Strategie per l'irrigazione

Dr. Ken Tilt (Auburn University - Alabama)

Pubblicato su l'American Nurseryman - 1 Agosto 2000

Traduzione e adattamento a cura di Paolo Marzialetti

Ammodernando gli impianti d'irrigazione è possibile migliorare la coltura delle piante in contenitore, ottenendo produzioni più uniformi, di qualità superiore, riducendo gli sprechi di acqua.


L'obiettivo di un vivaio non è quello di mantenere vive le piante. Nel vivaismo commerciale - ma la parola americana "business" rende meglio l'idea - i coltivatori devono produrre delle piante di alta qualità nel più breve tempo possibile.

Per le piante in contenitore, aumentare gli accrescimenti e ridurre i tempi di produzione richiede una particolare attenzione alle pratiche culturali quali la fertilizzazione, la spaziatura delle piante ed il controllo dei parassiti e delle erbe infestanti. Una pratica che non dovrebbe essere trascurata è proprio l'irrigazione.

L'irrigazione è, infatti, una delle pratiche culturali più critiche, ma la maggior parte dei professionisti e dei ricercatori del settore vivaistico vi prestano ben poca attenzione.

Anche se molte piante si adattano bene all'imprevedibile programma di irrigazione della natura, la maggior parte di loro reagisce meglio ad una regolare somministrazione dell'acqua che consumano. Purtroppo, gli impianti di irrigazione dei vivai e le modalità di somministrazione non sono sempre il massimo dell'efficienza. I vivaisti professionisti non si possono permettere di sprecare l'acqua, in particolare alla luce dei costi dell'irrigazione, delle limitazioni dell'approvvigionamento idrico e dei problemi ambientali circa le acqua reflue, la cui qualità è ora regolamentata per legge. L'eccesso di irrigazione può anche essere dannoso per lo sviluppo delle piante a causa della lisciviazione degli elementi nutritivi o la riduzione dell'ossigeno disponibile per le radici. In breve, gli impianti di irrigazione inefficienti possono far allungare il ciclo di produzione, con conseguente aggravio dei costi.

Una irrigazione efficiente comincia con un'acqua pulita, di buona qualità, di cui dovrebbero essere analizzati i livelli dei sali quali il sodio, il calcio ed il magnesio, così come i bicarbonati. L'acqua dovrebbe essere esaminata una volta o due durante il periodo della crescita vegetativa, in particolare durante i momenti di siccità, che possono influenzare la qualità dell'acqua. Quindi mandate prima di tutto un campione d'acqua a un laboratorio indipendente. Irrigare con un eccesso di sostanze saline, o un loro squilibrio, può essere nocivo alle piante o richiedere di gestire diversamente le pratiche di irrigazione o di concimazione.

L'impianto di irrigazione adeguato ha bisogno delle attrezzature giuste per portare l'acqua dalla sorgente alle piante. Queste apparecchiature includono le pompe, i filtri, i tubi, i dispositivi di riflusso, i flussometri, gli erogatori ed i compensatori della pressione dell'acqua.

L'impianto dovrebbe erogare un volume uguale di acqua ad ogni pianta all'interno di una determinata zona. Se non trattate allo stesso modo tutte le piante all'interno di un gruppo omogeneo, come potrete ottenere uno sviluppo uniforme o diagnosticare con sicurezza i problemi che insorgono? L'impianto deve essere regolarmente sottoposto a manutenzione e controllato di frequente per effettuare una erogazione uniforme. Usare le parti di ricambio progettate specificamente per il vostro sistema irriguo - e non quelle che ci si possono adattare - questo aiuterà sicuramente a mantenerlo in buona efficienza.

Le attrezzature elettroniche sono inoltre di inestimabili importanza per una irrigazione ottimale. Il programmatore dell'irrigazione comprende i meccanismi e le attrezzature che provvedono ed erogare a ciscuna pianta il volume ideale di acqua. Alcune attrezzature elettroniche includono anche degli strumenti per misurare l'umidità del substrato di coltura. Il sensore più semplice e più vecchio, per valutare il livello di umidità del substrato è infilare un dito nel vaso (sensore manuale). Tuttavia, questo è un sensore che richiede tempo e lavoro per fare una cosa che una centralina può fare molto meglio e più velocemente di noi. Un promettente sistema di misurazione dell'umidità è quello tensiometrico, che è stato largamente utilizzato in pieno campo ma non nei vivai di contenitori. Questo strumento, potenzialmente molto utile nei contenitori, misura elettronicamente l'umidità del terreno e ci indica quanto velocemente la pianta assorbe l'acqua o quanta ne perde con l'evaporazione.

Assieme ed altri ricercatori dell'Università di Auburn, abbiamo intrapreso degli studi nella nostra serra per vedere se i tensiometri funzionavano bene nella coltura in contenitore delle piante annuali. Tutte le piante venivano automaticamente microirrigate quando i sensori indicavano che il substrato era troppo asciutto. Questo sistema ha funzionato bene nella serra con pochi sensori inseriti nei vasi, sopra i bancali, ma non ha dato buoni risultati l'anno seguente quando sono stati impiegati su grande scala in vivaio.

Infatti, i tensiometri nei vasi non sono stati così efficaci come noi avremmo voluto, poiché hanno mostrato di riportare letture variabili. Erano troppo lenti nel registrare le fluttuazioni dovute alla perdita di acqua. Abbiamo lavorato con gli ingegneri elettrotecnici dell'Università per scrivere un complicato programma destinato all'elaborazione logica dei dati, in modo che il computer di controllo dell'irrigazione potesse esaminare, "imparare" e aggiustare le operazioni secondo la variabilità dei tensiometri. L'acqua si muove lentamente in senso orizzontale all'interno dei contenitori e questo fatto potrebbe aver influenzato le rilevazioni. Inoltre, anche se abbiamo utilizzato i sensori soltanto in alcuni vasi, i numerosi e lunghi fili erano dappertutto per terra, provocando un inaccettabile ostacolo alle operazioni colturali.

Sono sicuro che tecnologia del tensiometro in futuro sarà utilizzato in vivaio, ma ora come ora la sua aplicazione pratica non è abbastanza efficiente per la coltura in contenitore. In più, c'è una grossa differenza tra una serra con 40 piante ed un vivaio con un grande assortimento di specie, una grande varietà di misure ed esigenze differenti di acqua. Anche le piante all'interno della stessa specie e misura del contenitore possono richiedere quantità differenti di acqua!

Anche se i tensiometri non sono una proposta valida, i coltivatori hanno a loro disposizione una grande varietà di sistemi e di attrezzature per l'irrigazione. L'efficienza dell'irrigazione dipende da molti fattori correlati tra loro, quali il substrato, la forma del contenitore, la programmazione ed i tempi di irrigazione ed il tipo di automazione dell'impianto.

Curando alcuni o tutti quanti questi aspetti e aggiornandoli regolarmente, i vivaisti possono migliorare la coltivazione e la qualità delle piante, nel rispetto dell'ambiente.

CAPACITA' DI RITENZIONE

I coltivatori dovrebbero in primo luogo mettere a punto il substrato in maniera che trattenga di più e meglio l'acqua. Ciò riduce la frequenza delle irrigazioni e la lisciviazione dell'azoto e di altre sostanze nutritive, che producono uno sviluppo maggiore della pianta (entro limiti di sicurezza). Negli USA il substrato è spesso costituito quasi esclusivamente da cortecce di pino macinate. Aggiungendo della torba o della fibra di cocco al terriccio si può aumentare la quantità totale di acqua trattenuta come riserva. In generale,la torba o la fibra di cocco dovrebbero essere compresi tra il 10% ed il 25% del substrato.

Da maggio a settembre del 1997, abbiamo confrontato lo sviluppo di una coltura di aceri rossi (Acer rubrum) in tre substrati:

- 4 parti di corteccia di pino e 1 parte di torba (in volume);

- 4 parti di corteccia di pino e 1 parte di fibra di cocco;

- 100 per cento di corteccia di pino.

I substrati, che avevano una diversa capacità di ritenzione idrica, erano in contenitori "Pot-in-pot" da 15 galloni (57 litri). Dodici alberi per ogni substrato. Li abbiamo irrigati ogni giorno a meno che non piovesse.

Come avevamo previsto, i substrati con la torba e la fibra di cocco hanno trattenuto l'acqua molto meglio di quello con il 100 % di corteccia di pino. Particolare interessante, lo sviluppo delle piante nel substrato con la torba è stato il migliore. Il peso secco dei getti principali era l'8 % più grande degli altri. L'altezza media degli alberi allevati con la torba e quelli con la fibra di cocco era rispettivamente del 17 % e del 12 % più elevata di quelli con solo corteccia di pino. L'aumento di sviluppo delle piante può essere dovuto ad una migliore ritenzione degli elementi nutritivi nel substrato. Per compensare la minor capacità di ritenzione idrica della corteccia di pino al 100 %, abbiamo aumentato l'irrigazione dei vasi con questo substrato, ma lo sviluppo può essere stato limitato dal troppo azoto che veniva dilavato via.

Nuovi ed innovativi disegni di contenitore possono anche ridurre la percolazione dell'acqua e la lisciviazione dei nutrienti. Bob Rigsby, proprietario dei Vivai Rigsby a Fort Myers in Florida, ha sviluppato l' EFC (Environmental Friendly Container = contenitore amico dell'ambientale), ora prodotto della Lerio Nursery Supplies Division. Usato da molti coltivatori, questo contenitore ha dei piccoli fori sul lato del vaso, piuttosto che sotto la base, qualche centimetro più in alto del fondo. L'acqua rimane così in un serbatoio nella parte inferiore del vaso e non esce fuori a meno che la quantità di acqua nella parte basale sia troppa. L'acqua e le sostanze nutritive vengono conservate meglio, spesso con conseguente migliore sviluppo della pianta e minor percolazione. Inizialmente, i coltivatori hanno espresso delle preoccupazioni circa il marciume delle radici, ma questo problema non si è presentato nella nostra stazione sperimentale mobile e nei vivai dove si sono svolte le dimostrazioni.

Abbiamo esaminato questo prodotto all'università di Auburn ed abbiamo trovato che i fori sollevati del contenitore hanno contribuito ad uno sviluppo delle piante uguale o migliore dei contenitori standard. In più, i fori disposti un po' più in alto del fondo si trasformano in una barriera fisica alle radici, e possono impedire il loro sviluppo al di fuori del contenitore. La Dott.ssa Patricia Knight, professore associato alla Stazione Sperimentale dell'Università di Stato del Mississippi a Poplarville, ha valutato il suo comportamento rispetto all'emissione di radici all'esterno, usandolo nella produzione con la tecnica del Pot-in-pot. Ha trovato che il contenitore con i fori sollevati è molto efficace nella soppressione di quello sgradevole fenomeno.

Il substrato ed il contenitore tuttavia sono solo una parte del sistema per arrivare ad ottimizzare l'irrigazione. Cambiare il volume di acqua somministrato e la frequenza delle irrigazioni può contribuire a risparmiare l'acqua e conservare le sostanze nutritive. Una pratica più efficace di irrigazione è l'irrigazione ciclica, cioè significa che il volume di acqua erogato tipicamente una volta un giorno, viene suddiviso in volumi uguali applicati parecchie volte al giorno. La ricerca ha indicato che applicare l'acqua in diverse piccole frazioni produce uno sviluppo della pianta uguale o superiore e riduce la dilavazione delle sostanze nutritive. Vale veramente la pena di provare questa tecnica. Potrete controllate visivamente il minor volume di acqua che percola via dopo l'irrigazione ciclica.

Minimizzate l'acqua di percolazione a meno del 10-15 % del totale di quella erogata. In giorni particolarmente caldi, vedrete che addirittura non ci sarà nessuna perdita per percolazione.

Nel 1997 Glenn Fain, uno studente della Auburn University, ha applicato l'irrigazione ciclica su degli aceri rossi in contenitore da 15 galloni (57 litri), e tutti ricevevano lo stesso volume di acqua ogni giorno. Otto contenitori la ricevevano in una singola applicazione, otto frazionata in tre applicazioni ed otto frazionata in sei volte. Per i vasi con substrato di sola corteccia di pino, si perdeva in media dal' 1% al 6% dell'acqua erogata rispettivamente con tre cicli e sei cicli, contro una media del 32 % di acqua percolata via dai vasi irrigati tutto in una volta al giorno.

Gli aceri rossi che ricevevano l'acqua tre volte e sei volte hanno fatto rilevare rispettivamente incrementi del 23 % e del 17 % del peso secco della vegetazione, rispetto agli alberi che ricevevano una singola applicazione di acqua. Le nostre ricerche indicano che per gli aceri rossi di questa prova, sei cicli di irrigazione al giorno potrebbero essere troppi (anche se migliori di una singola irrigazione) mentre i tre cicli di irrigazione al giorno sono quelli che hanno dato i migliori risultati.

Robert Trawick, un ex allievo laureato all'università di Auburn, ha segnalato un simile aumento di sviluppo con l'irrigazione ciclica su altre piante, quali Chamaecyparis thyoides ed il Cupressus glabra 'Blue Ice'. Trawick ha regolato il volume di irrigazione secondo la crescente esigenza di acqua delle piante durante la stagione. Ad esempio, ai Chamaecyparis nel contenitore da 3 galloni (11,34 litri) ha erogato 2,23 litri giornalieri per vaso da Aprile a metà Giugno, 3,06 litri giornalieri per vaso da metà Giugno a metà Luglio e 3,78 litri per vaso da metà luglio a metà settembre. Ogni volume totale di adacquamento è stato applicato frazionato in una, tre o sei irrigazioni al giorno. Non sono state irrigate nei giorni in cui erano caduti almeno 12 mm di pioggia. In media le piante che ricevevano l'irrigazione ciclica hanno avuta un aumento del 9 % dello sviluppo rispetto a quelle con una singola irrigazione quotidiana. Mentre la misura media delle piante che ricevevano tre irrigazioni al giorno era paragonabile alla misura media di quelle irrigate sei volte.

Per arrivare ad ottenere un buono impianto di irrigazione, i vivaisti professionisti devono migliorare l'efficienza dell'irrigazione compiendo una serie di piccoli passi, realizzati secondo i criteri della fattibilità pratica ed economica. Ciò comprende l'uso della tecnologia corrente per contribuire ad automatizzare l'irrigazione in relazione alle condizioni ambientali. La gestione manuale degli impianti è ormai anacronistica, inefficiente e solitamente poco precisa.

AUTOMAZIONE E SENSORISTICA

Vi sono molti fattori intercorrelati che influenzano la frequenza e la quantità dell'acqua d'irrigazione da somministrare. Quando la luce, la temperatura ed il vento aumentano, le piante richiedono più acqua e viceversa. Quando piove o l'umidità relativa è molto elevata, il bisogno d'acqua delle piante diminuisce. Nel periodo del mezzogiorno viene richiesta una quantità di acqua maggiore che nella mattinata. Questi sono tutti concetti molto semplici, ma quello che non è così semplice è controllare ed aggiustare manualmente l'irrigazione alle condizioni ambientali. Anche perché tutto quanto viene ulteriormente complicato dai diversi bisogni d'acqua delle tantissimi specie e misure di piante coltivate in vivaio. Occorre tempo e personale esperto e molto addestrato, per fare bene questo lavoro.

I vivaisti moderni però possono usare i programmatori automatici, così come i sensori della luce, della pioggia, del vento, dell'evaporazione e della temperatura. In più, possono impiegare gli igrometri per l'umidità relativa e le vasche evaporimetriche di classe A, collocate direttamente in vivaio. La vasca evaporimetrica misura elettronicamente il volume di acqua che evapora, dando un'idea generale di quanta acqua in proporzione dovrà essere erogata in quel dato giorno. I coltivatori hanno bisogno di calibrare alla loro situazione questi strumenti elettronici per il controllo ambientale. Tutto ciò fa risparmiare molto tempo ed energia ai vivaisti professionisti che altrimenti dovrebbero controllare ripetutamente le condizioni delle piante e andare avanti e indietro per modificare le impostazioni dell'irrigazione.

La valutazione del volume totale di acqua da erogare ogni giorno ad una data coltura in contenitore è relativamente semplice. Scegliete una giornata calda e serena. Irrigate le piante e dopo che il drenaggio si è arrestato, pesate il contenitore in grammi (un grammo è uguale a 1 millimetro, in modo da potete determinare facilmente la perdita di acqua). Il risultato è il peso alla capacità massima di ritenzione idrica o della capienza del contenitore. Alla stessa ora del giorno seguente, pesate ancora lo stesso contenitore, questo volta prima dell'irrigazione. Dovete sottrarre questo peso alla capacità del contenitore del giorno precedente per arrivare alla perdita di acqua quotidiana in millimetri. Questa perdita di acqua calcolata, naturalmente, è basata sul caso estremo di un giorno sereno e con alte temperature e può avere bisogno di essere regolata in base ai dati dalla temperatura, dalla luce, dal vento e dell'umidità relativa.

Anche se questo è un metodo abbastanza efficace per determinare la perdita di acqua, è più facile usare dei sistemi automatizzati per registrare questi dati e determinare i programmi d'irrigazione ottimali. I flussometri servono a controllare e regolare la durata ed il volume di irrigazione. I pluviometri, collegati ai programmatori, sono programmati per staccare l'irrigazione quando è caduta una determinata quantità di pioggia. Effettuano questa operazione con sicurezza e precisione e costano solo poche centinaia di migliaia di lire! L'utilizzazione di uno di questi dispositivi certamente è migliore di un sistema che irriga automaticamente ogni giorno - persino durante una terribile tempesta di pioggia - e che vi costringe a fare avanti e indietro per staccare manualmente il programmatore.

Ci sono altri sensori disponibili per aiutare gli impianti di irrigazione a tenere conto delle condizioni ambientali come la temperatura, la luce e l'umidità relativa. All'Università di Auburn attualmente stiamo valutando l'utilità di questi sensori, individualmente ed in combinazione, per determinare un sistema pratico ed economico per automatizzare l'irrigazione. L'obiettivo è di ottenere uno sviluppo maggiore delle piante riducendo al contempo il lavoro e la percolazione dell'acqua d'irrigazione nella falda.

I sensori non potranno sostituirvi, ma sicuramente vi risparmieranno molti chilometri a piedi ogni settimana e forse anche la prematura comparsa dei primi capelli grigi. Con un sistema automatizzato non dovrete più preoccuparvi se le piante sono state irrigate bene o se hanno ricevuto abbastanza acqua.

I programmatori o i sistemi di controllo computerizzati sono utili e sono necessari per praticare l'irrigazione ciclica. I programmatori ed i temporizzatori sono meno costosi che un intero sistema computerizzato, vanno dalle 500.000 ai 5.000.000 di lire. Tuttavia, se desiderate controllare simultaneamente molte zone del vostro vivaio, compreso il controllo di varie misure di contenitori e delle esigenze di molte specie diverse di piante, in varie fasi di sviluppo, un sistema di controllo computerizzato può essere la scelta più giusta.

Un malfunzionamento dell'impianto ed il computer suona l'allarme oppure telefona ad una o più persone per metterle a conoscenza del problema. Il sistema può anche essere incaricato di chiamarvi ogni giorno ad una certa ora per informarvi che tutte le stazioni sono state irrigate o che tutte le apparecchiature hanno funzionato come previsto. Questo non è un sistema solo per i grandi vivai. Vi solleva la mente dalle occupazioni di routine e, per i responsabili di piccoli vivai, offre la possibilità di allontanarsi tranquillamente per un giorno o due. I sistemi di irrigazione computerizzati costano dai 10 ai 20 milioni di lire, secondo la grandezza del vivaio.

Ad esempio uno dei sistemi di irrigazione computerizzato più diffusi, denominato Wilbur, viene prodotto dalla Water Inc.di Apex, (NorthCarolina). Controllato da un personal computer, questo sistema utilizza i sensori per rilevare i cambiamenti nelle condizioni ambientali e regola l'irrigazione di conseguenza. Ci sono inoltre molte altre aziende che offrono dei sistemi computerizzati di controllo dell'irrigazione. Qualsiasi sistema adottiate, potete compiere un grande passo avanti nella gestione e nel controllo del vostro impianto di irrigazione. I sistemi di controllo computerizzati possono costituire un notevole investimento, ma non sono molto di più costosi di tanti miscelatori per fertirrigazione o di altre attrezzature da vivaio e sono ugualmente o più importanti dell'introduzione di altre tecniche colturali.

Quasi tutti i vivaisti ritengono che gli impianti di irrigazione possano essere migliorati. Naturalmente c'è sempre una curva d'apprendimento da percorrere, per mettere a punto il nuovo "collaboratore" elettronico, ma una volta avviato e messo su il vostro sistema, sarete molto più liberi e sereni - ed inoltre sarete in grado di spedire del vostro vivaio piante di qualità migliore e più uniforme.


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