L'irrigazione a goccia - Kataweb

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Sistema d'irrigazione a goccia in parcelle sperimentali all'Università di Hawaii. Nella fotografia a sinistra tubi di plastica di diametro ridotto distribuiscono l'acqua alle singole piantine di lattuga per mezzo di fori sottili. Le macchie di umidità che si vedono sulla superficie del terreno dimostrano la precisione con cui viene distribuita l'acqua. Nella fotografia a destra una parcella con piante di lattuga irrigate per quattro settimane con il sistema a goccia. In alcuni sistemi più com- plessi sui tubi di plastica sono installati speciali distributori di acqua. C irca 40 anni fa Symcha Blass, un ingegnere israeliano, osservò che un grosso albero situato vicino a un rubinetto che gocciolava esibiva uno sviluppo più vigoroso degli altri alberi dello stesso campo non raggiunti dall'ac- qua del rubinetto. Sapendo che i metodi tradizionali d'irrigazione sprecano molta dell'acqua che si applica alle colture, l'osservazione del rubinetto che goccio- lava lo indusse al concetto di un sistema d'irrigazione che potesse distribuire l'ac- qua in piccole dosi, letteralmente goccia a goccia. Egli ideò e brevettò allora un sistema a bassa pressione per la distribu- zione di piccole quantità di acqua a in- tervalli frequenti direttamente nella zona delle radici delle piante. La tecnica, co- me sviluppata da Blass e successivamente perfezionata da lui stesso e da diversi fabbricanti, consiste nel collocare dei tubi di plastica di piccolo diametro sulla su- perficie del campo accanto ai filari delle piante e distribuire l'acqua lentamente, ma con turni frequenti attraverso fori o speciali distributori situati a distanze opportune lungo i tubi. Il concetto, che è attualmente denominato irrigazione a goccia o irrigazione per gocciolamento, è stato accolto favorevolmente e si è dimo- strato particolarmente valido nelle regio- ni aride e dove il costo del lavoro è elevato. Un vantaggio inatteso è che il sistema funziona abbastanza bene anche con acque salmastre, quali quelle che si rinvengono spesso negli ambienti siccitosi. In molte regioni del mondo gli agricol- tori irrigano ancora con i sistemi di 5000 anni fa, allagando i loro campi o convo- gliando l'acqua alle colture attraverso solchi paralleli. Con questi metodi d'irri- gazione le piante utilizzano solo dal 30 al 60 per cento dell'acqua distribuita; la preparazione della superficie dei campi e le cure richieste da questi sistemi necessi- tano inoltre di molta manodopera. Mal- grado la sua inefficienza il metodo per scorrimento a solchi distanziati può an- cora essere economicamente conveniente laddove l'acqua è largamente disponibile e la manodopera non è costosa. In regio- ni quali la California e le Hawaii, dove si devono affrontare non solo i problemi delle limitate risorse idriche, ma anche quelli del continuo aumento dei costi del lavoro, dell'energia e dell'acqua, il siste- ma d'irrigazione a goccia è stato adotta- to subito e con successo. Attualmente la California, che lo scorso anno si classifi- cò al terzo posto tra le regioni più aride, ha il 15 per cento della superficie totale mondiale (circa 162 000 ettari) irrigata con sistemi a goccia. Il principio fondamentale su cui si ba- sa l'irrigazione a goccia si può far risali- re a esperimenti condotti in Germania intorno al 1860. Gli agricoltori, nel ten- tativo di combinare l'irrigazione e il dre- naggio nei terreni in cui il livello dell'ac- qua si alza e si abbassa nel corso del- l'anno, collocarono dei tubi di argilla con i giunti aperti a circa 0,8 metri dalla superficie del suolo. Verso il 1930, in Australia, i frutticoltori con risorse idri- che piuttosto limitate escogitarono un sistema per irrigare i pescheti utilizzando tubi di ferro galvanizzato del diametro di cinque centimetri e con fori praticati con uno scalpello. Nel 1948 in Gran Breta- gna gli agricoltori cominciarono ad adot- tare un sistema simile per la coltivazione dei pomodori in serra. Le tecniche dell'irrigazione a goccia furono introdotte negli Stati Uniti nei primi anni sessanta quando numerosi o- peratori del settore vivaistico installaro- no il sistema in serra. A cominciare dal 1968 fu adottato in California nei frutte- ti e per le colture a filari; da allora è stato adottato per numerose altre colture tra cui pomodoro, uva, fragola, granoturco, ananas e canna da zucchero. (L'irriga- zione a goccia non è idonea per colture a elevata densità di piante per unità di superficie, quali cereali da granella ed er- ba medica, in quanto la notevole quanti- tà di tubazioni richieste rende il sistema antieconomico.) Q uando nel 1930 Blass ideò l'irrigazio- ne a goccia non era ancora disponi- bile il materiale necessario per costruire, a costi ragionevoli, un sistema a bassa pressione. Solo dopo la seconda guerra mondiale, con il rapido sviluppo dell'in- dustria del materiale plastico, divenne economicamente conveniente la fabbri- cazione di tubi flessibili di piccolo dia- metro e chimicamente resistenti. I primi sistemi d'irrigazione a goccia consisteva- no di tubi capillari di plastica di piccolo diametro (un millimetro) collegati a tubi più grossi. L'attrito all'interno dei tubi limitava l'efflusso dell'acqua nel terreno da ogni punto di uscita a due - quattro litri per ora. Dapprima tutto l'impianto era collocato nel terreno; in seguito, a causa delle inadeguate tecniche di filtra- zione di quel tempo e delle frequenti ostruzioni dei tubi, gli apparati di distri- buzione furono sistemati sulla superficie del terreno. Questa modifica rese più facile il controllo dei tubi che si ottura- vano e mantenne nello stesso tempo il principale vantaggio del sistema: l'appli- cazione dell'acqua direttamente nella zo- na delle radici della pianta. Allo scopo di prevenire l'otturamento dei tubicini Blass perfezionò il sistema originale con l'applicazione di un irriga- tore a spirale; questo è formato da un tubicino spiralato racchiuso in un conte- nitore rigido. Costringendo l'acqua a fa- re un cammino più lungo si riduce la pres- sione di scarico e ciò rende possibile la fuoriuscita dell'acqua da un foro più grande. Nel 1960 in Israele diversi sperimenta- tori conseguirono successi spettacolari quando adottarono il sistema di Blass nelle aree desertiche del Negev e dell'A- rava. Le produzioni che prima si poteva- no conseguire con l'irrigazione pe. rimento a solchi o con l'irrigazione a pioggia erano piuttosto basse. La princi- pale causa della scarsa produttività delle colture risiedeva nel fatto che l'acqua irrigua era alquanto salmastra. Come r i- ferirò più in dettaglio in seguito, con l'ir- rigazione a goccia si possono invece utiliz- zare acque con salinità più elevata. Le condizioni per un'agricoltura red- ditizia nelle aree desertiche erano decisa- mente avverse: non solo a causa della salinità dell'acqua, ma anche per le alte temperature, per la bassa umidità relati- va e per i terreni piuttosto sabbiosi. Mal- grado queste difficoltà l'adozione dei si- stemi di irrigazione a goccia ha determi- nato un sostanziale miglioramento della produttività delle colture. Per esempio, nell'Arava con l'irrigazione a goccia si è avuta una produzione annuale di quasi 583 quintali di pomodori per ettaro, men- tre con l'irrigazione a pioggia la produ- zione era solo di 358 quintali. In un'altra prova si registrò un incremento del 70 per cento nella produzione di meloni; al- tre colture sensibili alla salinità come i cetrioli manifestarono per la prima volta produzioni significative. L'irrigazione a goccia si è dimostrata inoltre vantaggio- sa per il minor consumo di acqua, per la riduzione dei costi di lavoro e per la migliore distribuzione dei fertilizzanti. Un fertilizzante solubile può essere facil- mente distribuito attraverso il sistema d'irrigazione insieme all'acqua. Poiché un sistema a goccia distribuisce l'acqua solo vicino alle piante, il fertilizzante vie- ne quindi applicato dove è più utile. N ello scorso decennio si è sviluppata una intera industria per la proget- tazione e la costruzione dell'attrezzatura per l'irrigazione a goccia. Poiché l'irri- gazione a goccia viene adottata in molti tipi di terreni e in diversissime condizioni topografiche, la progettazione di un si- stema capace di mantenere un flusso u- niforme è una sfida all'ingegnere. Sebbe- ne qualsiasi sistema a goccia si basi sul moto dei liquidi nei condotti, è necessa- rio che tutta l'attrezzatura sia progettata per la coltura da irrigare e per le parti- colari condizioni ambientali in cui si ef- fettua la coltura stessa. Attualmente un tipico sistema di irri- gazione a goccia consta di una rete di condotti di plastica e di tubi di dimensio- ni variabili. Una condotta discretamente grande porta l'acqua ai bordi del campo. Una serie di linee principali di diametro più ridotto la portano quindi nel campo senza tuttavia distribuirla alla coltura. Altre linee secondarie di diametro ancor più ridotto la portano alle linee laterali, le quali la distribuiscono alle piante at- traverso fori o irrigatori. La linea di ali- mentazione (di circa 30 centimetri di dia- metro) e le linee principali (di 15 centi- metri) sono costituite da tubi di plastica rigida generalmente collocati sotto la su- perficie del suolo. Se la rete comprende anche le linee secondarie, queste sono costituite da tubi con diametro variabile tra 7,6 e 15,2 centimetri. Le linee laterali flessibili hanno un diametro variabile tra i 12 e i 32 milli- metri. Esse sono collocate accanto ai fi- lari della coltura sulla superficie del ter- reno o appena al di sotto. Gli irrigatori collegati alla linea laterale (o dei fori spaziati su di essa) permettono la fuori- uscita dell'acqua con una portata varia- bile da uno a sei litri l'ora. Nei frutteti e nei vigneti vi sono da uno a sei punti di distribuzione per pianta in rapporto alle dimensioni e alla densità delle piante; essi sono sistemati parallelamente ai fila- ri o in circolo intorno a ciascuna pianta. Il sistema richiede inoltre una stazione di controllo ai bordi del campo, che nor- malmente comprende un'unità per filtra- re l'acqua e rimuovere quindi le particel- le che potrebbero occludere le linee late- rali, un iniettore per immettere i fertiliz- zanti o altri composti chimici nell'acqua, regolatori della pressione, contatori del- l'acqua e, naturalmente, le valvole e le pompe necessarie per il controllo della portata. Generalmente i diversi sistemi sono progettati in modo tale da poter essere usati manualmente o automatica- mente (per mezzo di timer e valvole) e per irrigare un certo numero di campi nella successione desiderata. Negli Stati Uniti la superficie irrigata con i metodi a goccia, sebbene sia au- L'irrigazione a goccia Tubi di plastica collocati sulla superficie del terreno distribuiscono l'acqua alle piante goccia a goccia. Il sistema riduce gli «stress» idrici della pianta, non spreca acqua e consente di utilizzare le acque salmastre di Kobe Shoji 64 65

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Sistema d'irrigazione a goccia in parcelle sperimentali all'Università diHawaii. Nella fotografia a sinistra tubi di plastica di diametro ridottodistribuiscono l'acqua alle singole piantine di lattuga per mezzo di forisottili. Le macchie di umidità che si vedono sulla superficie del terreno

dimostrano la precisione con cui viene distribuita l'acqua. Nellafotografia a destra una parcella con piante di lattuga irrigate perquattro settimane con il sistema a goccia. In alcuni sistemi più com-plessi sui tubi di plastica sono installati speciali distributori di acqua.

C

irca 40 anni fa Symcha Blass, uningegnere israeliano, osservò cheun grosso albero situato vicino a

un rubinetto che gocciolava esibiva unosviluppo più vigoroso degli altri alberidello stesso campo non raggiunti dall'ac-qua del rubinetto. Sapendo che i metoditradizionali d'irrigazione sprecano moltadell'acqua che si applica alle colture,l'osservazione del rubinetto che goccio-lava lo indusse al concetto di un sistemad'irrigazione che potesse distribuire l'ac-qua in piccole dosi, letteralmente gocciaa goccia. Egli ideò e brevettò allora unsistema a bassa pressione per la distribu-zione di piccole quantità di acqua a in-tervalli frequenti direttamente nella zonadelle radici delle piante. La tecnica, co-me sviluppata da Blass e successivamenteperfezionata da lui stesso e da diversifabbricanti, consiste nel collocare dei tubidi plastica di piccolo diametro sulla su-perficie del campo accanto ai filari dellepiante e distribuire l'acqua lentamente,ma con turni frequenti attraverso forio speciali distributori situati a distanzeopportune lungo i tubi. Il concetto, che èattualmente denominato irrigazione agoccia o irrigazione per gocciolamento, èstato accolto favorevolmente e si è dimo-strato particolarmente valido nelle regio-ni aride e dove il costo del lavoro èelevato. Un vantaggio inatteso è che ilsistema funziona abbastanza bene anchecon acque salmastre, quali quelle che sirinvengono spesso negli ambienti siccitosi.

In molte regioni del mondo gli agricol-tori irrigano ancora con i sistemi di 5000anni fa, allagando i loro campi o convo-gliando l'acqua alle colture attraversosolchi paralleli. Con questi metodi d'irri-gazione le piante utilizzano solo dal 30 al60 per cento dell'acqua distribuita; lapreparazione della superficie dei campi ele cure richieste da questi sistemi necessi-tano inoltre di molta manodopera. Mal-grado la sua inefficienza il metodo perscorrimento a solchi distanziati può an-cora essere economicamente convenienteladdove l'acqua è largamente disponibilee la manodopera non è costosa. In regio-ni quali la California e le Hawaii, dove si

devono affrontare non solo i problemidelle limitate risorse idriche, ma anchequelli del continuo aumento dei costi dellavoro, dell'energia e dell'acqua, il siste-ma d'irrigazione a goccia è stato adotta-to subito e con successo. Attualmente laCalifornia, che lo scorso anno si classifi-cò al terzo posto tra le regioni più aride,ha il 15 per cento della superficie totalemondiale (circa 162 000 ettari) irrigatacon sistemi a goccia.

Il principio fondamentale su cui si ba-sa l'irrigazione a goccia si può far risali-re a esperimenti condotti in Germaniaintorno al 1860. Gli agricoltori, nel ten-tativo di combinare l'irrigazione e il dre-naggio nei terreni in cui il livello dell'ac-qua si alza e si abbassa nel corso del-l'anno, collocarono dei tubi di argillacon i giunti aperti a circa 0,8 metri dallasuperficie del suolo. Verso il 1930, inAustralia, i frutticoltori con risorse idri-che piuttosto limitate escogitarono unsistema per irrigare i pescheti utilizzandotubi di ferro galvanizzato del diametro dicinque centimetri e con fori praticati conuno scalpello. Nel 1948 in Gran Breta-gna gli agricoltori cominciarono ad adot-tare un sistema simile per la coltivazionedei pomodori in serra.

Le tecniche dell'irrigazione a gocciafurono introdotte negli Stati Uniti neiprimi anni sessanta quando numerosi o-peratori del settore vivaistico installaro-no il sistema in serra. A cominciare dal1968 fu adottato in California nei frutte-ti e per le colture a filari; da allora è statoadottato per numerose altre colture tracui pomodoro, uva, fragola, granoturco,ananas e canna da zucchero. (L'irriga-zione a goccia non è idonea per colture aelevata densità di piante per unità disuperficie, quali cereali da granella ed er-ba medica, in quanto la notevole quanti-tà di tubazioni richieste rende il sistemaantieconomico.)

Quando nel 1930 Blass ideò l'irrigazio-ne a goccia non era ancora disponi-

bile il materiale necessario per costruire,a costi ragionevoli, un sistema a bassapressione. Solo dopo la seconda guerra

mondiale, con il rapido sviluppo dell'in-dustria del materiale plastico, divenneeconomicamente conveniente la fabbri-cazione di tubi flessibili di piccolo dia-metro e chimicamente resistenti. I primisistemi d'irrigazione a goccia consisteva-no di tubi capillari di plastica di piccolodiametro (un millimetro) collegati a tubipiù grossi. L'attrito all'interno dei tubilimitava l'efflusso dell'acqua nel terrenoda ogni punto di uscita a due - quattrolitri per ora. Dapprima tutto l'impiantoera collocato nel terreno; in seguito, acausa delle inadeguate tecniche di filtra-zione di quel tempo e delle frequentiostruzioni dei tubi, gli apparati di distri-buzione furono sistemati sulla superficiedel terreno. Questa modifica rese piùfacile il controllo dei tubi che si ottura-vano e mantenne nello stesso tempo ilprincipale vantaggio del sistema: l'appli-cazione dell'acqua direttamente nella zo-na delle radici della pianta.

Allo scopo di prevenire l'otturamentodei tubicini Blass perfezionò il sistemaoriginale con l'applicazione di un irriga-tore a spirale; questo è formato da untubicino spiralato racchiuso in un conte-nitore rigido. Costringendo l'acqua a fa-re un cammino più lungo si riduce la pres-sione di scarico e ciò rende possibile lafuoriuscita dell'acqua da un foro piùgrande.

Nel 1960 in Israele diversi sperimenta-tori conseguirono successi spettacolariquando adottarono il sistema di Blassnelle aree desertiche del Negev e dell'A-rava. Le produzioni che prima si poteva-no conseguire con l'irrigazione pe.rimento a solchi o con l'irrigazione apioggia erano piuttosto basse. La princi-pale causa della scarsa produttività dellecolture risiedeva nel fatto che l'acquairrigua era alquanto salmastra. Come r i-ferirò più in dettaglio in seguito, con l'ir-rigazione a goccia si possono invece utiliz-zare acque con salinità più elevata.

Le condizioni per un'agricoltura red-ditizia nelle aree desertiche erano decisa-mente avverse: non solo a causa dellasalinità dell'acqua, ma anche per le altetemperature, per la bassa umidità relati-

va e per i terreni piuttosto sabbiosi. Mal-grado queste difficoltà l'adozione dei si-stemi di irrigazione a goccia ha determi-nato un sostanziale miglioramento dellaproduttività delle colture. Per esempio,nell'Arava con l'irrigazione a goccia si èavuta una produzione annuale di quasi583 quintali di pomodori per ettaro, men-tre con l'irrigazione a pioggia la produ-zione era solo di 358 quintali. In un'altraprova si registrò un incremento del 70per cento nella produzione di meloni; al-tre colture sensibili alla salinità come icetrioli manifestarono per la prima voltaproduzioni significative. L'irrigazione agoccia si è dimostrata inoltre vantaggio-sa per il minor consumo di acqua, per lariduzione dei costi di lavoro e per lamigliore distribuzione dei fertilizzanti.Un fertilizzante solubile può essere facil-mente distribuito attraverso il sistemad'irrigazione insieme all'acqua. Poichéun sistema a goccia distribuisce l'acquasolo vicino alle piante, il fertilizzante vie-ne quindi applicato dove è più utile.

Nello scorso decennio si è sviluppatauna intera industria per la proget-

tazione e la costruzione dell'attrezzaturaper l'irrigazione a goccia. Poiché l'irri-gazione a goccia viene adottata in molti

tipi di terreni e in diversissime condizionitopografiche, la progettazione di un si-stema capace di mantenere un flusso u-niforme è una sfida all'ingegnere. Sebbe-ne qualsiasi sistema a goccia si basi sulmoto dei liquidi nei condotti, è necessa-rio che tutta l'attrezzatura sia progettataper la coltura da irrigare e per le parti-colari condizioni ambientali in cui si ef-fettua la coltura stessa.

Attualmente un tipico sistema di irri-gazione a goccia consta di una rete dicondotti di plastica e di tubi di dimensio-ni variabili. Una condotta discretamentegrande porta l'acqua ai bordi del campo.Una serie di linee principali di diametropiù ridotto la portano quindi nel camposenza tuttavia distribuirla alla coltura.Altre linee secondarie di diametro ancorpiù ridotto la portano alle linee laterali,le quali la distribuiscono alle piante at-traverso fori o irrigatori. La linea di ali-mentazione (di circa 30 centimetri di dia-metro) e le linee principali (di 15 centi-metri) sono costituite da tubi di plasticarigida generalmente collocati sotto la su-perficie del suolo. Se la rete comprendeanche le linee secondarie, queste sonocostituite da tubi con diametro variabiletra 7,6 e 15,2 centimetri.

Le linee laterali flessibili hanno un

diametro variabile tra i 12 e i 32 milli-metri. Esse sono collocate accanto ai fi-lari della coltura sulla superficie del ter-reno o appena al di sotto. Gli irrigatoricollegati alla linea laterale (o dei forispaziati su di essa) permettono la fuori-uscita dell'acqua con una portata varia-bile da uno a sei litri l'ora. Nei frutteti enei vigneti vi sono da uno a sei punti didistribuzione per pianta in rapporto alledimensioni e alla densità delle piante;essi sono sistemati parallelamente ai fila-ri o in circolo intorno a ciascuna pianta.

Il sistema richiede inoltre una stazionedi controllo ai bordi del campo, che nor-malmente comprende un'unità per filtra-re l'acqua e rimuovere quindi le particel-le che potrebbero occludere le linee late-rali, un iniettore per immettere i fertiliz-zanti o altri composti chimici nell'acqua,regolatori della pressione, contatori del-l'acqua e, naturalmente, le valvole e lepompe necessarie per il controllo dellaportata. Generalmente i diversi sistemisono progettati in modo tale da poteressere usati manualmente o automatica-mente (per mezzo di timer e valvole) eper irrigare un certo numero di campinella successione desiderata.

Negli Stati Uniti la superficie irrigatacon i metodi a goccia, sebbene sia au-

L'irrigazione a gocciaTubi di plastica collocati sulla superficie del terreno distribuisconol'acqua alle piante goccia a goccia. Il sistema riduce gli «stress» idricidella pianta, non spreca acqua e consente di utilizzare le acque salmastre

di Kobe Shoji

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Modelli schematizzati di sistemi d'irrigazione a goccia in cui sonostate messe in rilievo la diversa disposizione e la diversa quantità ditubi e distributori per colture differenti. In un frutteto, in cui glialberi sono di dimensioni ridotte e a distanza ravvicinata, i tubi munitidi numerosi irrigatori o fori possono essere sistemati parallelamente aifilari di alberi. Nel caso in cui gli alberi siano di grosse dimensioni i

tubi di plastica vengono sistemati ad anello intorno a ciascun albero.Per le colture erbacee a filare si può collocare un tubo per uno o duefilari di piante. Per le colture a elevata densità di piante per unità disuperficie, quali l'erba medica e i cereali da granella, l'irrigazione agoccia può non rappresentare il miglior sistema d'irrigazione in quan-to la notevole quantità di tubazioni necessarie può rendere il sistema

antieconomico. Nei casi in cui si adotta l'irri-gazione a goccia anche per tali colture le tuba-zioni e gli irrigatori vengono spaziati equa-mente sull'intera superficie. L'installazione divalvole idonee permette l'irrigazione di di-versi campi in una determinata sequenza.

La zona umida circostante le radici di un albero o di una pianta irri- ben preparati e con particel e fini (a) predominano le forze capillari, di gravità (b). Nei terreni a grana grossa (cgata con il metodo a goccia dipende dalla natura del terreno. Negli per cui la sezione della zona umida è quasi una semicirconferenza. Se predominano le forze gravitazionali. La preesempi qui riportati gli irrigatori sono collocati sulla sinistra dell'albe- il terreno è mal preparato, le zolle interferiscono con l'azione dei

senza di uno strato molto compatto (d), liro; la zona più umida (in colore scuro) è sotto l'irrigatore. In terreni

capillari, per cui la sezione viene influenzata notevolmente dalla forza mita il movimento discendente dell'acqua

VALVOLA DI INIETTORE DICONTROLLO FERTILIZZANTI DEPURATORE

REGOLATOREDEL FLUSSO

TENSIOMETRO TIMER

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mentata dai 40 ettari del 1960 agli oltre54 600 ettari attuali, nel complesso è an-cora limitata rispetto alla superficie irri-gata con altri metodi. Il sistema a gocciaè tuttavia in forte espansione. Secondouna rassegna condotta nel 1975 da C.Don Gustafson dell'Università della Ca-lifornia, la più vasta superficie irrigatacon le tecniche a goccia (24 290 ettari) sitrova in California; aree minori ma pursempre di sostanziale entità si trovanonel Texas, nelle Hawaii, in Florida, Ari-zona e Michigan. I sistemi a goccia sonostati inoltre largamente adottati in Au-stralia, Israele, Sud Africa, Messico e inminor misura in Canada, Cipro, Francia,Iran, Nuova Zelanda, Gran Bretagna ein alcune altre nazioni dell'Africa occi-dentale. Si prevede che nel 19801a super-ficie mondiale irrigata con questo siste-ma sarà di 350 000 ettari.

Ci ò che rende economicamente interes-sante l'irrigazione a goccia in diversi

ambienti agricoli sono i vantaggi chepresenta rispetto agli altri sistemi d'irri-gazione. Probabilmente il vantaggio prin-cipale è la possibilità di distribuire l'esat-ta quantità di acqua di cui le piantenecessitano. Con questo sistema l'acquaviene distribuita direttamente nella zonadelle radici delle piante in quantità taleda compensare le perdite dovute all'eva-potraspirazione (l'acqua evaporata dalsuolo e quella traspirata dalle piante);un'ulteriore quantità serve per portare isali nutritivi nella zona delle radici. Que-sta tecnica è di gran lunga più efficientedi quelle tradizionali.

Nel passato si è lavorato molto perdeterminare equazioni che rappresentinola quantità di acqua richiesta dalle piantedi diverse specie. I fattori considerati intali equazioni comprendono la naturadella superficie evaporante e gli effettidel vento, della temperatura, della quali-tà dell'acqua e della quantità di energiadisponibile sulla tensione del vapore. Unavolta determinato il fabbisogno idrico diuna coltura, l'acqua viene distribuita aciascuna pianta attraverso l'impianto diirrigazione a goccia. Quando l'acqua fuo-riesce dai distributori a goccia, essa vanel terreno creando una zona umida in-torno alle radici delle piante.

Le dimensioni e la forma della zonaumida, come si potrebbe vedere in unasezione trasversale, dipendono dalle ca-ratteristiche fisico-chimiche del terreno,dalla quantità di acqua assorbita dallepiante, dal numero e dalla posizione deidistributori e dalla loro portata. L'acquad'irrigazione percola negli strati inferioridel terreno attraverso i pori più grandiper gravità, mentre attraverso i pori piùpiccoli si diffonde in tutte le direzioniper l'azione dei capillari. Nei terreni po-rosi le forze capillari sono più forti diquelle gravitazionali, per cui il profilodella sezione trasversale è più o menocircolare. Nei terreni a grana grossa, chenon riescono a trattenere molto benel'acqua, la sezione appare più ellittica.

Poiché con l'irrigazione a goccia l'ac-qua viene distribuita lentamente e fre-

quentemente in quantità ben determina-ta, la percentuale di umidità nella zonadelle radici rimane abbastanza costante;le piante crescono, quindi, in un ambien-te con un'umidità ottimale senza subirealcuno stress. Il sistema a goccia eliminacosì le ampie fluttuazioni di umidità chedi solito si manifestano quando si distri-buisce l'acqua periodicamente. Per esem-pio, nel periodo compreso tra i turnid'irrigazione previsti con i metodi persommersione o per scorrimento a solchi,l'umidità del terreno diminuisce per ef-fetto dell'evaporazione del terreno stessoe della traspirazione delle piante; l'assor-bimento dell'acqua residua da parte dellepiante diventa di conseguenza più diffi-coltoso. Durante tale periodo aumenta latensione dell'acqua nel suolo (la forzacon cui l'acqua viene trattenuta dalleparticelle del terreno); se questa raggiun-ge un certo livello la pianta subisce dap-prima uno stress e poi comincia ad ap-passire.

Con l'irrigazione a goccia l'agricoltorepuò programmare le somministrazioni diacqua in modo da mantenere uno strettoe predeterminato intervallo della tensio-ne dell'umidità del suolo. Il livello otti-male,denominato capacità idrica di cam-po, è il livello in cui l'acqua in eccessoviene drenata per gravità e l'acqua re-sidua viene trattenuta dalle particelle delterreno per azione capillare. Alla capa-cità di campo, quando la tensione del-l'acqua nel terreno va da zero a 0,3 at-mosfere, la pianta può assorbire l'ac-qua con uno sforzo minimo. Poiché ilfabbisogno idrico di una coltura in pienocampo, nonostante le equazioni che sonostate ricavate per l'evapotraspirazione, èfondamentalmente il risultato di una sti-ma, molto spesso vengono utilizzati deidispositivi per la misura del contenuto diumidità nella zona delle radici allo scopodi assicurare che la tensione dell'acquasia mantenuta quanto più possibile vici-na alla capacità di campo.

L'idea di mantenere la tensione del-l'acqua nel terreno a un livello ottimaleper lo sviluppo di una coltura non ènuova. Prima dello svilippo dell'irriga-zione a goccia era tuttavia economica-mente impossibile cercare di mantenereuna simile condizione a causa dell'ecces-siva quantità di acqua e di lavoro neces-sario con i metodi tradizionali d'irriga-zione. Un vantaggio del sistema a goccia,che deriva dall'eliminazione degli stressidrici, è quello che le piante molto spessoraggiungono l'epoca di maturazione pri-ma delle piante irrigate con altri metodi.

Un altro vantaggio dell'irrigazione agoccia è dato dalla sua capacità di

utilizzare meglio l'acqua disponibile; ciòha destato un notevole interesse nelleregioni con limitate risorse idriche.

Con l'irrigazione a goccia la zona diterreno compresa tra i filari della colturarimane asciutta, per cui si perde pochis-sima acqua per effetto di evaporazio-ne, ruscellamento e percolazione. (Unaulteriore perdita con l'irrigazione a piog-gia si ha talvolta a causa del vento che

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TEMPO (GIORNI)

Nel grafico è riportata la tensione dell'acqua nel terreno, una misuradella forza con cui l'acqua è trattenuta dalle particelle del terreno equindi dello sforzo che deve esercitare una pianta per assorbirla,adottando l'irrigazione a goccia (curve continue) e l'irrigazione peraspersione o per scorrimento (curve tratteggiate). Con l'irrigazione agoccia l'acqua viene distribuita ogni giorno; la tensione dell'acqua nel

terreno aumenta solo leggermente nel periodo da 12 a 18 ore tra leirrigazioni. Con il sistema per aspersione o con quello per scorri-mento generalmente si irriga a intervalli di tempo più lunghi, per cuila tensione dell'acqua nel terreno aumenta di molto tra una di-stribuzione e l'altra. Le curve riportate in alto si riferiscono a irrigazio-ne con acqua salmastra, quelle in basso con acqua relativamente dolce.

trasporta lontano l'acqua prima che essaraggiunga il terreno.)

L'efficienza della utilizzazione dell'ac-qua dipende dal modo con cui si gestisceun sistema a goccia. Con una razionalegestione i coltivatori di canna da zucche-ro delle Hawaii hanno ottenuto con l'ir-rigazione a goccia incrementi in efficien-za dal 40 al 60 per cento.

Le Hawaii, che forniscono circa il 10per cento dello zucchero consumato ne-

gli Stati Uniti, hanno circa 48 600 ettariirrigui su un totale di 89 700 coltivati acanna da zucchero. Ogni ettaro irrigatorichiede 46 700 metri cubi di acqua neidue anni del periodo di sviluppo di que-sta coltura. Poiché nelle Hawaii le risor-se idriche costituiscono un fattore limi-tante e poiché il costo del lavoro è gene-ralmente elevato, l'utilizzazione efficien-te dell'acqua costituisce un problema es-senziale. Nei diversi sistemi d'irrigazione

l'efficienza è misurata dal rapporto trala quantità di acqua disponibile per lapianta e la quantità di acqua distribuita.Nelle Hawaii i metodi tradizionali d'irri-gazione per scorrimento a solchi sonopiuttosto inefficienti in quanto le pianteutilizzano soltanto la metà dell'acqua di-stribuita. I sistemi d'irrigazione a piog-gia sono migliori con un rapporto di ef-ficienza dal 70 all'80 per cento; i costidelle attrezzature e della loro manuten-

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A

In queste figure è rappresentato l'accumulo di sali nella zona delle ra-dici di piante irrigate con il sistema a goccia in tre diverse condizioni incui le piante sono a un metro l'una dall'altra e vicino a ognuna di esse viè un distributore di acqua. Le diverse tonalità di colore (bianco, duetoni di grigio, nero) indicano quattro diversi gradi di accumulo di sali(da una concentrazione insignificante a una concentrazione notevole).

Se la quantità di acqua d'stribuita al terreno con l'irrigazione è infe-riore alla quantità perduta con l'evaporazione e la traspirazione (a),l'area compresa tra le piante contiene una elevata concentrazione disali e se ne riscontra un significativo accumulo in tutta la zona circo-stante le radici. Nelle altre due condizioni rappresentate nella figural'irrigazione è uguale (b) o supera l'evaporazione e la traspirazione (c).

C

—0—. =32

zione risultano però elevati. Con l'irriga-zione a goccia l'efficienza va dall'80 al95 per cento.

Il terzo grande vantaggio dell'irriga-zione a goccia è rappresentato dal fattoche il sistema funziona abbastanza beneanche con acque molto salmastre. Lamaggior parte delle colture tollerano leacque che presentano un contenuto to-tale di sali solubili sino a 0,6 grammi perlitro. In terreni ben drenati si può irriga-re con acque contenenti da 0,5 a 1,5grammi per litro di sali solubili. Se lasalinità è tra I e 2 grammi per litro,l'irrigazione deve essere più frequenteallo scopo di favorire la percolazione deisali. Le acque con salinità tra 3 e 5grammi per litro sono considerate buonesolo per taluni tipi di colture altamentetolleranti.

Quando si utilizzano acque salmastre laconcentrazione dei sali nel terreno au-menta con il graduale essiccamento delsuolo 9he si verifica tra un'irrigazione el'altra per effetto dell'evapotraspirazio-ne. Durante tale periodo aumenta la ten-sione dell'acqua nel terreno e ciò rendepiù difficoltoso l'assorbimento dell'ac-qua residua da parte delle piante. Comeconseguenza dell'accumulo dei sali si haun declino dello sviluppo delle piante equindi della produttività della coltura.La pratica comune tra gli agricoltori èquella di confidare nelle precipitazioni odi irrigare abbondantemente e con fre-quenza in modo da lisciviare i sali. Ilmantenimento di un'adeguata produtti-vità dei terreni si può conseguire perciòsolo con l'attento studio delle relazionitra la pianta, il suolo e l'acqua; ciò èparticolarmente valido nelle regioni ari-de. Anche adottando tutti gli accorgi-menti possibili, se si utilizzano acquesaline con i metodi tradizionali, non sipossono ottenere buone produzioni.

Con l'irrigazione a goccia, invece, l'ac-cumulo di sali viene controllato da unaefficace e continua lisciviazione del suo-lo. I sali vengono portati all'esterno del-la zona umida dal fronte sempre avan-zante di acqua emessa dagli orifizi deltubo. Le radici possono assorbire libera-mente acqua dalla parte centrale dellazona umida dove la tensione di ritenzio-ne dell'acqua nel terreno è bassa e illivello dei sali risulta praticamente ugua-le a quello dell'acqua d'irrigazione.

L'irrigazione a goccia molto spesso de-termina produzioni più elevate e un

più uniforme sviluppo delle colture. Losviluppo uniforme, dovuto alla sommi-nistrazione della stessa quantità d'acquaa ogni pianta, facilita notevolmente laraccolta meccanica. Come ho già ricor-dato, l'irrigazione a goccia richiede po-chissimo lavoro per la preparazione dellasuperficie del campo: il sistema è idoneoper un'ampia varietà di terreni e condi-zioni ambientali. Poiché si può distribui-re frequentemente l'acqua, il problemadi taluni terreni, quali ad esempio quellisabbiosi, che non riescono a trattenerel'umidità tra i turni d'irrigazione, cessadi essere importante. Il sistema può esse-

NAZIONE SUPERFICIE NEL 1975(ETTARI)

COLTURE

ARGENTINA 152 VITE

AUSTRALIA 17 337FRUTTI DECIDUI, ORTAGGIAVOCADO, BANANO, AGRUMI,NOCI, PIANTE IN SEMENZAIO

BRASILE 368 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI, PIANTEIN SEMENZAIO, NOCI

CANADA 405FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI, PIANTEIN SEMENZAIO, PIANTEORNAMENTALI

CIPRO 405 ORTAGGI, VITE, BANANO,AGRUMI

COSTA RICA 10 PALMA DA OLIO (SPERIMENTALE)

FRANCIA 1234 FRUTTI DECIDUI, FIORI,PIANTE DA SERRA

HONDURAS 2 BANANO, PALMA

INDIA 20 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI

IRAN 809 AGRUMI, ORTAGGI

ISRAELE 10 117FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI,AVOCADO, BANANO, AGRUMI,PIANTE DA SERRA, PIANTEORNAMENTALI

GIAPPONE 4 AGRUMI, VITE, ORTAGGI

MESSICO 4 FRUTTI DECIDUI, AGRUMICOLTURE A FILARI, OLIVO

MARTINICA 405 BANANO, AVOCADO, CANNA DA ZUCCHERO

NUOVA ZELANDA 1085 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI,AGRUMI, AVOCADO, PIANTE DA SERRA

PANAMA 0,8 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI

PORTORICO 73 MANGO, CILIEGIO, PIANTAGGINE

REPUBBLICA SUDAFRICANA 7284 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI,FIORI DA SERRA

GRAN BRETAGNA 1619 FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI,FIORI DA SERRA

USA 54 115

FRUTTI DECIDUI, ORTAGGI,AGRUMI, CANNA DA ZUCCHERO,NOCI, PIANTE DA SERRA,PIANTE IN SEMENZAIO, PIANTEORNAMENTALI, COLTURE A FILARI, AVOCADO

AFRICA OCCIDENTALE(SENEGAL) 405 ORTAGGI

Superficie irrigata con i sistemi a goccia nel 1975. I dati sono ricavati da una rassegna eseguitada C. Don Gustafson dell'Agricultural Extention dell'Università della California. Negli StatiUniti la superficie più vasta (24 282 ettari) irrigata con sistemi a goccia si trovava in California;altri sette stati avevano più di 400 ettari. Gustafson ha riscontrato il sistema in 35 stati.

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Page 4: L'irrigazione a goccia - Kataweb

Tubo di gomma che trasuda lentamente acqua lungo tutta la sua lunghezza; tali tubi vengonoimpiegati nei sistemi d'irrigazione a goccia per le colture a filari. In questa fotografia, allo scopodi mostrare più chiaramente l'emissione di acqua, il tubo è stato sistemato fuori dal terreno.

FORO D'USCITA

/

ENTRATA DELL'ACQUA

INGRESSO DEL PERCORSO ELICOIDALE

Irrigatore a becco ideato allo scopo di ridurre la pressione di scarico costringendo l'acqua apassare in un lungo percorso elicoidale. Con pressioni basse il foro di distribuzione può esserepiù grande e ciò riduce la sua tendenza a otturarsi. Un distributore di questo tipo viene fabbri-cato per portate di 4,5, 7,8 o di 9,1 litri per ora. Il gancio che si vede sulla destra serve per col-legare ad angolo retto l'irrigatore al tubo; l'acqua entra nella punta conica dal centro del tubo.

mostrato che tali piante possono esserecontrollate in maniera soddisfacente conl'applicazione di idonei diserbanti.

Un ultimo vantaggio dell'irrigazione agoccia ai bordi del campo va da 0,4 a Ichilogrammo per centimetro quadrato,mentre per l'irrigazione a pioggia si deveavere una pressione che va da tre a ottochilogrammi per centimetro quadrato;per il funzionamento delle pompe delsistema a goccia è perciò richiesta menoenergia. La bassa pressione del sistemariduce inoltre il costo dell'attrezzatura diferro, in quanto le condutture principalie secondarie possono avere un diametropiù piccolo di quello che è invece neces-sario per l'irrigazione a pioggia.

L'irrigazione a goccia non è comun-que priva di problemi. Molto probabil-mente il più serio è rappresentato dal-l'otturamento dei fori e dei distributori,inconveniente che può pregiudicare l'ef-ficienza del sistema. La pressione bassa,i fori piuttosto piccoli e la bassa velocitàdel flusso dell'acqua facilitano l'ottura-mento, il quale può essere causato daparticelle che si trovano nell'acqua o dal-la melma che si raccoglie intorno ai foriall'interno dei tubi.

Diverse ricerche hanno dimostrato chele particelle possono essere eliminate conla filtrazione dell'acqua. I bacini di sedi-mentazione possono rimuovere le parti-celle con diametro superiore ai 75 micro-metri. Le particelle più piccole possonoessere eliminate con filtri a rete o, neicasi più gravi, con filtri a sabbia. Si puòancora ridurre l'otturamento dei fori o-rientando i fori stessi verso l'alto e ri-pulendo regolarmente i tubi. Il proble-ma della melma può essere risolto im-mettendo nell'acqua del cloro in dose di10 parti per milione per circa 20 minu-ti al giorno.

Un altro problema che talvolta è asso-ciato con l'irrigazione a goccia è quelloche i tubi sono spesso attaccati dalleformiche e dai roditori in cerca di acqua.Il sistema attuale per il controllo di que-sti assalti è quello di applicare determi-nate sostanze chimiche; alcune ricerchesono in corso con l'obiettivo di incor-porare dei composti repellenti direttamen-te nel materiale delle tubazioni.

Alla Conferenza mondiale sull'acqua(World Water Conference), convocatadalle Nazioni Unite in Argentina nel mar-zo 1977, è stato rilevato come, sebbe-ne il 70 per cento della superficie ter-restre sia coperto di acqua, solo 1'1 percento sia acqua dolce; per di più, diquesto 1 per cento il 99 per cento si trovanel sottosuolo. Quando nelle regioni conlimitate risorse idriche diventerà più co-stoso approvvigionarsi di acqua scavan-do pozzi, deviando fiumi, dissalando laacqua del mare e disseminando nuvole,la conservazione e l'efficiente utilizza-zione delle risorse disponibili diventeràsempre più importante. L'irrigazione agoccia rappresenta perciò una promet-tente tecnologia che può contribuire arisolvere i problemi dell'efficienza del-l'irrigazione e dell'incremento della pro-duttività dei terreni.

re adottato anche nelle zone collinari inquanto non sussiste il problema del ru-scellamento dell'acqua. Nelle Hawaii conl'irrigazione a goccia la canna da zucche-ro viene coltivata in zone con il 20-30 percento di pendenza; a San Diego si trova-no piantagioni di avocado su terreni conil 50-60 per cento di pendio senza avereproblemi di erosione.

L'irrigazione a goccia, inoltre, rendemassima l'utilizzazione dei fertilizzanti.Somministrando i fertilizzanti solubili inacqua direttamente con le attrezzaturedell'irrigazione a goccia non solo si con-segue una più accurata e più uniformedistribuzione, ma si ottiene anche unariduzione dei costi in quanto si elimina laperdita di sali nutritivi attraverso la per-

colazione in profondità e lo spreco tra ifilari. Il sistema riduce anche i problemiambientali associati all'inquinamento del-l'acqua del sottosuolo con i prodotti chi-mici usati in agricoltura. Non si manife-sta mai, inoltre, il fenomeno delle «scot-tature da fertilizzanti» in quanto i saliminerali vengono notevolmente diluitidall'acqua d'irrigazione prima che rag-giungano le radici delle piante.

Poiché con l'irrigazione a goccia lamaggior parte della superficie del terrenorimane asciutta, lo sviluppo di erbe infe-stami viene inibito. Le malerbe possonotuttavia costituire un problema nella zo-na umida circostante i fori di distribu-zione dell'acqua; diversi esperimenti con-dotti in California hanno comunque di-

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