METODOLOGIE DI VALUTAZIONE DEI FABBISOGNI IRRIGUI A SCALA AZIENDALE E COMPRENSORIALE L'irrigazione degli agrumi nella Sicilia orientale: considerazioni sulla qualità delle acque degli invasi Alberto Continella Dipartimento di OrtoFloroArboricoltura e Tecnologie Agroalimentari Università degli Studi di Catania Nel bacino del Mediterraneo il clima sta cambiando ¾ Si prevede che da Aprile a Settembre dal 2000 al 2050, il clima si caratterizzerà per una diminuzione delle piogge del 2025%. Anche durante la stagione invernale si pensa si assisterà ad un calo del 10-15 % delle piogge. La temperatura aumenterà di 2-2,75°C nelle aree interne e di circa 1,5°C nelle zone costiere (Ragab and Prudhomme, 2002). ¾ In diverse aree del Mediterraneo, le scarse precipitazioni e la carente disponibilità idrica sono, sin d’ora, un fattore limitante. Il processo di desertificazione si sta diffondendo in molte regioni del Mediterraneo, rendendo queste aree molto sensibili al rifornimento idrico. ¾ In considerazione della sempre minore disponibilità delle risorse idriche per l’agricoltura e l’utilizzo di acque con elevati contenuti salini rende necessario l’individuazione di tecniche agronomiche mirate ad affrontare i problemi connessi al loro uso. Questi fenomeni prendono il nome di tropicalizzazione del Mediterraneo EFFETTI DELLE ACQUE SALINE NELLE PIANTE 9 A livello di intera pianta 9 Sui tessuti ed a livello cellulare •Stress osmotico •Effetto tossico degli ioni •Squilibrio nutrizionale •Effetto combinato dei fattori precedenti SALINITA’ DELL’ACQUA DI PIANTA IRRIGAZIONE Stress osmotico Stress tossico PIANTA TERRENO Stress nutrizionale Accumulo di Sali Stress osmotico Innalzamento del pH (alcalinizzazione) Stress tossico EFFETTI Peggioramento della FISIOLOGICI struttura EFFETTI MORFOLOGICI Stress nutrizionale Riduzione della permeabilità Aumento di - resistenza stomatica e res. flusso idrico Deterioramento Riduzione di della fertilità - fotosintesi, traspirazione e clorofilla di Riduzione Alterazione di sintesi proteica e attività - mobilità -dell’acqua e enzimatica dell’assorbimento idrico FOGLIE EFFETTI SULLA PRODUZIONE NEGATIVI Riduzione superficie e numero stomi Riduzione produzione e pezzatura Necrosi margini Aumento fibrosità Filloptosi Riduzione conservabilità RADICI Riduzione sviluppo FIORI - scambi gassosi Riduzione numero e grandezza - attività microbica Cascola POSITIVI Pigmentazione frutti Aumento solidi solubili e zuccheri riduttori Miglioramento sapore EFFETTI DELLE ACQUE SALINE NELLE PIANTE Stress osmotico e stress tossico Stress nutrizionale Squilibrio nutrizionale Salinità dell’acqua La salinità si misura in termini di conducibilità elettrica (EC) Se la concentrazione salina è alta può provocare gravissime conseguenze sulla fertilità del terreno irrigazione Sulla base della conducibilità elettrica (ECw) la salinità può essere valutata: ECw: µS/cm Bassa:<250 Idonea su tutti i terreni e le colture Media:250-750 Idonea con moderato drenaggio Alta:750-2250 Non utilizzabile in terreni con limitazioni di drenaggio e solo con piante con buona tolleranza Molto alta:>2250 Non idonea all’irrigazione; utilizzabile occasionalmente su terreni con buona lisciviazione e piante molto tolleranti Conduttivimetro misura pH and CE (μS/cm). Conversioni 1 mg/L = 1 ppm dS/m x 640 = ppm μS/cm x 0.64 = ppm μS/cm = μmho/cm Sodium Absorption Ratio (SAR) un buon indice adottato per verificare l’alcalinità dall’acqua in relazione alla quantità di sodio è il S.A.R.( Sodium Absorption Ratio) che tiene conto dell’effetto moderato dagli ioni Ca e Mg irrigazione Il S.A.R. prevede le seguenti tipologie di acqua: Bassa:<4 Media:4-8 Alta:>8 H2O utilizzabile su quasi tutti i terreni Adattabile in funzione del terreno, clima e pianta Non utilizzabile sotto la maggioranza delle condizioni Reduced hydraulic conductivity (Shainberg and Letey, 1984) RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA’ 9 Combinazione d’innesto 9 Modalità e frequenza d’irrigazione 9 Tipologia di suolo 9 Condizioni climatiche Nelle aree agrumicole italiane il portinnesto più utilizzato è: l’arancio amaro, rustico, con buona affinità con molte varietà, tollerante al marciume radicale ma sensibile alla “tristezza” e pertanto non più indicato. Tra le alternative più diffuse vi sono i citrange (ibridi intergenerici tra arancio dolce e Poncirus trifoliata) Variabilità indotta dal portinnesto Maas (1993) per gli agrumi ha riportato un valore soglia di 1,4 dS/m di ECe (sull’estratto saturo) ed una pendenza del 13% che indica un calo percentuale della produzione all’aumentare di 1 dS/m della salinità dell’acqua Produzione cumulata di arancio ‘Valencia’ su limone rugoso (Boman, 2001) Produzione cumulata di pompelmo ‘Ray Ruby’ su citrumelo (Boman, 2001) Decremento del 34 e 54%. Secondo Maas la diminuzione dovrebbe essere del 9 e 27%. Temperatura >35°C Elevata cascola fisiologica RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA’ 9 Combinazione d’innesto 9 Modalità e frequenza d’irrigazione 9 Tipologia di suolo 9 Condizioni climatiche Importanza del portinnesto Importanza del portinnesto Elevata tolleranza al mal secco poco produttiva Il frutto presenta un epicarpo molto spesso, poco succo ed essenza scarsa Arancio Navel Citrange Troyer Clementine Mandarino Cleopatra Arancio Navel Citrange Troyer Clementine Mandarino Cleopatra Citrange Troyer Mandarino Cleopatra Accumulo di Na+ e Cl- in agrumi net photosynthesis (μmol CO2/m2/sec) mean trend according to the USDA (re-elaborated) electrical conductivity in drainage water (dS/m) La tolleranza degli agrumi alla salinità è più alta di quanto si ritiene comunemente Continella et al., 2002 RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA’ 9 Combinazione d’innesto 9 Modalità e frequenza d’irrigazione 9 Tipologia di suolo 9 Condizioni climatiche Influenza del metodo irriguo Acqua irrigua con valori di: Na: 0,37 g/L Cl: 0,31 g/L EC: 1860 µS/cm Elementi (% di s.s.) Irrigazione per aspersione Irrigazione per sommersione sotto 1,5m sopra 1,5m sotto 1,5m sopra 1,5m K 0,75a 0,95b 0,82a 0,88a Na 0,37b 0,10a 0,11a 0,11a Cl 0,33b 0,12a 0,13a 0,13a Modificato da Damigella et al., 1969 le ustioni provocate dal funzionamento ad alta frequenza, malgrado l’ottima qualità dell’acqua (ECw= 0,6 dS/m) uno spruzzatore sulle foglie bruciate RISPOSTA DEGLI AGRUMI ALLA SALINITA’ 9 Combinazione d’innesto 9 Modalità e frequenza d’irrigazione 9 Tipologia di suolo 9 Condizioni climatiche Influenza su marciumi radicali da Phytophtora Influenza su marciumi radicali da Phytophtora Lago di Lentini Lago Pozzillo Lago Ogliastro Consorzi di bonifica Superficie agrumi attrezzata (ha) Superficie agrumi irrigata (ha) Caltagirone 7 ~ 12.000 ~ 5.000 Catania 9 ~ 50.000 ~ 22.000 Siracusa 10 ~ 15.000 ~ 1.300 Lago di Lentini Lago Ogliastro Lago Pozzillo Invaso Conducibilità (μS/cm) Cl (mg/L) Na (mg/L) Lentini 978 84 93 Pozzilllo 1880 267 204 Ogliastro Traversa Contrasto 2760 228 232 1910 263 203 Irrigazione a baffo Effetti dell’rrigazione a baffo Irrigazione a goccia Fabbisogno di lisciviazione LR = ECw / ECdw 100% ECw = conducibilità elettrica dell’acqua di irrigazione ECdw = conducibilità elettrica dell’acqua drenata in cui la riduzione di produzione sia del 100% Questo approccio implica che più l’acqua è salina più elevati devono essere i volumi di adacquamento e maggiore è la quantità di sali somministrati! Ciò è particolarmente pericoloso in terreni con una buona frazione colloidale, a causa della azione del Na+ che danneggia la struttura del suolo Un approccio più corretto sarebbe quello di monitorare la salinità nella rizosfera, somministrando solo i volumi d’acqua in più necessari alla lisciviazione dei sali Sostenibilità della coltura in presenza di acqua salina Determinate condizioni devono essere garantite: – irrigare frequentemente per prevenire la concentrazione dei sali – irrigare di notte per limitare la concentrazione dei sali in seguito alla traspirazione – il terreno deve avere un buon drenaggio – i sali dovrebbero essere lisciviati (piogge invernali!?) – eseguire un piano di concimazione o fertirrigazione accurato Miglioramento genetico Miglioramento genetico Miglioramento genetico