La fertirrigazione (Prima Parte)
Posted on | February 20, 2009 | No Comments
Tratto da: Ron Seligmann
Traduzione e adattamento a cura di Paolo Marzialetti
L’evoluzione degli impianti di irrigazione ha portato ad una localizzazione dell’acqua più precisa e più efficiente ed il volume di terreno bagnato, in cui si sviluppa l’apparato radicale, è diventato limitato e molto intensivo, pertanto la concimazione controllata e mirata è una necessità. L’incorporazione dei fertilizzanti nell’acqua e la loro somministrazione con l’impianto d’irrigazione, chiamata fertirrigazione, serve a realizzare questo obiettivo.
Aspetti che riguardano il lavoro:
- risparmio di lavoro e di spese di distribuzione – nessuna necessità di distribuire concimi a mano o a macchina.
- convenienza – evita un duro lavoro. Incorporando il fertilizzante nell’acqua di irrigazione, tutto quello che dovete fare è irrigare correttamente.
Aspetti che riguardano la distribuzione:
- uniformità di distribuzione – un impianto di irrigazione efficiente assicura una migliore uniformità di distribuzione del fertilizzante al livello della pianta.
- localizzazione precisa – con regimi irrigui localizzati, lo sviluppo dell’apparato radicale avviene dove cade l’acqua di irrigazione. Fertirrigare significa portare i fertilizzanti nel posto esatto in cui saranno assorbiti.
- volume controllato – il controllo del volume irriguo viene effettuato facilmente con gli impianti di irrigazione a basso volume (per esempio, a goccia). I fertilizzanti applicati per mezzo di tali sistemi vengono dosati quantitativamente allo stesso modo.
Aspetti che riguardano la nutrizione:
- soddisfare i bisogni della pianta – la fertirrigazione permette la regolazione dell’apporto nutritivo in conformità con le necessità della pianta. Sia le quantità di sostanze nutritive che le esigenze del periodo fenologico possono essere soddisfatti facilmente usando i fertilizzanti giusti.
- disponibilità migliorata – una piccola quantità di fertilizzante somministrata a brevi intervalli è più disponibile per le piante che una massiccia applicazione ripetuta poche volte all’anno.
Aspetti che riguardano l’ambiente:
- aumento dell’efficienza – la fertilizzazione localizzata soltanto nella zona delle radici evita le perdite dovute alla dispersione lontano dalla pianta, alla scarsa uniformità di distribuzione ed alla lisciviazione incontrollata.
- riduzione impatto ambientale – maggiore efficienza significa anche meno fertilizzante perduto e questo, a sua volta, meno contaminazioni ambientali degli acquiferi dovuto alla lisciviazione, o contaminazioni dei fiumi dovuti agli scoli ecc.
Ricordarsi di sempre – La fertirrigazione deve essere fatta in conformità con i regolamenti locali riguardo all’incorporazione di prodotti chimici nell’acqua di irrigazione.
Preparazione della soluzione
La preparazione di ogni soluzione fertilizzante dovrebbe essere effettuata seguendo delle metodologie che garantiscono la sicurezza ed usando dei contenitori adatti. La dissoluzione dei fertilizzanti nell’acqua può provocare delle reazioni chimiche. I coltivatori ed i loro consulenti dovrebbero conoscere bene queste reazioni per assicurare un completo scioglimento in tutta sicurezza.
Tempo di sedimentazione
Alcuni fertilizzanti non sono completamente solubili. Una volta dissolti saranno ancora presenti nella soluzione piccole quantità di particelle solide, che potrebbero otturare i filtri o l’impianto di irrigazione. Le soluzioni devono essere lasciate riposare per un periodo sufficientemente lungo affinchè le particelle non disciolte si depositino sul fondo del serbatoio. Un tempo di sedimentazione di 15 minuti o più è solitamente sufficiente affinchè avvenga tale processo.
Colore
La dissoluzione di fertilizzanti colorati produce solitamente una soluzione colorata. Nel caso di fertilizzanti colorati rivestiti, alcuni dei materiali di rivestimento potrebbe rimanere indissoluti e formare uno strato superficiale che dovrebbe essere rimosso prima dell’iniezione.
Mutamenti della temperatura
Poiché la maggior parte dei processi di dissoluzione sono endotermici (cioè consumano energia), il raffreddamento della soluzione durante lo scioglimento del fertilizzante è un fenomeno che si nota bene. Quando si dissolvono dei fertilizzanti in concentrazioni relativamente elevate oppure quando si usa acqua molto fredda, questo processo di raffreddamento può provocare una precipitazione della soluzione. In questo il caso, i coltivatori dovrebbe evitare le soluzioni troppo concentrate, usare acqua calda se possibile oppure diluire la soluzione con altra acqua.
Interazioni
Quando sono presenti nella stessa soluzione, determinati elementi interagiscono tra loro per formare altre sostanze. In molti casi, le sostanze che si formano possono otturare l’impianto di irrigazione. Le interazioni più comuni sono:
- i fertilizzanti che contengono fosfati generalmente interagiscono con il ferro, il calcio o il magnesio per formare precipitati che sono difficili da disciogliere.
- i fertilizzanti che contengono polifosfati possono interagire con il calcio ed il magnesio per formare sospensioni gel.
- i fertilizzanti che contengono solfati interagiscono con il calcio per formare il gesso.
- le soluzioni alcaline (come l’urea) aumentano il pH della soluzione e spingono il calcio ed i bicarbonati alla formazione del calcare.
L’analisi dell’acqua può contribuire ad identificare dove è probabile che ci possa essere un problema e, ove necessario, l’acqua dovere essere trattata prima dell’aggiunta del fertilizzante. Nel caso di incertezza, fare una prova di dissoluzione su un piccolo campione. In funzione dalla concentrazione richiesta, aggiungere i quantitativi proporzionali di fertilizzante in una bottiglia che contiene un litro dell’acqua da testare e controllare le interazioni che avvengono.
Calcoli
A. Nella terminologia dei fertilizzanti, il contenuto di N, P e K è scritto da sinistra a destra ed è espresso come N puro, ossido fosforoso (P2O5) ed ossido dei potassio (K2O) sulla base del peso percentuale.
Per esempio: Un fertilizzante 15-5-30 contiene 15% di azoto, 5% di P2O5, 30% di K2O.
In termini di peso 1 chilogrammo del suddetto fertilizzante contiene 150 grammi di N (1 Kg x 15% x 10 = 150 g), 50 grammi di P2O5 e 300 grammi di K2O.
Nota: (x 15%) significa (x 15 diviso 100) ma per passare da Kg a grammi bisogna moltiplicare per 1.000 quindi invece che (diviso 100 x 1.000) facciamo direttamente (x 10).
B. Da ossido all’elemento puro: per convertire da P2O5 in P moltiplicare per 0,44 per convertire K2O in K moltiplicare per 0,83
C. Il contenuto del 1% di un elemento sono 10 Kg per ogni tonnellata (1 Kg a quintale).
D. I fertilizzanti liquidi, per motivi di convenienza, a volte sono determinati sulla base del volume. Per calcolare la quantità di tutti gli elementi in un volume di fertilizzante, moltiplicare il valore percentuale per il peso specifico del fertilizzante (il peso di un volume unitario).
Per esempio: 1 litro di 2-0-10 con un peso specifico di 1,15 chilogrammi/litro contiene 23 grammi N (1 litro x 2% x 1,15 Kg/l x 10 = 23 g) e 115 grammi K2O.
E. Per calcolare i quantitativi di fertilizzante necessari secondo la dose dell’elemento richiesto:
Peso per unità di superficie – L’elemento in chilogrammi/ettaro diviso la percentuale dell’elemento nel fertilizzante.
Per esempio: ottenere 20 chilogrammi di N all’ettaro con fertilizzante 15-5-30 richiede un’applicazione di 133 chilogrammi del fertilizzante accennato (20 Kg diviso 15% x 100 = 133 Kg). Si noti che questa quantità di fertilizzante contiene 6,7 chilogrammi P2O5 (133 Kg x 5% diviso100 = 6.7 Kg) e 40 chilogrammi K2O.
Volume per unità di superficie – L’elemento in chilogrammi/ettaro diviso la percentuale dell’elemento nel fertilizzante e poi diviso il peso specifico del fertilizzante.
Per esempio: ottenere 20 chilogrammi di N all’ettaro con 2-0-10 (un peso specifico di 1,15 chilogrammi/litro) richiede un’applicazione di 870 litri del fertilizzante accennato (20 Kg diviso 2% diviso1,15 Kg/l x 100 = 870 litri). Si noti che questa quantità di fertilizzante contiene 100 chilogrammi K2O (870 litri x 10% x 1,15 Kg/l diviso 100 = 100 Kg).
Concentrazione - Se viene specificata la concentrazione d’un elemento nell’acqua di irrigazione anziché la quantità, per i fertilizzanti solidi calcolarla dividendo la concentrazione desiderata per la concentrazione dell’elemento nel fertilizzante.
Per esempio: sono richiesti 100 PPM* (parti per milione) di N usando del 15-5-30. La quantità di fertilizzante necessaria è 0,67 chilogrammi per metro cubo di acqua. (100 g/mc diviso 15% diviso 10 = 0,67 Kg/mc). Quella quantità di fertilizzante inoltre apporta 33 PPM di P2O5 (0,67 Kg x 5% x 10 = 33 PPM) e 200 PPM di K2O. Per i fertilizzanti liquidi dividere l’importo richiesto per il peso specifico del fertilizzante.
Per esempio: sono richiesti 100 PPM di N usando 2-0-10 (peso specifico 1,15 chilogrammi/litro). Quella concentrazione sarà realizzata usando 4,3 litri di fertilizzante per metro cubo di acqua (100 g/mc diviso 5% diviso 10 diviso 1,15 Kg/l = 4,3 l/mc). Questo inoltre apporta 500 PPM di K2O all’acqua di irrigazione (4,3 l/mc x 10% x 10 x 1,15 Kg/l = 500 PPM).
* 1 PPM = 1 grammo per metro cubo di acqua (assumendo il peso specifico dell’acqua 1 Kg/litro).
Conservazione della soluzione
Una volta che preparata, la soluzione del fertilizzante dovrebbe essere conservata in un serbatoio situato in una zona protetta, chiusa a chiave, ben arieggiata e ombreggiata.
I serbatoi dovrebbero essere posizionati all’interno d’una struttura di contenimento per proteggerli dai rischi di rovesciamento. Dovrebbero essere costruiti in polietilene o vetroresina (sono inoltre adatti i serbatoi realizzati in acciaio inossidabile, anche se molto costosi).
Nel caso della fertirrigazione possono essere utilizzati accessori fatti di nylon o di polietilene. La valvola di uscita deve essere installata a 5-10 centimetri dal fondo del serbatoio in modo che i residui o i depositati (se ce ne sono) non vengano risucchiati nel flusso dell’irrigazione. Inoltre è consigliabile avere anche una valvola sul fondo in moda da potere vuotare completamente il serbatoio quando ne abbiamo bisogno.
Una volta dissolti, la maggior parte dei fertilizzanti manterranno le proprietà della soluzione. Tuttavia, cambiamenti significativi della temperatura (differenze notte/giorno) influenzano la solubilità e possono causare la precipitazione di alcuni, o di tutti gli elementi fertilizzanti. Diluire la soluzione fertilizzante con altra acqua supplementare e registrare il tasso dell’iniezione in conformità con la nuova diluizione è il sistema più semplice per superare tale problema.
Miscelazione dei fertilizzanti
In generale, i fertilizzanti che contengono livelli elevati di calcio (Ca) o magnesio (Mg) non dovrebbero essere mescolato con i fertilizzanti che contengono fosforo (P) o zolfo (S). La solubilità generale della miscela è fissata solitamente dal componente che ha la solubilità più bassa fra i componenti presenti nella soluzione. Nel caso di incertezza (come con la preparazione della soluzione) fate una prova su un piccolo campione. In funzione dalla concentrazione desiderata, aggiunge i quantitativi proporzionali di fertilizzante in una bottiglia contenente un litro di acqua e controllare per vedere se ci sono interazioni.
Metodi di iniezione
L’iniezione dei fertilizzanti nell’acqua di irrigazione può essere fatta in vari modi. La scelta del sistema e dell’apparecchiatura di iniezione giusta va fatta secondo la forma del fertilizzante (solida o liquida), la disponibilità di una fonte di energia elettrica, il bisogno di portatilità del sistema di iniezione e secondo i requisiti ed i vincoli della portata necessaria. L’iniezione del fertilizzante dovrebbe essere fatta preferibilmente prima dei filtri. Gli acidi (e soltanto loro), dovrebbero essere iniettati a valle per non danneggiare i filtri. In entrambi i casi, dovrebbe essere impostato un sufficiente lasso di tempo, dopo l’iniezione del fertilizzante, affinchè l’acqua pulita attraversi tutto l’impianto di irrigazione, lavando il sistema dai residui. Prima dell’iniezione, assicurarsi che il vostro impianto di irrigazione sia adatto per la fertirrigazione. Un dispositivo che impedisce l’inversione del flusso dovrebbe essere installato nel punto più appropriato. Inoltre viene consigliata la filtrazione della soluzione fertilizzante prima dell’iniezione nel sistema.
Serbatoio di by-pass a pressione
Un serbatoio, contenente il fertilizzante nella forma solida o liquida, viene installato in parallelo con una valvola collocata sulla linea di irrigazione. La chiusura parziale della valvola provocherà una differenza di pressione tra la valvola ed il serbatoio. L’acqua allora attraverserà il serbatoio, dissolvendo e trasportando il fertilizzante nell’acqua di irrigazione. Il serbatoio deve essere in grado di reggere la pressione dell’impianto di irrigazione.
Gli svantaggi principali di questo metodo sono che la concentrazione del fertilizzante nell’acqua di irrigazione non è uniforme (diminuendo con la durata della fertirrigazione) e che il serbatoio deve essere riempito di fertilizzante ogni volta. E’ un sistema adatto per piccoli impianti, senza una fonte di energia che necessitano di un apparato portatile.
Iniettore Venturi
Usando il principio Venturi (che limita la sezione trasversale del flusso) per generare una aspirazione, la soluzione fertilizzante viene succhiata e veicolata nel flusso dell’acqua di irrigazione. La costruzione del dispositivo è semplice ed i costi d’acquisto sono relativamente bassi. L’energia idraulica assorbita per il suo funzionamento è alta e richiede una pressione elevata. Poiché il dispositivo è molto sensibile alle variazioni di pressione, dovrebbe essere impiegato solo nelle situazioni in cui le condizioni di funzionamento dell’impianto sono conosciute e stabili.
Pompe
Le pompe iniettano la soluzione del fertilizzante aspirando la soluzione da un serbatoio aperto (non a pressione) ed iniettandolo nell’acqua di irrigazione con un pressione più elevata rispetto alla prevalenza nel punto di innesto. L’uso delle pompe permette una gestione completa dei quantitativi e della temporizzazione del fertilizzante. Sono adatte sia per il funzionamento manuale che l’automazione più avanzata. Le pompe sono disponibili in una vasta gamma di principi di funzionamento ed alimentazione.
A. Le pompe azionate dalla pressione dell’acqua sono appunto alimentate dalla pressione esercitata dall’acqua su un pistone od un diaframma. La quantità iniettata della pompa è proporzionale alla pressione, ma può essere regolata dall’utente. Nella maggior parte dei modelli, l’acqua impiegata per il funzionamento viene espulsa dall’impianto ma bisognerebbe prendere in considerazione un suo recupero. Il vantaggio più importante è che l’iniezione del prodotto cessa quando si arresta il flusso dell’acqua.
B. Le pompe con motore a scoppio sono un sistema molto potente di iniezione. Solitamente viene utilizzato il motore di un trattore per alimentare l’iniettore, che aspira da un grande serbatoio portatile. Il funzionamento di tale dispositivo ha bisogno della presenza dell’operatore e deve essere regolato il tasso di iniezione. Utilizzando un dispositivo di misurazione collegato all’iniettore è possibile controllare la quantità del volume di soluzione iniettata.
C. Le pompe con motore elettrico sono disponibili in una vasta gamma di portate e capacità. Questo tipo di pompa è la più adatta per l’automazione di impianti fissi (come per le serre o i pozzi) poiché la sua limitazione è la disponibilità di una sorgente di energia elettrica.
Fonte: http://www.cespevi.it/art/fertirr.htm
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