La stima dell’evapotraspirazione per la gestione dell’irrigazione

Donatella Spano

PROGETTO CLUSTEREnoWireless:

reti di sensori per la viticoltura

Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei (DESA)

spano@uniss.it

Gestione dell’irrigazione

Quanta acqua somministrare (?)

Quando somministrarla (?)

Strumenti operativi

Bilancio IdricoBilancio Idrico∆∆WW - variazione cont. idrico suolo - variazione cont. idrico suolo II - irrigazione- irrigazionePP - precipitazioni piovose - precipitazioni piovose CC - capillarità- capillaritàRR - ruscellamento - ruscellamento DD - percolazione prof.- percolazione prof.ETETaa - evapotranspirazione reale- evapotranspirazione reale

Δ aW I P C D ET R= + + − − −

Stima dell’evapotraspirazione Stima dell’evapotraspirazione reale (reale (ETETaa))

ETo x = ETc

K c

ETETc c = = ETETo o ×× K Kcc

= ETo+ ETEToo dati meteo dati meteo

ETo x = ETa

K c x Ks

ETETa a = = ETETc c ×× KKss

Evapotraspirazione di riferimentoEvapotraspirazione di riferimento

ETEToo – Flusso ET di una coltura – Flusso ET di una coltura di riferimento, alta 0.12 m, di riferimento, alta 0.12 m, che copre completamente il che copre completamente il suolo, senza limitazioni idriche suolo, senza limitazioni idriche o di altra naturao di altra natura

ASCE - EWRI - 2005ASCE - EWRI - 2005

ETEToo = è una misura della domanda evaporativa dell’atmosfera = è una misura della domanda evaporativa dell’atmosferaETEToo ≈≈ ETET di un prato alto 0.12 m, ……………….. di un prato alto 0.12 m, ………………..

Stazione meteo - ETStazione meteo - EToo

Gonioanemometro

Piranometro

Termoigrometro

Pannello Solare

Protezione

Anemometro

Data Logger

( ) ( )

( )2

2

1273

4080

uC

eeuT

CGR.ET

d

asn

n

sz +γ+∆

−+

γ+−∆=

Calculation Time Step Short Reference,

ETo Tall Reference,

ETr Cn Cd Cn Cd

Daily or monthly 900 0.34 1600 0.38

Standardized Reference ETStandardized Reference ETASCE-EWRI (2005)ASCE-EWRI (2005)

ETo = ETsz (short) ETr = ETsz (tall)

Evapotraspirazione della colturaEvapotraspirazione della coltura

ETo x ETcKc

Coefficiente Colturale (Kc)Coefficiente Colturale (Kc)KKcc dipende dalle caratteristiche della dipende dalle caratteristiche della coltura e dalla gestione agronomicacoltura e dalla gestione agronomica

assorbimento della radiazioneassorbimento della radiazione struttura, copertura del suolostruttura, copertura del suolo fisiologiafisiologia etàetà umidità della superficieumidità della superficie

Colture erbacee e a fileColture erbacee e a file

75%

10%

SEN

Fasi del ciclo e % della stagione

Coe

ffici

ente

col

tura

le (K

c)

Tipo 3Tipo 3Colture arboree Colture arboree decidue e vignetidecidue e vigneti

70% SEN

Fasi del ciclo e % della stagione

Coe

ffici

ente

col

tura

le (K

c)

Crop Crop % season % season % season Kc Kc Kc Planting HarvestNumber Name B C D A-B C-D E Date Date

1.01 Alfalfa (cycle) 7.00 30.00 99.00 0.25 1.05 0.25 20-Jun-01 20-Jul-011.02 Artichokes 6.00 19.00 90.00 0.65 0.65 0.65 1-Jul-01 1-May-021.03 Asparagus 12.00 25.00 95.00 0.25 1.00 0.25 1-Jan-01 31-Dec-011.04 Barley 20.00 45.00 75.00 0.70 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-021.05 Beans (pinto) 24.00 40.00 91.00 0.20 0.90 0.10 15-Jun-01 30-Sep-011.06 Beans (dry) 24.00 40.00 91.00 0.20 1.00 0.10 15-Jun-01 30-Sep-011.07 Beans (green) 22.00 56.00 89.00 0.80 1.00 0.85 1-Mar-01 31-May-011.08 Beets (table) 25.00 60.00 90.00 0.30 0.90 0.90 1-Apr-01 20-Jun-011.09 Broccoli 20.00 50.00 83.00 0.30 1.00 0.80 15-Mar-01 1-Jul-011.10 Cabbage 25.00 63.00 88.00 0.30 1.00 0.85 1-Aug-01 15-Nov-011.11 Carrots 20.00 50.00 83.00 0.85 0.95 0.80 15-Jan-01 15-May-011.12 Celery 15.00 40.00 90.00 0.80 0.95 0.95 15-Sep-01 15-Jan-021.13 Corn (grain) 20.00 45.00 75.00 0.20 1.05 0.60 1-May-01 30-Sep-011.14 Corn (silage) 20.00 45.00 99.00 0.20 1.00 0.60 1-May-01 15-Aug-011.15 Cotton 20.00 55.00 85.00 0.50 1.00 0.65 1-May-01 15-Oct-011.16 Cucumber 19.00 47.00 85.00 0.80 0.85 0.85 15-Mar-01 15-Jun-011.17 Eggplant 23.00 54.00 85.00 0.80 0.90 0.85 1-Apr-01 15-Nov-011.18 Flax 17.00 45.00 80.00 0.20 1.05 0.25 1-Apr-01 31-Jul-011.19 Grains (small) 20.00 45.00 75.00 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-021.20 Grains (winter) 20.00 45.00 75.00 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-021.21 Lentil 24.00 40.00 91.00 0.20 1.00 0.10 15-Jun-01 30-Sep-01

Lengths of Crop Development Stages for Various Crops

1.40 Sugarbeet 15 45 80 0.20 1.05 0.95 15-Mar-01 30-Sep-011.41 Sunflower 20 45 80 0.20 1.10 0.40 1-May-01 10-Sep-011.42 Sweet Potatoes 20 45 78 0.80 0.85 0.70 15-Apr-01 15-Aug-011.43 Tomato 25 50 80 0.30 1.10 0.65 1-Apr-01 31-Aug-011.44 Vegetables 33 67 92 0.80 0.87 0.90 1-Mar-01 31-Aug-011.45 Wheat 20 45 75 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-021.46 Watermelon 20 50 75 0.80 1.00 0.75 1-Apr-01 15-Nov-012.01 Alfalfa (annual) 25 50 75 1.00 1.00 1.00 1-Jan-01 31-Dec-012.02 Improved Pasture 25 50 75 0.95 0.95 0.95 1-Jan-01 31-Dec-012.03 Turfgrass (cool-season) 25 50 75 0.80 0.80 0.80 1-Jan-01 31-Dec-012.04 Turfgrass (warm-season) 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-013.01 Almonds 0 50 90 0.55 1.05 0.65 1-Mar-01 15-Oct-013.02 Apple 0 50 75 0.55 1.05 0.80 1-Apr-01 15-Nov-013.03 Grapevines 0 25 75 0.45 0.80 0.35 1-Apr-01 1-Nov-013.04 Kiwifruit 0 22 67 0.30 1.05 1.00 1-May-01 31-Oct-013.05 Stone fruits 0 50 90 0.55 1.05 0.65 1-Mar-01 15-Oct-013.06 Walnuts 0 50 75 0.55 1.05 0.80 1-Apr-01 15-Nov-014.01 Avocado 25 50 75 0.70 0.70 0.70 1-Jan-01 31-Dec-014.02 Citrus 25 50 75 0.67 0.67 0.67 1-Jan-01 31-Dec-014.03 Citrus (desert) 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-014.04 Date Palm 25 50 75 0.95 0.95 0.95 1-Jan-01 31-Dec-014.05 Evergreen 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-014.06 Olives 25 50 75 0.70 0.70 0.70 1-Jan-01 31-Dec-01

B - C = 0.45 C – D = 0.80 D - E = 0.35Vite

Pesco e uva da tavola

Alberi da Alberi da frutto e Vigneti frutto e Vigneti giovanigiovani

Intercettazione della Intercettazione della radiazione da parte radiazione da parte di un frutteto adultodi un frutteto adulto

Intercettazione Intercettazione della radiazione da della radiazione da parte di un parte di un frutteto giovanefrutteto giovane

Adulto Giovame Ombregg. > 62% Ombregg. < 62%

07/21/08

contenuto idrico del suolo stato sanitario fertilità e salinità del suolo copertura del suolo e densità d’impianto sistema irriguo e gestione dell’irrigazione tecniche di coltivazione

Evapotraspirazione reale (ETa)Evapotraspirazione reale (ETa)

ETo x Kc = ETax Ks

Evapotranspirazione reale (ETa)Evapotranspirazione reale (ETa)

Coefficiente di StressCoefficiente di Stress

07/21/08

Ks – Coefficiente di Stress permette di stimare l’evapotranspirazione

reale (ETa) da quella della coltura (ETc) tiene conto della chiusura stomatica e

della riduzione della traspirazione è legata al contenuto idrico di suolo e piante

07/21/08

Determinazione di ETa

Approssimazione FAO Misure micrometeorologiche

07/21/08

Stima di ETa

Approssimazione FAO

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

giorno

ETc

ETa

Stress idrico

07/21/08

0.0

Determinazione di Ks

ETa = ETo × Kc × Ks

Quaderno FAO 56

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ks

RAW

TAW

FC t WP

RAWTAWDTAWK r

s −−=0.1=sK

RAW<Dr<TAWper Dr<RAW

ETa = ETc

07/21/08

Determinazione di ETa

Misure micrometeorologiche

Stima dell’evapotraspirazione con Stima dell’evapotraspirazione con il metodo Surface Renewal il metodo Surface Renewal

ETa

Kc

Misura della Temperatura Misura della Temperatura dell’aria a elevata frequenzadell’aria a elevata frequenza

diametro = 76.2 diametro = 76.2 µµm m TermocoppiaTermocoppia

0 10 20 30 40 50 60Tempo (s)

Tem

pera

tura

(o C

)

z=0.7 m

z = 1.0 m

z = 1.3 m

33

33

3332

32

32

30

30

30

31

31

31

Frumento

60 s di dati di temperatura a 8 Hz60 s di dati di temperatura a 8 Hz

Vigneto Prato Riso

Pescheto Suolo nudo Agrumeto

Modello di simulazione dell’ET (SIMETAW) Calcola l’ETo da dati climatici misurati o simulati Determina i coefficienti colturali Kc per fase di

sviluppo Stima l’ETc Calcola il bilancio idrico giornaliero considerando le

precipitazioni, la frequenza dell’irrigazione, la copertura del suolo, il tasso ET, l’età della coltura

Fornisce tabelle dei risultati giornalieri e mensili per diverse combinazioni di suolo-coltura

Calcola i volumi d’acqua da somministrare usando il risultato del bilancio idrico misurato o simulato

Quando?Quando?

Dipende dalla specie

Dalle fasi critiche del ciclo

Livelli di stress che possono tollerare

Irrigazione in viticoltura

Aspetti culturali Politica viticola Tecniche colturali

Strategia irrigua

Stima dei fabbisogni idrici del sistema vigneto Risposta a tecniche di stress idrico

controllato Individuazione della tecnica più efficace Tecnica irrigua e qualità

Stress Idrico Controllato (Regulated Deficit Irrigation, RDI)

Soglia di deficit idrico (Deficit Threshold Irrigation, DTI)

Partial Root Zone Drying (PRD)

Obiettivi associatiRisparmio idrico

Vocazionalità Mantenimento della resa

Miglioramento della qualità

Cambiamenti climatici

Grazie!