gli effetti negativi dovuti all accumulo di sali nel substrato di coltivazione sulla crescita di piante di pomodoro allevate con la SUBinC A parit di substrato con l aumentare delle dimensioni del vaso inoltre non cambia la percentuale di materiale solido ma aumenta il rapporto tra pori pieni d aria e pori pieni d acqua all interno del vaso Fonteno 1996 Un altro aspetto da considerare nella scelta del vaso riguarda la presenza o meno di piedini e la loro altezza Nell
57. e possono derivare di conseguenza carenze da micronutrienti Foto 2 Il metodo del percolato pour through method prevede l irrigazione della coltura 1 3 ore prima della raccolta del percolato Per raccogliere il campione di percolato si posiziona una ciotola di raccolta sotto il contenitore e si versa sulla superficie del substrato una quantit di acqua sufficiente a raccogliere circa 50 mL di percolato Il percolato viene successivamente trasferito in un beaker e se ne misura il pH e la CE con pHmetro e conduttimetro precedentemente calibrati Il problema pi comune a questo proposito la carenza di ferro che provoca clorosi internervale delle foglie pi giovani Un sistema piuttosto semplice e veloce per tenere sotto controllo il pH e la CE dello strato inferiore del substrato il metodo pour through foto 2 Tale analisi pu essere eseguita in serra e richiede attrezzature molto semplici Questo lo rende uno strumento di facile applicazione per gli agricoltori per monitorare il livelli di fertilit del substrato La prima cosa da eseguire nel metodo pour through 57 un abbondante irrigazione delle piante preferibilmente in modo da portare il substrato vicino alla saturazione senza per avere drenaggio o avendone poco Dopo 1 3 ore si versa sulla superficie del substrato una quantit di acqua sufficiente a poter raccogliere circa 50 mL di soluzione di drenaggio La quantit di acqua che e necessario
58. echt The Netherlands 83 102 Zheng Y Graham T Richard S Dixon M 2004 Potted gerbera production in a subirrigation system using low concentration nutrient solutions HortScience 39 1283 1286 290 La subirrigazione in canaletta Angelo PARENTE Pietro SANTAMARIA Francesco SERIO Premessa I sistemi senza suolo a ciclo chiuso consentono di risparmiare fertilizzanti e acqua e di migliorare la sostenibilit ambientale grazie alla riutilizzazione della soluzione nutritiva SN che reintegrata dell acqua e degli elementi nutritivi asportati dalle piante viene reimmessa in circolo Con questi sistemi pu risultare difficoltoso riutilizzare durante l intero ciclo colturale la SN ricircolante a causa dei processi di asportazione selettiva da parte delle piante che ne alterano la composizione Nella presente nota dopo aver illustrato il principio del sistema di coltivazione senza suolo della subirrigazione in canaletta SUBinC saranno descritti i componenti dell impianto definiti i criteri alla base della scelta del contenitore di coltivazione e del substrato e indicate alcune modalit di automazione della fertirrigazione scelte tra quelle pi semplici Infine verranno presentati alcuni dati di confronto tra SUBinC e altri sistemi senza suolo anche a ciclo chiuso Principi del metodo La tecnica della SUBinC deriva dagli altri sistemi di subirrigazione e in particolare dal flusso e riflusso In comune c
59. edi bancali a flusso e riflusso movimentati meccanicamente Maggiore sfruttamento della superficie della serra vedi oltre Fra gli svantaggi ascritti alle tecniche di subirrigazione per la produzione di piante in contenitore vi sono sicuramente gli ingenti investimenti ed i lunghi tempi per l ammortamento degli impianti soprattutto nel caso di conversione di serre gi esistenti e dotate di impianti obsoleti mentre la scelta della subirrigazione pi facile quando si tratta di complessi serricoli da costruire ex novo a Dia Da un analisi dei costi e dei ricavi di una tipica coltura di serra la poinsettia Euphorbia pulcherrima allevata con diverse tecniche di coltivazione emerso che la subirrigazione la tecnica che assicura il maggior reddito netto in virt della riduzione dei costi di manodopera e dell aumento della produzione lorda vendibile in seguito al miglior sfruttamento dello spazio serra Incrocci et al 2005b I sistemi di coltivazione con subirrigazione Per la produzione di piante in contenitore sono stati proposti diversi sistemi di coltivazione senza suolo che prevedono la distribuzione della SN per subirrigazione Come gi accennato essi sono stati concepiti inizialmente per le produzioni di piante ornamentali ma negli ultimi anni particolare attenzione stata riservata a quei sistemi che si adattano anche alla produzione di piante orticole Di seguito si illustreranno sinteticamente i principali si
60. enomeno ampiamente studiato in sistemi colturali intensivi ed estensivi convenzionali Jensen e Lumsden 1999 Fravel e Larkin 2002 Sabaratnam e Traquair 2002 ma certamente di possibile sviluppo anche nelle coltivazioni senza suolo Garibaldi et al 2003 Grasso et al 2003 Folman et al 2004 essendo stato descritto e studiato per la prima volta per sistemi in mezzo liquido NFT e con substrato lana di roccia Postma 2004 In tali casi il riutilizzo delle SN durante tre cicli colturali successivi senza mai ricorrere alla disinfezione del substrato e o della SN ha reso possibile la riduzione delle infezioni di Fusarium oxysporum f sp dianthi su garofano e di Pythium aphanidermatum su cetriolo Postma 2004 Certamente a differenza dei suoli agrari caratterizzati da densit di popolazione microbica oscillante tra 10 a 10 UFC g le SN ad esempio di sistemi colturali con lana di roccia contengono non oltre 10 UFC mL van Os e Postma 2000 In altre parole i sistemi senza suolo possono essere considerati come caratterizzati da scarsa microflora in essi pertanto a fronte di alcuni significativi svantaggi quali quello rappresentato da un parziale vuoto biologico si assiste perci alla possibilit di manipolazioni artificiali A tale riguardo una recente indagine condotta in Giappone ha confermato che sull apparato radicale di piante pomodoro e nella SN i microrganismi prevalentemente presenti sono batteri aerobi gt
61. er l interpretazione dei risultati di questa analisi sono disponibili per molte colture di serra in particolare per quelle di interesse ornamentale Come indicazione generale le colture ornamentali possono essere suddivise in tre gruppi a basso medio e alto fabbisogno di fertilizzazione con valori ottimali compresi rispettivamente fra 1 e 2 6 2 e 3 5 e 2 6 e 4 6 dS m Cavins et al 2000 E possibile osservare una sostanziale sovrapposizione fra questi intervalli la maggior parte delle colture possono crescere bene con valore di CE del percolato intorno a 2 dS m Comunque per alcune colture come ad esempio il pomodoro valori pi alti possono essere utili a migliorare la qualit del prodotto Una valida trattazione inerente le linee guida per la CE del percolato per le colture ornamentali stata pubblicata da Cavins et al 2000 La gestione della fertilizzazione basata sulla CE del percolato richiede la comprensione dei fattori che regolano tale parametro 58 Poich la CE una misura della concentrazione dei sali fertilizzanti nel substrato le applicazioni dei fertilizzanti sia in termini di quantit che di frequenza influenzeranno la CE del percolato Le radici asportano i nutrienti dal substrato comportando l abbassamento della CE Nel tempo a causa dell evaporazione dell acqua dalla superficie del substrato e del movimento verso l alto della soluzione circolante nel contenitore alcuni nutrienti si muover
62. ersi moduli stata coltivata un unica cultivar nello stesso periodo 2 La gestione e il controllo del sistema sia per la parte impiantistica sia per la parte agronomica non ha presentato particolari criticit e per questo sono stati facilmente trasferiti all operatore 3 Pur trattandosi di un ciclo chiuso non stato necessario ricorrere a sofisticate analisi della SN nel corso dei diversi cicli colturali la stessa nei momenti di necessit stata integrata con SN di nuova preparazione Parente et a 2007 83 4 Nel corso delle attivit sono state ottimizzate le modalit di esecuzione delle operazioni colturali in serra da parte degli operatori Gli adeguamenti sono stati dettati dalla necessit del rispetto continuo e rigoroso di un protocollo di norme igienico sanitarie nel corso dei diversi cicli di coltivazione e durante le fasi di disinfezione della struttura e delle attrezzature utilizzate tra un ciclo colturale ed il successivo imprescindibili trattandosi di un sistema senza suolo a ciclo chiuso Allo stesso modo sono state adeguate al nuovo contesto operativo le competenze degli operatori oltre che nei confronti della programmazione delle attivit soprattutto rispetto al controllo ed alla gestione degli impianti in particolar modo dal punto di vista fitosanitario Nel contesto della subirrigazione ad esempio sono da evitare aggiunte di miscele estemporanee di antiparassitari alla SN foto 17 per n
63. estali della salute e delle attivit produttive detta le norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue mentre le Regioni adottano norme e misure volte a favorire il riciclo dell acqua e il riutilizzo delle acque reflue depurate art 99 Il testo unico per l ambiente definisce per utilizzazione agronomica a gestione di effluenti di allevamento acque di vegetazione residuate dalla lavorazione delle olive acque reflue provenienti da aziende agricole e piccole aziende agro alimentari dalla loro produzione fino all applicazione al terreno ovvero al loro utilizzo irriguo o fertirriguo finalizzati all utilizzo delle sostanze nutritive e ammendanti nei medesimi contenute art 74 Tabella 2 Valori limite di alcune caratteristiche delle acque reflue all uscita dell impianto di recupero per il riutilizzo D M N 185 2003 Dl Unit di Valore Caratteristica s ae misura limite 4000 35 Azoto totale N Azoto ammoniacale NH O 2 Fosforo totale P mg L 10 Rame o mgb Y 1i Solfati S04 Cloruri CI mot 250 In neretto i valori che si discostano da quelli riportati in tabella 1 Il D M del 12 giugno 2003 n 185 reca Norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue e prevede che riutilizzo deve avvenire in condizioni di sicurezza ambientale evitando alterazioni gt 10 agli ecosistemi al suolo ed alle colture nonch rischi igienico sanitari per la popo
64. ettuare trattamenti a 90 C per 2 minuti o a 85 C per 3 minuti al fine di ottenere l eliminazione di tutti i patogeni inclusi i virus o a 60 C per 2 minuti per eliminare totalmente funghi batteri e nematodi ottenendo inoltre anche un significativo risparmio energetico Runia 1994 Runia e Amsing 2000 van Os et al 2003 Tra le altre possibili tecniche possiamo considerare l impiego degli ultrasuoni ad oggi saggiato con buoni risultati su Pythium spp Tu e Zhang 2000 e la filtrazione con membrane particolarmente efficace non solo per la rimozione di microrganismi van Os et al 2003 I mezzi chimici Sulla base di numerose evidenze sperimentali l applicazione di 10 g di O3 m per un ora di esposizione sufficiente ad eliminare tutti i potenziali patogeni dalle soluzioni nutritive Stanghellini e Rasmussen 1994 Runia e Boonstra 2004 Una sostanza pi conveniente e di facile applicazione il perossido di idrogeno H202 la cui attivit pu essere incrementata aggiungendo un acido debole che funziona da attivatore Dosaggi di 400 g m decisamente elevati sono necessari per eliminare non solo funghi ma anche virus Limitate percentuali di nematodi 0 3 possono comunque sopravvivere potendo infestare le colture van Os et al 2003 L impiego di mezzi chimici distribuiti in sospensione nella SN circolante potrebbe rappresentare una tecnica agevole facilmente applicabile proprio grazie alla presenza di siste
65. evidente che il contributo maggiore alla CE del percolato dato dai sali presenti nell acqua di partenza piuttosto che dai sali fertilizzanti In questo caso l esigua differenza fra il valore di CE del percolato e quello dell acqua di partenza indica che c una bassa disponibilit di nutrienti nella zona radicale e che sono necessarie dosi aggiuntive di fertilizzanti In generale quando l acqua di partenza ha valori di CE elevati la CE del percolato dovrebbe trovarsi verso il limite superiore degli intervalli precedentemente forniti per assicurarsi che ci sia un rifornimento adeguato ad una buona crescita della coltura Le misurazioni di CE non costituiscono uno strumento esaustivo per monitorare la disponibilit di nutrienti nel substrato in quanto non forniscono indicazioni su quali sali sono presenti Infatti se la soluzione fertilizzante non apporta i singoli nutrienti nel rapporto in cui essi vengono utilizzati dalla coltura alcuni di essi possono 59 accumularsi nel substrato mentre altri possono essere presenti in quantit esigue Questo tipo di squilibrio nell apporto di nutrienti non pu essere rilevato dalla misura della CE del percolato Pu risultare utile completare questa misura con un analisi completa dei nutrienti nei tessuti fogliari e o nel substrato Queste analisi possono dare informazioni molto utili su quali particolari nutrienti sono eventualmente presenti in quantit limitata per la crescita della
66. fettua la disinfezione della SN senza tuttavia incorrere in un peggioramento dello stato fitosanitario della coltura Uva et al 1998 L incidenza di malattie fogliari inoltre minore perch la vegetazione non bagnata durante l irrigazione Minore compattamento del substrato Minore fabbisogno di acqua e fertilizzanti L assenza di drenaggio il continuo ricircolo della SN unitamente alla pi bassa concentrazione dei nutrienti comportano un notevole risparmio nei sistemi di subirrigazione rispetto ai sistemi a ciclo aperto e in alcuni casi anche rispetto ad altri sistemi di coltivazione a ciclo chiuso Parallelamente nei sistemi di subirrigazione si registra anche una maggiore efficienza d uso delle risorse In una prova di coltivazione a ciclo chiuso di pomodoro allevato in subirrigazione o con la tecnica dell NFT nel primo caso si avuto un consumo di SN minore di circa 12 L pianta a fronte di una maggiore efficienza d uso dell acqua 31 vs 26 grammi di prodotto per litro di SN utilizzata Montesano et a 2005a Minore fabbisogno di manodopera L assenza di gocciolatori soggetti ad otturazioni e quindi a periodici controlli e pulizia comporta un notevole risparmio in termini di lavoro Inoltre sufficiente un unico operatore per irrigare vaste superfici dovendo azionare semplicemente una pompa Va anche considerato che alcune tecniche di subirrigazione si prestano ad una meccanizzazione e automazione spinta v
67. ficativit dell F n s e rispettivamente non significativo e significativa per P lt 0 05 Un altro aspetto che sta alla base dell interesse nei confronti della SUBinC riguarda la semplicit con cui possibile gestire la SN Mentre con altri sistemi senza suolo la SN che fuoriesce dal vaso drip o quella ricircolante NFT si modifica rispetto alla SN fresca sia nella concentrazione che nei rapporti molari tra i nutrienti in conseguenza dell assorbimento selettivo messo in atto dalle radici delle piante nel caso della SUBinC Proprio per i meccanismi di risalita capillare descritti la SN ricircolante si modifica molto poco In pratica l incremento di CE che dovrebbe verificarsi nella SN ricircolante avviene all interno del vaso e in particolare nel terzo superiore del substrato Serio et a 2001 Santamaria et a 2003 L eventuale innalzamento di CE nella SN ricircolante pu essere associato all evaporazione dell acqua durante il passaggio della SN nelle canalette Per questo sempre opportuno predisporre dei teli per ricoprire il lume della canaletta in modo da rallentare tale fenomeno evitando per che la canaletta resti bagnata tra un intervento fertirriguo e l altro Tabella 5 Consumo ed efficienza d uso dell acqua WUE del pomodoro cv Kabiria coltivato con la subirrigazione in canaletta SUNIinC e in NFT pore A FARAI _ NFT sss SUBinC Significativita 1 Significativit dell
68. g Pythium aphanidermatum zoospores in recirculating nutrient solution Acta Hortic 532 137 142 Van der Gaag D J Wever G 2005 Conduciveness of different soilless growing media to Pythium root and crown rot of cucumber under near commercial conditions Europ J Plant Pathol 112 31 41 Van Os E Wohanka W Bruins M A Seidel R 2003 Disinfezione delle soluzioni nutritive in sistemi fuori suolo a ciclo chiuso Informatore Fitopat La Difesa delle Piante 53 3 30 34 Van Os E A Postma J 2000 Prevention of root diseases in closed soilless growing systems by microbial optimisation and slow sand filtration Acta Hortic 532 97 112 Van Os E A Wohanka W Bruins M A Seidel R 2000 Slow filtration a technique to minimise the risks of spreading root infecting pathogens in closed hydroponic systems Acta Hortic 559 495 502 Van Os E A Bruins M A Van Buuren J Van der Veer D J Willers H 1997 Physical and chemical measurements in slow sand filters to disinfect recirculating nutrient solutions Proceedings 9th Int Congress on Soilless Culture Jersey 313 328 Vankuik A J 1994 Eliminating Phytophthora cinnamomi in a recirculated irrigation system by slow sand filtration Med Fac Landbouww Univ Gent 59 3a 1059 1063 Wohanka W 1995 Disinfection of recirculating nutrient solutions by slow sand filtration Acta Hortic 382 246 255 Wohanka W Seidel R 2004 Disinfection of recirculated nu
69. gr uniba it angelo signore agr uniba it Luca INCROCCI Alberto PARDOSSI Riccardo PULIZZI Dipartimento Biologia delle Piante Agrarie Universit di Pisa Viale delle Piagge 23 56124 Pisa PI Italia E mail incrocci agr unipi it alberto pardossi agr unipi it Marc VAN IERSEL Department of Horticulture The University of Georgia 1111 Miller Plant Sciences Building GA 30602 7273 Athens USA E mail mvanier uga edu Andrea MINUTO Angelo GARIBALDI Centro di Competenza per l Innovazione in Campo Agro ambientale AGROINNOVA Via L Da Vinci 44 10095 Grugliasco TO Italia Rita CIANFARRA ARSSA Unit Territoriale Operativa Lanciano Via del Mare 48 66034 Lanciano CH Italia Email rcianfarra arssa abruzzo it 127 AREE SCIENTIFICO DISCIPLINARI Area 01 Scienze matematiche e informatiche Area 02 Scienze fisiche Area 03 Scienze chimiche Area 04 Scienze della terra Area 05 Scienze biologiche Area 06 Scienze mediche Area 07 Scienze agrarie e veterinarie Area 08 Ingegneria civile e Architettura Area 09 Ingegneria industriale e dell informazione Area 10 Scienze dell antichita filologico letterarie e storico artistiche Area 11 Scienze storiche filosofiche pedagogiche e psicologiche Area 12 Scienze giuridiche Area 13 Scienze economiche e statistiche Area 14 Scienze politiche e sociali Le pubblicazioni di Aracne editrice sono su www aracneeditrice it Fin
70. gui non favorenti la diffusione dell inoculo tra individui infetti ed individui sani nei sistemi fuori suolo a ciclo chiuso la disinfezione della SN riciclata ritenuta una pratica determinante Tra le tecniche disponibili per la disinfezione della SN possono essere considerati accettabili tecnicamente ed economicamente diversi metodi Stanghellini e Rasmussen 1994 van Os et al 2000 I mezzi fisici Le radiazioni ultraviolette con lunghezza d onda compresa tra 200 e 280 nm UV C dimostrano efficacia biocida raggiungendo l ottimo alla lunghezza d onda di 254 nm Stanghellini e Rasmussen 1994 Runia e Boonstra 2004 Peraltro l uso degli UV pu causare la degradazione dei chelati di ferro potendo 107 generare talora fenomeni di carenza sulla coltura van Os et al 2003 Recentemente inoltre stata valutata la possibilit di combinare radiazione UV e uso di agenti ossidanti H202 Runia e Boonstra 2004 L impiego di sistemi basati su trattamenti termici delle SN non recente e si basa su dispositivi analoghi a quelli adottati ad esempio per la pastorizzazione del latte Al fine di ottenere la massima efficacia biocida nei confronti di differenti patogeni viene considerato necessario un trattamento a 95 C per almeno 10 secondi Aumentando il tempo di esposizione a 30 secondi il trattamento inoltre pu essere considerato eradicante nei confronti di batteri funghi virus e nematodi E comunque possibile eff
71. h 78 290 296 Silverbush M Ben Asher J 2001 Simulation study of nutrient uptake by plants from soilless cultures as affected by salinity build up and transpiration Plant Soil 233 59 69 Sonneveld C Voogt W Spaans L 1999 A universal algorithm for calculation of nutrient solution Acta Hortic 481 331 339 Todd N M Reed D W 1998 Characterising salinity limits of new guinea impatiens in recirculating subirrigation J Amer Soc Hort Sci 123 156 160 Uva W L Weiler T C Milligan R A 1998 A survey on the planning and adoption of zero runoff subirrigation system in greenhouses operations HortScience 33 193 196 Ringraziamenti Lavoro svolto nell ambito del progetto MIUR PRIN 2005 Aspetti fisiologici e tecnologici della nutrizione minerale di piante ortive coltivate fuori suolo con sistemi a ciclo chiuso e ricadute sullo stato fitosanitario delle colture 102 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 1 Apparati radicali di pomodoro coltivato in vaso utilizzando il metodo irriguo della subirrigazione destra o quello a goccia sinistra Irrigazione a goccia Pi 1037 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 2 Influenza del metodo irriguo subirrigazione pianta a destra vs irrigazione a goccia pianta a sinistra sulla shelf life di piante di geranio 20 giorni circa dopo la messa a dimora
72. i in materiale plastico I settori devono essere occupati da colture aventi le stesse esigenze idriche a DR I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso LA M a af i CTR Lean ed Zi puma NE Tra e eee SA ca mi p s g dl pf gt m iL NF ak cane Foto 2 Coltivazione di piante ornamentali in subirrigazione su pavimento E necessario prevedere un impianto di riscaldamento basale con la funzione di ottenere la temperatura radicale desiderata abbassare l umidit relativa dell aria al livello della coltura e velocizzare l asciugatura del pavimento per evitare la formazione di alghe Il riscaldamento basale per di solito non sufficiente da solo per il condizionamento climatico della serra necessario pertanto prevedere un impianto aggiuntivo per garantire il corretto riscaldamento dell ambiente Tappetino capillare E il sistema meno utilizzato anche se non mancano aziende che propongono soluzioni tecniche interessanti Prevede il posizionamento sul terreno ben livellato o sui bancali di un primo strato impermeabile di un tappetino in materiale sintetico assorbente ad altissima capillarit che garantisce una rapida ed omogenea distribuzione dell acqua di irrigazione ed infine di un telo di copertura foto 3 La SN viene generalmente erogata per mezzo di ali gocciolanti o nel caso di bancali immessa da un lato e con la opportuna pendenza raccolta
73. i una sostanza scaricata nell ambiente per ogni tonnellata di prodotto I sistemi di coltivazione senza suolo rappresentano l innovazione di processo a pi elevato input di tecnologia che sia stata introdotta nell ortofloricoltura nel dopoguerra Per solo quando vengono realizzati a ciclo chiuso i sistemi senza suolo esprimono un ottima compatibilit fra sistema economico produzione di beni condizioni di lavoro e conservazione degli equilibri dei sistemi naturali non interferendo pi di tanto sulla possibilit di chiudere il cerchio della natura Bibliografia Commoner B 1986 Il cerchio da chiudere Garzanti Milano 399 Pp 15 De Pascale S Maggio A Barbieri G 2006 La sostenibilit delle colture protette in ambiente mediterraneo limiti e prospettive Italus Hortus 13 1 33 48 Jeannequin B Fabre R 1993 Procede de culture hors sol a circuit ferm Etudes et perspectives PHM Revue Horticole 338 21 26 Hoagland D R Arnon D I 1938 The water culture method for growing plants without soil Calif Agric Exp Stn Circ 347 39 PP Megale P G 2004 Aspetti legislativi del riuso irriguo delle acque reflue depurate in Italia Italus Hortus 11 6 32 38 Santamaria P De Pascale S Pardossi A 2005 La nutrizione idrica e minerale in fuori suolo Italus Hortus 12 6 45 55 Santamaria P Signore A 2004 La concentrazione delle asportazioni come criterio per il controllo della nut
74. i A Malorgio F Tognoni F Beccatelli M 1994 La gestione della soluzione nutritiva in colture senza suolo a ciclo chiuso L Informatore Agrario 50 44 43 56 Parente A Santamaria P Serio F 2007 La subirrigazione in canaletta In I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a cura di P Santamaria Aracne Editrice Roma 29 50 Santamaria P Serio F 2001 Coltivazione a ciclo chiuso la subirrigazione in canaletta Informatore Agrario 57 41 45 49 Uva W L Weiler T C Milligan R A 1998 A survey on the planning and adoption of zero runoff subirrigation systems in greenhouse operations HortScience 33 193 196 van Iersel M W Oetting R D Hall D B Kang J G 2001 Application technique and irrigation method affect imidacloprid control of silverleaf whiteflies Homoptera Aleyrodidae on poinsettias J Econ Ent 94 666 672 van Os E A Stanghellini C 2001 Diffusion and environmental aspects of soilless growing systems Italus Hortus 8 6 9 15 Van Iersel 2007 La gestione della fertilizzazione nei sistemi con subirrigazione In I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a cura di P Santamaria Aracne Editrice Roma 51 64 Voogt W Sonneveld C 1997 Nutrient management in closed growing system for greenhouse production In Goto E Kurata K Hayashi M Sase S Eds Plant Production in Closed Ecosystems Kluwer Academic Publishers Dordr
75. ia irrigated by subirrigation or from orverhead J Plant Nutr 24 523 533 Cuartero J Fernandez Munoz R 1999 Tomato and salinity Scientia Hort 78 83 125 Elia A Parente A Serio F Santamaria P 2003 Some aspects of the trough bench system and its performance in cherry tomato production Acta Hort 614 161 166 49 Fonteno W C 1996 Growing media types and physical chemical properties In Water media and nutrition for greenhouse crops Ed D W Reed Ball Publisching Book Batavia USA 93 122 Gruda N Schnitzler W H 2004 Suitability of wood fiber substrate for production of vegetable transplants I Physical properties of wood fiber substrates Sci Hortic 100 309 322 Incrocci L Malorgio F Della Bartola A Pardossi A 2006 The influence of drip irrigation or subirrigation on tomato grown in closed loop substrate culture with saline water Sci Hortic 107 365 372 Karlovitch P T Fonteno W C 1986 Effect of soil moisture tension and soil water content on the growth of chrysanthemum in 3 container media J Amer Soc Hort Sci 111 191 195 Lenzi A Rinaldi M Biocca M Maletta M Pergola G 1998 Substrati e volumi di fertirrigazione in coltura senza suolo Colture Protette 27 12 supplemento 34 38 Mininni C 2007 Effetti dello stress idrico su produzione e qualit del pomodoro allevato con la tecnica della subirrigazione in canaletta Tesi di Laurea Facolt di Agraria U
76. in ambiente protetto tanto in Europa Molitor 1993 quanto in Nord America Uva et al 1998 I sistemi di allevamento in vaso con distribuzione della SN per subirrigazione sono a ciclo chiuso o virtualmente chiuso come in alcuni esempi di irrigazione su tappetino capillare e quindi non disperdono la SN nell ambiente Nel variegato panorama delle 17 colture senza suolo i sistemi di subirrigazione per le colture in vaso costituiscono un esempio consolidato e in rapida crescita di applicazione del ciclo chiuso soprattutto per la produzione di piante ornamentali rappresentando una delle tecnologie pi promettenti per risparmiare acqua e fertilizzanti nelle colture di serra Montesano et a 2004 In questa nota verranno illustrati 1 i principi base dei sistemi di subirrigazione evidenziandone le principali differenze con i sistemi di irrigazione dall alto 2 i principali vantaggi e svantaggi offerti dalla subirrigazione rispetto ai sistemi di irrigazione tradizionali 3 le varie tecniche di subirrigazione proposte per l allevamento di piante in contenitore 4 alcune semplici indicazioni sulla scelta del substrato e la gestione dell irrigazione Quando acqua e nutrienti arrivano dal basso L acqua e i nutrienti che nei sistemi di irrigazione dall alto penetrano il substrato per gravit e se in eccesso fuoriescono dal basso nei sistemi per subirrigazione attraversano il mezzo di crescita in senso inverso entrano dal
77. ingolo intervento Bibliografia Dole J M Cole J C Broembsen S L 1994 Growth of Poinsettias nutrient leaching and water use efficiency respond to irrigation methods HortScience 29 858 864 Incrocci L Scaramuzzi S Pardossi A 2005a Un analisi dei sistemi di coltivazione a ciclo chiuso per la produzione in serra delle piante ornamentali in vaso I Aspetti tecnici Flortecnica 10 3 58 67 Incrocci L Scaramuzzi S Pardossi A 2005b Un analisi dei sistemi di coltivazione a ciclo chiuso per la produzione in serra delle piante ornamentali in vaso II Aspetti economici Flortecnica 10 4 62 70 Da Molitor H D 1993 Tecniche di irrigazione a ciclo chiuso per le coltivazioni in serra e in pien aria Flortecnica 17 12 36 40 Montesano F Parente A Santamaria P 2004 La subirrigazione in serra In Pardossi A Incrocci L Marzialetti P Uso razionale delle risorse nel florovivaismo l acqua Quaderno ARSIA 5 2004 Regione Toscana Firenze 203 213 Montesano M Favuzzi G Parente A Serio F Santamaria P 2005 a NFT vs Subirrigation I Yield and Water Use Efficiency of Tomato Grown in Closed Soilless Systems under Salinity or Water Stress HortScience 40 1011 Abstract n 306 Montesano M Ferulli C Parente A Serio F Santamaria P 2005 b NFT vs Subirrigation II Tomato Fruit Quality Grown in Closed Soilless Systems under Salinity or Water Stress 40 1011 Abstract n 307 Pardoss
78. ionamento dell impianto La SN necessaria all alimentazione delle piante contenuta in un serbatoio di 6 000 L foto 6 Da questo mediante un elettropompa comandata da una centralina elettronica la SN viene inviata ai moduli di coltivazione canalette fig 7 scorre per gravit all interno delle canalette grazie alla pendenza raggiunge i collettori di raccolta da cui viene inviata ad un secondo serbatoio della capacit di 2 000 L adibito alla raccolta della SN reflua fig 8 e 9 All interno di quest ultimo serbatoio presente una pompa sommersa dotata di galleggiante il dispositivo programmato in modo tale che quando la SN raccolta raggiunge il volume massimo predefinito invia un impulso alla pompa affinch prelevi la SN dal serbatoio e la invii a quello di stoccaggio Durante questo tragitto la SN reflua passa attraverso due filtri a sabbia un filtro a dischi ed infine attraverso una lampada UV foto 10 11 e 12 I filtri hanno la funzione di allontanare le impurit grossolane presenti nella SN la lampada UV invece utile per abbattere la carica patogena eventualmente presente nella SN ricircolante che prima di essere inviata al serbatoio di stoccaggio viene controllata per i parametri di pH e CE eventualmente corretti mediante l aggiunta di acido nitrico e o acqua per riportarli negli intervalli prefissati foto 13 Quando all interno serbatoio di stoccaggio la SN si riduce al di sotto di un volume
79. ione per limitarci al nostro caso per gli scarichi di acque reflue industriali per i quali sia accertata l impossibilit tecnica o l eccessiva onerosit a fronte dei benefici ambientali conseguibili a recapitare in corpi idrici superficiali purch gli stessi siano conformi ai criteri ed ai valori limite di emissione fissati a tal fine dalle Regioni Gli scarichi comunque devono essere conformi ai limiti della tabella 4 dell allegato 5 alla parte terza dello stesso decreto tab 1 Tabella 1 Limiti di emissione per acque reflue industriali che recapitano sul suolo D Lgs N 152 2006 ero a 0 Ferro Solfati S04 Cloruri CI Inoltre l art 124 afferma che tutti gli scarichi devono essere preventivamente autorizzati Il riutilizzo dei reflui Al di l dell autorizzazione non recuperare il surplus di soluzione nutritiva che fuoriesce dai moduli di coltivazione nei sistemi senza suolo a ciclo aperto rappresenta anche uno spreco di risorse L art 98 del Testo unico sull ambiente prevede che coloro che gestiscono o utilizzano la risorsa idrica adottano le misure necessarie all eliminazione degli sprechi ed alla riduzione dei consumi e ad incrementare il riciclo ed il riutilizzo anche mediante l utilizzazione delle migliori tecniche disponibili Per il riutilizzo dell acqua il Ministro dell ambiente e della tutela del territorio con proprio decreto sentiti i Ministri delle politiche agricole e for
80. ione nutritiva ricircolante ed stato facilmente allontanato dal sistema attraverso lo scarico della soluzione nutritiva esausta Infatti nell esperimento condotto fatto pari a 100 il totale di sodio apportato con l acqua irrigua utilizzata nel trattamento subirriguo questo si accumulato per il 5 nella soluzione ricircolante e di runoff per il 35 nella parte vegetativa della pianta frutti foglie e steli e per il restante 60 nel substrato invece nel trattamento a goccia il sodio fornito con l acqua irrigua si e ripartito per ben il 61 nella soluzione ricircolante e di runoff per il 23 nella parte aerea e il restante 16 nel substrato di coltivazione L uso della subirrigazione con acque saline per la coltivazione di specie ornamentali Uno studio analogo a quello condotto sul pomodoro stato condotto nel 2005 utilizzando una pianta da fiore geranio ricadente detto anche francesino Pelargonium x peltatum L esperimento stato svolto nel periodo gennaio aprile confrontando i seguenti trattamenti a confronto subirrigazione e irrigazione a goccia acqua di ottima qualit acqua piovana e acqua di scarsa qualit acqua contenente circa 10 mM di NaCl Anche in questo caso sono stati ottenuti risultati simili a quelli riportati per il pomodoro sostanzialmente nessuna differenza visibilmente apprezzabile fra i due sistemi di irrigazione maggiore stabilit della composizione della soluzione ricircolante nel trattame
81. ione nutritiva correlata con l aumento della concentrazione degli ioni meno utilizzati Questo sistema pi adatto alla gestione di sistemi in cui si utilizzano acque saline in quanto l accumulo degli ioni non utilizzati segnalato dall incremento di EC Tipicamente i sistemi che utilizzano questa modalit di reintegrazione presentano un andamento della conducibilit elettrica oscillante fra un valore minimo e uno massimo Fig 2 la conducibilit aumenta pi o meno lentamente secondo la qualit dell acqua irrigua e della evapotraspirazione del sistema fino a raggiungere una soglia massima di tolleranza tipica della coltura ECmayx Successivamente necessario il rinnovo totale o parziale della soluzione ricircolante il quale riporta a livelli inferiori la EC Fig 2 In entrambi i metodi sono consigliate periodiche analisi della soluzione ricircolante allo scopo di rilevare eventuali anomalie In ogni caso il pH della soluzione nella vasca di ricircolo viene monitorato in continuo e corretto aggiungendo acidi e o basi attraverso pompe dosatrici sotto il controllo di un sensore di pH La subirrigazione Tradizionalmente nei sistemi di coltivazione a ciclo chiuso su substrato la soluzione nutritiva viene erogata nella parte superiore del substrato Un sistema alternativo quello della subirrigazione La tecnica gi stata ben illustrata in altri contributi contenuti all interno di questo volume Si tratta di un sistema
82. ioni impiantistiche proposte per le diverse tecniche di subirrigazione tutti i vasi ricevono la stessa quantit di SN a meno di grossolani errori nella gestione delle pendenze e dei flussi di erogazione e raccolta della SN stessa Comunque la relativa semplicit degli impianti di subirrigazione rende assai improbabile il verificarsi di tali anomalie e Piante pi sane e maggiore efficacia dei fitofarmaci Un aspetto che desta particolare interesse nei sistemi di subirrigazione delle piante in vaso quello legato alla trasmissione di agenti patogeni e all applicazione dei fitofarmaci Infatti l assenza di drenaggio tipica del sistema impedisce ai propaguli infettivi di fuoriuscire dal vaso che ospita la pianta eventualmente infetta riducendo il rischio di contaminazione della SN ricircolante Il rischio pu essere ulteriormente ridotto riducendo i tempi di contatto fra substrato e SN ricircolante agendo sulla durata degli interventi irrigui E stata anche registrata una 22 maggiore efficacia di alcuni fitofarmaci distribuiti nella SN per le piante allevate in subirrigazione in relazione al fatto che in assenza di drenaggio e dilavamento del mezzo di crescita il principio attivo rimane per pi tempo nel substrato e quindi a disposizione della pianta van Iersel et al 2001 In base a quanto riportato in un indagine condotta negli USA la maggior parte delle aziende florovivaistiche che utilizzano la subirrigazione non ef
83. ire un buffer maggiore di substrato per mitigare l effetto dell accumulo di sali nel vaso stesso L irrigazione a goccia era automatizzata sulla base dell accumulo di radiazione globale al superamento della soglia di 1 0 MJ m si somministrava da 0 6 a 1 2 L m di soluzione nutritiva a seconda dello stadio di crescita con una frazione di lisciviazione LF di circa 0 60 Nella subirrigazione l intervento irriguo era programmato a tempo si effettuavano 6 interventi diurni e uno notturno della durata di 15 minuti con un altezza della soluzione ricircolante di circa 2 cm Ogni giorno l evapotraspirato in ogni impianto sperimentale circa 20 m7 era automaticamente reintegrato con soluzione nutritiva fresca la stessa usata durante tutta la sperimentazione e avente la seguente composizione in mmol L EC 3 0 dS m 11 0 N NO 1 0 P H PO4 7 5 K 2 5 Mg 4 0 Ca Na e Cl 10 mmol L La soluzione ricircolante veniva parzialmente rinnovata sostituzione della soluzione nel mixing tank con soluzione fresca quando la sua EC superava i 6 0 dS m In tabella 2 sono descritte le condizioni sperimentali dell esperimento condotto I rilievi effettuati sono stati i seguenti evapotraspirato e misura della EC della soluzione ricircolante su base giornaliera analisi per i macronutrienti della soluzione ricircolante su base settimanale rilievi quanto qualitativi della produzione bilancio idrico minerale della coltura ed estratti acquosi dei substrati
84. ito di stampare nel mese di agosto del 2012 dalla ERMES Servizi Editoriali Integrati S r l 00040 Ariccia RM via Quarto Negroni 15 per conto della Aracne editrice S r l di Roma
85. l maggiore contenuto idrico caratteristico della lana di roccia rispetto agli altri substrati indicando inoltre un effetto sulle infezioni dovuto anche alle dimensioni delle lastre di lana di roccia maggiormente conduttive per il patogeno quando caratterizzate da altezze non superiori a 7 cm Van der Gaag e Wever 2005 La contemporanea applicazione di Fusaria e Trichoderma selezionati all interno di sistemi a ciclo chiuso provvisti di filtrazione su sabbia Wohanka et al 1995 ha confermato la possibilit di combinar con successo tali tecniche Garibaldi et a 2003 Inoltre lo studio della dinamica di popolazione di Trichoderma artificialmente introdotti ha permesso di dimostrare come la densit di popolazione aumenti particolarmente a livello dello strato superficiale del filtro porzione tecnicamente definita filter skin Garibaldi et a 2003 confermando la possibilit di combinare mezzi biologici e sistemi passivi di disinfezione della SN al fine di aumentare la repressivit del sistema nel suo complesso e del sistema di filtrazione in particolare van Os e Postma 2000 Un pi complesso sistema e quello basato sulla contemporanea gestione di diversi fattori opportuna gestione del pH 5 0 6 2 introduzione di selezionati mezzi biologici Pseudomonas chlororaphis P fluorescens e uso di sistemi di disinfezione attivi UV sono stati integrati con successo per la lotta a parassiti zoosporici in coltivazioni senza su
86. la della soluzione ricircolante durante un intervento irriguo Questo movimento unidirezionale di soluzione nutritiva dall esterno verso l interno del vaso fonte dei vantaggi sopradescritti pu trasformarsi in uno svantaggio nel caso si 93 utilizzimo acque mediamente saline a causa del rapido accumulo di sali non essenziali all interno del vaso stesso Per questo motivo presso il Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie dell Universit di Pisa si condotta una prova con lo scopo di studiare specificamente l effetto della subirrigazione e dell irrigazione tradizionale a goccia sulla crescita e sulla produzione di una coltura di pomodoro da mensa cv Jama Incrocci et al 2006 utilizzando un acqua di mediocre qualit contenente circa 10 mmol L di NaCl La coltivazione si svolta in vasi singoli diametro 18 cm da circa 3 6 L nel caso dell irrigazione a goccia D e in un doppio vaso per la subirrigazione S 3 6 L Il trapianto stato effettuato utilizzando piantine di pomodoro allevate in cubi di Grodan posti o al centro del vaso irrigazione a goccia o a cavallo di due vasi subirrigazione Il maggior volume di substrato scelto per la subirrigazione aveva il duplice scopo di rendere maggiormente simili i volumi di soluzione ricircolante trattenuta dal substrato nei due trattamenti la percentuale di umidit media era inferiore nel subirrigato rispetto a quello dell irrigazione a goccia e di forn
87. la soluzione presente nel serbatoio di miscelazione sia rappresentativa di tutta la soluzione ricircolante Applicando il bilancio di massa per ogni elemento la variazione della sua concentrazione nella soluzione nutritiva ricircolante in un intervallo di tempo n e n x giorni sar V Cn V Cn x Vr Cr Vr Cu 1 dove V volume totale della soluzione ricircolante 87 Ch e Cn x sono la concentrazione dell elemento nella soluzione ricircolante alla fine e all inizio del periodo Vr volume perso dal sistema per evapotraspirazione Cre concentrazione dell elemento nell acqua di irrigazione comprensiva dell eventuale iniezione di nutrienti fatta dal fertirrigatore Cy concentrazione di assorbimento apparente pari al rapporto fra la quantit di elemento assorbito dalla coltura substrato pianta microbi e l acqua evapotraspirata Cy non rappresenta un parametro fisiologico puro bens un parametro tecnologico racchiudendo al suo interno oltre che il reale assorbimento di nutrienti da parte della pianta le eventuali perdite per precipitazione e o volatilizzazione ad esempio la denitrificazione nel caso dell azoto Carmassi et al 2005 Se ipotizziamo di non volere cambiamenti nella concentrazione della soluzione nutritiva nel periodo n e n x allora l equazione 1 si pu semplificare come segue Vr Cr Vr Cu 2 L equazione 2 suggerisce alcune considerazioni 1 per mantenere costan
88. lazione esposta e comunque nel rispetto delle vigenti disposizioni in materia di sanit e sicurezza e delle regole di buona prassi industriale e agricola Per il riutilizzo questo decreto ma non il D Lgs 152 2006 indica valori limite delle acque reflue all uscita dell impianto di recupero tab 2 in alcuni casi diversi da quelli riportati in tabella 1 Il recupero e il riutilizzo delle soluzioni nutritive negli impianti di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso aumenta l efficienza d uso dell acqua De Pascale et al 2006 inoltre il riutilizzo delle acque reflue nei sistemi di coltivazione senza suolo al pari delle acque reflue urbane depurate si veda Megale 2004 preserva le risorse idriche e difende la qualita delle stesse e dell ambiente riducendo l impatto degli scarichi La direttiva nitrati Lo scarico sul suolo di soluzioni nutritive ricche di N pu provocare l inquinamento dei corpi idrici in contrasto con la direttiva 91 676 CEE del 12 dicembre 1991 relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole direttiva nitrati Proprio in considerazione del fatto che i nitrati di origine agricola sono la causa principale dell inquinamento proveniente da fonti diffuse per tutelare la salute umana le risorse viventi e gli ecosistemi acquatici e per salvaguardare altri usi legittimi dell acqua la direttiva nitrati evidenzia che necessario ridurre l inquinamento i
89. li strati superiori del substrato che pongono alcune difficolt sia nella crescita e produzione delle piante coltivate sia nel reimpiego del substrato in successivi cicli di coltivazione Uva et a 1998 Santamaria et al 2003 Un confronto fra la subirrigazione e l irrigazione a goccia con l uso di acque saline Il caso studio del pomodoro Uno dei principali vantaggi della subirrigazione quello che pur essendo un sistema di coltivazione a ciclo chiuso non presenta o li presenta in maniera molto attenuata i problemi tipici di questo e cio la necessit di adottare sistemi di disinfezione della soluzione nutritiva e di effettuare numerosi controlli analitici per gestire in maniera corretta il rifornimento minerale Il motivo di ci sta nel fatto che nella subirrigazione a differenza della irrigazione a goccia la soluzione nutritiva tende sempre ad entrare nel vaso e non a fuoriuscirne creando un flusso unidirezionale di soluzione nutritiva dal basso verso l alto del vaso questa caratteristica la vera ragione della stabilit della composizione della soluzione nutritiva ricircolante e del limitato rischio fitopatologico Lo scambio fra soluzione ricircolante e soluzione nutritiva all interno del vaso si verifica quando il vaso si trova gia a saturazione idrica e limitatamente alla zona bagnata dalla soluzione nutritiva durante la fase di adacquamento pochi centimetri Diversi autori hanno fornito conferma di ci Ad esem
90. limite prefissato e soltanto durante le fasi di stasi dell impianto un galleggiante invia un impulso ad una elettrovalvola che apre il circuito di afflusso di acqua che quindi viene inviata al serbatoio mediante un altra elettropompa La quantit di acqua che viene immessa nel serbatoio misurata tramite un conta litri lancia impulsi foto 14 collegato ad una centralina che a sua volta aziona due pompe dosatrici foto 15 e 16 Queste provvedono a prelevare le opportune quantit di SN concentrate dai serbatoi A e B contenenti i fertilizzanti necessari alla preparazione della SN finale Infine viene ancora una volta rilevato e corretto il pH e registrata la CE della SN di nuova preparazione prima che venga inviata al serbatoio di stoccaggio foto 13 Per semplicit la distribuzione della SN viene realizzata impostando mediante la centralina la frequenza e la durata degli interventi in funzione della fase fenologica delle piante e del periodo di svolgimento del ciclo colturale E possibile per automatizzare il sistema ricorrendo a sonde di radiazione solare o a tensiometri collegati alla stessa centralina 82 Utilizzazione dell impianto Il sistema stato utilizzato per la coltivazione di diversi tipi di pomodoro In particolare sono state coltivate diverse cultivar di pomodoro ciliegino Tra queste Naomi Cois 94 Conchita e Caramello De Ruiter e Corbus Rijk Zwaan hanno fornito
91. ll agricoltura sostenibile le coltivazioni senza suolo possono essere considerati sistemi di produzione vegetale compatibili con l ambiente solo quando vengono realizzati in sistemi a ciclo chiuso Da qui l imperativo del titolo di questo contributo Il ciclo da chiudere che riprende per assonanza il titolo del libro di Barry Commoner Il cerchio da chiudere apparso nel 1971 negli USA e l anno dopo in Italia Nell edizione critica del testo che diede l avvio all ecologia politica pubblicata nel 1986 l Autore denuncia gli effetti negativi sull ambiente causati da una tecnologia orientata soltanto al profitto e responsabile della rottura dei grandi cicli biologici naturali con l immissione di sostanze non assimilabili e decomponibili dalla natura Commoner 1986 Secondo l Autore l intensit degli effetti negativi sull ambiente proporzionale al numero di individui e alla quantit e qualit di merci e servizi prodotti secondo la seguente relazione IT PxAxT Dove I la quantita di inquinamento per esempio i chilogrammi di una sostanza scaricata nell ambiente P il numero di individui per esempio il numero di aziende A la quantit annua di merci e servizi per persona o per azienda misura il grado di ricchezza per esempio le tonnellate di prodotto per azienda T la quantit di inquinamento per unit di merce o di servizi prodotti e consumati fattore tecnologico per esempio i chilogrammi d
92. ltivazione bancali canalette pavimento etc vedi oltre vengono periodicamente riempiti con la SN per un tempo variabile da 5 a 20 minuti in modo che la parte basale del vaso sia immersa nel liquido per 1 3 cm In questo modo la SN penetra nel vaso attraverso i fori presenti e viene assorbita dal substrato distribuendosi all interno di esso mossa dall azione di risalita capillare e nelle fasi successive sotto la spinta dell evaporazione Normalmente l azione di risalita capillare crea una colonna d acqua di 10 13 cm in rapporto alle dimensioni delle particelle di cui costituito il substrato di coltivazione l altezza della colonna diminuisce all aumentare della dimensione delle particelle Per questa ragione la subirrigazione si e diffusa maggiormente per i vasi di dimensioni contenute altezza intorno ai 15 cm anche se e possibile adattare questa tecnica a colture che richiedono contenitori pi grandi modificando il rapporto tra le diverse granulometrie del substrato o scegliendo opportunamente i materiali che compongono i miscugli Santamaria e Serio 2001 La SN in eccesso che presente nel modulo di coltivazione al termine dell intervento irriguo viene allontanata e raccolta per essere nuovamente utilizzata nelle fertirrigazioni successive E evidente che a differenza dei sistemi di fertirrigazione dall alto la SN raccolta non deriva dal drenaggio dai vasi ma semplicemente e la SN che non stata assorbita
93. ltre che delle caratteristiche chimiche pH CE elementi scambiabili ecc delle propriet idriche del substrato di coltivazione risulta fondamentale con questo sistema Per garantire l apporto di acqua ed elementi nutritivi il substrato deve presentare una sufficiente capacit di reimbibizione e una buona capacit di ritenzione idrica ottima risalita capillare e infine una buona aerazione elevata capacit per l aria Queste condizioni sono garantite dalla distribuzione di pori capillari con diametro minore di 0 3 mm e pori non capillari con diametro maggiore di 0 3 mm all interno del substrato I primi sono in grado di trattenere acqua per capillarit i secondi sono preposti alla aerazione delle radici Montesano et a 2004 La corretta proporzione tra queste due tipologie di pori e quindi la buona aerazione da tenere in debita considerazione con questo sistema di irrigazione data la distribuzione soprattutto basale delle radici all interno del vaso e considerando che il substrato raggiunge condizioni idriche vicine alla saturazione proprio nella parte basale Di qui l importanza di definire rapidamente almeno le principali caratteristiche fisiche del substrato soprattutto nel caso di substrati organici in quanto possono verificarsi differenze strutturali nel tempo ad esempio con le diverse forniture del 97 materiale Del resto la crescita delle piante coltivate in contenitore sembra essere condizi
94. mi di irrigazione in grado di distribuire agrofarmaci proprio all interno della coltura Nei confronti delle alterazioni radicali di origine fungina per il maggiore problema che ne pu ostacolare l uso la necessit di una registrazione che ammetta l applicazione del formulato all interno di sistemi senza suolo Garibaldi et al 2004 108 Tra i mezzi chimici che comunque attualmente destano notevole interesse tra i ricercatori ricordiamo i tensioattivi impiegati comunemente in agricoltura quali coadiuvanti nei trattamenti fitosanitari alcune di tali sostanze in particolare i prodotti non ionici hanno dimostrato efficacia nella riduzione della vitalit delle zoospore di Olpidium brassicae O radicale Phythophthora parasitica P capsici Pythium aphanidermatum Plasmopara lactucae radicis Tomlinson e Faithfull 1981 Stanghellini e Miller 1997 Il meccanismo di azione dei tensioattivi non ionici pu consistere nell alterazione dell integrit e della permeabilit della membrana plasmatica Stanghellini e Tomlinson 1987 Peraltro anche possibile utilizzare tensioattivi di origine biologica mono e di ramnolipidi prodotti da microrganismi capaci di distruggere le membrane plasmatiche e quindi ridurre la vitalit delle zoospore Stanghellini e Miller 1997 Recentemente inoltre sono stati presentati risultati di impiego di tensioattivi a base ramnolipidica ottenuti a partire da colture di Pseudomonas aerugin
95. munque a livelli pi alti di CE lo sviluppo delle piante stato inibito molto di pi nei trattamenti in cui le piante sono state fertilizzate con soluzioni a livelli costanti di CE piuttosto che in quelli corrispondenti in cui la CE del percolato era costantemente alta Ad esempio il peso secco della parte epigea di begonia allevata con CE costante del percolato di 5 5 dS m stato di 9 g mentre nel trattamento in cui stata utilizzata soluzione fertilizzante a CE costante di 5 5 dS m e stato di 4 g La crescita molto pi stentata registrata in quest ultimo caso dovuta agli elevati livelli di accumulo dei sali nel substrato la CE del percolato alla fine del ciclo colturale in questo trattamento stata di 10 dS m Livelli di CE cos alti possono causare un forte stress osmotico e ridurre drasticamente la crescita Un altro potenziale problema che si riscontra con elevati livelli di fertilizzazione il verificarsi di squilibri fra la crescita radicale e quella della parte epigea delle piante Kang e van Iersel 2004 In presenza di elevate concentrazioni di fertilizzante le piante non necessitano di apparati radicali molto sviluppati per approvvigionarsi di nutrienti Questo pu non rappresentare un grave problema per ortaggi di serra come il pomodoro o il peperone mentre lo per le piante ornamentali in vaso che sono successivamente trapiantate nell ambiente Queste piante possono stare bene durante la fase di produzione in serr
96. n coltivazioni di lattuga senza suolo quale agente di alterazione dell apparato radicale Halfeld Vieira e Nechet 2006 LS Effetti della tecnica di distribuzione della soluzione nutritiva sulla gravit e diffusione dei parassiti delle colture Non molte sono le ricerche che hanno cercato di valutare i potenziali effetti positivi o negativi dei diversi sistemi di distribuzione della soluzione nutritiva SN sulle alterazioni di origine parassitaria in sistemi fuori suolo Alcuni Autori ritengono che la distribuzione della SN mediante irrigazione effettuata sulla superficie del contenitore possa in qualche modo facilitare il rilascio nella SN dei propaguli di parassiti presenti a livello dell apparato radicale per semplice dilavamento degli stessi durante le fasi di irrigazione Stanghellini et al 2000 E peraltro possibile affermare che la distribuzione della SN mediante subirrigazione contribuisca a creare un ambiente non adatto a diverse alterazioni in grado di danneggiare le colture a livello delle porzioni epigee evitando di incrementare l umidit relativa ambientale grazie all assenza di acqua libera sulla superficie dei substrati di coltivazione E il caso ad esempio di colture quali il basilico che allevate in sistemi fuori suolo con subirrigazione vedono efficacemente limitate le infezioni di almeno tre parassiti fogliari fortemente favoriti da condizioni di elevata umidit relativa Botrytis cinerea Colletotrichum sp
97. ncentrazione di fertilizzante per tutto il loro ciclo colturale nell altro abbiamo mantenuto la CE del percolato ad un livello costante durante tutto il periodo di allevamento In totale erano presenti 10 diversi trattamenti sperimentali cinque diverse concentrazioni di fertilizzante soluzioni fertilizzanti con CE di 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 e 5 5 dS m con concentrazioni di N variabili da 50 a 800 mg L e cinque diversi livelli target di CE del percolato 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 e 5 5 dS m Per mantenere la CE del percolato costante la concentrazione della soluzione fertilizzante stata modificata a seconda che la CE del percolato fosse maggiore o minore rispetto al livello predefinito oy ee iz Fixassaetsmia lans mire SUM cates Fertilizzanti costanti CE del mezzo costante a EC 05 dm ID F a a 1 BE m 4 Sm EG 2 5 4m o Ec 14 d amp m Bb n os EG 4 5 dem EC 55 d amp m n 7 oo a a F n a 7 F w a vw n i v F a IF So 9 O o ta 4 CE del percolato dS m Giorni dal trapianto Figura 2 Conducibilit elettrica CE del percolato di begonia fertilizzata con soluzioni nutritive a concentrazione costante con CE variabile da 0 5 a 5 5 dS m grafico di sinistra e CE del percolato di begonia avendo l obiettivo di mantenere questo parametro costante nel tempo con valori predefiniti di CE variabili da 0 5 a 5 5 dS m grafico di destra L aumento della CE del percolato indica un accumulo di
98. nel quale l irrigazione della pianta effettuata attraverso un allagamento controllato della parte basale del contenitore per un altezza di 1 4 cm da qui la distribuzione della stessa soluzione in tutto il substrato avviene per risalita capillare La soluzione nutritiva erogata quindi in parte assorbita dalla pianta e in parte perduta per evaporazione solo una frazione della soluzione nutritiva in corrispondenza di ciascun intervento irriguo ritorna nel serbatoio di raccolta Gli elementi minerali non assorbiti tendono ad accumularsi progressivamente nella parte pi alta del substrato La subirrigazione consente una significativa riduzione delle quantit di acqua e di fertilizzanti una pi uniforme distribuzione della soluzione nutritiva nel substrato una ridotta incidenza delle 91 malattie radicali dovuto al ridotto scambio fra la soluzione all interno del vaso e quella ricircolante e una riduzione della manodopera necessaria per le operazioni di irrigazione riduzione che pu essere consistente nel caso che l azienda adotti un sistema di sub irrigazione su pavimento con movimentazione dei vasi meccanizzata Ai vantaggi sopra indicati si contrappongono tuttavia alcuni svantaggi legati ai maggiori costi iniziali alla necessit di utilizzare dei substrati che consentono una ottima risalita capillare della soluzione nutritiva e in particolare nel caso di utilizzo di acque di scarsa qualit al rilevante accumulo di sali neg
99. niversit degli Studi di Bari 105 p Minuto A Gullino M L Garibaldi A 2005 La gestione delle problematiche fitosanitarie all interno di sistemi di coltivazione senza suolo Informatore Fitopatologico 55 12 13 18 Montesano F Parente A Santamaria P 2004 La subirrigazione in serra In Pardossi A Incrocci L Marzialetti P Uso razionale delle risorse nel florovivaismo III l acqua Manuale IDRI ARSIA Serie quaderni Regione Toscana Firenze 203 213 Montesano F Santamaria P Serio F Signore A 2007 La subirrigazione delle colture in contenitore In I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a cura di P Santamaria Aracne Editrice Roma 15 28 Niedzela C E Nelson P V 1992 A rapid method for determining physical properties of undisturbed substrate HortScience 27 1279 1280 Parente A Santamaria P 2003 Con il tensiometro irrigazione su misura Colture Protette 22 7 41 46 Reed D W 1996 Closed production system for containerized crops recirculating subirrigation and zero leach systems In Water media and nutrition for greenhouse crops Ed D W Reed Ball Publisching Book Batavia USA 221 245 Rouphael Y Colla G 2005 Growth yield fruit qualit and nutrient uptake of hydroponically cultivated zucchini squash as affected by irrigation systems and growing seasons Sci Hortic 105 177 195 50 Rouphael Y Colla G Battistelli A Moscatell
100. nsiderando oltre che le esigenze delle piante anche le caratteristiche del substrato possibile ridurre al minimo le modifiche della SN In una prova su pomodoro Naomi coltivato con la SUBinC con vasi da 10 L riempiti con il miscuglio perlite torba 3 1 v v e impostando la tensione di 90 hPa la CE della SN ricircolante risultata simile a quella della SN di nuova preparazione per oltre 200 giorni fig 3 39 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 2 Particolare di un tensiometro inserito in un vaso e dotato di sistema per l automazione dell intervento irriguo tensioswitch 40 3 00 gt Soluzione nutritiva ricircolante m 2 70 i V 2 40 Le A n 2 10 ae Soluzione nutritiva fresca 1 50 I I I I ott 05 nov 05 dic 05 g n 06 feb 06 mmar 066 ap 06 mag 06 Periodo Figura 3 Variazione della conducibilit elettrica CE della soluzione nutritiva ricircolante e di quella di nuova preparazione per la coltivazione di pomodoro cv Naomi utilizzando la tecnica della subirrigazione in canaletta gestita in automatico con un tensiometro set point 90 hPa Le barre verticali rappresentano ES delle medie n 3 Quanto minore il valore del potenziale matriciale della SN nel substrato e quindi quanto maggiori sono gli interventi fertirrigui tanto maggiore la probabilit che la composizione della SN risulti modificata fig 4
101. ntatto per tempi relativamente lunghi e quindi sottoposta all assorbimento preferenziale da parte delle radici della pianta Il modo per ovviare a tale inconveniente consiste nella corretta 36 definizione dei parametri irrigui cio della frequenza e della durata dell irrigazione La tipologia con piedini pur modificando meno la SN presenta l inconveniente di creare un microclima favorevole alla fuoriuscita delle radici tra fondo del vaso e canaletta Elia et al 2003 Anche in questo caso il contatto diretto delle radici con la SN circolante modifica fortemente la composizione della SN Inoltre la presenza di piedini comporta la necessit di ricorrere ad altezze maggiori della lama d acqua all interno delle canalette Va anche considerato che la presenza di radici nel lume della canaletta determinando il contatto diretto con la SN pu indurre una maggiore incidenza di malattie tipiche dei sistemi senza suolo in particolar modo dovute a Pythium e Phytophtora spp Stanghellini et a 2000 e quindi la necessit di ricorrere a sistemi di disinfezione della SN Minuto et a 2005 Nella prova citata per ovviare agli inconvenienti descritti le radici che fuoriuscivano dal vaso venivano periodicamente rimosse Elia et al 2003 Nessuna influenza sembra aver avuto invece il diverso numero di fori presenti sul fondo del vaso La scelta del substrato Rappresenta l altro elemento essenziale della SUBinC La conoscenza o
102. nto subirrigato e accumulo di salinit nello strato pi alto del substrato subirrigato In questo caso stata anche valutata l eventuale influenza del sistema irriguo sulla shelf life del prodotto e cio sulla durata della pianta una volta acquistata dal consumatore ottenendo risultati abbastanza scadenti con le piante subirrigate Infatti le piante subirrigate una volta sottoposte a tradizionali irrigazioni per aspersione o a goccia come fa la stragrande maggioranza dei consumatori subiscono un forte stress salino e possono manifestare fenomeni di 100 fitotossicit a causa della risolubilizzazione dei sali precipitati nello strato alto del vaso durante la coltivazione vedi foto 2 con notevole sofferenza della vegetazione e ritardi nella crescita Analoghi risultati sono riportati in bibliografia per l impatiens Todd e Reed 1998 Conclusioni La subirrigazione una tecnica che necessita di forti investimenti iniziali ma che in grado di fornire importanti vantaggi tra cui una forte riduzione della manodopera e una maggiore uniformit delle piante coltivate Inoltre il sistema a ciclo chiuso con maggiore affidabilit e maggiore semplicit di gestione sia per il rifornimento idrico minerale sia per il controllo dei patogeni Tuttavia i dati sperimentali ottenuti presso il Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie dell Universit di Pisa confermano che questa tecnica necessita di acque irrigue di bu
103. o L utilizzo delle tecniche di coltivazione a ciclo chiuso I sistemi di coltivazione senza suolo sono un innovazione di processo che pu contribuire ad un maggiore controllo del runoff nutritivo Per coltivazione senza suolo si intende una tecnica colturale in cui la pianta non coltivata nel terreno tradizionale e in cui il rifornimento idrico minerale avviene attraverso la somministrazione di una soluzione nutritiva Normalmente dopo ogni irrigazione si ottiene dalla coltivazione pu essere in vasi sacchi lastre o bancali un drenato il cui volume pu oscillare da un minimo del 5 10 fino ad un massimo del 70 90 del volume irriguo fornito Tabella 1 Risparmio idrico e nutritivo ottenuto con l utilizzo del ciclo chiuso rispetto al ciclo aperto in una coltivazione di pomodoro fuori suolo con ciclo di 8 mesi allevato nel sud della Francia rielaborato da Baille 1998 Acqua N P K kg ha po Kf S Ciclo chiuso 8 990 848 246 1377 217 89 Risparmio 25 55 46 33 62 58 Nel caso che questo drenato sia raccolto e riutilizzato eventualmente dopo la sua correzione ed integrazione si parla di ciclo chiuso mentre nel caso contrario si parla di ciclo aperto 86 Chiaramente il ciclo aperto dal punto di vista ambientale difficilmente sostenibile specie se il drenato viene abbandonato nell ambiente tal quale Ad esempio nella tabella 1 riportato l impatto ambientale di una c
104. o S Proietti S Rea E 2004 Yield water requirement nutrient uptake and fruit quality of zucchini squash grown in soil and closed soilless culture J Hort Sci Biotechnol 79 423 430 Santamaria P Cantore V Conversa G Serio F 2004 Effect of night salinity level on water use physiological responses yield and quality of tomato J Hort Sci Biotechnol 79 59 66 Santamaria P Campanile G Parente A Elia A 2003 Subirrigation vs drip irrigation Effects on yield and quality of soilless grown cherry tomato J Hort Sci Biotechnol 78 290 296 Santamaria P Parente A Serio F Buttaro D Montesano F Ferulli C 2005 Effetti della tensione dell acqua su produzione e qualit del pomodoro allevato a ciclo chiuso Informatore Fitopatologico 55 12 19 22 Santamaria P Serio F 2001 Coltivazione a ciclo chiuso la subirrigazione in canaletta Inftore Agrario 52 41 45 49 Serio F Santamaria P Elia A Parente A Zilli P 2001 Salinit asportazione dei macronutrienti e produzione del pomodoro allevato senza suolo a ciclo chiuso Italus Hortus 8 3 55 60 Serio F Ayala O Bonasia A Santamaria P 2006 Antioxidant Properties and Health Benefits of Tomato Recent Progress in Medicinal Plants Vol 13 Search for Natural Drugs 159 179 Stanghellini M E Nielsen C J Kim D H Rasmussen S L Rorbaugh P A 2000 Influence of sub versus top irrigation and surfactants in a recirculating sy
105. o opportuno raccogliere in un unico volume il punto di vista di alcuni dei pi impegnati ricercatori che si occupano di coltivazioni ortofloricole in ambiente protetto in generale e di subirrigazione in vaso in particolare In definitiva il volume rimarca i vantaggi dei sistemi di coltivazione che prevedono la subirrigazione perch nella gestione della risorsa idrica e dei fertilizzanti questi sistemi adottano misure necessarie all eliminazione degli sprechi ed alla riduzione dei consumi incrementandone il riciclo ed il riutilizzo Pietro SANTAMARIA 1 Progetto di ricerca e divulgazione Tecniche innovative per la produzione orticola fuori suolo FUSUOTE programma Ricerca e sperimentazione trasferimento e programmi a forte contenuto innovativo intervento 2 2 della Regione Puglia Progetto di ricerca di rilevante interesse nazionale PRIN 2005 Aspetti fisiologici e tecnologici della nutrizione minerale di piante ortive coltivate fuori suolo con sistemi a ciclo chiuso e ricadute sullo stato fitosanitario delle colture finanziato dal MIUR T cictai 1 Ji Lo o gt mia F EA AC fX SAX n I i IASI AnG x g P a cn a I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Il ciclo da chiudere Pietro SANTAMARIA Premessa Per le produzioni vegetali i sistemi di coltivazione senza suolo vengono utilizzati normalmente per 1 l inospitalit del terreno per stanchezza fitopatie
106. o salinizzazione secondaria causata dall eccessivo impiego di fertilizzanti 2 controllare in modo pi puntuale le condizioni di crescita delle piante ad esempio temperatura e aerazione della zona radicale distribuzione ottimale di acqua e nutrienti profilo di qualit dei prodotti ecc 3 ridurre l incidenza della manodopera 4 raggiungere la qualit totale intesa come miglioramento della qualit sia del prodotto sia del processo produttivo Santamaria e Valenzano 2001 Foto 1 Raccolta del surplus di soluzione nutritiva all esterno di un complesso di serre olandesi Ci nonostante la sostenibilit ambientale del senza suolo messa in discussione nei sistemi a ciclo aperto in cui gli eccessi di soluzione nutritiva distribuita alle piante il surplus che fuoriesce dai contenitori in cui la pianta allevata vengono scaricati sul suolo con notevole impatto sull ambiente Foto 1 Alcuni Autori riportano che la quantit di soluzione nutritiva scaricata in un anno in diverse condizioni climatiche varia tra 2 000 e 3 000 m ha con perdite di fertilizzanti fino a 8 t ha Jeannequin e Fabre 1993 van Os 1999 Santamaria et al 2005 Ad esempio in una coltura di cetriolo allevata in vaso gestita con ciclo aperto da aprile a luglio sono stati distribuiti 5 500 m ha di acqua e 10 5 t ha di nutrienti 1 1 t ha di N e sono stati persi per lisciviazione 1 100 m ha di soluzione nutritiva Santamaria e
107. olo Tu 2004 Da ultimo per riciclare substrati di coltivazione potenzialmente infetti senza peraltro ricorrere a mezzi chimici o fisici caratterizzati da un effetto drastico e quindi favorenti fenomeni incontrollabili di vuoto biologico un recente lavoro ha indicato il possibile ricorso all uso di Muscodor albus un microrganismo in grado di produrre sostanze chimiche a basso peso molecolare caratterizzate da efficacia biologica verso diversi microrganismi tra cui Pythium ultimum Phytophthora cinnamomi Rhizoctonia solani Verticillium dahliae aprendo in tale settore nuove prospettive Mercier e Manker 2005 Guardando inoltre al possibile sfruttamento di effetti collaterali di sostanze utilizzate anche come nutrienti possibile ricordare che l impiego di sostanze a base di fosforo ed in particolare dei fosfiti si dimostrato efficace per la lotta a P capsici su peperone Forster et al 1998 peraltro proprio l impiego di sostanze contenenti fosforo NH4H2PO addizionate alla SN stato dimostrato efficace anche per la lotta a parassiti fogliari in quanto tali prodotti sono capaci di indurre resistenza ad esempio verso Sphaerotheca fuliginea su cetriolo ma solo con Li applicazioni effettuate prima dell inizio delle infezioni Reuveni et al 2000 Similmente silicati e prodotti a base di Si sono considerati utili per la lotta a parassiti tellurici e fogliari Cherif e Belanger 1992 hanno dimostrato che il sili
108. oltura di pomodoro a ciclo aperto rispetto ad una con ciclo chiuso con questo si ha il risparmio medio del 25 di acqua la frazione di drenato persa dal ciclo aperto e del 50 di fertilizzanti L adozione del ciclo chiuso comporta oltre che ad un maggior costo iniziale per le attrezzature necessarie per la raccolta e il pompaggio del drenato due principali problemi a la necessit di attuare una disinfezione della soluzione nutritiva oggi sono disponibili vari sistemi dalla pastorizzazione alla filtrazione lenta su sabbia ciascuno con un proprio costo e uno specifico grado di protezione una panoramica sull argomento contenuta all interno di questo volume b maggiore complessit nella gestione del rifornimento idrico e minerale specie se si utilizzano acque ricche in elementi non essenziali Il controllo del rifornimento minerale nei sistemi chiusi Una corretta impostazione del controllo della nutrizione minerale nel ciclo chiuso si deve basare sull applicazione del bilancio minerale sulla soluzione nutritiva ricircolante totale somma di quella presente nel serbatoio di raccolta e nel substrato affinch la composizione della soluzione nutritiva non cambi occorre che la somma degli input e degli output minerali nel sistema sia pari a zero Se si mantiene un drenaggio elevato in modo che non vi sia accumulo di sali nel substrato di coltivazione si pu ipotizzare con sufficiente approssimazione che la composizione del
109. on elevato standard qualitativo sane in grado di contenere l impatto dell attivit produttiva sugli agroecosistemi In questo senso sembrata strategica l idea di diffondere la tecnica della coltivazione senza suolo adottando soluzioni impiantistiche efficienti e nei limiti del possibile realizzabili con investimento contenuti Nella prima fase del lavoro stata individuata un azienda idonea a recepire la tecnica di coltivazione senza suolo nella versione del ciclo chiuso sia pure nell assetto di pi semplice gestione A tale scopo stata prescelta dall ARSSA l Azienda Agricola Piattelli sita nel comune di Miglianico CH in quanto oltre che rappresentativa della realt del comprensorio risultava gi in possesso di esperienza nella coltivazione senza suolo di fragola e pomodoro con sistemi a ciclo aperto Individuata l azienda i passi successivi sono stati 1 la scelta del sistema a ciclo chiuso pi idoneo da trasferire 2 la progettazione dell impianto al fine di adattarlo alle superfici aziendali disponibili La scelta del sistema senza suolo da adottare ricaduta sulla subirrigazione in canaletta soprattutto per la semplicit di gestione della soluzione nutritiva SN come riportato da numerose ricerche condotte sull argomento Santamaria e Serio 2001 Montesano et al 2004 Santamaria et al 2005 Parente et al 2007 Montesano et al 2007 La struttura e la preparazione dell ambiente di col
110. on incorrere in possibili danni all impianto e soprattutto a problemi di fitotossicit considerando le scarse informazioni sugli effetti e le possibili interazioni dei principi attivi e dei coadiuvanti presenti nei sistemi senza suolo a ciclo chiuso Bibliografia Cianfarra R Giangiulio C 2004 Gestione della tecnica di coltivazione in Fuori Suolo Manuale Tecnico per Operatori Orticoli Meta s r l Lanciano CH Montesano F Parente A Santamaria P 2004 La subirrigazione in serra In Pardossi A Incrocci L Marzialetti P Uso razionale delle risorse nel florovivaismo III l acqua Manuale IDRI ARSIA Serie quaderni Regione Toscana Firenze 203 213 Montesano F Santamaria P Serio F Signore A 2007 La subirrigazione delle colture in contenitore In I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a cura di P Santamaria Aracne Editrice Roma 15 28 Parente A Santamaria P Serio F 2007 La subirrigazione in canaletta In I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso a cura di P Santamaria Aracne Editrice Roma 29 50 Santamaria P Parente A Serio F Buttaro D Montesano F Ferulli C 2005 Effetti della tensione dell acqua su produzione e qualit del pomodoro allevato a ciclo chiuso Informatore Fitopatologico 55 12 19 22 Santamaria P Serio F 2001 Coltivazione a ciclo chiuso la subirrigazione in canaletta Inftore Agrario 52 41 4
111. on questi presenta il principio di assorbimento dell acqua e degli elementi nutritivi La SN viene distribuita al di sotto del vaso ed assorbita per capillarit L alimentazione della pianta per subirrigazione determina la creazione di un flusso unidirezionale di acqua ed elementi minerali dal basso verso l alto Il substrato assorbe la SN finch non raggiunge l equilibrio Tutto ci che non viene assorbito torna al serbatoio di raccolta alimentazione senza aver interagito con la SN circolante presente nel substrato Reed 1996 Di conseguenza non viene alterata la composizione della SN in Sla J ibi ae i ie ee Sg a pa rea i n je rye fy ZI SA FMIAOA PNT acA CO r T rr rr MPATZIANGNTFNA nn i E AN CAILICA iI ii Gi dlilevalineNtO IN Vaso CoN SUDITI g dLiorne a CICIO CIIIUSO circolo per cui il reintegro dei consumi pu essere fatto semplicemente aggiungendo alla SN residua SN di nuova preparazione Questo meccanismo evita di scaricare nell ambiente SN esausta anche con cicli colturali piuttosto lunghi quali quelli del pomodoro o anche di specie floricole Una trattazione pi ampia di questo argomento presentata in Montesano et al 2007 in questo volume La differenza sostanziale rispetto agli altri sistemi di subirrigazione che con la SUBinC la SN scorre all interno di canalette I componenti del sistema Gli elementi costruttivi essenziali che differenziano la S
112. ona qualit e con bassa concentrazione di elementi non essenziali Infatti possibile utilizzare acque moderatamente saline per la coltivazione di specie resistenti es pomodoro e o melone utilizzando cicli colturali brevi ma ci non lo pi quando invece si coltivano specie ornamentali sensibili sia per gli effetti diretti di riduzione di crescita dovuta alla progressiva salinizzazione del substrato sia per l effetto di riduzione della shelf life del prodotto subirrigato con conseguente insoddisfazione dell utilizzatore finale Il sistema di irrigazione a goccia per la sua capacit di fornire un costante dilavamento della parte radicale abbinato con un sistema di rifornimento degli elementi minerali continuo nutrienti costanti EC variabile appare una soluzione migliore della subirrigazione quando si abbiano a disposizione acque di scarsa qualit anche se effettivamente si presenta pi esposto ad attacchi da parte di patogeni radicali e necessita di maggiori controlli per i nutrienti Infine in un ottica globale della filiera produttiva occorre far notare che i vantaggi di semplificazione della gestione del rifornimento minerale tipiche della tecnica subirrigua presenti anche nel caso di utilizzo di acque di mediocre qualit hanno l inconveniente di accumulare sali nel substrato rendendo problematico il suo riutilizzo alla fine della coltivazione Infatti l eventuale suo lavaggio per l eliminazione dei sali accumul
113. onata pi dalla capacit del contenitore che dalla tensione al di sopra della quale viene erogata l acqua Karlovitch e Fonteno 1986 Nella tabella 1 sono riportate alcune caratteristiche di quattro substrati determinate con il metodo del vaso che tiene conto del tipo di contenitore Niedzela e Nelson 1992 Si tratta di un metodo facilmente applicabile anche in azienda senza particolari attrezzature che consente di determinare alcune caratteristiche idrauliche di un substrato in funzione del tipo di contenitore Montesano et al 2004 Tabella 1 Principali caratteristiche fisiche di quattro substrati determinate con il metodo del vaso Densit Capacit Capacit del Porosita zi Substrato apparente per l aria contenitore g L Perlite 166 c 57 8 b 32 8 a 25 d Pomice 488 a 64 9 ab 28 9 a 36 c Torba bionda 170 c 60 8 b 16 8 b 44 b Torba scura 332 b 69 7 a 9 7 c 60 a 1 Lettere diverse all interno della stessa colonna indicano differenze statisticamente significative per P 0 05 I dati riportati in tabella 1 dimostrano che la capacit per l aria cio la quantita di aria presente nel substrato dopo che stato saturato e lasciato sgrondare della torba molto bassa mentre risulta elevata la capacit del contenitore cio la quantit massima di acqua che il substrato pu trattenere Ci indica che la torba tende a mantenere satura d acqua un elevata percentuale della sua porosit Ques
114. ondo alla parte superiore del vaso Dal momento che i sali fertilizzanti si muovono con l acqua essi tendono ad accumularsi nello strato superiore del mezzo di coltivazione quando l acqua evapora i sali rimangono nel substrato Argo e Biernbaum 1995 van Iersel 2000 La concentrazione dei sali nel substrato o nella soluzione nutritiva pu essere quantificata misurando la conducibilit elettrica CE gli ioni dei sali fertilizzanti possono condurre elettricit quindi maggiore e la concentrazione del fertilizzante maggiore sar la CE Nelson 1996 La figura 1 mostra come pu variare la CE nei diversi strati del substrato Il verificarsi di un tale gradiente di CE viene descritto come stratificazione dei sali A causa della stratificazione dei sali il livello di CE nella parte superiore del substrato pu raggiungere livelli molto pi alti di quelli ottimali per la crescita delle piante 54 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso CE del substrato dS m fa Base Medio Alto Strato del substrato Figura 1 Tipica stratificazione dei sali nello strato inferiore mediano e superiore del substrato delle piante allevate con subirrigazione La conducibilit elettrica CE stata misurata con il metodo dell estratto saturo SME Comunque l accumulo dei sali nello strato superficiale del substrato generalmente non comporta danni alle piante poich la maggior parte dell apparato
115. one generale per gli operatori del settore di prevedere una frazione di drenaggio intorno al 20 nel caso di irrigazione dall alto Sebbene sia discutibile se una frazione di drenaggio cos elevata sia realmente necessaria questa rimane la pratica comune Un drenaggio eccessivo pu comportare effetti negativi sull ambiente poich i fertilizzanti soprattutto quelli a base di azoto e fosforo possono contribuire all eutrofizzazione Schindler 2006 L approccio tipico dei sistemi di subirrigazione quello di distribuire l acqua alla base dei contenitori di coltivazione riempiendo un bancale il pavimento in cemento o altri moduli di coltivazione che possono contenere l acqua Il fondo dei vasi rimane immerso nell acqua di irrigazione per un certo periodo di tempo spesso intorno ai 15 minuti durante il quale il substrato assorbe l acqua Sebbene solamente la parte inferiore del vaso e del substrato siano effettivamente a contatto con l acqua quest ultima risale e si distribuisce nel substrato attraverso l azione 53 della capillarit L altezza che raggiunge l acqua mossa dalla risalita capillare dipende essenzialmente dalla dimensione dei pori presenti nel substrato quanto minore il diametro dei pori tanto pi in alto potr muoversi l acqua Fonteno 1996 Al termine di ogni intervento di subirrigazione l acqua rimasta nel modulo di coltivazione viene fatta confluire in un serbatoio di raccolta e riutilizza
116. oponic system Scientia Hortic 79 21 22 Pharand B Carisse O Benhamou N 2002 Cytological aspects of compost mediated induced resistance against Fusarium crown and root rot in tomato Phytopathology 92 424 438 Postma J 2004 Suppressiveness of root pathogens in closed cultivation systems Acta Hortic 644 503 510 Postma J Willemsen de Klein M van Elsas J D 2000 Effect of the indigenous microflora on the development of root and crown rot caused by Pythium aphanidermatum in cucumber grown on rockwool Phythopathology 90 125 133 Rattink H 1990 Epidemiology of Fusarium wilt in cyclamen in an ebb and flow system Neth J Plant Pathol 96 171 177 Raviv M Oka Y Katan J Hadar Y Anat Y Shlomit M Krasnovsky A Ziadna H 2005 High nitrogen compost as a medium for organic container grown crops Bior Technol 96 419 427 Reuveni R Dor G Raviv M Reuveni M Tuzun S 2000 Systemic resistance against Sphaeroteca fuliginea in cucumber plants exposed to phosphate in hydroponics system and its control by foliar spray of mono potassium phosphate Crop Prot 19 355 361 Runia W Th Amsing J J 2000 Selectieve verhitting recirculatiewater bespaart energie Groenten Fruit Glasgroenten 25 34 35 Runia W T 1994 Elimination of root infecting pathogens in recirculation water from closed cultivation system by ultra violet radiation Acta Hortic 316 361 372 Runia W T Boonstra S 2004 UV oxy
117. osa che si sono dimostrati particolarmente efficaci nella lotta alle infezioni zoosporiche di P cryptogea agente dell imbrunimento radicale della cicoria witloof De Jonghe et a 2005 Da ultimo necessario ricordare che in numerose aziende vengono utilizzati come mezzi di disinfezione della SN circolante prodotti in grado di rilasciare cloro ipoclorito di sodio cloro gassoso altre sostanze clorogeniche tecnica gi largamente applicata nella potabilizzazione delle acque sulla cui applicazione peraltro numerosi sono i dubbi relativi non solo per quanto concerne l efficacia ma soprattutto per la scarsa selettivit e per le difficolt di registrazione Garibaldi et al 2004 Decisamente pi promettenti privi di effetti collaterali e maggiormente efficaci dell applicazione del solo perossido di idrogeno invece appaiono i primi risultati ottenuti impiegando miscele di acido peracetico acido acetico e perossido di idrogeno allo 0 2 o miscele di dimetilalchilbenzilammonio cloruro e poliesametilene biguanidina idrocloruro Slusarski 2000 Sistemi e tecniche sostenibili Per limitare la diffusione di nematodi all interno dei sistemi di coltivazione senza suolo una strategia di possibile impiego la semplice sedimentazione la SN una volta giunta nel serbatoio di raccolta viene da questo prelevata per essere reimmessa nella coltura effettuando la presa dalla parte superficiale del serbatoio e possibilmente quanto pi
118. pianta o al contrario in quantit eccessiva Poich la CE del percolato troppo bassa indice di una mancanza di nutrienti nel substrato la misura da adottare semplice aumentare la concentrazione della soluzione fertilizzante La conseguenza pi comune dell inadeguato apporto dei nutrienti che la coltura mostrer carenza di azoto questo nutriente richiesto in elevate quantit e le piante mostrano velocemente i sintomi di carenza quando l azoto non disponibile in misura adeguata I sintomi della carenza da azoto sono simili per la maggior parte delle colture Le foglie poste pi in basso sulle piante diventeranno clorotiche e nei casi pi gravi possono necrotizzare e distaccarsi dalla pianta Bennett 1996 Nelle fasi precedenti alla comparsa dei sintomi si pu generalmente osservare una riduzione della crescita Quindi la strategia appropriata di non attendere per la risoluzione dei problemi che essi diventino visibili ma al contrario prevenire che la sintomatologia si renda manifesta Quando si verifica la presenza eccessiva di nutrienti nel substrato e la CE del percolato alta pu risultare molto pi difficile riconoscere i sintomi La CE elevata pu comportare una serie di problemi che vanno dalla possibile tossicit di un elemento o ione all effetto osmotico causato dalla concentrazione totale dei sali nel substrato I sintomi di tossicit sono diversi per i vari ioni Nelle aree costiere dove l ac
119. pio Santamaria et al 2003 hanno dimostrato che tanto maggiore il volume di substrato bagnato direttamente dalla soluzione all interno del vaso a causa del tipo di vaso utilizzato tanto maggiore l aumento nel tempo della EC della soluzione ricircolante Ulteriore conferma del limitato scambio fra la soluzione 92 x ricircolante e quella presente all interno del vaso stata fornita in una recente ricerca condotta su pomodoro Incrocci et al 2006 vedi fig 3 in questo esperimento si simulato su vasi con piante di pomodoro coltivate usando la subirrigazione o l irrigazione a goccia un tipico intervento irriguo 15 minuti di allagamento per un altezza di 2 cm o la somministrazione di 400 mL di acqua nel trattamento a goccia utilizzando acqua distillata e misurando l incremento di EC ottenuto nel drenato raccolto Questo indice rappresenta la capacit di lisciviazione di un singolo intervento irriguo e conseguentemente un indice del livello di rimescolamento fra soluzione presente all interno del vaso e soluzione ricircolante Come si nota in figura 3 la lisciviazione di sali nel sistema della subirrigazione praticamente nulla Irrigazione a goccia O Subirrigazione Lisciviazione dei sali 1 22 g vaso Lisciviazione dei sali 0 04 g vaso Figura 3 Effetto della tecnica irrigua subirrigazione simbolo vuoto vs irrigazione a goccia simbolo pieno sul rimescolamento fra la soluzione nel vaso e quel
120. qua di mare pu penetrare nella falda acquifera gli elevati livelli di sodio sono un problema comune Poich le piante assorbono sodio esso si accumula nelle foglie e la sua concentrazione nei tessuti sale nel tempo Di conseguenza i sintomi di tossicit da sodio si verificano in primo luogo nelle foglie pi vecchie esse sono state esposte all accumulo di sodio per pi tempo rispetto a quelle pi giovani quindi ne contengono livelli pi elevati Dal momento che il sodio spesso si accumula lungo i margini delle foglie i sintomi sono visibili prima lungo i margini delle foglie pi vecchie e appaiono come essiccamenti e necrosi Seri danni possono verificarsi anche senza avere tossicit da specifici nutrienti Se la concentrazione totale dei nutrienti nel substrato troppo alta CE elevata gli ioni tratterranno parte 60 dell acqua nel substrato rendendo pi difficile l approvvigionamento idrico da parte delle piante Questa condizione viene definita stress osmotico Nei casi pi gravi lo stress osmotico pu comportare necrosi marginale delle foglie e disseccamenti ma pu verificarsi una drastica riduzione della crescita molto tempo prima che tali sintomi siano manifesti Un processo rapidamente inibito dallo stress osmotico l allungamento fogliare che comporta una ridotta dimensione delle foglie Tralasciando la loro ridotta dimensione queste foglie possono apparire perfettamente sane e l analisi dei tes
121. re su colture di pomodoro allevate su lana di roccia la coltivazione a ciclo chiuso si dimostrata repressiva ed in grado di limitare le infezioni di Pythium spp al contrario di quanto si verifica in coltivazioni svolte a ciclo aperto Tu et a 1999 Sempre a tale riguardo molto recentemente stata dimostrata la possibilit di sfruttare fenomeni di repressivit indotta all interno di substrati a base di lana di roccia Minuto et a 2007 e di perlite Clematis et al 2007 confermando l elevato peso di fattori nel primo caso microbiologici e nel secondo abiotici Recentemente numerosi studi sono stati condotti con lo scopo di valutare i potenziali effetti di substrati diversi sulla repressivit indotta all interno di sistemi senza suolo E stata cos dimostrata la possibilit di utilizzare substrati caratterizzati da fattori chimici di repressivit ai parassiti fungini quali ad esempio le cortecce di conifera Yu e Komada 1999 o da pi complessi fenomeni di repressivit quali ad esempio i compost Pharand et al 2002 Raviv et al 2005 A tale riguardo Borrero et al 2006 valutando la repressivita a Fusarium oxysporum f sp lycopersici razza 1 di un compost prodotto a partire da vinacce e di un compost di corteccia in confronto ad un substrato prodotto unicamente a base di torba hanno evidenziato le sostanziali differenze tra le comunit microbiche che in tali substrati si ELL insediano e che gener
122. rganisms in soilless culture occurrence and quantitative characteristics in the different growing systems Scientia Hortic 101 179 188 Martin F N 2003 Development of alternative strategies for management of soilborne pathogens currently controlled with methyl bromide Ann Rev Phyt 42 325 350 Mercier J Manker D C 2005 Biocontrol of soil borne diseases and plant growth enhancement in greenhouse soilless mix by the volatile producing fungus Muscodor albus Crop Prot 24 355 362 Minuto A Clematis F Gullino M L Garibaldi A 2007 Induced Suppressiveness to Fusarium oxysporum f sp radicis lycopersici in rockwool substrate used in closed soilless systems Phytoparasitica 35 77 85 116 Minuto A Garibaldi A 1998 Diffusione di Fusarium oxysporum f sp cyclaminis in colture con irrigazione a flusso e riflusso Colture Protette 27 supplemento al n 10 21 26 Minuto A Minuto G Bogliolo A Garibaldi A 2007 Basilico fuori suolo una reale alternativa alla coltivazione tradizionale nelle piccole aziende Atti Incontri Fitoiatrici 2007 Problemi fitosanitari delle colture ortoflorofrutticole ed evoluzione delle strategie di difesa Torino 28 febbraio 2 marzo 104 Paludan N 1985 Spread of viruses by recirculated nutrient solutions in soilless cultures Tidsskr Planteavl 89 467 474 Park W M Leeb G P Ryua K H Park K W 1999 Transmission of tobacco mosaic virus in recirculating hydr
123. rilevanti innovazioni tecnologiche introdotte nelle colture protette Particolare attenzione suscitano i sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso perch sono in grado di rendere pi efficiente e razionale l uso dell acqua e di limitare l inquinamento ambientale provocato dai fertilizzanti Voogt e Sonneveld 1997 Tuttavia la diffusione su larga scala dei sistemi senza suolo a ciclo chiuso stenta a concretizzarsi in particolare nei Paesi del Bacino del Mediterraneo caratterizzati da una serricoltura a pi basso contenuto tecnologico soprattutto a causa della complessit della gestione della soluzione nutritiva SN Pardossi et a 1994 e al rischio di diffusione di patogeni e di accumulo di metaboliti fitotossici nella SN van Os e Stanghellini 2001 Tali inconvenienti infatti spesso rendono difficoltoso addirittura non vantaggioso il passaggio a tecniche di coltivazione a ciclo chiuso D altra parte incalzante la necessit di mettere a disposizione degli operatori agricoli strumenti in grado di semplificare la gestione delle colture senza suolo a ciclo chiuso sia per poter meglio affrontare le nuove disposizioni di legge in materia di prevenzione dell inquinamento sia per far fronte alle richieste di un mercato esigente nei confronti della sostenibilit ambientale dei processi produttivi Nell ultima decade si registrato un notevole interesse verso i sistemi di subirrigazione per le colture in contenitore
124. rizione minerale in ciclo chiuso applicazione su pomodoro Naomi In Innovazione tecnologica per i sistemi fuori suolo Gestione irrigua nutrizionale e bio disinfezione per il fuori suolo a cura di E Farina Ace International Ed Vernasca PC 33 41 Santamaria P Valenzano V 2001 La qualit degli ortaggi allevati senza suolo Italus Hortus 8 6 31 38 Santamaria P Valenzano V Conversa G Parente A Elia A 2001 Cetriolo senza suolo consumo di soluzione nutritiva e produzione Colture protette 30 1 79 85 Stanghellini C Pardossi A Tognoni F 2004a Il valore dell acqua nelle produzioni intensive ciclo chiuso o ciclo aperto Relazione presentata al convegno La gestione delle risorse idriche nel florovivaismo 2004 Pescia PT 12 pp Stanghellini C Pardossi A Tognoni F 2004b Il valore dell acqua nelle produzioni intensive ciclo chiuso o ciclo aperto Italus Hortus 11 6 11 16 Valenzano V 2003 Sistema di coltivazione produzione e qualit del pomodoro allevato in serra Tesi di Dottorato Facolt di Agraria Universit di Bari 136 pp Van Os E A 1999 Closed soilless growing system a sustainable solution for Dutch greenhouse horticulture Wat Sci Tech 39 5 105 112 216 La subirrigazione delle colture In contenitore Francesco MONTESANO Pietro SANTAMARIA Francesco SERIO Angelo SIGNORE Premessa Le coltivazioni senza suolo rappresentano una delle pi
125. s asexual stages in the life cycle of Pythium and Phytophthora species Phytopathology 77 112 114 Stanghellini M Nielsen C Kim D Rasmussen S Rorbaugh A 2000 Influence of sub versus top irrigation and surfactants in a recirculating system on disease incidence caused by Phytophthora spp in potted pepper plants Plant Dis 85 1147 1150 Stanghellini M E Rasmussen S L 1994 Hydroponics A solution for zoosporic plant pathogens Plant Dis 78 1129 1138 Thinggaard K Andresen H 1995 Influence of watering frequency and electrical conductivity of the nutrient solution on phytophthora root rot in pot plants of gerbera Plant Dis 79 259 263 Tognoni F Serra G 1994 New technologies for protected cultivations to face environmental constraints and to meet consumer s requirements Acta Hortic 361 31 38 118 Tomlinson J A Faithfull E M 1981 Studies on the control of lettuce big vein disease in recirculated nutrient solution Acta Hortic 98 325 331 Tu J C Papadopulos A P Hao X Zheng J 1999 The relationship of a Pythium root rot and rhizosphere microorganisms in a closed circulating and an open system in rockwool culture of tomato Acta Hortic 481 577 583 Tu J C 2004 An integrated control measure for Pythium root rot of hydroponically grow greenhouse cucumber Acta Hortic 644 571 574 Tu J C Zhang W Z 2000 Comparison of heat sonication and ultraviolet irradiation in eliminatin
126. so dove migliori erano le condizioni edafiche foto 1 In tabella 4 riportato il bilancio minerale della coltura suddiviso per i principali comparti soluzione nutritiva zona radicale e pianta calcolato sulla base del totale di elementi minerali azoto fosforo potassio e sodio presenti o nella sostanza secca del substrato e della pianta o nelle soluzioni ricircolanti e nel runoff Nella subirrigazione la quantit di elementi non essenziali non assorbiti dalla pianta si concentrata nel comparto zona radicale substrato e radici grazie al movimento unidirezionale della soluzione nutritiva dall esterno verso l interno del vaso 96 Tabella 4 Effetto della subirrigazione S e dell irrigazione a goccia sull assorbimento e allocazione minerale in una coltura di pomodoro allevata senza suolo Parametro ____ Subirrigazione Goccia P Assorbimento misurato Foglie e steli 19 0 24 4 Frutti 14 6 14 1 Intera parte aerea 33 6 38 5 Zona radicale X gt D ae 15 Fosforo g m 10 0 0 3 9 7 7 0 E KX Assorbimento misurato Foglie e steli 1 9 3 4 Frutti 1 7 1 8 Intera parte aerea 3 6 5 2 Zona radicale 3 4 1 2 Potassio g m 92 8 3 4 89 4 Assorbimento misurato 87 5 Foglie e steli Frutti Intera parte aerea Zona radicale a ln a I sissy xNnN WNW WN Wl y Sodio g m7 Assorbimento misurato Foglie e steli Frutti Intera parte aerea Zona radicale
127. ssit di effettuare un numero elevato di sostituzioni della SN durante il ciclo colturale a causa dell innalzamento della CE e dell accumulo di ioni non assorbiti dalle piante Anche confrontando la SUBinC con altri sistemi a ciclo chiuso e in particolare con I NFT Nutrient Film Technique i risultati produttivi ottenuti risultano interessanti Ad esempio la produzione di pomodoro Kabiria tipologia insalataro non risultata influenzata con entrambi i sistemi le piante hanno prodotto circa 1 5 kg pianta di bacche commerciabili tab 4 Anche qui come nel caso precedente con la SUBinC le bacche sono risultate pi piccole Santamaria et al 2005 Quest ultimo aspetto per pu non essere uno svantaggio ma un ulteriore indice di qualit del prodotto soprattutto per quelle tipologie di pomodoro di cui il consumatore apprezza le piccole dimensioni difficili da realizzare con altri sistemi di coltivazione Anche in questo caso come nel precedente la SUBinC ha consentito di risparmiare quasi il 17 di acqua e di aumentare l efficienza d uso dell acqua per produrre 1 kg di bacche sono stati utilizzati 32 L di acqua con la SUBinC e 38 con I NFT tab 5 45 Tabella 4 Produzione di pomodoro cv Kabiria coltivato con la subirrigazione in canaletta SUBInC e in NFT Totale Commerciale Peso frutti kg pianta AC O 147 16 O_ 4 SUBinC 7 145 4 significativit ns ns a Signi
128. sta tecnica senza suolo sono numerosi Oltre al risparmio di acqua e fertilizzanti e quindi al minor impatto ambientale va considerata soprattutto la semplicit di gestione della SN La possibilit di reintegrare i consumi aggiungendo semplicemente SN di nuova preparazione fresca senza la necessit di ricorrere ad analisi costose ma monitorando parametri molto semplici quali il pHe la CE rende la tecnica alla portata di qualunque azienda agricola che intenda convertire i propri impianti di coltivazione senza suolo verso il ciclo chiuso anche con l obiettivo di innalzare l ecocompatibilit della tecnica rendendola pi rispettosa dell ambiente Non vanno per trascurati alcuni aspetti problematici della tecnica In particolare la difficolt di riutilizzare il substrato a causa dell accumulo di sali nello strato pi superficiale Bibliografia Adams P 1991 Effects of increasing the salinity of the nutrient solution with major nutrients or sodium chloride on the yield quality and composition of tomatoes grown in rockwool J Hort Sci 66 201 207 Bacci L Checcacci E 2004 Il pilotaggio dell irrigazione nelle colture florovivaistiche In Pardossi A Incrocci L Marzialetti P Uso razionale delle risorse nel florovivaismo III l acqua Manuale IDRI ARSIA Serie quaderni Regione Toscana Firenze 147 155 Cox D A 2001 Growth nutrient content and growth medium electrical conductivity of poinsett
129. stem on disease incidence caused by Phytophtora spp in potted pepper plants Plant Dis 84 1147 1150 Venezia A Martignon G Quattrini E Parente A 1999 Gerbera coltivazione in vaso per subirrigazione Colture Protette 29 2 95 101 Venezia A Tonini A Schiavi M 2001 Subirrigazione in vaso a confronto con l NFT per peperone e melanzana Italus Hortus 8 6 39 43 51 La gestione della fertilizzazione nei sistemi con subirrigazione Marc VAN IERSEL Il capitolo in lingua originale pu essere scaricato dal sito http noria ba cnr it Traduzione a cura di F Montesano Cosa rende diversa la subirrigazione I sistemi di subirrigazione si differenziano dagli altri per il modo in cui l acqua distribuita al substrato Come si evince dal nome i sistemi di subirrigazione comportano la distribuzione dell acqua nel substrato dal basso piuttosto che dall alto Quando l acqua applicata alla parte alta del substrato la forza di gravit la fa muovere verso il basso e l eventuale liquido in eccesso fuoriesce dal fondo del vaso vedi Reed 1996 per una descrizione dettagliata delle tecniche di subirrigazione Poich le colture di serra sono generalmente fertilizzate con sali idrosolubili tutta l acqua che fuoriesce dal contenitore contiene fertilizzanti Per questo motivo il drenaggio pu aiutare a rimuovere dal substrato i sali fertilizzanti eventualmente in eccesso tanto che negli USA l indicazi
130. stemi di coltivazione a ciclo chiuso con subirrigazione Bancali a flusso e riflusso E sicuramente il sistema pi diffuso Il modulo di coltivazione costituito da un bancale di dimensioni variabili su cui sono disposti i vasi foto 1 I bancali vengono periodicamente riempiti con SN per 5 20 minuti a seconda della dimensione dei vasi e del grado di asciugatura del substrato in modo da riportare il substrato alle condizioni idriche volute Per ridurre al minimo l interferenza del substrato sulla composizione chimica della SN ricircolante bene evitare interventi irrigui troppo lunghi I bancali sono realizzati generalmente in materiale plastico o in metallo con il fondo scanalato per favorire il deflusso della SN in eccesso Particolare attenzione deve essere riservata al posizionamento dei bancali che devono essere perfettamente orizzontali per evitare ristagni e per garantire che il liquido si distribuisca uniformemente all interno del modulo Il sistema estremamente versatile e si presta bene alla meccanizzazione di alcune operazioni come ad esempio la movimentazione automatica dei bancali Con questo sistema possibile dedicare alla coltivazione 80 90 della superficie di calpestio della serra Molitor 1993 24 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso INK E3 oi La im of px BIT pra zi 4 MID ye y i PEI la ami A ui Pen
131. suti fogliari pu non evidenziare alcun problema Ci pu rendere questa situazione difficile da rilevare Riduzioni nella crescita fogliare sono particolarmente problematiche per le piante di piccola taglia in quanto comportano una diminuzione dell assorbimento della luce da parte delle foglie e di conseguenza una ridotta capacit di fotosintesi e di sviluppo della pianta Nelle piante adulte questo problema pu essere di minore entit perch la luce non assorbita dalle foglie pi giovani pu essere eventualmente intercettata dalle foglie poste pi in basso sulla pianta Dunque qual l approccio ottimale per la gestione della fertilizzazione in un sistema di subirrigazione Raccogliere il percolato e misurarne CE e pH fornisce senza dubbio utili informazioni che possono in linea di massima essere utilizzate per modificare le concentrazioni dei fertilizzanti se necessario Comunque l aggiustamento frequente della concentrazione della soluzione fertilizzante pu non essere del tutto pratico Per determinare se il ricorso ad aggiustamenti frequenti delle concentrazioni dei fertilizzanti pu comportare una migliore crescita delle piante rispetto all utilizzo di concentrazioni del fertilizzante costanti abbiamo studiato la crescita di diverse piante da vasetteria petunia viola e begonia allevate con differenti strategie di fertilizzazione van Iersel e Kang 2002 In un caso le piante sono state fertilizzate con la stessa co
132. t al 2001 Al di l di vantaggi e svantaggi agronomici dei sistemi di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso in cui il surp us di soluzione nutritiva viene recuperato e contemporaneamente rimesso nei moduli di coltivazione e del ciclo aperto si veda ad esempio Santamaria e Signore 2004 Santamaria et al 2005 o la rassegna di De Pascale et al 2006 sulla sostenibilit delle colture protette in ambiente mediterraneo in questo capitolo sar discussa la compatibilit ambientale dei sistemi aperti allo scopo di dimostrare l ineludibilit della chiusura del ciclo di produzione nei sistemi di coltivazione senza suolo Lo scarico dei reflui E possibile scaricare sul suolo le acque reflue il surplus di soluzione nutritiva ricche di elementi inquinanti N e P su tutti che fuoriescono dai sistemi di coltivazione senza suolo Non esistendo una legge specifica prenderemo come riferimento il decreto legislativo n 152 2006 il Testo unico sull ambiente che reca Norme in materia ambientale ed ha come obiettivo principale Ja promozione dei livelli di qualit della vita umana da realizzare attraverso la salvaguardia ed il miglioramento delle condizioni dell ambiente e l utilizzazione accorta e razionale delle risorse naturali art 2 La terza parte del decreto riguarda tra l altro la difesa del suolo la tutela delle acque dall inquinamento e la gestione delle risorse idriche L art 74 fornisce la definizione
133. ta nelle irrigazioni successive Il livello della soluzione fertirrigua nel serbatoio viene periodicamente ricostituito aggiungendo in modo automatico o manuale l acqua e i fertilizzanti necessari Poich la soluzione fertilizzante in eccesso nei moduli di coltivazione viene ogni volta raccolta e riutilizzata i sistemi di subirrigazione sono a ciclo chiuso nessuna quantit di acqua e fertilizzanti usati viene scaricata nell ambiente Esistono esempi di agricoltori che hanno utilizzato la subirrigazione per oltre 20 anni senza mai scaricare nell ambiente acqua o fertilizzanti II movimento dell acqua nel substrato che caratterizza la subirrigazione rispetto all irrigazione tradizionale dall alto comporta importanti implicazioni anche sul movimento dei sali fertilizzanti poich essi sono idrosolubili si muovono nella stessa direzione dell acqua Di conseguenza l acqua distribuita con l irrigazione dall alto comporter il movimento verso il basso dei sali e in caso di drenaggio l allontanamento di questi ultimi insieme all acqua drenata Con la subirrigazione non si verifica il drenaggio pertanto i sali non possono essere allontanati dal substrato e tendono ad accumularsi in esso L evaporazione dell acqua dalla superficie del substrato comporta il movimento verso l alto di acqua e fertilizzanti dallo strato mediano e o inferiore a quello superiore Pertanto nelle piante subirrigate l acqua si muove continuamente dal f
134. tanza soluzione totale solubili secca nutritiva kg pianta i g kg Significativita 1 Significativit dell F n s rispettivamente non significativo e significativo per P lt 0 05 0 01 e 0 001 Risultati simili sono stati ottenuti su Diana cultivar classificabile nella categoria commerciale del pomodoro insalataro caratterizzato da pezzatura media dei frutti di 120 140 g utilizzando il suddetto dispositivo sperimentale Pi in particolare in quest ultima ricerca oltre al pi elevato contenuto di sostanza secca e solidi solubili totali tab 3 emersa una pi elevata concentrazione vitamina C acidit titolabile fruttosio e calcio parametri importanti dal punto di vista nutrizionale e salutistico Mininni 2007 Tabella 3 Influenza del sistema di distribuzione della soluzione nutritiva sulla produzione di Diana Mininni 2007 Distribuzione Produzione Solidi Sostanza soluzione totale solubili secca nutritiva kg pianta Peso Brix g 100 g medio p f 9 1 Significativit dell F n s rispettivamente non significativo e significativo per P lt 0 05 e 0 001 Sotto il profilo qualitativo quindi la risposta del pomodoro alla subirrigazione assimilabile alla risposta che le piante forniscono in presenza di elevata CE della SN o per stress idrici come 44 evidenziato da numerose ricerche condotte sull argomento Adams 1991 Santamaria et
135. te la concentrazione di un elemento nutritivo occorre rabboccare l evapotraspirato con una soluzione nutritiva avente concentrazione ionica il pi simile possibile alla concentrazione di assorbimento 2 l uso di acque saline contenenti alte quantit di sodio comportano inevitabili accumuli di questo elemento nella soluzione nutritiva in quanto la concentrazione di assorbimento del sodio pur dipendente dalla sua concentrazione nella soluzione ricircolante sempre molto bassa Come conseguenza se la concentrazione di elementi nutritivi rimane costante l accumulo di sodio porta ad un innalzamento progressivo della EC della soluzione ricircolante Poich detta EC non pu superare la soglia di tolleranza massima della coltura pena una riduzione della produzione due sono le alternative a disposizione a scaricare la soluzione ricircolante al raggiungere della EC massima ECmax ottenendo un sistema semi chiuso con conseguente perdita di acqua e nutrienti b utilizzare acque con minori quantit di sodio attingendo da bacini di raccolta di acque piovane o utilizzando acque deionizzate con sistemi di osmosi inversa come ad esempio viene fatto in Olanda 88 Modalit di reintegrazione della soluzione nutritiva La tecnologia attuale di controllo dei nutrienti presenti in una soluzione nutritiva si basa principalmente sulla misura della sua EC tuttavia detto metodo non risulta efficiente soprattutto se si utilizzano acque
136. tema stato utilizzato per la coltivazione di melanzana e peperone Venezia et a 2001 zucchino Rouphael e Colla 2005 e pomodoro Santamaria et al 2003 Uno dei risultati pi interessanti della SUBinC riguarda gli aspetti legati alla qualit dei frutti ottenuti dalle piante allevate con questo sistema quando viene posto a confronto con i sistemi tradizionali a ciclo aperto In una ricerca di Santamaria et al 2003 emerso che la qualit dei frutti di pomodoro ciliegino cv Naomi ottenuti dalle piante coltivate con la tecnica della SUBinC migliore di quella delle bacche ottenute con il sistema tradizionale che prevede la distribuzione della SN dall alto per l incremento di sostanza secca e solidi solubili tab 2 Tale incremento risultato pi elevato nella fase finale del ciclo colturale fig 5 42 Sostanza secca g 100 g p f Solidi solubili totali Brix Drip Subirrigazione 40 60 80 100 120 Giorni dopo il trapianto Figura 5 Influenza del sistema di distribuzione della soluzione nutritiva su sostanza secca e solidi solubili dei frutti di pomodoro cv Naomi in diversi momenti del ciclo colturale Le barre verticali rappresentano ES delle medie n 3 da Santamaria et al 2003 oc Tabella 2 Influenza del sistema di distribuzione della soluzione nutritiva sulla produzione di Naomi Santamaria et al 2003 Distribuzione Produzione Solidi Sos
137. tivazione L impianto dimostrativo e stato realizzato in una serra tunnel di 9 0 m di larghezza 50 m di lunghezza e 3 8 m di altezza di colmo superficie utile pari a 450 m coperta con un film plastico flessibile in polietilene a lunga durata foto 1 Prima della posa in opera delle attrezzature il terreno all interno della struttura stato 68 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso compattato e livellato in modo da assicurare una pendenza di circa l1 alle canalette Appendice fotografica d n amp F x pa A D 127 1 Cede i ana he a mw HA i ee Aal A i z i T a F Foto 1 Fase di preparazione della serra in cui stato realizzato l impianto dimostrativo Foto 2 Pacciamatura della superficie della serra e posizionamento delle canalette 69 i I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso pesa LS ea de H Foto 4 Utilizzazione del film di polietilene bianco nero 70 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Foto 5 Particolare del sistema adottato per la raccolta della soluzione nutritiva a valle delle canalette e per il suo convogliamento al serbatoio di raccolta Soluzione nutritiva fresca Figura 1 Schema dei componenti e dei collegamenti funzionali dell impianto della subirrigazione Le frecce indicano la
138. to dato evidenzia il rischio che si corre utilizzando la torba da sola soprattutto quella scura in vasi di dimensioni elevate 10 L in queste condizioni pu verificarsi asfissia radicale Per ovviare a ci necessario mescolare in opportune proporzioni questa tipologia di torba con materiali che presentino caratteristiche fisiche opposte Ad esempio il miscuglio perlite torba 3 1 v v fornisce buoni risultati nella coltivazione di pomodoro in subirrigazione garantendo l ottimale rifornimento di acqua alle piante anche durante le ore pi calde della giornata Differenze produttive notevoli possono derivare dal differente comportamento nei confronti di capacit per l aria e capacit per l acqua che i diversi materiali possono presentare e che vanno rapportate al sistema di distribuzione della SN adottato Lenzi et al 2000 Al variare delle caratteristiche idrologiche infatti e 38 soprattutto della ritenzione idrica varia la frequenza di distribuzione dell acqua e quindi varia anche la quantita di acqua che viene distribuita nel corso del singolo intervento irriguo e giornalmente Rouphael et a 2004 L automazione dell intervento irriguo La composizione della SN pu variare anche in rapporto al regime irriguo adottato cio alla durata e alla frequenza con cui la SN viene distribuita Un modo empirico per definire queste variabili deriva dall osservazione dell umidit degli strati pi superficiali del su
139. trient solution and consequences to the non pathogenic microflora Acta Hortic 644 541 547 Yu J Q Komada H 1999 Hinoki Chamaecyparis obtusa bark a substrate with anti pathogen properties that suppress some root diseases of tomato Scientia Hortic 81 13 24 19 Ringraziamenti Lavoro svolto con il supporto del Ministero dell Istruzione dell Universit e della Ricerca nell ambito del progetto Aspetti fisiologici e tecnologici della nutrizione minerale di piante ortive coltivate fuori suolo con sistemi a ciclo chiuso e ricadute sullo stato fitosanitario delle colture DM n 287 del 23 febbraio 2005 Progetti di ricerca di interesse nazionale 2005 120 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Appendice fotografica i D E a u LS a i ui LT Ti tas oe i ai r a e Diar i i a p i I a O rey E Pi FA lJi EEU Bem paman ce EL Yaha ap jii Basilico allevato con la tecnica della subirrigazione su pavimento 121 I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso pm la a i SS 3 La Po a oP Basilico allevato con la tecnica del flusso riflusso Li dz I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione a ciclo chiuso Mona enre Pe dpi LEY d 7 _ no L ate Lp a a H Pomodoro cv Cuore di Bue allevato con la tecnica dei film di nutrienti NFT 123
140. ve hanno avuto come obiettivo principale la progettazione la realizzazione e l utilizzazione di un impianto di coltivazione senza suolo a ciclo chiuso di facile gestione e trasferibilit ad altre realt produttive all interno di un azienda orticola prescelta tra quelle pi rappresentative del comprensorio preso a riferimento fascia costiera della provincia di Chieti I ricercatori dell ISPA hanno garantito la consulenza specialistica sia durante le fasi di progettazione e collaudo dell impianto sia nelle diverse fasi di conduzione delle prove dimostrative L interesse dell ARSSA per tale tipo di attivit nasce dalla necessit di elaborare progetti di sperimentazione finalizzati alla diffusione di tecniche produttive innovative sostenibili dal punto di vista ambientale e al tempo stesso funzionali all ottenimento di S67 produzioni con elevato profilo qualitativo in grado di assicurare un ritorno economico soddisfacente alle aziende agricole Nel settore dell orticoltura protetta dell Abruzzo le problematiche che pi frequentemente gli operatori si trovano ad affrontare da alcuni anni sono legate all incidenza sempre pi rilevante di patologie dell apparato radicale che comportano elevate riduzioni della produzione e contrazione qualitativa del prodotto Tale contesto ha determinato la necessit di trovare nuove soluzioni operative rispetto a quelle adottate in passato in grado di proporre al mercato produzioni c
141. versare per ottenere tale drenaggio varia in base alla dimensione del vaso per contenitori pi grandi sar necessaria una quantit di acqua maggiore rispetto a quelli pi piccoli Il principio alla base di questa tecnica di prelievo del percolato che l acqua che viene aggiunta alla superficie del substrato spinger verso il basso l acqua presente nella parte basale del substrato Essa uscir dal contenitore e potr fornire una valida indicazione del pH e della quantit dei sali fertilizzanti presenti nello strato inferiore del substrato E opportuno non versare troppa acqua sul substrato poich tale acqua non rappresentativa delle condizioni del substrato Dal momento che il metodo pour through consente di raccogliere soluzione circolante nella parte basale del substrato si adatta particolarmente bene alle piante allevate in subirrigazione la maggior parte delle loro radici infatti si concentra proprio in quella parte del vaso Una volta che il percolato stato raccolto il pH e la CE possono essere misurati con strumenti semplici E importante calibrare conduttimetri e pHmetri prima di utilizzarli Se infatti essi non vengono correttamente calibrati anche i risultati che forniscono saranno imprecisi Per i conduttimetri richiesta un unica soluzione di calibrazione mentre per i pHmetri ne sono necessarie due I valori di CE del drenato ottimali dipendono dai fabbisogni nutrizionali della coltura linee guida p
142. zzontale infatti una canaletta lunga 50 m con pendenza dell 1 determina il dislivello di 50 cm I materiali di costruzione possono essere vari alluminio ferro zincato acciaio e polipropilene in quest ultimo caso necessitano di sostegni rigidi per tutta la lunghezza foto 1 E bene che le canalette siano rivestite con un foglio di polietilene per evitare il contatto diretto della SN con la canaletta e quindi il possibile rilascio di sostanze nella SN All interno della canaletta l altezza della lama d acqua non deve essere eccessiva sia per evitare scambi tra SN circolante all interno del vaso e SN che scorre sia per ridurre i volumi in gioco E sufficiente considerare a questo proposito che una canaletta lunga 15 m larga 22 cm con lama d acqua di 3 cm contiene 100 L di SN in movimento con il sistema a regime mentre con altezza della lama di 1 cm il volume di SN in gioco pari a 33 L Al tempo stesso l altezza non deve essere eccessivamente ridotta perch ne sarebbe ostacolata la bagnatura del substrato Indicativamente opportuno che sia compresa tra 1 e 2 cm Santamaria e Serio 2001 Serbatoio E necessario per la raccolta della SN dalle canalette e per il suo stoccaggio tra un intervento irriguo e l altro E installato ad una quota inferiore rispetto al piano delle canalette in alcuni casi anche al di sotto del piano di campagna E opportuno che abbia dimensioni tali da garantire una quantit di SN pari a

I sistemi di allevamento in vaso con subirrigazione

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