Coltivazione ecocompatibile di rucola per quarta gamma - Regione ...
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Via Cavalleggeri 25, 84098 Pontecagnano (SA)T: 089384211 F: 089384170 E: ort@entecra.it<strong>Coltivazione</strong> <strong>ecocompatibile</strong><strong>di</strong> <strong>rucola</strong> <strong>per</strong> <strong>quarta</strong> <strong>gamma</strong>Accursio VeneziaCRA-ORTaccursio.venezia@entecra.itRelazionesu coltivazione a basso impatto ambientale<strong>per</strong> la produzione <strong>di</strong> <strong>rucola</strong> da <strong>quarta</strong> <strong>gamma</strong>Programma <strong>di</strong> pratiche colturali ecosostenibilidel Centro <strong>per</strong> il collaudo delle innovazioni orticoledella <strong>Regione</strong> CampaniaPontecagnano, Dicembre 2009
Gli adacquamenti sono stati 24 nel primo ciclo e sette nel secondo. La quantità <strong>di</strong>acqua e gli elementi somministrati sono riportati nella tabella 1.Tabella 1. Acqua ed elementi somministrati con la fertirrigazione in due cicli <strong>di</strong> coltura <strong>di</strong> <strong>rucola</strong> dataglio (il primo con quattro tagli e il secondo con un taglio).Ciclo Tagli Acqua NH 4 -N NO 3 -N H 2 PO 4 -P K Ca Mg SO 4 -S Cl Nammkg/ha1 4 210,5 32,5 126,8 66,3 268,2 437,5 145,9 180,1 141,6 121,72 1 90,0 4,2 14,6 8,0 35,1 187,1 62,2 49,3 60,5 52,0Il contenuto idrico e salino del suolo è stato rilevato in continuo a cinqueprofon<strong>di</strong>tà, da 10 a 50 cm, me<strong>di</strong>ante sonde FDR (Frequency Domain Reflectometry).Me<strong>di</strong>ante sonde schermate, <strong>di</strong>sposte approssimativamente allo stesso livello dellepiante, sono state rilevate e registrate a intervalli <strong>di</strong> 15 minuti, tem<strong>per</strong>atura dell’ariae umi<strong>di</strong>tà relativa, dalle quali è stato calcolato il deficit della pressione <strong>di</strong> vapore 1 .Il ritardo nella consegna delle sonde ha <strong>per</strong>messo <strong>di</strong> iniziare il monitoraggio solo aiprimi <strong>di</strong> aprile.Le caratteristiche microbiologiche e fisiche del prodotto sono state rilevate almomento della raccolta e dopo conservazione a bassa tem<strong>per</strong>atura, simulandola conservazione prelavorazione, che dovrebbe essere minima, ma in pratica puòdurare alcuni giorni).Analisi e rappresentazioni grafiche dei dati sono state eseguite nell’ambiente R 2utilizzando anche funzioni delle estensioni contribuite rms 3 e ggplot2 4 .3 Profilo termoigrometrico dell’ariaI profili <strong>di</strong> tem<strong>per</strong>atura, umi<strong>di</strong>tà relativa e deficit <strong>di</strong> pressione <strong>di</strong> vapore dell’arianella serra nel <strong>per</strong>iodo 1/4/09 - 6/5/09, corrispondente alla vegetazione <strong>per</strong> ilterzo e quarto taglio del primo ciclo <strong>di</strong> coltura, sono illustrati nella figura 1 allapagina seguente.L’andamento degli in<strong>di</strong>ci microclimatici considerati è stato simile <strong>per</strong> i dueregimi irrigui. Le prime due settimane si sono <strong>di</strong>stinte dal resto del <strong>per</strong>iodo <strong>di</strong>osservazione, rispettivamente <strong>per</strong> una minore e maggiore escursione giornaliera,determinate da un tempo più freddo-umido nella prima e più caldo-asciutto nellaseconda.1 Con la formula: DP V (kP a) = 0, 6108 × exp(17,27×TT +237,3)× ( 1 − UR100), dove T è la tem<strong>per</strong>atura ingra<strong>di</strong> Celsius e UR è l’umi<strong>di</strong>tà relativa in <strong>per</strong>centuale.2 R Development Core Team (2009). R: A language and environment for statistical computing.R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0,www.r-project.org.3 Frank E Harrell Jr (2009). rms: Regression Modeling Strategies. R package version 2.1-0.http://CRAN.R-project.org/package=rms.4 Hadley Wickham (2009). ggplot2: An implementation of the Grammar of Graphics. R packageversion 0.8.3. http://had.co.nz/ggplot2/.5
Tem<strong>per</strong>atura (°C)252015105UR (%)1008060402000Diff. tem<strong>per</strong>. (°C)1050−5−10Diff. UR (°C)40200−20−400 5 10 15 20Ora del giorno0 5 10 15 20Ora del giornoProfilo giornaliero <strong>di</strong> tem<strong>per</strong>atura e umi<strong>di</strong>tà relativa (a 50 cm <strong>di</strong> altezza, pannello su<strong>per</strong>iore) e delle <strong>di</strong>fferenze rispettoall’ambiente esterno (pannello inferiore) nella campata irrigata <strong>per</strong> as<strong>per</strong>sione. Le linee sottili corrispondono a giorni<strong>di</strong>versi del <strong>per</strong>iodo, la line spessa è l’interpolazione a metà <strong>per</strong>iodo.Deficit PV (kPa)2.01.51.00.50.0irrigas<strong>per</strong>sionegocciaTem<strong>per</strong>atura (°C)3025201510Umi<strong>di</strong>tà rel. (%)100908070605040300 168 336 504 672 840oreProfilo <strong>per</strong>io<strong>di</strong>co. Gli intervalli della scala orizzontale corrispondono a settimane.Figura 1. Profili giornaliero (in alto) e <strong>per</strong>io<strong>di</strong>co (sottoin basso), con interpolazione me<strong>di</strong>ante spline,degli in<strong>di</strong>ci microclimatici rilevati nella serra all’altezza della vegetazione nel <strong>per</strong>iodo 1/4 - 6/5, incorrispondenza della crescita <strong>per</strong> il terzo e quarto taglio del primo ciclo <strong>di</strong> coltura.6
L’escursione giornaliera della tem<strong>per</strong>atura è variata tra 6,5 e 21,5 ◦ C, con metàdei valori tra 9,9 e 14,4 ◦ C e una me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> 12,4 ◦ C.L’escursione giornaliera dell’umi<strong>di</strong>tà relativa è variata tra 6 e 67 punti <strong>per</strong>centuali,con metà dei valori tra 29 e 43 punti e una me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> 36 punti.Il deficit <strong>di</strong> pressione <strong>di</strong> vapore ha seguito l’andamento della tem<strong>per</strong>atura, conescursioni giornaliere tra 0,12 e 2 kPa e una me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> 0,89 kPa.La tem<strong>per</strong>atura me<strong>di</strong>a è variata <strong>di</strong> poco, mantenendosi intorno ai 15 ◦ C in tuttoil <strong>per</strong>iodo.L’andamento del deficit della pressione <strong>di</strong> vapore, prossimo a zero <strong>per</strong> una decina<strong>di</strong> ore durante la notte in tutto il <strong>per</strong>iodo, mostra che l’ambiente non è al riparoda rischi <strong>di</strong> fitopatie.Nell’arco della giornata la tem<strong>per</strong>atura nel tunnel a 50 cm dal suolo è scesa allivello minimo verso le ore 7:00 e il minimo ha oscillato nel <strong>per</strong>iodo tra 6 e 13 ◦ C; illivello massimo è stato raggiunto verso le 12:00 e nel <strong>per</strong>iodo ha oscillato tra 15 e28 ◦ C. La tem<strong>per</strong>atura interna del tunnel, a parità <strong>di</strong> altezza, è risultata su<strong>per</strong>iorea quella esterna <strong>per</strong> circa 20 ore, raggiungendo il massimo <strong>di</strong> <strong>di</strong>fferenza verso le17:30 (massimo oscillato nel <strong>per</strong>iodo tra 1 e 10 ◦ C, con me<strong>di</strong>a 5 ◦ C). Dalle ore 5:00alle 9:00 la tem<strong>per</strong>atura interna è risultata inferiore a quella esterna (inversionetermica), con un massimo <strong>di</strong> <strong>di</strong>fferenza verso le ore 7:00 (oscillato tra 0 e -12 ◦ C,con me<strong>di</strong>a -5 ◦ C).L’umi<strong>di</strong>tà relativa si è mantenuta generalmente prossima alla saturazione nelleore notturne, oscillando nel <strong>per</strong>iodo tra il 40 e l’80% durante il giorno. Le <strong>di</strong>fferenzeripetto all’ambiente esterno sono state in me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> un 5% in più nelle ore notturnee antimeri<strong>di</strong>ane, <strong>di</strong> un 7% in meno nelle ore pomeri<strong>di</strong>ane e fino a un 30% in piùnelle prime ore del mattino, con picco intorno alle 7:30, in coincidenza con la fase<strong>di</strong> inversione termica.4 Umi<strong>di</strong>tà e salinità della soluzione del suoloNella figura 2 alla pagina successiva sono illustrati i profili <strong>per</strong>io<strong>di</strong>ci dei livelli <strong>di</strong>umi<strong>di</strong>tà e salinità della soluzione del suolo, rilevati a cinque profon<strong>di</strong>tà (10–50 cm<strong>per</strong> i due regimi irrigui nel <strong>per</strong>iodo 1/4/09 - 6/5/09, corrispondente alla vegetazione<strong>per</strong> il terzo e quarto taglio del primo ciclo <strong>di</strong> coltura.A parità <strong>di</strong> profon<strong>di</strong>tà il contenuto idrico del suolo è risultato più alto conl’irrigazione a goccia, con un gra<strong>di</strong>ente tuttavia comparabile, che è evidente solonei 30 cm su<strong>per</strong>ficiali, mentre a profon<strong>di</strong>tà su<strong>per</strong>iore il suolo si è mantenuto saturo<strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà con entrambi i regimi. La <strong>di</strong>fferenza <strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà tra 10 e 30 cm <strong>di</strong>profon<strong>di</strong>tà è risultata <strong>di</strong> oltre una decina <strong>di</strong> punti <strong>per</strong>centuali.Le oscillazioni <strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà del suolo rilevate <strong>per</strong> l’irrigazione a goccia nella primasettimana <strong>di</strong> aprile sono probabilmente dovute a scorrimento <strong>di</strong> acqua lungo lepareti della sonda nella fase <strong>di</strong> assestamento del suolo circostante smosso durantel’installazione.7
as<strong>per</strong>sionegoccia40Umi<strong>di</strong>tà (%)35302520151040cm30cm 50cm20cm10cm50cm30cm40cm20cm10cm550cmSalinità (dS/m)43250cm20cm 30cm 40cm10cm40cm30cm20cm10cm0 168 336 504 672 8400 168 336 504 672 840oreFigura 2. Andamento dell’umi<strong>di</strong>tà e della salinità della soluzione del suolo a cinque profon<strong>di</strong>tà <strong>per</strong>due regimi irrigui nel <strong>per</strong>iodo 1/4 - 6/5, corrispondente alla vegetazione <strong>per</strong> il terzo e quarto tagliodel primo ciclo <strong>di</strong> coltura.La maggiore umi<strong>di</strong>tà del suolo irrigato a goccia può essere spiegata dalla miglioreinfiltrazione dell’acqua, che ha risentito meno del mancato livellamento orizzontaledelle prose durante il primo ciclo <strong>di</strong> coltivazione.La salinità della soluzione, invece, ha mostrato maggiore uniformità nello stratolavorabile e un gra<strong>di</strong>ente positivo nello strato sottostante, con livelli e gra<strong>di</strong>entepiù accentuati nel regime <strong>di</strong> irrigazione a goccia e con una tendenza generalmentepositiva nel <strong>per</strong>iodo. Con l’irrigazione <strong>per</strong> as<strong>per</strong>sione la conducibilità elettrica dellasoluzione del suolo è rimasta intorno a 1 dS/m fino a 40 cm ed è aumentata da circa2 a 3,2 dS/m alla profon<strong>di</strong>tà <strong>di</strong> 50 cm. Con l’irrigazione a goccia la conducibilitàelettrica della soluzione è aumentata anche nello strato lavorabile, raggiungendo2,5 dS/m a 30 cm, 3,5 dS/m a 40 cm e 5 dS/m a 50 cm. La maggiore salinità delsuolo irrigato a goccia è dovuta principalmente alla <strong>di</strong>fferente precessione colturale.Con entrambi i meto<strong>di</strong> l’irrigazione ha comportato un <strong>di</strong>lavamento <strong>di</strong> sali presentinello strato arabile.Le brevi oscillazioni occasionali nei profili idrici sono spiegabili con l’assestamentodel suolo attorno alla sonda, mentre sono da chiarire le cause delle oscillazionigiornaliere, specialmente a 50 cm, <strong>per</strong> l’irrigazione a goccia.5 ProduzioneLa produzione <strong>di</strong> <strong>rucola</strong> è risultata piuttosto modesta nel primo ciclo a causadella minore densità <strong>di</strong> semina. Dai 400 g/m 2 del primo taglio è aumentata nei8
successivi, <strong>per</strong> entrambi i meto<strong>di</strong> irrigui, ma in modo più consistente <strong>per</strong> quello adas<strong>per</strong>sione, raggiungendo un valore doppio con il quarto taglio (figura 3).Prodotto <strong>per</strong> taglio (kg/mq)1.00.80.60.40.2Prima colturaProdotto cumulato (kg/mq)3.02.52.01.51.00.5irrigPrima colturaas<strong>per</strong>sione1 2 3 41 2 3 41TaglioTaglioTaglioFigura 3. Prodotto <strong>per</strong> taglio e cumulato del primo ciclo <strong>di</strong> coltura e del taglio unico del secondociclo. Le singole aree <strong>di</strong> saggio sono rappresentate dalle linee sottili (primo ciclo) e dai punti (secondociclo), le stime me<strong>di</strong>e dalle linee spesse con banda <strong>di</strong> confidenza (al 95%). Da tener presente chel’irrigazione a goccia ha interessato solo marginalmente la coltura <strong>per</strong> il primo taglio.gocciaProdotto <strong>per</strong> taglio (kg/mq)Seconda coltura1.41.21.00.80.6●●●●●●●● ●● ●●●●●●Il primo ciclo, che ha impegnato il terreno <strong>per</strong> quattro mesi e mezzo, ha fornitouna produzione me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> circa 2,5 kg/m 2 in quattro tagli.Il taglio fornito dal secondo ciclo, durato venticinque giorni, è risultato in me<strong>di</strong>a<strong>di</strong> 1 kg/m 2 .6 Qualità microbiologica del prodottoIn nessun campione analizzato è stata rilevata presenza <strong>di</strong> Escherichia coli, in<strong>di</strong>ce(negativo) <strong>di</strong> qualità del processo produttivo <strong>di</strong> alimenti vegetali freschi.Nel primo taglio del primo ciclo, irrigato prevalentemente <strong>per</strong> as<strong>per</strong>sione anchenel blocco assegnato <strong>per</strong> l’irrigazione a goccia, la carica microbica aerobia è risultataabbastanza contenuta (intorno a 5 log ufc/g) (figura 4).Batteri aerobi totali − prima colturataglio: 1 taglio: 2 taglio: 3 taglio: 4Batteri coliformi − prima colturataglio: 3 taglio: 4Seconda colturaB. totali B. coliformi8587Log ufc/g765irrigas<strong>per</strong>sionegocciaLog ufc/g432Log ufc/g654320 7 0 7 0 7 0 7Giorni dalla raccolta0 7 0 7Giorni dalla raccolta0 7 0 7Giorni dalla raccoltaFigura 4. Livelli <strong>di</strong> presenza <strong>di</strong> batteri aerobi totali e <strong>di</strong> batteri coliformi sul prodotto dei due cicli <strong>di</strong>coltura in relazione alla conservazione (in frigorifero) dopo la raccolta, al taglio e al metodo irriguo. Icampioni delle singole aree <strong>di</strong> saggio sono rappresentate dalle linee sottili, le stime me<strong>di</strong>e dalle lineespesse con banda <strong>di</strong> confidenza (al 95%).9
Nei tagli successivi sono state rilevate cariche considerevolmente più alte ecomparabili tra i due meto<strong>di</strong> irrigui (intorno a 7 log ufc/g), prossime al limite <strong>di</strong>una buona qualità <strong>per</strong> la trasformazione <strong>di</strong> <strong>quarta</strong> <strong>gamma</strong>. Un risultato simile èstato riscontrato anche <strong>per</strong> l’unico taglio del secondo ciclo <strong>di</strong> coltura (6,5 log ufc/g).I batteri coliformi sono stati rilevati a livelli abbastanza bassi (tra 2 e 4 log ufc/g)in entrambi i cicli <strong>di</strong> coltura.Le popolazioni batteriche sono aumentate nella settimana <strong>di</strong> conservazionein frigorifero. Per le produzioni del primo ciclo l’aumento della carica totale èvariato tra +0,61 log ufc/g del primo taglio e +1,26 log ufc/g del terzo, con uname<strong>di</strong>a <strong>di</strong> +0,84 log ufc/g, pari a un incremento <strong>di</strong> circa sette volte, <strong>per</strong> il metodoirriguo <strong>per</strong> as<strong>per</strong>sione, mentre <strong>per</strong> il metodo a goccia il campo <strong>di</strong> variazione degliincrementi è stato leggermente più ampio (0,58–1,29 log ufc/g), ma l’incrementome<strong>di</strong>o leggermente più basso (0,74 log ufc/g, cinque volte e mezza). L’aumentodei coliformi, nei due tagli in cui sono stati rilevati, è stato relativamente piùconsistente, soprattutto nel quarto taglio, e maggiore con il metodo <strong>per</strong> as<strong>per</strong>sione(+1,38 log ufc/g contro +1,11 log ufc/g <strong>per</strong> il metodo a goccia, corrispondentiad aumenti rispettivamente <strong>di</strong> 24 e 13 volte). La <strong>di</strong>namica delle popolazionimicrobiche sul prodotto del secondo ciclo è stata più attiva <strong>per</strong> la carica totale, conun incremento me<strong>di</strong>o <strong>di</strong> 1,42 log ufc/g (26 volte) nella settimana <strong>di</strong> conservazionerispetto a un incremento <strong>di</strong> 0,8 log ufc/g (sei volte) dei batteri coliformi.La carica totale non è un in<strong>di</strong>catore <strong>di</strong> sanità del prodotto, ma può incidere sullaconservabilità delle caratteristiche <strong>di</strong> freschezza e quin<strong>di</strong> sulla durata commerciale,se le attività degradative dei batteri a carico dei tessuti vegetali sono proporzionalialla densità della popolazione batterica. I batteri coliformi sono frequentementeutilizzati come in<strong>di</strong>ce dei batteri enterici, ma a tale riguardo non hanno un rilievocomparabile a quello <strong>di</strong> E. coli.7 ConclusioniL’avvio dei lavori è stato ritardato dal qualche <strong>di</strong>fficoltà nel re<strong>per</strong>imento dell’impresa<strong>di</strong> lavorazione, con conseguente ritardo, ma anche insod<strong>di</strong>sfacente qualità, dellasemina e ridotta produzione del primo ciclo <strong>di</strong> coltura. Il secondo ciclo <strong>di</strong> coltura èstato realizzato fuori programma quando è stata trovata un’impresa più affidabile.Potendo contare su quest’ultima, si possono anticipare <strong>per</strong> il prosieguo dell’attivitàrisultati più vicini alle attese.Nei tre tagli in cui è stata confrontata con l’as<strong>per</strong>sione, l’irrigazione a gocciaha migliorato leggermente la qualità della <strong>rucola</strong>, ma ha richiesto più lavoro <strong>per</strong>togliere e rimettere le ali gocciolanti ad ogni raccolta meccanica, mostrando chel’implementazione con ali gocciolanti in su<strong>per</strong>ficie non è economicamente accettabile<strong>per</strong> questo tipo <strong>di</strong> coltura. Un’alternativa che si pensa <strong>di</strong> saggiare nel prossimociclo è l’interramento delle ali gocciolanti.Il monitoraggio continuo <strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà e salinità del suolo con le sonde FDR è10
isultato promettente sia <strong>per</strong> la gestione della fertirrigazione sia <strong>per</strong> controllarel’eventuale <strong>di</strong>lavamento in profon<strong>di</strong>tà dei sali in eccesso. La conoscenza dell’andamentodella tem<strong>per</strong>atura e dell’umi<strong>di</strong>tà dell’aria rende possibile migliorare la <strong>di</strong>fesadella coltura, identificando i <strong>per</strong>io<strong>di</strong> a rischio <strong>di</strong> attacchi patogeni. Nel prossimociclo colturale questo monitoraggio sarà completato da lisimetri a suzione, <strong>per</strong>seguire la composizione minerale della soluzione del suolo, e da sonde <strong>di</strong> bagnaturafogliare, <strong>per</strong> circoscrivere più precisamente i <strong>per</strong>io<strong>di</strong> critici <strong>per</strong> la <strong>di</strong>fesa delle piante.Esterno del tunnel-serra e impianto <strong>di</strong> fertirrigazioneInterno della campata con metodo <strong>di</strong> irrigazione a gocciaSonda termica <strong>per</strong> il controllo automatico delle a<strong>per</strong>ture(a sinistra), sonda <strong>per</strong> l’umi<strong>di</strong>tà e la salinità del suolo (alcentro) e sonda <strong>per</strong> tem<strong>per</strong>atura e umi<strong>di</strong>tà dell’aria (adestra)Figura 5. Struttura utilizzata <strong>per</strong> i saggi.11
Preparazione delle proseEmergenzaPiante prossime alla raccoltaParticolare <strong>di</strong> piante a maturità <strong>di</strong> raccoltaDopo raccolta meccanicaParticolare dopo raccolta meccanicaFigura 6. Fasi del ciclo colturale.12