L’evoluzione degli impianti di micro-irrigazione ha portato ad una localizzazione dell’acqua sempre più precisa e più efficiente. 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 conseguente ed assodata. Una localizzazione precisa permette lo sviluppo di un apparato radicale proprio dove cade l’acqua di irrigazione e i nutrienti. La fertirrigazione è tra i migliori sistemi per soddisfare al meglio i fabbisogni nutritivi delle piante. Essa permette la regolazione dell’apporto nutritivo in conformità con le effettive necessità della pianta. Sia le quantità di sostanze nutritive che le esigenze del periodo fenologico possono essere soddisfatti facilmente usando i fertilizzanti giusti.
Preparazione e Gestione delle Soluzioni Fertirriganti
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. Alcuni fertilizzanti non sono completamente solubili o non hanno la massima purezza. Una volta disciolti nella soluzione, saranno ancora presenti piccole quantità di particelle solide, che potrebbero otturare i filtri o i gocciolatori. Le soluzioni nutritive devono essere lasciate riposare per un periodo sufficientemente lungo affinché le particelle non disciolte si depositino sul fondo del serbatoio. 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 molto bene.
Quando si sciolgono dei fertilizzanti in concentrazioni relativamente elevate oppure quando si usa acqua molto fredda, questo processo di raffreddamento potrebbe provocare una precipitazione dei soluti nella soluzione. Quando sono presenti nella stessa soluzione madre concentrata, determinati elementi nutritivi interagiscono tra loro per formare altre sostanze. In molti casi, le sostanze che si formano possono creare problemi agli impianti a causa di otturazione o occlusione dei filtri e dei gocciolatori. In generale, i fertilizzanti che contengono livelli elevati di calcio (Ca) non dovrebbero essere mescolati con i fertilizzanti che contengono fosforo (P) o zolfo (S). L’analisi chimica dell’acqua può contribuire ad identificare dove è probabile che ci possa essere un problema e, ove necessario, l’acqua dovrebbe essere trattata prima dell’aggiunta del fertilizzante.
Una volta preparata, la soluzione nutritiva dovrebbe essere conservata in un serbatoio situato in una zona protetta, chiusa a chiave, ben arieggiata e ombreggiata. Le vasche dovrebbero essere posizionate all’interno di una struttura di contenimento per proteggerle dai rischi di urti o rovesciamento. Dovrebbero essere costruite in polietilene o vetroresina di colore scuro. La valvola di uscita dovrebbe essere installata a 5-10 centimetri dal fondo del serbatoio in modo che i residui o i precipitati (se ce ne sono) non vengano risucchiati nel flusso irriguo. Una volta disciolti, 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.
Metodi di Iniezione dei Fertilizzanti
L’iniezione dei fertilizzanti nell’acqua di irrigazione può essere fatta in vari modi, a seconda della coltivazione (su terreno o fuori suolo), della disponibilità di una fonte di energia elettrica, del bisogno di portabilità del sistema di iniezione e dei requisiti ed i vincoli della portata necessaria. L’iniezione del fertilizzante dovrebbe essere fatta preferibilmente prima dei filtri. Prima dell’iniezione, assicurarsi che il vostro impianto di irrigazione sia adatto per la fertirrigazione.
Iniettori a Pressione Differenziale (Tipo Venturi)
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.
Gli iniettori tipo Venturi utilizzano la velocità e la pressione di un fluido per introdurre sostanze chimiche in sistemi di irrigazione, senza la necessità di un impianto elettrico. Funzionano secondo il principio Venturi, che limita la sezione trasversale del flusso per generare un'aspirazione. La soluzione fertilizzante viene così succhiata e veicolata nel flusso dell’acqua di irrigazione. La costruzione del dispositivo è semplice e i costi d’acquisto sono relativamente bassi. L’energia idraulica assorbita per il suo funzionamento è alta e richiede una pressione elevata.
Come Realizzare sistema Iniettori Venturi ala gocciolante irrigazione
In fertirrigazione, un iniettore Venturi è incaricato di introdurre i fertilizzanti e il letame che vuoi raggiungere il raccolto. Viene solitamente installato in coltivazioni di piccole dimensioni e/o in cui non esiste accesso alla corrente elettrica, poiché non necessitano di alcun tipo di impulso esterno per funzionare.
Pompe Iniettrici
Le pompe iniettano la soluzione del fertilizzante aspirando la soluzione da un serbatoio aperto (non a pressione) ed iniettandola nell’acqua di irrigazione con una 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 per l’automazione più avanzata.
Filtrazione nell'Impianto di Fertirrigazione
La filtrazione è un trattamento meccanico delle acque, realizzato per proteggere l’impianto di irrigazione da otturazioni e da usura eccessiva. Viene progettata per separare le particelle solide più grandi di una dimensione stabilita.
Filtri Idrociclone
L’acqua viene iniettata in un cono rovesciato attraverso un ingresso tangenziale. La separazione cinetica viene effettuata dalla forza centrifuga che spinge le particelle solide (con peso specifico maggiore dell’acqua) verso la parete del cono. Scorrendo dalla sommità fino alla parte inferiore del cono, lungo le pareti (per la forza di gravità), i solidi vengono raccolti in un serbatoio separato mentre l’acqua pulita viene espulsa attraverso una bocca nella parte superiore del cono.
Filtri a Rete
L’acqua di irrigazione passa attraverso una rete di metallo o di plastica creando una zona di filtrazione. La rete è sostenuta da un corpo rigido per resistere alla pressione sviluppata dall’acqua e dall’accumulo dello sporco. Questo tipo di filtro è solitamente meno costoso di altri sistemi di filtrazione. L’utilizzo di semplici filtri a rete avviene solitamente per la filtrazione di bassi livelli di contaminazione da particelle solide o come controllo per i filtri idrociclone.
Filtri a Graniglia
Il filtro a graniglia prende il nome dall’elemento filtrante, costituito da sabbia o elementi di quarzo, di dimensione variabile in base alla necessità di filtrazione. L’acqua penetra nel serbatoio contenente la graniglia da un’apertura situata in sommità e rivolta verso l’alto. Le impurità trattenute si accumulano nello strato di graniglia, limitandone l’azione filtrante. Per pulire il filtro è necessario invertire il flusso dell’acqua (controlavaggio), usando come bocca d’entrata quella da cui l’acqua esce, mentre l’acqua sporca esce all’esterno da un apposito passaggio. Il filtro ha forma cilindrica. Lo strato filtrante non deve essere particolarmente alto, ma bensì largo, perché l’azione filtrante è più efficace quando l’acqua si distribuisce su di una superficie ampia. Il materiale filtrante deve avere la superficie ruvida per trattenere meglio le impurità.
L’acqua compie un lavoro per attraversare lo strato filtrante, per cui il manometro posto in entrata indica una pressione sempre maggiore di quello posto all’uscita del filtro. Quando la differenza di pressione raggiunge valori ben definiti, vuol dire che il filtro si è intasato ed è quindi necessario effettuare un controlavaggio.
Filtri a Dischi Lamellari
Questo tipo di filtro ha l’elemento filtrante costituito da lamelle circolari di materiale plastico ruvido, per meglio trattenere le impurità dell’acqua che le attraversa. Tale differenza di pressione normalmente è di circa 1-3 atmosfere. Il filtro a dischi lamellari è costituito da un corpo in plastica molto resistente contenente un elevato numero di lamelle rugose, che compresse una sull’altra per mezzo di una molla o di un bullone formano un’efficace superficie filtrante.
Automazione e Monitoraggio della Fertirrigazione
Il funzionamento programmato dell’impianto di irrigazione e del processo di fertirrigazione può essere attuato dall’utente con un sistema centralizzato facile e pratico, spesso dotato di un allarme che avvisa il personale in caso di malfunzionamento. L’installazione di dispositivi di telecomando permette il controllo esterno dei vari sistemi. Esistono anche dei fertirrigatori computerizzati che permettono di erogare soluzioni nutritive diverse in ciascun settore. La loro diffusione è limitata a causa dell’elevato costo, ma la loro utilità nelle coltivazioni su grandi superfici o in grandi vivai con numerose specie diverse è enorme.
I sensori per il rilevamento del pH e della salinità, tramite la conducibilità elettrica (Ec), sono importanti in qualsiasi impianto di fertirrigazione, dove la soluzione nutritiva, perdendo i nutrienti assorbiti dalle piante ad ogni somministrazione, deve essere opportunamente reintegrata al termine di ogni ciclo. Lo strumento adibito alla misurazione del pH si chiama pHmetro, mentre quello per il rilevamento dell’Ec è il conduttivimetro. Entrambi i sensori devono essere collocati in linea abbastanza lontani dal punto di iniezione, cioè dove è ormai avvenuta completamente la miscelazione tra le soluzioni stock e l’acqua. Per facilitare tale miscelazione, di solito si mette tra il punto di iniezione e le sonde anche un filtro a dischi con la funzione di diffusore.
Manutenzione dell'Impianto di Fertirrigazione
La manutenzione delle vasche prevede un controllo dei residui depositati che dovrebbero essere sciacquati via alla fine di ogni ciclo di fertirrigazione. Quando non vengono usate, le vasche in plastica o in vetroresina dovrebbero essere mantenute pulite ed asciutte. Le vasche in metallo dovrebbero essere lasciate piene di acqua pulita, per evitare l’ossidazione ed impedire la corrosione. Le valvole delle vasche dovrebbero essere controllate per vedere se ci sono perdite e mantenute pulite.
La manutenzione dei dispositivi di iniezione dovrebbe prevedere un controllo periodico per vedere se funzionano bene. Di solito è sufficiente attuare il programma di manutenzione raccomandato dal fornitore stesso. L’esattezza dei quantitativi iniettati può essere controllata facilmente confrontando la quantità di fertilizzante aspirata dal serbatoio con la dose programmata. I tubi ed i flessibili dell’iniezione dovrebbero essere controllati spesso per vedere se ci sono perdite ed essere riparati immediatamente.
L’accumulo di sporco sui mezzi di filtrazione (a rete, a graniglia e per i filtri a disco) causa una notevole perdita di pressione fra l’ingresso e l’uscita del filtro. La perdita di carico è una caratteristica standard dei filtri. La differenza di pressione dovrebbe essere controllata periodicamente per verificare che rientri nei limiti specificati del fornitore. Il processo può portare al bloccaggio dell’impianto di irrigazione o influenzare negativamente l’uniformità di distribuzione dell’acqua. I filtri dovrebbero essere puliti periodicamente, solitamente lavandoli con un flusso inverso di acqua pulita. Dove esiste la valvola di deflusso manuale, questa dovrebbe essere aperta periodicamente per vuotare lo sporco. Nel caso di lavaggio automatico, la pulizia del filtro dovrebbe essere controllata manualmente di tanto in tanto.
Per funzionare al meglio, gli impianti di irrigazione necessitano di alcuni requisiti minimi. Il trattamento con acido è utile nell’inizio del processo di incrostazione, quando gli ugelli sono soltanto parzialmente bloccati. Se viene effettuato in ritardo, quando gli emettitori sono completamente o quasi completamente bloccati, è inutile e può causare un bloccaggio completo e irreversibile.
Sicurezza e Impatto Ambientale
Dal punto di vista della sicurezza, nell’uso dei fertilizzanti, devono essere prese delle precauzioni per evitare possibili lesioni. Quando si maneggia e si mescolano i fertilizzanti, dovrebbero essere indossati vestiti adeguati, occhiali protettivi e guanti. In generale, nel caso di contatto del fertilizzante con la pelle o gli occhi, risciacquare in acqua corrente e cercare l’aiuto di un medico, se necessario.
Per quanto riguarda la riduzione dell’impatto ambientale, una maggiore efficienza nella distribuzione dell’acqua e dei fertilizzanti significa anche utilizzare meno fertilizzanti e limitare le perdite per percolazione e lisciviazione, con meno contaminazioni ambientali delle falde, e/o contaminazioni delle acque superficiali. Non dimenticarsi mai che anche la fertirrigazione deve essere fatta in conformità con le normative ambientali.
Applicazioni Specifiche degli Iniettori Venturi
L’iniettore Venturi può essere utile in diverse applicazioni oltre alla fertirrigazione:
- Eliminazione dei parassiti: L’utilizzo di questo tipo di iniettori rende possibile l’immissione controllata di sostanze in forma liquida in campo con grande precisione. I parassiti devono essere trattati in modo efficiente e con i giusti livelli di pesticidi, poiché una quantità inferiore o superiore di queste sostanze potrebbe essere dannosa. Se viene applicato meno pesticida del necessario, gli effetti negativi sulla coltura potrebbero essere prolungati e, se applicato in eccesso, potrebbe danneggiare sia la pianta che il suo ambiente. Va tenuto presente di non mescolare pesticidi e fertilizzanti, poiché la combinazione di entrambi potrebbe risultare in un composto instabile.
- Evitare gli intasamenti nei gocciolatori: L’acqua che passa attraverso i gocciolatori può contenere particelle o trasportare sostanze che precipitano e ostruiscono le piccole fessure presenti in essi, provocandone l’intasamento e impedendo al flusso di raggiungere la sua destinazione. Se un gocciolatore non funziona come dovrebbe, l’acqua che raggiunge le piante può variare e possono verificarsi danni al raccolto. Un modo per evitare gli intasamenti nel sistema di gocciolamento consiste nell’utilizzare prodotti chimici che puliscono l’acqua dagli elementi nocivi che possono accumularsi e intasare il gocciolatore. Se l’ostruzione è causata dall’azione di precipitazione di carbonati e solfati di calcio, uno dei modi per risolvere il problema è quello di effettuare una correzione del pH del flusso. Per questo si consiglia di utilizzare un iniettore Venturi che introduca un correttore di pH nel flusso. L’iniettore consentirà al regolatore di agire in modo molto preciso, evitando la formazione di intasamenti nel gocciolatore.
- Ossigenazione dell'acqua: Un iniettore con queste caratteristiche può essere utile anche per ossigenare l'acqua di uno stagno o di un lago artificiale. Se l'ossigeno viene aumentato in questo tipo di acqua, aiuta a mantenerla pulita più a lungo, evitando che l'acqua immagazzinata ristagni, diventi anossica e favorisca la comparsa di microrganismi dannosi che causano malattie.
I trattamenti radicali con palo iniettore rappresentano un altro metodo efficace per trattare le malattie delle piante e per fornire loro nutrienti essenziali. Questi trattamenti funzionano iniettando direttamente nel sistema radicale delle piante una soluzione specifica, come fertilizzanti o prodotti chimici per il controllo delle malattie o degli insetti. Il palo iniettore è un dispositivo appositamente progettato per questo scopo, con una punta che può essere inserita nel terreno vicino alla base della pianta. Questo metodo consente di fornire alle piante i nutrienti di cui hanno bisogno in modo rapido e preciso, evitando la perdita di sostanze nutritive attraverso l’evaporazione o l’erosione del terreno. Il trattamento con palo iniettore deve essere effettuato da personale esperto in questo campo per garantire che la soluzione venga iniettata nel modo corretto e che non ci siano rischi per l’ambiente o per la salute umana. Esistono diverse tipologie di trattamenti radicali con palo iniettore, tra cui quelli per il controllo delle malattie fungine, quelli per il controllo degli insetti e quelli per la fertilizzazione. I trattamenti radicali con palo iniettore offrono molti benefici per la salute delle piante, consentendo di trattare le malattie fungine e gli insetti in modo mirato e preciso, evitando l’utilizzo di pesticidi eccessivi. In generale, i trattamenti radicali con palo iniettore sono un metodo efficace per prendersi cura delle piante e per mantenerle in salute, ma richiedono l’utilizzo di soluzioni specifiche e l’applicazione da parte di personale esperto.