Quando si lavora con il terreno, una delle domande più comuni è come sapere se il terreno è davvero asciutto o se le piante hanno ancora abbastanza acqua a disposizione. Identificare in tempo il terreno disidratato Fa la differenza tra una coltura che resiste bene a un'ondata di calore e una che crolla nel giro di pochi giorni.
Oltre al semplice "sembra asciutto", ci sono segni evidenti nel terreno, nelle piante e nel comportamento dell'acqua nel profilo del suoloInoltre, oggi disponiamo di tutto, dai metodi fatti in casa alle tecnologie avanzate (sonde, sensori, telerilevamento satellitare) che ci consentono di sapere con notevole precisione quanta umidità è effettivamente rimasta nel terreno e se stiamo entrando in una zona pericolosa per le radici, e di attuare misure per recuperare un giardino secco.
Cos'è lo stress idrico del suolo e perché è così importante?
Quando parliamo di terreno disidratato, ci riferiamo ad una situazione in cui La quantità di acqua disponibile per le radici è insufficiente per una crescita normale.Non basta avere un po' di umidità: se il terreno la trattiene troppo o se l'acqua è legata solo alle particelle, le piante non riescono ad assorbirla e vanno in stress idrico.
Questo problema è aggravato in periodi di siccità, ondate di calore o irrigazione mal pianificataUna cattiva gestione dell'acqua nei campi può portare a gravi perdite di resa, a una qualità inferiore dei frutti, a una maggiore suscettibilità alle malattie e, in casi estremi, alla perdita totale del raccolto.
Nell'agricoltura professionale si parla molto di capacità di campo e punto di appassimento permanenteLa capacità di campo è il livello di umidità rimanente nel terreno pochi giorni dopo un'intensa irrigazione o una pioggia, una volta che l'acqua in eccesso è stata drenata. Il punto di appassimento è un livello di umidità così basso che le piante non sono più in grado di riacquistare turgore, nemmeno durante la notte.
Tra questi due valori si trova il acqua utilizzabile o acqua disponibile per le pianteFinché l'umidità del terreno rimane entro questo intervallo, la coltura può crescere in modo relativamente agevole. Quando l'umidità diminuisce e si avvicina al punto di appassimento, il terreno è considerato praticamente disidratato dal punto di vista della pianta.
Segni visivi di terreno disidratato
Anche se esistono dispositivi molto sofisticati, la prima cosa che solitamente facciamo sul campo è guardare e toccare. La superficie del terreno e l'aspetto generale del terreno Se sappiamo cosa cercare, offrono molte informazioni sullo stato delle loro acque.
Il terreno che non ha ricevuto abbastanza acqua per lungo tempo di solito presenta crepe visibili, fessure profonde e una consistenza molto dura o polverosaQuando viene calpestato, invece di compattarsi leggermente, si rompe in zolle dure o solleva una nuvola di polvere fine. terreni argillosi Le crepe possono essere molto pronunciate, mentre nei terreni sabbiosi predomina un aspetto sciolto e molto secco.
Un altro chiaro indicatore è il cambiamento di colore: I terreni umidi tendono ad apparire più scuri perché l'acqua scurisce il terreno. Asciugandosi, il tono si schiarisce e può persino apparire biancastro o grigiastro. In casi estremi, si può formare una crosta superficiale che, sebbene possa sembrare banale, Impedisce all'acqua di penetrare correttamente durante l'irrigazione., favorendo il deflusso e le perdite.
Inoltre, il terreno con poca umidità disponibile tende a diventare più compatto e resistenteCiò è particolarmente vero se sono stati utilizzati macchinari pesanti. Riducono l'aerazione, rendono difficile per le radici esplorare nuove aree e impediscono all'acqua di penetrare correttamente anche quando viene irrigata, concentrandosi solo nello strato superficiale.
Sintomi di disidratazione nelle piante
Le piante sono, infatti, i migliori sensori che abbiamo a disposizione. Quando il terreno non fornisce loro abbastanza acqua, la loro fisiologia cambia in modo molto evidente.E questo è evidente nelle foglie, negli steli e nei frutti.
Uno dei primi segnali è il appassimento durante le ore centrali della giornataLe foglie appaiono flosce e cadenti, come se fossero senza vita. Se si riprendono durante la notte, di solito indica che il terreno ha ancora acqua, ma la pianta è molto vicina al limite. Se l'appassimento non si inverte, è un chiaro segno che ci stiamo avvicinando o abbiamo già raggiunto il punto di appassimento permanente.
UN rallentamento della crescitaI nuovi germogli sono più piccoli, gli internodi si accorciano e la pianta appare stentata. Le foglie possono ingiallire, perdere la loro lucentezza e mostrare bordi secchi o necrotici. Tutto ciò è correlato alla ridotta fotosintesi, perché Senza acqua le piante non possono produrre energia normalmente..
Nelle colture di frutta o cereali, la disidratazione del suolo provoca meno fiori che danno frutti, frutti più piccoli e deformi o frutti con un riempimento più scarsoNei cereali, ad esempio, il numero di chicchi per spiga e il peso di mille chicchi si riducono; nelle colture orticole, le dimensioni e la qualità crollano.
Inoltre, le piante soggette a mancanza d'acqua Diventano più vulnerabili ai parassiti e alle malattieIl loro sistema di difesa si indebolisce, la guarigione delle ferite è più lenta e qualsiasi ulteriore stress (calore estremo, salinità, vento forte) ha un impatto molto più intenso su di loro.
In che modo la mancanza di acqua influisce sull'assorbimento dei nutrienti?
L'acqua del terreno non serve solo a placare la "sete" delle piante, ma è anche il mezzo in cui viaggiano i nutrienti. Senza un velo d'acqua sufficiente attorno alle radici, la pianta non può assorbire azoto, fosforo, potassio e altri elementi anche se il terreno è ben fertilizzato.
Nei terreni molto asciutti, la soluzione del suolo (l'acqua con i nutrienti disciolti) si riduce drasticamente e, inoltre, La pianta deve fare uno sforzo enorme per assorbire ogni goccia.Ciò provoca carenze nutrizionali: foglie clorotiche, scarso sviluppo delle radici, problemi di allegagione, steli deboli, ecc.
Questo indebolimento generale aumenta la probabilità di attacchi da funghi opportunisti, insetti succhiatori di linfa ed erbacce più resistenti alla siccitàLe erbacce con radici profonde e più adatte alla scarsità d'acqua possono colonizzare aree in cui la coltura non è più competitiva.
Pertanto, lo stesso livello di fertilizzazione può produrre risultati molto diversi a seconda come viene gestita l'umidità del suoloUn'irrigazione efficiente e una buona struttura del terreno consentono un migliore utilizzo dei fertilizzanti e riducono le perdite dovute a lisciviazione e deflusso.
Metodi semplici per valutare se il terreno è asciutto
Prima di addentrarci nelle tecnologie complesse, ci sono tecniche molto pratiche che chiunque può utilizzare sul campo. Una delle più classiche e ampiamente utilizzate è la metodo del toccoche, sebbene possa sembrare rudimentale, resta un riferimento per molti tecnici.
Consiste nel prelevare un campione di terreno alla profondità in cui si trovano le radici (non solo dalla superficie) e strizzalo con la manoSe il terreno si sgretola completamente, senza formare nemmeno una piccola zolla, molto probabilmente è troppo secco. Quando l'umidità è adeguata, il terreno forma una palla che si mantiene unita ma si rompe con una pressione minima tra le dita.
Un altro test rapido è scavare con una pala o una trivella e osservare l'umidità a diverse profonditàA volte la superficie appare umida a causa di annaffiature leggere o di un breve acquazzone, ma a pochi centimetri dalla superficie è completamente asciutta. In questi casi, le radici profonde continuano a disidratarsi, quindi è consigliabile adottare buone pratiche di irrigazione. tecniche di aratura e lavorazione del terreno per valutare correttamente il profilo.
Si possono utilizzare anche semplici misuratori della pressione sanguigna o economici sensori di umidità. Sebbene non siano precisi quanto un test di laboratorio, Offrono una lettura oggettiva e continua dello sforzo che la pianta compie per assorbire l'acquaCiò aiuta a decidere quando è opportuno annaffiare nuovamente prima di raggiungere livelli critici.
Metodi di misurazione dell'umidità del suolo: da quelli di base a quelli avanzati
In campo tecnico, esistono diversi modi per quantificare la quantità d'acqua contenuta in un terreno. Ogni metodo si basa su una diversa proprietà fisica e presenta vantaggi e svantaggi. La maggior parte sono metodi indiretti che devono essere calibrati rispetto a un metodo di riferimento.
Il metodo di riferimento per eccellenza è il metodo gravimetricoSi preleva un campione di terreno di volume noto, lo si pesa fresco, lo si essicca in stufa (a circa 105 °C fino a raggiungere un peso costante) e lo si pesa nuovamente. La differenza di peso indica il contenuto d'acqua. Questo metodo è molto preciso, ma anche distruttivo e laborioso, quindi viene utilizzato principalmente in laboratorio e per la taratura di altre apparecchiature.
Per evitare di dover prelevare continuamente campioni di terreno, sono state sviluppate tecniche in situ. Tra queste, la sonda a neutroni È stato ampiamente utilizzato nella ricerca. Questo dispositivo emette neutroni veloci che collidono con gli atomi di idrogeno (principalmente presenti nell'acqua). I neutroni più lenti che rimbalzano vengono rilevati e, da questa relazione, si stima l'umidità del suolo.
Il problema è che Ogni terreno deve essere calibrato in modo specifico.Poiché l'idrogeno è presente anche nella materia organica e in altri composti. Inoltre, poiché contiene una fonte radioattiva, richiede una licenza e rigorose misure di sicurezza, e il suo costo economico è elevato, viene quasi sempre utilizzato in progetti scientifici e non tanto nelle aziende agricole ordinarie.
Un altro importante gruppo di metodi si basa sulla resistenza elettrica Materiali porosi vengono inseriti nel terreno. Blocchi di gesso, fibra di vetro, nylon o altri materiali con elettrodi incorporati vengono inseriti. Quando il blocco raggiunge l'equilibrio con l'umidità del terreno, la sua resistenza elettrica varia in base al contenuto d'acqua.
Questi blocchi sono particolarmente utili in intervalli di bassa umidità, ma La sua accuratezza è influenzata dalla temperatura, dalla densità del suolo e dai fenomeni di isteresi. (Il comportamento non è lo stesso quando il terreno si secca rispetto a quando si bagna.) Non sono la soluzione migliore se sono necessari dati molto precisi per bilanci idrici complessi.
La tecnica di attenuazione dei raggi gammaIn questo caso, un fascio di radiazione attraversa il terreno tra una sorgente e un rivelatore posto in tubi di accesso. L'intensità che raggiunge il rivelatore diminuisce proporzionalmente alla densità umida del terreno, consentendo di dedurre il contenuto d'acqua se è nota la densità secca.
La forza di questo metodo è la sua alta risoluzione spaziale in profonditàPermette l'analisi di strati molto sottili del profilo del suolo. Tuttavia, le variazioni nella densità del suolo secco ne complicano notevolmente l'interpretazione. È un sistema costoso e complesso, quindi viene quasi sempre utilizzato in laboratorio o in test altamente controllati.
Negli ultimi anni hanno acquisito importanza i seguenti aspetti: metodi dielettriciQueste misurazioni si basano sulla costante dielettrica apparente del terreno (la sua capacità di immagazzinare carica elettrica). Poiché l'acqua ha una costante dielettrica molto più elevata rispetto all'aria e alle particelle solide, piccole variazioni nel contenuto d'acqua causano variazioni misurabili in questa proprietà.
Questi sensori, come TDR o FDR, Consentono misurazioni rapide, ripetibili e automatizzabili.Per questo motivo, si sono diffusi ampiamente nell'agricoltura di precisione. Tuttavia, richiedono una corretta calibrazione e un'installazione accurata per garantire un buon contatto tra il sensore e il terreno.
Tensione del suolo e utilizzo dei tensiometri
Un modo molto pratico per valutare quando il terreno inizia a "premere" sulla pianta è misurare la tensione con cui il terreno trattiene l'acquaQuesta tensione aumenta man mano che il terreno si asciuga: l'acqua libera si perde, lasciando solo acqua capillare e poi acqua strettamente legata.
Gli sfigmomanometri sono strumenti che misurano questa forza di aspirazione. Sono costituiti da un tubo pieno d'acqua con un punta in ceramica porosa a contatto con il terreno. Quando si asciuga, aspira acqua dall'interno del tensiometro, creando una depressione che viene misurata con un manometro o un sensore elettronico.
Funzionano molto bene in intervalli di umidità media e alta, tipici dei terreni agricoli ben gestiti, ma Perdono efficacia quando il terreno è estremamente seccosoprattutto nelle argille che interrompono il contatto con la punta in ceramica. Ciononostante, sono uno strumento prezioso e relativamente economico per decidere quando annaffiare.
Gli attuali modelli elettronici possono registrare dati in vari punti e profondità, Automatizzare la raccolta dati per adeguare i rischiI prezzi variano notevolmente: da semplici apparecchiature che costano poche decine di euro a sistemi complessi con data logger e connessione remota.
Telerilevamento e monitoraggio remoto dell'umidità del suolo
La tecnologia del telerilevamento ha aperto una nuova strada per osservare l'umidità del suolo: Non si misura più solo un punto, ma intere superfici dall'aria o dallo spazioCiò è particolarmente utile nelle grandi aziende agricole o nelle regioni agricole estese.
La base fisica è simile a quella dei metodi dielettrici: la quantità di acqua influenza la risposta elettromagnetica del suolo e della vegetazioneI satelliti e i sensori aerei catturano le radiazioni emesse o riflesse a diverse lunghezze d'onda (visibile, vicino infrarosso NIR, infrarosso a onde corte SWIR, microonde, ecc.).
Nella gamma delle microonde, ad esempio, la radiazione penetra una certa profondità nel terreno e È molto sensibile alle differenze nel contenuto di acquaPuò essere utilizzato in modo passivo (radiometria, misurando l'emissione naturale della superficie) o attivo (radar, inviando un segnale e misurando ciò che viene riflesso).
I sensori a microonde attivi offrono una migliore risoluzione spaziale, ma la lettura è influenzata da fattori quali l'asperità del terreno e la presenza di vegetazioneQuesti effetti vengono corretti utilizzando modelli e dati ausiliari, anche se aggiungono sempre un po' di rumore al segnale.
In agricoltura, le piattaforme di agricoltura di precisione integrano questi dati satellitari con informazioni sul campo (sensori del suolo, stazioni meteorologiche, cronologia delle rese) per Identificare le aree più secche, il rischio di stress idrico e decidere strategie differenziate di irrigazione e fertilizzazioneCiò consente di risparmiare acqua e riduce l'impatto della disidratazione del suolo sulla produzione.
Capacità di campo, punto di appassimento e acqua disponibile per le piante
Tornando ai concetti chiave, è importante avere ben chiaro il significato di alcuni termini che vengono costantemente utilizzati quando si parla di terreni asciutti o ben idratati. Dopo forti piogge o abbondanti annaffiatureIl terreno può saturarsi: tutti i pori, grandi e piccoli, si riempiono d'acqua.
Dopo un po' di tempo, l'acqua che occupa il i pori più grandi (macropori) drenano per gravità verso gli strati più profondi. Quando questo drenaggio diventa molto lento, il contenuto d'acqua nel terreno si stabilizza: questo fenomeno è chiamato capacità di campo. A quel punto, i macropori sono per lo più riempiti d'aria e i micropori d'acqua.
Se non c'è nuovo apporto di acqua (né pioggia né irrigazione), il terreno inizia a perdere umidità. evapotraspirazioneParte dell'acqua evapora direttamente dalla superficie, mentre un'altra parte viene persa attraverso gli stomi delle foglie durante la traspirazione. Le piante utilizzano gradualmente l'acqua trattenuta nei micropori, ma diventa sempre più difficile per loro assorbirla.
Arriva un momento in cui la pianta, non importa quanto sforzo faccia, Non riesce più ad estrarre abbastanza acqua per mantenere turgide le loro cellule. Si verifica un appassimento permanente. Il contenuto di umidità al quale questo avviene è noto come punto di appassimento e corrisponde a un livello di suzione di circa 15 atmosfere per la maggior parte delle colture.
Tra la capacità del campo e il punto di appassimento si trova il acqua disponibile o acqua utilizzabileQuesto è il volume d'acqua veramente rilevante dal punto di vista agronomico, perché è la quantità che la pianta può assorbire senza collassare. In alcuni casi, utilizza anche parte dell'acqua gravitazionale (tra la saturazione e la capacità di campo), ma solo per un breve periodo, poiché drena rapidamente.
La tessitura e la struttura del suolo influenzano notevolmente questi parametri. Più il terreno è fine (argilloso), maggiore è solitamente la sua capacità di campo. e anche il suo punto di appassimento, il che significa che immagazzina più acqua totale ma la trattiene anche in modo più efficace. Una buona struttura, con aggregati stabili e porosità bilanciata, aumenta la frazione di acqua disponibile per le piante e, a volte, l'uso di condizionatori minerali Questa struttura migliora.
Evapotraspirazione e variazioni continue dell'umidità del suolo
Nel campo, l'umidità del suolo non rimane stabile; Cambia praticamente ogni giornoOgni episodio di pioggia, irrigazione, ondata di calore o vento secco altera l'equilibrio tra gli apporti e le uscite di acqua del sistema suolo-pianta-atmosfera.
Gli ingressi principali sono pioggia e irrigazioneOltre alla possibile risalita di acque sotterranee superficiali, i deflussi avvengono attraverso il deflusso superficiale (quando l'acqua non si infiltra e scorre in superficie), il drenaggio profondo (l'acqua scende oltre la portata delle radici) e l'evapotraspirazione.
L'evapotraspirazione combina l'evaporazione diretta dal suolo e traspirazione delle pianteNelle giornate molto calde, con vento e bassa umidità relativa, queste perdite possono essere enormi, seccando rapidamente il terreno se non si provvede a reintegrare l'acqua.
Quando il contenuto di umidità si avvicina troppo al punto di appassimento, le piante iniziano a ridurre l'apertura degli stomi per conservare l'acqua. La fotosintesi diminuisce e la crescita rallentaSe la situazione persiste, il terreno si ritrova praticamente solo con acqua legata, inaccessibile alla maggior parte delle colture, le quali non sopravvivono a meno che non si tratti di specie altamente adattate alla siccità.
Pertanto, da una prospettiva gestionale, l'ideale è mantenere l'umidità del terreno il più vicino possibile alla capacità del camposenza saturarlo per un periodo prolungato (che causerebbe una mancanza di ossigeno nelle radici) né lasciarlo cadere troppo verso il punto di appassimento.
Relazione tra salinità del suolo e disidratazione delle piante
A volte il problema non è solo che il terreno è secco, ma anche che accumula sali solubili in eccessoLa salinità del suolo è dovuta all'elevata presenza di composti quali cloruri, solfati e bicarbonati di sodio, calcio, magnesio o potassio, tra gli altri.
L'effetto più grave di questa salinità è che ostacola l'assorbimento dell'acquaAnche se il terreno sembra avere sufficiente umidità, la pianta non riesce ad assorbirla normalmente a causa di quello che è noto come stress osmotico: l'acqua si sposta dalle aree con concentrazioni saline più basse a quelle con concentrazioni più alte e, se l'ambiente delle radici è troppo salino, il flusso d'acqua verso la pianta è fortemente limitato.
Inoltre, alcuni ioni, come il sodio (Na+) o il cloruro (Cl-), causano stress ionico e tossicità tissutale direttaIl sodio, ad esempio, compete con altri cationi essenziali (come il potassio o il calcio), generando carenze funzionali anche quando questi sono presenti nel terreno.
In queste condizioni, le piante mostrano sintomi simili alla siccità, anche quando l'acqua è disponibile: appassimento, necrosi sui margini delle foglie, caduta prematura delle foglie e drastica riduzione della crescitaSi verifica una sorta di "siccità fisiologica" in cui il problema non è solo la quantità di acqua, ma anche la qualità del substrato radicale.
La salinità influisce anche sulla biodiversità dell'ecosistemaCiò limita la crescita a poche specie tolleranti al sale (alofite) e riduce la varietà di flora e fauna associate. Inoltre, favorisce l'erosione e aumenta il rischio di inondazioni, degradando la struttura del suolo e interrompendo il drenaggio.
Come misurare e gestire la salinità del suolo
Per determinare se il terreno è troppo salino, le misurazioni basate su conduttività elettrica (EC) della soluzione del suoloMaggiore è la quantità di sale disciolto, maggiore è la conduttività. Questo dato può essere ottenuto sia in laboratorio che sul campo, utilizzando sonde specifiche.
Altre metriche, come la percentuale di sodio scambiabile o indice di assorbimento del sodioQuesti metodi aiutano a determinare se un suolo è salino, sodico o salino-sodico e a definire strategie di bonifica. Inoltre, il telerilevamento viene utilizzato anche per individuare aree con potenziali problemi di salinità attraverso l'analisi spettrale nelle bande NIR e SWIR.
La prevenzione è fondamentale: una buona gestione dell'irrigazione (evitare l'uso continuo di acqua con elevate concentrazioni saline, controllare le dosi e la frequenza, ricorrere all'irrigazione a goccia, utilizzare acqua riciclata o di migliore qualità quando possibile) riduce il rischio di salinizzazione. Evitare lavorazioni profonde che sollevano i sali nella zona delle radici Anche mantenere la copertura vegetale o la pacciamatura sono utili.
Una volta che il problema si è manifestato, si ricorre a pratiche come le seguenti: migliorare il drenaggio ed effettuare lavaggi controllati Per rimuovere i sali dalla zona delle radici, applicare ammendanti come il gesso nei terreni sodici, oppure scegliere colture o piante più tolleranti, come arbusti per climi secchiMentre il terreno si rigenera, la fertilizzazione deve essere attentamente regolata per evitare un peggioramento della salinità.
Sia la mancanza di acqua che l'eccesso di sali portano allo stesso risultato: Piante che non riescono a idratarsi correttamente e terreni sempre meno produttiviLa gestione integrata dell'acqua, della fertilizzazione e della struttura del suolo è la migliore garanzia per mantenere un terreno sano, con sufficiente umidità utilizzabile e un livello di salinità compatibile con un'agricoltura redditizia e sostenibile.
