Analisi dellAnalisi dell’’acqua irriguaacqua irrigua

Prof.Prof. Stefania De Stefania De PascalePascaleDipDip. Ingegneria agraria e Agronomia del territorio. Ingegneria agraria e Agronomia del territorio

UniversitUniversitàà di Napoli Federico IIdi Napoli Federico II

PremessaPremessa

•• LL’’analisi dellanalisi dell’’acqua irrigua acqua irrigua èè presupposto presupposto fondamentale nel fondamentale nel florovivaismoflorovivaismo per: per: –– evitare eventuali fenomeni di evitare eventuali fenomeni di fitotossicitfitotossicitàà per per

le coltivazioni; le coltivazioni; –– razionalizzare la concimazione/razionalizzare la concimazione/fertirrigazionefertirrigazione;;–– decidere se installare o meno impianti di decidere se installare o meno impianti di

trattamento per ltrattamento per l’’acqua.acqua.

““Metodi ufficiali di analisi delle acque Metodi ufficiali di analisi delle acque per uso agricolo e zootecnicoper uso agricolo e zootecnico””

•• D.M. 23 marzo 2000 pubblicati sul Supplemento Ordinario D.M. 23 marzo 2000 pubblicati sul Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 87 del 13 aprile 2000 alla Gazzetta Ufficiale n. 87 del 13 aprile 2000

Analisi dellAnalisi dell’’acqua di irrigazioneacqua di irrigazione

•• Le caratteristiche dellLe caratteristiche dell’’acqua possono acqua possono variare in funzione della piovositvariare in funzione della piovositààstagionale.stagionale.–– 2 analisi: periodo piovoso e periodo 2 analisi: periodo piovoso e periodo

siccitoso. siccitoso. –– Ripetere il controllo in laboratorio ogni 1Ripetere il controllo in laboratorio ogni 1--3 3

anni.anni.–– Verifiche periodiche del Verifiche periodiche del pHpH e della e della

conducibilitconducibilitàà elettrica elettrica (EC) (EC) con lcon l’’ausilio di ausilio di strumenti portatili. strumenti portatili.

Strumentazione portatile per la misura del pH e Strumentazione portatile per la misura del pH e della EC delldella EC dell’’acqua di irrigazione o di acqua di irrigazione o di fertirrigazionefertirrigazione

Norme di campionamentoNorme di campionamento

1.1. il pozzo deve essere utilizzato regolarmente; il pozzo deve essere utilizzato regolarmente; 2.2. prima di prelevare il campione lprima di prelevare il campione l’’acqua deve acqua deve

scorrere per alcuni minuti; scorrere per alcuni minuti; 3.3. usare una bottiglia pulita in PE da 1 min. litro;usare una bottiglia pulita in PE da 1 min. litro;4.4. Inviare il campione al laboratorio con Inviare il campione al laboratorio con

unun’’etichetta che riporti i dati delletichetta che riporti i dati dell’’azienda e della azienda e della coltura, della fonte idrica, e il tipo di analisi da coltura, della fonte idrica, e il tipo di analisi da eseguire.eseguire.

5.5. Ridurre al minimo i tempi di conservazione (<1Ridurre al minimo i tempi di conservazione (<1--2 2 giorni).giorni).

Analisi chimiche dellAnalisi chimiche dell’’acqua irriguaacqua irrigua

•• Analisi completa 90 Analisi completa 90 -- 250 250 €€..

•• Scelta dei parametri da analizzare Scelta dei parametri da analizzare funzione di: funzione di: –– analisi precedenti; analisi precedenti; –– scopo dellscopo dell’’analisi; analisi; –– caratteristiche aziendali (specie coltivate, caratteristiche aziendali (specie coltivate,

tecnica colturale ecc.); tecnica colturale ecc.); –– caratteristiche del territorio. caratteristiche del territorio.

PARAMETRO VALUTAZIONE INIZIALE

COLTURE INTENSIVE

FERTIRRIGAZIONE PROGETTAZIONE IMPIANTI DI

TRATTAMENTO ACQUE

pH • • • • EC • • • • Calcio • • • • Magnesio • • • • Sodio • • • • Cloruri • • • • Carbonati/bicarbonato • • • • Solfati • • • • Azoto nitrico • • Azoto ammoniacale • • Fosfati • • Potassio • • Ferro • • • • Manganese • • • Rame • • • Zinco • • • Boro o • • • Molibdeno o o o o Tensioattivi o o o o Cd, Cr, Ni, Pb, Hg o o o o Fluoruri o o o o

• = sempre necessario; o = necessario in zone a rischio

Significato dei principali Significato dei principali parametri analiticiparametri analitici

pHpH•• Definito come il logaritmo (in base 10) della Definito come il logaritmo (in base 10) della

concentrazione (in moli per litro) di ioni concentrazione (in moli per litro) di ioni HH++

cambiato di segno.cambiato di segno.•• Il termine deriva dal francese Il termine deriva dal francese pouvoirpouvoir hydroghydrogèènene

(potere d(potere d’’idrogeno) ed esprime la concentrazione idrogeno) ed esprime la concentrazione di ioni idrogeno (di ioni idrogeno (HH++) di una soluzione acquosa.) di una soluzione acquosa.

•• Esprime lEsprime l’’aciditaciditàà o basicito basicitàà delldell’’acqua.acqua.•• 7,0 = neutralit7,0 = neutralitàà; valori inferiori indicano acidit; valori inferiori indicano aciditàà e e

valori superiori indicano basicitvalori superiori indicano basicitàà..

BiodisponibilitBiodisponibilitàà degli elementi nutritivi degli elementi nutritivi in base al pHin base al pH

Valori preferenziali Valori preferenziali del pH per le del pH per le

principali specie da principali specie da fiore ed ornamentalifiore ed ornamentali

6.06.0--6.5!6.5!

SalinitSalinitàà•• ConducibilitConducibilitàà elettrica (EC) o residuo fisso o elettrica (EC) o residuo fisso o

sali totali disciolti (STD).sali totali disciolti (STD).

1.1. Indicano la quantitIndicano la quantitàà complessiva di sali complessiva di sali presenti.presenti.

2.2. I metodi I metodi conduttivimetriciconduttivimetrici consentono di tener consentono di tener conto della pressione osmotica che una conto della pressione osmotica che una determinata concentrazione salina determina determinata concentrazione salina determina nella soluzione.nella soluzione.

Residuo salino fissoResiduo salino fisso

•• Nel caso di misure analitiche la salinitNel caso di misure analitiche la salinitàà si si esprime come residuo salino fisso o contenuto in esprime come residuo salino fisso o contenuto in sali totali disciolti:sali totali disciolti:–– Contenuto totale di sali disciolti nell'unitContenuto totale di sali disciolti nell'unitàà di volume in di volume in

mg/l, g/l.mg/l, g/l.–– Concentrazione di sali minerali in ppm, Concentrazione di sali minerali in ppm, ‰‰. . –– L'acqua viene definita salmastra quando ha un L'acqua viene definita salmastra quando ha un

residuo secco pari o superiore al residuo secco pari o superiore al 2 2 ‰‰ o a 2000 ppmo a 2000 ppm..–– [[Un indice analitico piUn indice analitico piùù completo completo èè meqmeq/l/l]]. .

Metodo Metodo conduttivimetricoconduttivimetrico•• Il contributo di un sale alla salinitIl contributo di un sale alla salinitàà dell'acqua dell'acqua èè

tanto maggiore quanto pitanto maggiore quanto piùù elevata elevata èè la sua la sua concentrazione e quanto piconcentrazione e quanto piùù esso esso èè dissociato. dissociato.

•• ConducibilitConducibilitàà elettrica (EC):elettrica (EC):–– mmho/cm a 25 mmho/cm a 25 °°C (da mho che C (da mho che èè ll’’inverso inverso

dell'ohm)dell'ohm)–– mS/cm o dS/m (1 mmho/cm = 1 mS/cm o dS/m (1 mmho/cm = 1 mSmS/cm = 1 /cm = 1

dSdS/m). /m). –– Un'acqua viene definita salmastra quando Un'acqua viene definita salmastra quando

l'EC l'EC èè pari o supera i pari o supera i 3.0 3.0 dSdS/m/m (a 25 (a 25 °°C). C).

Classi di salinitClassi di salinitàà di undi un’’acqua e valutazione acqua e valutazione della sua idoneitdella sua idoneitàà allall’’uso irrigui in relazione uso irrigui in relazione

alla sensibilitalla sensibilitàà specificaspecifica

Visualizzazione di uno stoma sulla lamina fogliareVisualizzazione di uno stoma sulla lamina fogliare

• Il movimento dell’acqua nella pianta è governato da regole analoghe a quelle per il flusso di elettricità (legge di Ohm).

• Può essere descritto attraverso una rete di potenziali, di resistenze e di capacitanze.

• Il flusso idrico si muove da un punto del sistema ad alto potenziale idrico (meno negativo) ad un punto a potenziale idrico basso (più negativo).

• Dal suolo (Ψs = -0,01 ÷ -0,15 MPa) verso l’atmosfera (Ψ= -50 ÷ -100 MPa) attraverso la pianta.

Il gradiente di potenziale nel continuum suolo-pianta-atmosfera è la forza che guida il flusso

idrico attraverso la pianta

Ψs = potenziale idrico del suolo;Ψr = potenziale idrico radicale;Ψx = potenziale idrico xilematico;Ψf = potenziale idrico fogliare;Ψaria = potenziale idrico dell’atmosfera;Rs = resistenza suolo;Rr = resistenza radicale;Rst= resistenza del fusto;Rf = resistenza fogliare;E = ambiente esterno.

Il potenziale Il potenziale delldell’’acqua nelle acqua nelle

piantepiante

0.05 ÷ -0.5 MPa

Correlazione teorica Correlazione teorica tra concentrazione tra concentrazione

salina, conduttivitsalina, conduttivitàà e e pressione osmotica di pressione osmotica di

soluzioni acquosesoluzioni acquose

Sali Sali ‰‰ = 0,64 * EC= 0,64 * ECBar = 0,36 * ECBar = 0,36 * ECMeqMeq/l = 10 * (EC)/l = 10 * (EC)1,091,09

Effetti della Effetti della salinitsalinitàà sulle sulle

piantepiante

Riduzione assorbimento idrico ➨Riduzione degli scambi gassosi ➨Riduzione della crescita ➨Riduzione produzione

Resistenza Resistenza alla salinitalla salinitààdi specie di specie

floricole ed floricole ed ornamentaliornamentali

ConducibilitConducibilitàà elettrica di soluzioni di alcuni tra i pielettrica di soluzioni di alcuni tra i piùù comuni comuni concimi impiegati nella nutrizione delle piante (1 g/l).concimi impiegati nella nutrizione delle piante (1 g/l).

EC e nutrizioneEC e nutrizione

•• La sommatoria dei macro e microelementi La sommatoria dei macro e microelementi moltiplicati per 1,44 (fattore di moltiplicati per 1,44 (fattore di moltiplicazione per passare da mg a moltiplicazione per passare da mg a μμS/cm) fornisce una indicazione del S/cm) fornisce una indicazione del contributo totale degli elementi nutritivi contributo totale degli elementi nutritivi alla EC della soluzione nutritiva ritenuta alla EC della soluzione nutritiva ritenuta ottimale per diverse specie.ottimale per diverse specie.

•• [[In questo calcolo In questo calcolo èè escluso l'apporto di EC escluso l'apporto di EC dovuto all'acqua di irrigazionedovuto all'acqua di irrigazione]]..

Soluzioni nutritive impiegate per la Soluzioni nutritive impiegate per la coltivazione idroponica di alcune specie coltivazione idroponica di alcune specie

floricole (mg/l)floricole (mg/l) Garofano Rosa Gerbera Crisantemo Freesia N-NO3 180 155 158 147 203 N-NH4 14 18 21 14 18 P 40 40 40 40 39 K 244 196 215 196 300 Ca 150 140 120 120 135 Mg 25 20 25 25 36 S 40 40 40 40 48 Fe 1.4 1.4 2 3.5 1.4 Mn 0.55 0.3 0.3 1.1 0.55 B 0.3 0.2 0.3 0.2 0.27 Zn 0.26 0.23 0.26 0.2 0.26 Mo 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Cu 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 pH 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 EC mS/cm 1.7 1.5 1.5 1.4 1.9 ∑ mg/1000 695 620 622 590 780

x 1.44= mS/cm 1.0 0.89 0.90 0.85 1.12

Effetto della EC della soluzione nutritiva dovuta allEffetto della EC della soluzione nutritiva dovuta all’’incremento di incremento di NaClNaCl((mmolimmoli) o dei macronutrienti sulla produzione (peso fresco totale fior) o dei macronutrienti sulla produzione (peso fresco totale fiori) i)

in alcune specie da fiore reciso in alcune specie da fiore reciso

GERBERA ROSA GAROFANO EC/NaCl kg m-2 EC/NaCl kg m-2 EC/NaCl kg m-2

1.8/0 5.12 1.9/0 13.4 1.7/0 14.8 2.2/4 4.74 2.5/5 14 2.6/7.5 14 2.7/8 4.62 3.1/10 12.6 3.5/15 14

3.2/12 4.04 3.7/15 12.4 4.3/22.5 14 3.7/16 4.22 4.5/20 12.4 5.2/30 13.7 3.7/0 4.47 4.5/0 12.7 5.2/0 12

LILIUM ASIATICI LILIUM ORIENTALI EC/NaCl kg m-2 EC/NaCl kg m-2 1.5/0 3.55 1.5/0 3.43 1.8/3 3.65 1.8/3 3.24 2.2/6 3.65 2.2/6 3.26 2.5/9 3.38 2.5/9 3.24 2.8/12 3.52 2.8/12 3.04 2.8/0 3.2 2.8/0 3.08

Modello di Modello di MaasMaas--HoffmannHoffmann delldell’’effetto della saliniteffetto della salinitààsulla diminuzione di produzionesulla diminuzione di produzione

Y = produzione della coltivazione rispetto alla massima possibile (%)EC = salinità (dS/cm)S = EC massima oltre si assiste a un decremento della produzionem = pendenza (%/dS/m) indice di decremento produttivo (SYD).

80

60

40

20

0dS m-1

100

S 1 2 3 4 5 6

Y = 100- m (EC-S)

%

RiduzioneRiduzione di produzione in gerbera in di produzione in gerbera in funzione della ECfunzione della EC

80

60

40

20

0

dSm-1

100

1 2 3 4 5 6

Peso

Fiori

%

Tolleranza alla Tolleranza alla salinitsalinitàà in colture in colture

da fiore da fiore ((P=P= in peso della in peso della

pianta; pianta; F=F= in in numero di numero di

fiori/pianta)fiori/pianta)

COLTURA ESTRATTO SATURO DEL SUOLO

ACQUA IRRIGUA

Soglia dS m-1

Pendenza %/ dS m-1

SogliadS m-1

Pendenza %/ dS m-1

Agerato (P) 1,2 13,7 0,8 20,5 (F) 0,6 14,1 0,4 21,1 Alisso (F) 0,8 18,0 0,5 27,0 Alstroemeria (P) 0,9 10,0 0,6 15,0 Anthurium (P) 0,9 18,7 0,6 28,1 Celosia (P) 1,2 2,1 0,8 3,1 (F) 1,2 8,0 0,8 12,0 Cosmea (P) 1,7 11,3 1,1 17,0 (F) 1,5 13,5 1,0 20,3 Crisantemo (P) 0,9 8,7 0,6 13,1 Garofano (P) 2,5 3,9 1,7 5,8 Gerbera (P) 0,9 14,1 0,6 21,2 Hippeastrum (P) 0,9 11,7 0,6 17,6 Petunia (F) 1,8 3,6 1,2 5,4 Rosa (P) 1,5 9,7 1,0 14,6 (F) 1,2 10,3 0,8 15,5 Tagete (P) 1,2 5,3 0,8 8,0 (F) 1,1 12,5 0,8 18,8 Zinnia (P) 1,0 8,0 0,7 11,9 (F) 0,9 18,9 0,7 28,3

PerditaPerdita di produzione attesa per alcune di produzione attesa per alcune colture floricole in funzione della ECcolture floricole in funzione della EC

COLTURA EC

Perdita attesa 0% 10% 25% 50% 100%

Gerbera 0.6 1.1 1.8 3.0 5.3

Crisantemo 0.6 1.4 2.5 4.4 8.2

Rosa 1.0 1.7 2.7 4.4 7.8

Garofano 1.7 3.4 5.3 9.6 18.2

Valore soglia di salinitValore soglia di salinitàà ((dSdS/cm) e decremento /cm) e decremento produttivo (SYD, % per produttivo (SYD, % per dSdS/cm) in specie floricole /cm) in specie floricole

coltivate in idroponica coltivate in idroponica

COLTURA S

dS m-1

SYD

%/ dS m -1

Anthurium 0.8-0.9 7.8-13.2

Bouvardia 2.1 16.8

Garofano 4.3 3.9

Gerbera 1.5 9.8

Lilium Asiatici 1.6 4.6

Lilium Orientali 1.6 9.6

Rosa 2.1 5.3

Sostanze caratterizzanti Sostanze caratterizzanti

Calcio (CaCalcio (Ca2+2+) e Magnesio (Mg) e Magnesio (Mg2+2+))•• Vengono assorbiti in quantitVengono assorbiti in quantitàà notevole dalle notevole dalle

piante e non sono tossici nemmeno ad piante e non sono tossici nemmeno ad elevate concentrazioni.elevate concentrazioni.

•• Se presenti in notevole quantitSe presenti in notevole quantitàà reagiscono reagiscono con carbonati e bicarbonati a formare il con carbonati e bicarbonati a formare il calcare che si deposita nelle tubazioni, sugli calcare che si deposita nelle tubazioni, sugli ugelli e sulle foglie. ugelli e sulle foglie.

•• Somma delle concentrazioni di CaSomma delle concentrazioni di Ca2+2+ e Mge Mg2+2+

rappresenta la durezza totale. rappresenta la durezza totale.

Sodio (Sodio (NaNa++))•• Viene assorbito dalle piante (Viene assorbito dalle piante (èè indispensabile a indispensabile a

basse concentrazioni) ma tende ad accumularsi basse concentrazioni) ma tende ad accumularsi nel suolo/substrato e provoca effetti tossici sulla nel suolo/substrato e provoca effetti tossici sulla vegetazione e un peggioramento delle vegetazione e un peggioramento delle caratteristiche fisiche del suolo.caratteristiche fisiche del suolo.

Cloruri (ClCloruri (Cl--))•• Vengono assorbiti dalle piante (sono Vengono assorbiti dalle piante (sono

indispensabili a basse concentrazioni) ma tendono indispensabili a basse concentrazioni) ma tendono ad accumularsi nel suolo o nel substrato e ad accumularsi nel suolo o nel substrato e provocano effetti tossici sulla vegetazione. provocano effetti tossici sulla vegetazione.

Carbonati (COCarbonati (CO3322--) e ) e BicarbonatiBicarbonati (HCO(HCO33

--))

•• Un progressivo accumulo nel suolo o nel Un progressivo accumulo nel suolo o nel substrato provoca un aumento del pH.substrato provoca un aumento del pH.

•• In presenza di calcio e magnesio il carbonato In presenza di calcio e magnesio il carbonato forma composti insolubili (calcare) che forma composti insolubili (calcare) che possono provocare problemi agli impianti possono provocare problemi agli impianti idraulici e incrostazioni sulle lamine fogliari.idraulici e incrostazioni sulle lamine fogliari.

•• I carbonati sono presenti solo se il pH I carbonati sono presenti solo se il pH èèsuperiore ad 8,0superiore ad 8,0--8,3.8,3.

•• Indicati anche con il termine Indicati anche con il termine ““alcalinitalcalinità”à”. .

Solfati (SOSolfati (SO4422--))

•• Lo zolfo (S) Lo zolfo (S) èè un elemento un elemento indispensabile per la vita delle piante e indispensabile per la vita delle piante e viene assorbito (come solfato) in viene assorbito (come solfato) in notevoli quantitnotevoli quantitàà, se la concentrazione , se la concentrazione presente nellpresente nell’’acqua acqua èè eccessiva possono eccessiva possono verificarsi accumuli nel suolo o nel verificarsi accumuli nel suolo o nel substrato con conseguente aumento substrato con conseguente aumento della salinitdella salinitàà e depositi fogliari. e depositi fogliari.

MacroMacro-- e microe micro--nutrienti nutrienti •• Informa sul Informa sul ““potere fertilizzantepotere fertilizzante”” delldell’’acqua e indica i acqua e indica i

possibili rischi di tossicitpossibili rischi di tossicitàà legati alla concentrazione dei legati alla concentrazione dei microelementi, dipendente anche dal pH dellmicroelementi, dipendente anche dal pH dell’’acqua (i acqua (i rischi aumentano al diminuire del pH).rischi aumentano al diminuire del pH).

Azoto nitrico (NAzoto nitrico (N--NONO3322--), Azoto ammoniacale (N), Azoto ammoniacale (N--

NHNH44++), Fosfati (PO), Fosfati (PO44

33--), Potassio (), Potassio (KK++))•• Nutrienti assorbiti in maggiore quantitNutrienti assorbiti in maggiore quantitàà dai vegetali.dai vegetali.•• Difficilmente arrivano a concentrazioni tossiche.Difficilmente arrivano a concentrazioni tossiche.•• Conoscere la concentrazione nellConoscere la concentrazione nell’’acqua irrigua per il piano acqua irrigua per il piano

di concimazione (di concimazione (fertirrigazionefertirrigazione). ).

Rame (Cu), Zinco (Rame (Cu), Zinco (ZnZn), Boro (B), Molibdeno (Mo) ), Boro (B), Molibdeno (Mo)

•• Indispensabili Indispensabili –– a bassa concentrazione a bassa concentrazione –– per la vita delle piante, possono per la vita delle piante, possono raggiungere concentrazioni tossiche raggiungere concentrazioni tossiche (variabili con la specie).(variabili con la specie).

•• Possono causare danni anche per Possono causare danni anche per accumulo sulla superficie fogliare. accumulo sulla superficie fogliare.

Ferro (Fe) e Manganese (Mn)Ferro (Fe) e Manganese (Mn)

•• Elementi importanti per la vita delle piante ma Elementi importanti per la vita delle piante ma in concentrazione eccessiva formano precipitati in concentrazione eccessiva formano precipitati di colore rossastro o brunodi colore rossastro o bruno--rossastro che rossastro che possono danneggiare gli impianti e sporcare le possono danneggiare gli impianti e sporcare le foglie.foglie.

•• Bassi livelli Bassi livelli provocano decadimento provocano decadimento commerciale del prodotto commerciale del prodotto

•• Alti livelli Alti livelli riduzione dello sviluppo fogliare e riduzione dello sviluppo fogliare e delldell’’intera pianta. intera pianta.

Sostanze tossiche Sostanze tossiche Tensioattivi anionici (MBAS, BIAS)Tensioattivi anionici (MBAS, BIAS)•• Sono contenuti nei detersivi, possono essere tossici per Sono contenuti nei detersivi, possono essere tossici per

le piante. le piante.

Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Nichel (Ni), Piombo Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Nichel (Ni), Piombo ((PbPb), Mercurio (Hg) ), Mercurio (Hg)

•• ““Metalli pesanti", oltre certi limiti tossici per lMetalli pesanti", oltre certi limiti tossici per l’’uomo e per uomo e per le piante. Possono essere di origine geologica ma speso le piante. Possono essere di origine geologica ma speso frutto di attivitfrutto di attivitàà umane. umane.

Fluoruri (FFluoruri (F--))•• Possono essere tossici oltre determinate concentrazioni. Possono essere tossici oltre determinate concentrazioni.

Concentrazioni Concentrazioni massime tollerabili massime tollerabili di alcuni elementi di alcuni elementi minori con uso minori con uso

continuato continuato delldell’’irrigazioneirrigazione

O,2

O,01

O,2

O,01

Parametri legati al rischio di Parametri legati al rischio di occlusione dei occlusione dei gocciolatorigocciolatori

Solidi totali sospesi (STS) o materiali in Solidi totali sospesi (STS) o materiali in sospensione totali (TSS)sospensione totali (TSS)

•• Materiali inorganici (sabbia, limo, argilla) o organici che Materiali inorganici (sabbia, limo, argilla) o organici che possono creare problemi di occlusione negli impianti possono creare problemi di occlusione negli impianti idraulici.idraulici.

Colonie a 22Colonie a 22°°CC•• Indica il numero totale dei batteri presenti nellIndica il numero totale dei batteri presenti nell’’acqua, acqua,

valori superiori a 10.000 UFC/mL possono indicare un valori superiori a 10.000 UFC/mL possono indicare un rischio di occlusione degli ugelli. rischio di occlusione degli ugelli.

LL’’interpretazione del certificatointerpretazione del certificatodi analisidi analisi

•• Difficile individuare i Difficile individuare i ““valori limitevalori limite””, cio, cioèè le concentrazioni le concentrazioni oltre le quali una certa sostanza può divenire dannosa.oltre le quali una certa sostanza può divenire dannosa.–– Le specie coltivate hanno diversa tolleranza e la tecnica colturLe specie coltivate hanno diversa tolleranza e la tecnica colturale ale

influisce in modo determinante su questa soglia.influisce in modo determinante su questa soglia.

•• La valutazione della qualitLa valutazione della qualitàà di undi un’’acqua irrigua deve acqua irrigua deve essere fatta valutando le relazioni che intercorrono tra i essere fatta valutando le relazioni che intercorrono tra i vari parametri. vari parametri.

•• Le unitLe unitàà di misura utilizzate per esprimere i risultati di misura utilizzate per esprimere i risultati possono essere diverse. possono essere diverse.

La valutazione dei risultati dellLa valutazione dei risultati dell’’analisianalisi

La valutazione dei risultati dellLa valutazione dei risultati dell’’analisianalisi

Acidificazione dellAcidificazione dell’’acqua irrigua acqua irrigua

•• Nella Nella fertirrigazionefertirrigazione, si ricorre all, si ricorre all’’acidificazione dellacidificazione dell’’acqua acqua per ridurre le incrostazioni e mantenere il pH del per ridurre le incrostazioni e mantenere il pH del substrato entro valori ottimali (< 7,0) compresi tra 5,5 e substrato entro valori ottimali (< 7,0) compresi tra 5,5 e 6,5. 6,5.

•• Gli acidi usati (nitrico, fosforico e solforico) sono anche Gli acidi usati (nitrico, fosforico e solforico) sono anche dei fertilizzanti ed dei fertilizzanti ed èè necessario conoscere la quantitnecessario conoscere la quantitàà di di nutrienti apportati con lnutrienti apportati con l’’operazione di acidificazione.operazione di acidificazione.

•• PiPiùù che il pH dellche il pH dell’’acqua irrigua interessa la sua alcalinitacqua irrigua interessa la sua alcalinitàà, , ciocioèè, la concentrazione equivalente (, la concentrazione equivalente (meqmeq/L) di ione /L) di ione bicarbonato (HCObicarbonato (HCO33

--), e carbonato (CO), e carbonato (CO3322--))

•• LL’’alcalinitalcalinitàà determina il fabbisogno di acido per la determina il fabbisogno di acido per la correzione del pH. correzione del pH.

QuantitQuantitàà di acido (mL/L) da aggiungere in di acido (mL/L) da aggiungere in funzione della quantitfunzione della quantitàà di di bicarbonatibicarbonati presenti presenti

nellnell’’acqua irrigua e il pH desideratoacqua irrigua e il pH desiderato

Bicarbonato (mg/L)

pH Acido nitrico Acido fosforico Acido solforico

250 5,5 0,248 0,243 0,204 200 5,5 0,198 0,194 0,163 150 5,5 0,149 0,146 0,122 100 5,5 0,099 0,097 0,082 50 5,5 0,050 0,049 0,041

250 6,0 0,195 0,191 0,161 200 6,0 0,156 0,153 0,129 150 6,0 0,117 0,115 0,097 100 6,0 0,078 0,077 0,064 50 6,0 0,039 0,038 0,032

Tecniche utilizzate per i processi Tecniche utilizzate per i processi di dissalazionedi dissalazione

•• Tecniche che sfruttano lTecniche che sfruttano l’’evaporazione dellevaporazione dell’’acqua (multipli acqua (multipli effetti, evaporazione solare, termocompressione, effetti, evaporazione solare, termocompressione, espansioni multiple) espansioni multiple)

•• Tecniche che sfruttano il congelamento (processo per Tecniche che sfruttano il congelamento (processo per congelamento diretto)congelamento diretto)

•• Tecniche basate sullTecniche basate sull’’impiego di membrane permeabili ai impiego di membrane permeabili ai sali (elettrodialisi)sali (elettrodialisi)

•• Tecniche basate sullTecniche basate sull’’impiego di resine scambiatrici di ioni impiego di resine scambiatrici di ioni (scambio ionico)(scambio ionico)

•• Tecniche basate sullTecniche basate sull’’impiego di membrane impiego di membrane semipermeabili (osmosi inversa)semipermeabili (osmosi inversa)

Scambiatori a resineScambiatori a resine

•• Per il trattamento di volumi non troppo elevati di Per il trattamento di volumi non troppo elevati di acqua (alimentazione di acqua (alimentazione di fogfog o o coolingcooling systemsystem, , nebulizzazioni ecc.).nebulizzazioni ecc.).

•• LL’’acqua viene fatta passare prima attraverso un acqua viene fatta passare prima attraverso un letto di resina cationica che ha elevata attivitletto di resina cationica che ha elevata attivitàà di di scambio con i cationi e che si rigenera con acido scambio con i cationi e che si rigenera con acido cloridrico (HCI)cloridrico (HCI)

•• Successivamente su un letto di resina anionica Successivamente su un letto di resina anionica che ha elevata attivitche ha elevata attivitàà di scambio con gli anioni e di scambio con gli anioni e che si rigenera con soda (che si rigenera con soda (NaOHNaOH). ).

Osmosi inversaOsmosi inversa

•• Per il trattamento di grandi volumi di acqua.Per il trattamento di grandi volumi di acqua.•• Gli impianti attualmente in commercio si Gli impianti attualmente in commercio si

distinguono per:distinguono per:–– la qualitla qualitàà delldell’’acqua accettata in entrata espressa acqua accettata in entrata espressa

in mg/L di sali disciolti totali (TDS) che vanno da in mg/L di sali disciolti totali (TDS) che vanno da 15001500--2000 mg/L (bassa salinit2000 mg/L (bassa salinitàà), a 5000 mg/L ), a 5000 mg/L (acque salmastre), fino a 15.000 mg/L (acqua (acque salmastre), fino a 15.000 mg/L (acqua marina)marina)

–– la produzione che può variare da pochi metri cubi la produzione che può variare da pochi metri cubi fino a oltre 1000 metri cubi al giornofino a oltre 1000 metri cubi al giorno

Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamento

•• Quando due soluzioni a diversa concentrazione vengono Quando due soluzioni a diversa concentrazione vengono poste a contatto attraverso una membrana poste a contatto attraverso una membrana semipermeabile (ciosemipermeabile (cioèè permeabile al solvente e non al permeabile al solvente e non al soluto) si ha spontaneamente un passaggio di acqua soluto) si ha spontaneamente un passaggio di acqua dalla soluzione pidalla soluzione piùù diluita a quella pidiluita a quella piùù concentrata. concentrata.

•• Si definisce pressione osmotica la pressione che bisogna Si definisce pressione osmotica la pressione che bisogna esercitare su una soluzione a contatto con il solvente esercitare su una soluzione a contatto con il solvente puro attraverso una membrana semipermeabile per puro attraverso una membrana semipermeabile per annullare il flusso di solvente verso la soluzione. annullare il flusso di solvente verso la soluzione.

•• Se esercitiamo una graduale pressione sulla soluzione Se esercitiamo una graduale pressione sulla soluzione pipiùù concentrata il flusso di solvente risulterconcentrata il flusso di solvente risulteràà ostacolato ostacolato fino a essere annullato e poi invertito. fino a essere annullato e poi invertito.

Osmosi inversaOsmosi inversa

Impianti di osmosi inversaImpianti di osmosi inversa•• L'osmosi inversa può essere usata L'osmosi inversa può essere usata

per la separazione dell'acqua da per la separazione dell'acqua da tutte le sostanze in essa disciolte, tutte le sostanze in essa disciolte, per aumentare la concentrazione per aumentare la concentrazione di queste ultime o per produrre di queste ultime o per produrre acqua che sia essenzialmente priva acqua che sia essenzialmente priva di sali.di sali.

•• Per avere flussi di acqua sufficienti Per avere flussi di acqua sufficienti si adottano pressioni operative si adottano pressioni operative molto elevate tra i 10 e i 70 bar (la molto elevate tra i 10 e i 70 bar (la pressione osmotica dellpressione osmotica dell’’acqua di acqua di mare mare èè intorno ai 22 bar). intorno ai 22 bar).

Impianti di osmosi inversaImpianti di osmosi inversa

Indici calcolati Indici calcolati •• La necessitLa necessitàà di considerare le relazioni di considerare le relazioni

tra le concentrazioni dei diversi ioni ha tra le concentrazioni dei diversi ioni ha stimolato lstimolato l’’introduzione di vari indici introduzione di vari indici calcolati a partire dai dati analitici; quelli calcolati a partire dai dati analitici; quelli che hanno un interesse nel che hanno un interesse nel florovivaismoflorovivaismosono:sono:

•• SARSAR•• Rapporto cloruri/Rapporto cloruri/bicarbonatibicarbonati•• Bilancio ionicoBilancio ionico

SodiumSodium AdsorptionAdsorption Ratio (SAR) Ratio (SAR) •• NaNa viene adsorbito dai colloidi del suolo e ne determina viene adsorbito dai colloidi del suolo e ne determina

la la deflocculazionedeflocculazione con importanti effetti sulla con importanti effetti sulla permeabilitpermeabilitàà..

•• Il rischio Il rischio èè ridotto dalla presenza di Ca e Mg e viene ridotto dalla presenza di Ca e Mg e viene valutato con il seguente indice (concentrazioni in valutato con il seguente indice (concentrazioni in meq/L): meq/L):

•• Si considerano rischiose acque irrigue con valore del SAR Si considerano rischiose acque irrigue con valore del SAR superiore a 10 (a 5, per le colture florovivaistiche). superiore a 10 (a 5, per le colture florovivaistiche).

2

22 ++

+

+=

MgCaNaSAR

Rapporto cloruri/Rapporto cloruri/bicarbonatibicarbonati•• I valori di salinitI valori di salinitàà delle acque sotterranee variano durante delle acque sotterranee variano durante

ll’’anno, e sono pianno, e sono piùù alti durante la stagione siccitosa.alti durante la stagione siccitosa.•• Una causa di questa variazione in molte aree costiere Una causa di questa variazione in molte aree costiere

italiane italiane èè ll’’intrusione di acqua di mare nelle falde idriche.intrusione di acqua di mare nelle falde idriche.•• LL’’acqua marina acqua marina èè ricchissima in ioni cloruro, poco presente ricchissima in ioni cloruro, poco presente

nelle acque di sottosuolo, che invece contengono nelle acque di sottosuolo, che invece contengono concentrazioni relativamente elevate di carbonati e concentrazioni relativamente elevate di carbonati e bicarbonatibicarbonati..

•• Un aumento del rapporto di concentrazione tra ioni cloruro Un aumento del rapporto di concentrazione tra ioni cloruro e ioni carbonato/bicarbonato può indicare una possibile e ioni carbonato/bicarbonato può indicare una possibile contaminazione dellcontaminazione dell’’acqua di falda da parte di quella acqua di falda da parte di quella marina. marina.

1

1

Bilancio ionico Bilancio ionico •• Il Il ““bilancio ionicobilancio ionico”” confronta la somma delle concentrazioni confronta la somma delle concentrazioni

(in (in meqmeq/L) dei cationi (Ca/L) dei cationi (Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, , NaNa++, , KK++) con quella ) con quella degli anioni (COdegli anioni (CO33

22--, HCO, HCO33--, Cl, Cl--, SO, SO44

22--, NO, NO33--).).

•• La somma delle concentrazioni (in La somma delle concentrazioni (in meqmeq/L) dei cationi C (o /L) dei cationi C (o degli anioni A) degli anioni A) èè empiricamente legata alla EC dalla empiricamente legata alla EC dalla seguente espressione: seguente espressione:

EC (dS/m) = 0,1 • C

Le analisi da fare in Le analisi da fare in aziendaazienda

•• Una coltivazione razionale non può prescindere Una coltivazione razionale non può prescindere dalla verifica analitica delldalla verifica analitica dell’’acqua irrigua, che acqua irrigua, che deve essere costantemente ripetuta nel tempo deve essere costantemente ripetuta nel tempo per escludere variazioni di composizione che per escludere variazioni di composizione che talvolta si verificano e possono comportare talvolta si verificano e possono comportare effetti negativi sulla coltivazione.effetti negativi sulla coltivazione.

•• Un ausilio molto importante in questa direzione Un ausilio molto importante in questa direzione èè il controllo periodico in azienda del pH e della il controllo periodico in azienda del pH e della EC dellEC dell’’acqua. acqua.

Norme generali per lNorme generali per l’’uso del uso del pHmetropHmetro

1.1. Mantenere il bulbo di lettura (elettrodo) costantemente umido;Mantenere il bulbo di lettura (elettrodo) costantemente umido;2.2. Conservare lConservare l’’elettrodo immerso in acqua (non usare acqua distillata) elettrodo immerso in acqua (non usare acqua distillata)

o nello nell’’apposita soluzione di conservazione (può essere sufficiente apposita soluzione di conservazione (può essere sufficiente inserire nel cappuccio di protezione del bulbo un batuffolo di cinserire nel cappuccio di protezione del bulbo un batuffolo di cotone otone umido); umido);

3.3. Verificare frequentemente la taratura immergendo lVerificare frequentemente la taratura immergendo l’’elettrodo nelle elettrodo nelle apposite soluzioni tampone a pH noto (in genere pH 7,0 e 4,0); apposite soluzioni tampone a pH noto (in genere pH 7,0 e 4,0);

4.4. Se la lettura si discosta sensibilmente dal valore nominale Se la lettura si discosta sensibilmente dal valore nominale (tollerabile un errore di 0,1(tollerabile un errore di 0,1--0,2) procedere a una nuova taratura 0,2) procedere a una nuova taratura seguendo le istruzioni riportate sul manuale dseguendo le istruzioni riportate sul manuale d’’uso; uso;

5.5. Se Se èè necessario molto tempo per raggiungere una lettura stabile necessario molto tempo per raggiungere una lettura stabile pulire accuratamente lpulire accuratamente l’’elettrodo con acqua (esistono in commercio elettrodo con acqua (esistono in commercio anche apposite soluzioni di lavaggio); anche apposite soluzioni di lavaggio);

6.6. Conservare lo strumento al riparo dallConservare lo strumento al riparo dall’’umiditumiditàà e dal caldo. e dal caldo.

pHmetripHmetri

Norme generali per lNorme generali per l’’uso del conduttimetro uso del conduttimetro

1.1. Il valore di EC Il valore di EC èè dipendente dalla temperatura delldipendente dalla temperatura dell’’acqua acqua nellnell’’esprimere i risultati si deve indicare il valore della temperatuesprimere i risultati si deve indicare il valore della temperatura ra di riferimento (20 o 25di riferimento (20 o 25°°C).C).

2.2. Gran parte degli strumenti in commercio sono dotati di un Gran parte degli strumenti in commercio sono dotati di un dispositivo di dispositivo di ““compensazione automaticacompensazione automatica””. .

3.3. Se lo strumento Se lo strumento èè dotato di questo dispositivo le letture possono dotato di questo dispositivo le letture possono essere utilizzate senza ulteriori calcoli; diversamente essere utilizzate senza ulteriori calcoli; diversamente èè necessario necessario rilevare manualmente la temperatura ed effettuare una rilevare manualmente la temperatura ed effettuare una ““conversioneconversione”” anche in fase di taratura; anche in fase di taratura;

4.4. La taratura deve essere verificata frequentemente immergendo La taratura deve essere verificata frequentemente immergendo ll’’elettrodo nelle apposite soluzioni standard.elettrodo nelle apposite soluzioni standard.

5.5. Se la lettura si discosta sensibilmente dal valore nominale Se la lettura si discosta sensibilmente dal valore nominale (tollerabile un errore di 0,1(tollerabile un errore di 0,1--0,2 0,2 mSmS/cm) procedere a una nuova /cm) procedere a una nuova taratura seguendo le istruzioni riportate sul manuale dtaratura seguendo le istruzioni riportate sul manuale d’’uso; uso;

6.6. LL’’elettrodo deve essere periodicamente pulito; elettrodo deve essere periodicamente pulito; 7.7. Conservare lo strumento al riparo dallConservare lo strumento al riparo dall’’umiditumiditàà e dal caldo. e dal caldo.

°C +100

+80

+60+40

+20

0-20

ConduttivimetriConduttivimetri

ANALISIPERCHÉ??

GRAZIE PER L’ATTENZIONE