L’ACQUA • Il ciclo dell’acqua, importanza e funzioni nella pianta, nel terreno e nella biosfera; • L’acqua nel terreno e sue dinamiche nel sistema suolo-pianta-atmosfera; • La qualità dell’acqua (direttiva nitrati). Prof. Giancarlo Barbieri - Università di Napoli Federico II Progetto cofinanziato dal programma LIFE+
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Prof. Giancarlo Barbieri - Università di Napoli Federico II 2.pdf · Il ciclo dell’acqua Importanza e funzioni-nella biosfera-nella pianta-nel terreno L’acqua nel terreno - dinamiche
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L’ACQUA
• Il ciclo dell’acqua, importanza e funzioni nella
pianta, nel terreno e nella biosfera;
• L’acqua nel terreno e sue dinamiche nel
sistema suolo-pianta-atmosfera;
• La qualità dell’acqua (direttiva nitrati).
Prof. Giancarlo Barbieri - Università di Napoli Federico II
Progetto cofinanziato dal
programma LIFE+
L’ACQUA
Il ciclo dell’acqua
Importanza e funzioni
-nella biosfera
-nella pianta
-nel terreno
L’acqua nel terreno
- dinamiche nel sistema S-P-A
La qualità dell’acqua
Quanta acqua portiamo a casa
quando compriamo 1000 g
880
880
950
860
940
920
890
840
750 800 850 900 950 1000
carota
asparago
lattuga
cavolo
pomodoro
anguria
fragola
mela
Quanta acqua portiamo a casa
quando compriamo 1000 g di ortaggi bio o conv?P=pomodoro, L=lattuga, S=indivia, C=cavolfiore, Z=zucchina
– solvente: mezzo nel quale si svolgono sia le reazioni chimiche sia i processi fisici di diffusione di elementi e metaboliti;
– reattivo: interviene direttamente nelle reazioni enzimatiche catalizzate da idrolasi e idratasi; reagente principale con la anidride carbonica nella fotosintesi;
– funzione meccanica e di sostegno: assicurando la turgidità e la elasticità delle foglie e delle parti non lignificate;
– funzione termoregolatrice: traspirazione.
L’ACQUA NELLE PIANTE E LE SUE FUNZIONI
E’ il principale costituente dei tessuti vegetali non quiescenti
(nei tessuti giovani, in condizioni ottimali raggiunge il 90- 95%)
Il citoplasma è tipicamente il 5-10% di una cellula vivente,
il resto è vacuolo!
L’ACQUA NELLE PIANTE
L'acqua costituisce di solito 80-95%
della massa vegetale in
accrescimento, nel legno (che è per
lo più costituito da cellule morte) è
inferiore, alburno 35-75%, semi di
5-15%
partecipa a tutte le principali reazioni biochimiche
Una foglia è più probabile che perda H2O che guadagni CO2
Tricomi, stomi infossati prevengono la perdita d'acqua
CO2
bassa
CO2
alta
fogliaH20
molto alta
H20 molto bassa
è responsabile del turgore cellulare indispensabile per
• conferire resistenza meccanica agli organi• l’accrescimento per distensione delle cellule• l’apertura degli stomi, che consente scambi gassosi fra
pianta ed atmosfera (H2O e CO2)
costituisce veicolo di trasporto
• dei nutritivi assunti dal terreno (linfa greggia
ascendente) TRASPIRAZIONE
• degli assimilati ed elaborati (linfa elaborata
discendente)
• delle sostanze di riserva dai siti d'elaborazione
(foglie, ecc) a quelli d'accumulo (radici, semi, ecc.)
Fattori ambientali e accrescimento vegetale
Radiation, CO2, H2O O2 , H2O
H2O H2O
H2OH2O Root zone
Temperature,
Wind speed
Vapor pressure
Root water uptake
Crop transpiration
Affects
crop
growth Root water uptake
Crop transpiration
Root water uptake
Crop transpiration
Affects
crop
growth
Continuum Terreno-Acque sotterranee
Acqua nel terreno
Zona insatura
Acqua capillare
Acque sotterranee
(acqua freatica)
Superficie del terreno
Falda
Zo
na
In
satu
ra
(Zo
na
di
aer
azi
on
e)Z
on
asa
tura
Zona radicale
Soil
Groundwater
Temporary
Saturation
River
Capillary
Vadose
Continuum Terreno-Acque
sotterranee:
variabilità spaziale
Il suolo come serbatoio d'acqua dolce
oceans 97.2%
other0.1%
ground water (750 m underground)
0.7% ice2.0%
136,000,000 miles3
3.5 sextillion gallons
Atmosfera
6%
Laghi
60%
Acqua
nel terreno
33%
Fiumi
1%
Importanza del suolo nel ciclo idrologico globale
• Il suolo trasforma le precipitazioni non continue o la neve in un
approvvigionamento continuo di acqua per la crescita delle
piante
• Il suolo trasforma precipitazioni discontinue in scarichi in
continuo, cioè torrenti e fiumi
• senza suolo: ALLUVIONI!
Accumulo di
acqua nel suolo
RelazioniRelazioni acquaacqua--terrenoterreno
La quantità di acqua immagazzinata nel terreno
è funzione di…
• input di acqua (tipo di precipitazioni, frequenza)
poco frequenti, intensi temporali causano runoff
• Tessitura del terreno
• Struttura del terreno
• Contenuto di sostanza organica (nello strato
superficiale)
• Profondità del terreno
• Presenza di strati di inibizione impermeabili
I terreni più profondi contengono
più acqua
Se presenti
���� runoff
Tessitura e ritenzione idricaI terreni argillosi contengono più acqua
Terreno argilloso
Terreno sabbioso
Contenuto idrico
Suzi
one
Struttura e ritenzione idricaI terreni con buona struttura contengono più acqua
Terreno compatto
Terreno strutturato
Su
zion
e
Contenuto idrico
Sostanza organica del terreno e contenuto idrico
Più S.O. significa più acqua disponibile
s
sreale
V
M=ρ
Porosità (φ)
φ =volume of pores
volume of soil
%1001reale
app
ρ
ρ−=φ
b
sapp
V
M=ρ
b
sb
V
M=ρ
Sostanza organica (% in peso)
Co
nte
nu
to i
dri
co d
el t
erre
no
(in
vo
lum
e)
Capacità di
campo
Punto di
appassimento
b
sb
V
M=ρ
Sostanza organica (% in peso)
Co
nte
nu
to i
dri
co d
el t
erre
no
(in
vo
lum
e)
Capacità di
campo
Punto di
appassimento
PotenzialePotenziale idricoidrico del del terrenoterreno
–– MisuraMisura lo lo statostato energeticoenergetico delldell’’acquaacqua nelnel terrenoterreno
–– Importante perchImportante perchéé mostra quanto le piante devono mostra quanto le piante devono
lavorare per estrarre l'acqualavorare per estrarre l'acqua
–– Le Le unitunitàà didi misuramisura sonosono normalmentenormalmente MPaMPa, , kPakPa, bar (o , bar (o
atmatm))
–– I I potenzialipotenziali idriciidrici sonosono normalmentenormalmente negativinegativi ((tensionetensione
o o suzionesuzione))
–– L'acqua si muove da potenziale maggiore (meno L'acqua si muove da potenziale maggiore (meno
negativo) a un potenziale pinegativo) a un potenziale piùù basso (pibasso (piùù negativo)negativo)
•• ComponentiComponenti
–– ψψtt = potenziale idrico totale= potenziale idrico totale
–– ψψgg = potenziale gravitazionale (la forza di gravit= potenziale gravitazionale (la forza di gravitàà““trascinatrascina”” l'acqua verso il basso)l'acqua verso il basso)
–– ψψmm = potenziale matriciale (dovuto alla forza applicata = potenziale matriciale (dovuto alla forza applicata dalla matrice del terreno dalla matrice del terreno �� ““tensionetensione””))
–– ψψoo = potenziale osmotico (dovuto alla differenza di = potenziale osmotico (dovuto alla differenza di concentrazione attraverso una membrana concentrazione attraverso una membrana semipermeabile, come le radici)semipermeabile, come le radici)
–– Il potenziale matriciale Il potenziale matriciale ψψmm normalmente ha il normalmente ha il maggiore effetto sul rilascio dell'acqua dal suolo alle maggiore effetto sul rilascio dell'acqua dal suolo alle piantepiante
ψ ψ ψ ψt g m o= + +
PotenzialePotenziale idricoidrico del del terrenoterreno
Quali acque nel terreno?
Acqua
gravitazionale
Acqua
capillare
Acqua
igroscopica
Saturazione Capacità di campo Punto di appassimento
CURVE DI RITENZIONE IDRICAIl ΨΨΨΨsuolo, ed in particolare la sua componente matriciale (cioè
quella dipendente dai legami che si instaurano fra acqua e
particelle di terreno), varia al variare dell'umidità del terreno
stesso.
Quindi potremo mettere in grafico, per i vari terreni, la
relazione tra U% e ΨΨΨΨsuolo
Curve di ritenzione idrica
Argilloso
Medio impasto
Sabbioso
Potenziale (bar)
0-15 -10 -5-20
Con
ten
uto
di
acq
ua
(g/1
00 g
p.s
.)
0
10
20
30
40
Argilloso
Medio impasto
Sabbioso
Potenziale (bar)
0-15 -10 -5-20
Con
ten
uto
di
acq
ua
(g/1
00 g
p.s
.)
0
10
20
30
40
Costruzione delle curve di ritenzioneI campioni di terreno saturati vengono posti in una camera a tenuta stagna
(Camera di Richards) nella quale viene immessa aria a pressione nota. La
pressione che si è creata all’interno spinge l’acqua fuori dal campione finché non
viene raggiunto l’equilibrio. Col metodo della doppia pesata si determina
l’umidità del campione a quella data pressione. Eseguendo la stessa operazione
alle pressioni di 0.1, 0.2, 0.3, 0.8, 1.0, 3.0, 8.0 e 15.0 bar si ottiene una serie di
punti (Ψ e U%) che possono essere disposti in un diagramma cartesiano per
l’interpolazione della curva.
Camere di Richards
Per basse e medie pressioni Per alte pressioni
Relazioni tra le diverse “forme” dell’acqua nel
terreno ed i potenziali
0-0.10-15-31bar
Potenziale Coefficiente
igroscopico
Punto di
appassimento
PA
Capacità
di campo
CIC
Capacità idrica
Massima
(saturazione) CIM
Forma Acqua
igroscopicaAcqua
capillare
Acqua gravitazionale
(libera)
Non
disponibile
Disponibile In eccessoSolido
La maggior parte dell’acqua
nei terreni sabbiosi è persa per
gravità (drenaggio)
Relazione tra contenuto idrico e potenziali del terreno
Al punto di appassimento, i terreni argillosi
trattengono anche il 20% di acqua che le piante
non riescono ad estrarre
PA. CICAI.
Acqua
disponibile
Potenziale del terreno (ψψψψ), kPa
(100000 Pa = 100 kPa = 1 bar
L'acqua realmente a disposizione delle piante (Acqua disponibile o
A. Utilizzabile) è quella compresa tra la C. di campo ed il Punto di
appassimento:
Ad (o Au) = C.C. - P.a.
Le costanti idrologiche (C.C, P.a. e Ad), essendo dipendenti dalla
dimensione dei pori e dalla loro incidenza percentuale sulla
porosità totale, differiscono notevolmente da un terreno all'altro
AFP (Air Filled Porosity): contenuto di aria a Ψ = -10 cm
EAW (Easily Available Water): nei contenuti di H2O a Ψ di -10 e -50 cm
WBC (Water Buffering Capacity): nei contenuti di H2O a Ψ di -50 e -100 cm
LRAW (Less Readly Available Water): nei contenuti di H2O a Ψ di -100 e -120 cm
An
dam
ento
cum
ula
to d
ei
con
sum
i e delle p
erdite d
i
acq
ua
An
dam
ento
gio
rna
liero d
ei
con
sum
i e delle p
erdite d
i
acq
ua
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Apr.97 I
Apr.97 III
Mag.97 II
Giu.97 I
Giu.97 III
Lug.97 II
Ago.97 I
Ago.97 III
Set.97 II
Ott.97 I
Ott.97 III
Nov.97 II
Dic.97 I
Dic.97 III
Gen.98 II
Feb.98 I
Feb.98 III
Mar.98 II
Apr.98 I
Apr.98 III
mm
d-1
Ap
po
rti
Perlite
dre
naggio
Perlite
co
nsu
mi
Lap
illo d
ren
aggio
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0
20
0
40
0
60
0
80
0
10
00
12
00
14
00
16
00
18
00
20
00
Apr.97 I
Apr.97 III
Mag.97 II
Giu.97 I
Giu.97 III
Lug.97 II
Ago.97 I
Ago.97 III
Set.97 II
Ott.97 I
Ott.97 III
Nov.97 II
Dic.97 I
Dic.97 III
Gen.98 II
Feb.98 I
Feb.98 III
Mar.98 II
Apr.98 I
Apr.98 III
mm
Ap
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Perlite d
ren
agg
io
Perlite c
on
sumi
Lap
illo dren
agg
io
Lap
illo co
nsu
mi
Caratteristiche idrologiche di miscugli di torba e pomice
in funzione della percentuale di pomice
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Percentuale di pomice
% in Volume
Acqua facilmente disponibile
Capacità tampone per l'acqua
Volume d'aria (per t = - 10 cm)
L’acqua si muove nel terreno per gradienti di energia
e per capillarità
L’acqua si muove in parte perché è una molecola polare
Le conseguenze della polarità
Adesione: attrazione acqua-superfici
solide
Coesione: attrazione acqua-acqua
Forze adesione
Tensione superficiale
Forze di coesione
gravità
menisco
Forze adesione
Tensione superficiale
Forze di coesione
gravità
menisco
Capillarità e Movimento dell’acqua• L’acqua si trova nei piccoli spazi del terreno come pellicola
attorno alle particelle del terreno
• I pori si comportano come piccoli tubi capillari
• L’azione della capillarità trattiene l’acqua nei pori contro la forza
di gravità
• Più piccoli sono i pori, maggiore è la forza dovuta alla capillarità
rispetto ad altre forze (es. gravità)
1000.0015 (argilla)
100.015 (sabbia)
Risalita capillare
(cm)
Raggio del poro
(cm)
• Saturo: moto dell’acqua nel terreno temporaneamente saturo, in cui tutti i pori sono pieni di acqua ed in queste condizioni il potenziale = 0. L’acqua si muove prevalentemente verso il basso
• Insaturo: moto dell’acqua nel terreno in cui i pori sono parzialmente vuoti (aria) e l’acqua si muove per differenza di potenziale da strati di maggiore spessore a strati più sottili
I “movimenti” dell’acqua
Metodo irriguo e movimento
dell’acqua
Root zone
Root zoneRoot zone
Tessitura del terreno e
movimento dell’acqua
• Quando il terreno è saturo, la conducibilità idraulica (Ksat) è
costante
• Quando il terreno non è saturo, la conducibilità idraulica (K)
varia in funzione del potenziale [contenuto idrico] (più acqua =
maggiore velocità)
Conducibilità idraulica (K) = velocità del
moto dell’acqua nel terreno
sabbioso
argilloso
medio impastoC
ondu
cibil
ità
idra
ulc
a(K
) cm
/d
saturo
In sintesi• L’acqua si muove da punti ad alta energia a punti a bassa energia
• Terreni saturi drenano per gravità, il flusso insaturo è per lo piùmediato dalle forze di adesione
• I pori più grandi drenano prima e sono pieni d'aria alla capacità di campo
• Più fine è la tessitura, più K è basso
• Più contorto è il percorso dell’acqua nel terreno, più lento è il suo flusso (tortuosità)
La tortuositLa tortuositàà dipende:dipende:
1)1) dal contenuto idrico dal contenuto idrico
(potenziale idrico)(potenziale idrico)
2)2) dalla struttura del dalla struttura del
terrenoterreno
3)3) dal compattamentodal compattamento
Alt
a t
ort
uo
sità
Bass
ato
rtu
osi
tà
IdoneitIdoneitàà allall’’irrigazioneirrigazione
Dipende principalmente dalla permeabilità del terreno
•>180 mm h-1 troppo permeabili, irrigabili con difficoltà
•180 - 18 mm h-1 adatti all’irrigazione
•18 - 3,6 mm h-1 irrigare con precauzione
•<3,6 mm h-1 impermeabili, quasi impossibile irrigare
35Argilloso
1325Limoso
2550Sabbioso
Nudo
(mm/hr)
Coltivato
(mm/hr)
Tipo di
terreno
Tempo
Vel
oci
tàd
iin
filt
razi
on
e–
i (c
m/s
ec) Permeabilità del terreno
Terreno insaturo (secco)
Velocità Irrigazione/pioggia (es. 1 cm/h)Velocità Irrigazione/pioggia (es. 1 cm/h)
Runoff
KKsatsat
• La traspirazione impone che le piante assumano e
traspirino all'atmosfera quantità rilevanti di acqua.
Esempio: per una coltura tipo che produca 20 t/ha di sostanza fresca il terreno in condizioni climatiche medie fornisce 2000 t/ha di acqua e di queste solo 3 (1,5‰) rimangono nelle proteine, carboidrati ecc. del prodotto finale, 15 (7,5‰) sono rappresentate da acqua di costituzione e di trasporto (utilizzata come solvente e per mantenere la turgidità); la differenza (1982 t = 99,1%) torna nell'atmosfera.
Acqua
2000 t/ha
Traspirazione
1982 t/ha
20 t/ha Sostanza Fresca 5 t/ha Sostanza Secca
(Acqua fissata 3 t/ha)
15 t/ha Acqua di trasportoEnergia Solare
CONSUMI IDRICI
consumo idrico totale = risultante di due componenti che interagiscono:
COLTURALE
Sviluppo vegetativo determinato
da:
clima, fertilità del terreno,
disponibilità idriche, caratteristiche
della pianta (LAI), fase fenologica
AMBIENTALE
Domanda evaporativa determinata
da:
temperatura, radiazione, UR, vento,
disponibilità idrica, caratteristiche
del terreno
++++EVAPORAZIONE
DAL TERRENO
TRASPIRAZIONE DELLA
PIANTA
EVAPOTRASPIRAZIONE
EP
Acqua libera o superficie bagnata
EP
Acqua libera o superficie bagnata
ETP
Coltura
Il peso relativo delle due componenti cambia
con la fase fenologica della coltura
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 20 40 60 80 100
% di copertura
Trasp. Evap.
Nelle fasi iniziali l’evapotraspirazione è quasi del tutto costituita
da evaporazione dal terreno.
Con lo svilupparsi della coltura prevale la componente
traspirativa.
Percentuale di copertura del terreno
EVAPOTRASPIRAZIONEEVAPOTRASPIRAZIONE
==
CONSUMI IDRICI DI UNA COLTURA CONSUMI IDRICI DI UNA COLTURA
EVAPORAZIONE DAL SUOLOEVAPORAZIONE DAL SUOLO
((maxmax in assenza di coltura e nelle prime fasi)in assenza di coltura e nelle prime fasi)
++TRASPIRAZIONETRASPIRAZIONE
((maxmax quando LAI quando LAI èè massimomassimo))
semina raccolta
100%
0%
EE
TT
LAI max
L’ET è la voce negativa principale del BILANCIO
IDRICO
+ PIOGGIA + RISERVA UTILE + RISALITA CAPILLARE
- EVAPOTRASPIRAZIONE
- RUSCELLAMENTO SUPERFICIALE
(max in terreni argillosi e in pendio)
- INFILTRAZIONE NEGLI STRATI PROFONDI
(max in terreni sabbiosi in piano)
Indispensabile conoscerla per
•adattabilità delle colture a diversi ambienti
•programmazione irrigua
•stime di produttività a scala territoriale
Si esprime in quantità di acqua per unità di
superficie per unità di tempo
Generalmente in mm giorno-1, mm mese-1, mm anno-1
Sapendo che:
1 mm 1 mm
==
1 L m1 L m--22
==
10 m10 m33 haha--11
(1 L = 1 dm3)
1 mm per m2 = 0.01 dm x 10 dm x 10 dm = 1 dm3 m-2
1 L x 10.000 m-2 = 10.000 L ha-1
L’EVAPOTRASPIRAZIONE E’ UNA COMPONENTE DEL
FLUSSO IDRICO NEL SISTEMA
SUOLO-PIANTA-ATMOSFERA
COME TUTTI I FLUSSI (MOVIMENTO DI MATERIALE
ATTRAVERSO UN SISTEMA)
ANCHE L’ET E’ REGOLATA DALLA LEGGE GENERALE
DEL TRASPORTO (analogo alla legge di OHM):
F1→→→→2 = (Ψ2-Ψ1)/Resistenza
Assorbimento
radicaleTraspirazione
Evaporazione
Le differenze di potenziale sono il motore
del flusso evapotraspirativoΨΨΨΨ
aria= -400 ~ -500 bar
ΨΨΨΨsuolo
= - 0.3 ~ -15 bar
ΨΨΨΨfoglia
= -10 ~ -20 bar
Leaf
Stem
Root
UR % ψatm bar
100 0
99 -14
95 -70
50 -930
Ricordando che
IL FLUSSO E’ REGOLATO DALLA LEGGE
GENERALE DEL TRASPORTO
F1→→→→2 = (Ψ2-Ψ1)/Resistenza
STRATEGIE DELLA PIANTA PER RIDURRE IL STRATEGIE DELLA PIANTA PER RIDURRE IL
FLUSSO IDRICO FLUSSO IDRICO
Per ridurre il flusso:
1. Diminuire la differenza di potenziale
2. Aumentare le resistenze
Con differenti strategie
ADATTAMENTO DELLE PIANTE ALLA ADATTAMENTO DELLE PIANTE ALLA
DOMANDA EVAPOTRAPIRATIVADOMANDA EVAPOTRAPIRATIVA
AUMENTO DEL FLUSSO IN INGRESSOAUMENTO DEL FLUSSO IN INGRESSO
(assorbimento radicale)
-aumento potere assorbente delle radici (abbassamento potenziale
radicale) VELOCE
- aumento della superficie assorbente
(sviluppo apparati radicali) LENTO
RIDUZIONE DEL FLUSSO IN USCITARIDUZIONE DEL FLUSSO IN USCITA
(traspirazione)
-aumento della resistenza
con var. morfologiche (peli, ispessimenti cuticola, cere…) LENTO
con chiusura stomatica VELOCE
- riducendo la differenza Ψaria –Ψfoglia, abbassando il Ψfoglia con una
aumento della concentrazione osmotica VELOCE
MECCANISMO OSMOTICOMECCANISMO OSMOTICO
POTENZIALE OSMOTICO = componente negativa (tanto più
Si può effettuare in pieno campo se non è presente falda (è difficile valutarne gli apporti!) ed evitando, per quanto possibile, le perdite per ruscellamento e/o percolazione. Le variazioni della riserva si valutano attraverso profili di umidità (prof. ≥≥≥≥ 1 m). Con la pacciamatura si può evitare l'evaporazione dal terreno, per la stima della sola traspirazione.
LL’’evapotraspirazione potenzialeevapotraspirazione potenzialePuò essere misurata direttamente
in lisimetri a pesata, dove in un cassone cresce la coltura di
riferimento e viene pesato con frequenza giornaliera; è difficile e
oneroso, limitato a centri di ricerca
oppure con bilancio idrico (tecniche recenti: eddy covariance)
Per calcolare l’evapotraspirazione massima sono disponibili i
coefficienti colturali Kc, che moltiplicati per l’ETP danno una stima
dell’ETM. Essi variano in funzione della coltura e dello stadio di
sviluppo della stessa. In linea di massima dipendono dal LAI della
coltura
Si riconoscono 4 stadi:
1) iniziale: germinazione, emergenza, sviluppo fino a LAI di circa 1
Kc=0,3
2) di copertura: da LAI 1 a LAI 3 (copertura completa del suolo) il
Kc cresce linearmente da 0,3 a 1
3) di pieno sviluppo Kc= 1 - 1,2 (fioritura)
4) di maturazione, formazione di semi e frutti; la senescenza della
pianta riduce la traspirazione da 1 si scende fino a 0,5 - 0,3
(dipende dalle condizioni della pianta al momento della raccolta)
CALCOLO DELL’ETM (o ETc)
L’Evapotraspirazione massima è il consumo di una coltura in
condizioni idriche ottimali e senza alcun altro fattore limitante.
ETM = ETP * kc
Durante il ciclo colturale l’andamento del kc segue quello del LAI.
Valori per il
MAIS
I
0.3
0.5
0.7
0.85
1.05
1.20
0.80
0.95
0.55
0.60
4-5a foglia
(10% cop.) Iniz.Inf.♂♂♂♂(>80% cop.)
M.L
M.C
UR
<7
0%
Ven
to<
5 m
/s
UR
>7
0%
Ven
to>
5 m
/s
Kc per terreno nudo (fase iniziale = Kcini)
CALCOLO DELL’ETE ( o Eta)Una coltura sarà in condizioni di ETM solo subito dopo una
irrigazione (~ terreno alla Capacità di campo) e fino ad un
valore critico (p) di umidità del terreno oltre il quale le piante
ridurranno i propri consumi.
Tale valore critico varia da specie a specie
ETE = ETM*kd = (ETP*kc)*kd
L’acqua disponibile
facilmente utilizzabile
La frazione di Acqua Disponibile, corrispondente al valore di p, viene definita Acqua Facilmente Disponibile (Afd).Se:Adpeso = CIC – Pa e Advolume = Adpeso * densitàallora:Afdvolume = Advolume * p = [(CIC – Pa)*densità] * p
e così anche dalla Riserva Utilizzabile (Ru) si potràricavare la Riserva Facilmente Utilizzabile (Rfu).
cioè:Rfu = Ru * p
= (Advolume* s)) * p
con s=spessore dello strato interessato dalle radici in mm
La Riserva
Utilizzabile
e le radici
Assorbimento di acqua dalle
radici in funzione della
profondità (P) dell’apparato
radicale
Profondità radici
P/4
P/4
P/4
P/4
40%
30%
20%
10%
L' Umidità Critica (Uc) , cioè l'umiditàdel terreno alla quale la pianta comincia a ridurre la traspirazione e, quindi, anche le altre funzioni vitali, potrà essere calcolata così:
Ucps = Pa + [Adps * (1 -p)]
Ucvol = Ucps * d
Esempio per il mais (strato 60 cm):
CICps = 35% Paps = 18% d = 1.1 p=0.55
Adps = 35–18 = 17% Advol = 17*1.1 = 18.7%
Afdvol = 18.7 * 0.55 = 10.3%
Ru(60 cm) = 18.7 / 100 * 600 = 112 mm
Rfu (60 cm) = 112 * 0.55 = 61.6 mm
Ucps = 18 + (17 * 0.45) = 25.65%
Ucvol = 25.65 * 1.1 = 28.2%
Kd = COEFFICIENTE DI DEFICIT
Determinazione della riduzione di traspirazione e, quindi, di
assorbimento di acqua dovuto a carenza idrica nel suolo
Al di sotto di un limite critico la pianta riduce la traspirazione
linearmente, fino a 0 al punto di appassimento:
θsuolo < Lim.Crit. �P.A.LimCrit
P.A.Kd
suoloθ−
−=
Lim.Crit. < θsuolo < C.I.C. �Kd =1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
umidità suolo (m3 m
-3)
Kd
= E
ta/E
Tc
P.A.P.A.
Lim.Crit.Lim.Crit. C.I.C.C.I.C.
ET e le serreAndamento orario della radiazione globale e della traspirazione in
Gerbera coltivata su pomice
0
5
10
15
20
25
30
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Ore
g/pianta h-1
0
5
10
15
20
25
30Cal/cm2 h-1
RG ETE
0
5
10
15
20
25
30
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Ore
g/pianta h-1
0
5
10
15
20
25
30Cal/cm2 h-1
RG ETE
ET e le serreConsumo idrico cumulato e radiazione globale cumulata
in Gerbera coltivata su pomice
0
50
100
150
200
250
1 4 7 10 13 16 19 22Ore
ET
E (
g/p
ian
ta)
RG
(C
al/
cm
2)
RG ETE
RG ETE
Giornata nuvolosa
Giornata limpida
t
Andamento orario della radiazione globale e della
traspirazione in Melone in serra – Spagna)
Andamento di ET0 e Radiazione solare in serra
Almeria - Spagna
Metodo della radiazione solare con Kc
Si basa sulla evapotraspirazione di riferimento per la serra,
ET0:
– ET0 = A [τ Gest]
• L’evapotraspirazione attuale ETM è stimata come: