SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE Principi di Agronomia III

SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE Principi di Agronomia III – TECNICHE DI COLTIVAZIONE C) Sistemazioni del terreno docente: Mauro Mori

Sistemazioni del terreno (1) Sono orientate principalmente alla regimazione delle acque in eccesso, derivanti dallo squilibrio fra velocità di infiltrazione e intensità di pioggia (o di irrigazione). • Nei terreni pianeggianti l’eccesso di acqua genera ristagno; pertanto il fine delle sistemazioni è quello di favorirne lo smaltimento accelerando il deflusso. • Nei terreni in pendio, viceversa, le sistemazioni tendono a ridurre e/o rallentare il deflusso superficiale (perchè ad esso è connessa l’erosione) ed a favorire l’infiltrazione che costituirà un’utile riserva per le colture. Solo in qualche caso (pericolo di smottamenti) può esservi la necessità di favorire il deflusso

Sistemazioni del terreno (2) In entrambe le situazioni, quindi, si dovrà modificare la velocità di deflusso che è governata dalla Legge di Chézy: V = velocità di deflusso χ = Coefficiente dipendente dalla rugosità della superficie (tanto maggiore quanto più liscia è la superficie) R = Raggio medio della sezione di deflusso (in un unico grande canale la velocità è maggiore che non in tanti piccoli rivoli) i = pendenza della superficie In generale le sistemazioni agiscono prevalentemente su quest’ultima.

Sistemazioni del terreno (3) Classificazione delle sistemazioni di collina Terrazzamento Ciglionamento Lunette Gradonamento Permanenti Ripiani raccordati Cavalcapoggio Girapoggio Rittochino Fosse livellari Sistem. a onde Temporanee Fossi acquai Colt. a strisce

Sistemazioni di collina EROSIONE IDRICA: allontanamento di particelle di terreno e nutritivi a seguito di ruscellamento superficiale Equazione Universale dell’Erosione (VISCHMEYER): A = 2. 24 * R * K * L * S * C * P A = erosione annuale media (t ha-1 y-1) R = aggressività della pioggia (intensità e quantità) K = erodibilità del suolo (stabilità della struttura) L = lunghezza del pendio S = pendenza C = influenza della copertura vegetale P= “ delle tecniche di regimazione dove:

Sistemazioni di collina (2) TERRAZZAMENTO Le terrazze sono limitate da muri (in cemento o in pietra, anche “a secco”). Spesso hanno una lieve pendenza verso valle o verso monte, in questo ultimo caso occorre realizzare una scolina per le acque in eccesso. Larghezza dei ripiani e altezza dei muri sono funzione della pendenza. Es: 45% → L = 2 h Teoricamente non vi sono limiti di pendenza, ma in pratica non si supera il 45%

Sistemazioni di collina (3) CIGLIONAMENTO E’ un terrazzamento in cui il muro è sostituito da una scarpata inerbita (ciglione). E’ la forma di sistemazione più diffusa nei terreni più sciolti. La larghezza della scarpata deve essere almeno il 40% dell’altezza. L’ampiezza dei ripiani è simile a quella del terrazzamento. La pendenza non può superare il 40%

Sistemazioni di collina (4) LUNETTE E’ una sistemazione particolare, tipica di pendici molto scoscese. Idonea per colture arboree (olivo e agrumi in Costiera Amalfitana) I terrazzi, irregolari, sono realizzati con muretti “a secco” e interessano un’unica pianta.

Sistemazioni di collina (5) GRADONAMENTO E’ un terrazzamento con ripiani irregolari e muretti realizzati “a secco” con materiale di risulta proveniente dagli stessi appezzamenti (spietramento) I gradoni non hanno ampiezza e pendenza predefinite, ma seguono la morfologia della pendice. Spesso vengono realizzati prima i muretti, a cui segue per interramento naturale la formazione del gradone. Tipici di un’agricoltura povera.

Sistemazioni di collina (6) RIPIANI RACCORDATI I ripiani, separati da ciglioni, hanno pendenze alternate di circa il 2% longitudinalmente e dell’ 1% trasversalmente, verso monte. All’estremità dei ripiani vengono realizzate delle piazzole che consentono alle macchine di passare agevolmente da un terrazzo all’altro. In pratica è una forma moderna e perfezionata del ciglionamento

Sistemazioni di collina (6 bis) RIPIANI RACCORDATI (continua)

Sistemazioni di collina (7) SISTEMAZIONE “A ONDE” E’ detto anche “terrazzamento all’americana”. E’ realizzato con il solo ausilio dell’aratro: ripetute lavorazioni “a colmare” che seguono, grosso modo le curve di livello. In tal modo la superficie viene modellata “a onde trasversali” che frenano lo scorrimento dell’acqua. Sistemazione tipica di un’agricoltura estensiva, diffusa negli USA. Spesso abbinata alla “coltivazione a strisce”. Valida per pendenze non superiori al 10 -15%

Sistemazioni di collina (8) CAVALCAPOGGIO E’ costituita da appezzamenti regolari larghi 8 -16 m (secondo la pendenza) delimitati da scoline trasversali e parallele (“a cavalcapoggio”) che confluiscono in canali di scolo che seguono le linee di massima pendenza. La lavorazione del terreno tra le scoline è fatta “in quota”. Una limitazione a questo tipo di sistemazione sta nella necessità di disporre di grossi appezzamenti con pendenze regolari. Valida fino a pendenze del 30%

Sistemazioni di collina (9) CAVALCAPOGGIO (continua) E’ un’antica sistemazione ancora adottata per i vigneti del Monferrato e dell’Appennino Tosco-emiliano.

Sistemazioni di collina (10) GIRAPOGGIO Le scoline sono realizzate a spirale (“a girapoggio”) intorno all’altura, seguendo quasi le linee di livello (pendenza dell’ 12%). La distanza tra le scoline dipende dall’acclività del pendio (in genere 4 -5 m). La lavorazione del terreno è fatta in quota (parallela alle scoline). Tipica di agricoltura intensiva, è idraulicamente valida anche con pendenze del 40 -45%.

Sistemazioni di collina (11) GIRAPOGGIO (continua) A causa della frammentazione aziendale, spesso la scolina, raggiunto il confine, deve interrompersi per riprendere più in basso con pendenza invertita. Si ha così una sistemazione “a serpentone”. Comunque, indipendentemente dalla dimensione aziendale, la necessità di eseguire le lavorazioni trasversalmente al pendio (per la vicinanza tra le scoline), limita molto la validità agronomica della sistemazione a girapoggio, poichè oltre il 20% il rischio di ribaltamento delle macchine è alto.

Sistemazioni di collina (12) RITTOCHINO Sia le scoline (se ci sono), sia la lavorazione del terreno sono fatte seguendo le linee di massima pendenza. Il rallentamento del deflusso è minimo (affidato soprattutto alla sua frammentazione in tanti rivoli). I campi, in genere sono larghi da 15 a 30 m. La lunghezza dipende dalla pendenza: 100 -150 m con pendenze del 10 -15%, anche pochi metri con pendenze del 20 -30% (essi vengono tagliati trasversalmente da scoline). Ciò ovviamente limita notevolmente la sua validità economica, per cui, anche essendo la sistemazione più diffusa, viene normalmente realizzata con pendenze non superiori al 12 -15%.

Sistemazioni di collina (13) RITTOCHINO (continua) Anche se l’effetto sull’erosione è molto relativo, la sistemazione resta valida per evitare smottamenti e frane in quanto favorisce lo sgrondo delle acque.

Sistemazioni di collina (14) FOSSE LIVELLARI Riunisce le caratteristiche del girapoggio e del rittochino: • le scoline sono costituite da fosse livellari a girapoggio che sfociano in canali a rittochino (acquidocci); sono in parte sostituite da strade (con leggera pendenza trasversale verso monte) per il movimento delle macchine. • Le unità colturali sono ampie e lavorate a rittochino; possono essere divise da solchi temporanei pure a rittochino. Idonea per pendenze <25%, per aziende medio-grandi e per la coltivazione di specie erbacee.

Sistemazioni di collina (15) SISTEMAZIONE TEMPORANEA CON FOSSI ACQUAI Le lavorazioni e le semine vengono effettuate a rittochino o in quota, secondo i casi. Lo smaltimento delle acque è assicurato da solchi temporanei (fossi acquai) realizzati dopo la semina con pendenza del 10 -15%. Sistemazione temporanea, poco dispendiosa, adatta a colture erbacee. Fornisce risultati apprezzabili se i fossi sono tracciati con criterio.

Sistemazioni di collina (16) COLTURA A STRISCE Ogni coltura, in funzione del grado di copertura, ha un effetto diverso su ruscellamento ed erosione.

Sistemazioni di collina (17) COLTURA A STRISCE (continua) Consiste nel coltivare il pendio a strisce trasversali alternando specie con effetto coprente diverso. Le lavorazioni e le semine vengono effettuate in quota. Non è una vera e propria sistemazione, ma consente una certa difesa dei versanti. Efficace per pendenze non eccessive (5 -15%); per pendenze superiori, specialmente se c’è pericolo di frane, è preferibile ricorrere al prato o pascolo permanente.

Sistemazioni di collina (18) COLTURA A STRISCE (continua) Occorrono grandi superfici, diffusa nell’agricoltura estensiva degli Stati Uniti.

Sistemazioni di pianura (1) EFFETTI NEGATIVI DELL'ECCESSO IDRICO • Ambiente asfittico: insufficiente ricambio gassoso a livello della rizosfera e rallentamento o arresto delle attività microbiche favorevoli; • Ridotto assorbimento di elementi nutritivi; • Limitato sviluppo radicale, sia in profondità che in estensione • Induzione o accentuazione di attacchi parassitari; • Maggiori infestazioni di malerbe; • Temperatura del suolo più bassa; • Struttura influenzata negativamente da: a) mancanza dei cicli di inumidimento ed essiccazione; b) gelo che nei terreni umidi spappola i grumi così che al disgelo gli strati superficiali assumono consistenza fangosa; c) pessima riuscita delle lavorazioni per terreno non in tempera.

Sistemazioni di pianura (2) IL RISTAGNO IDRICO Il ristagno idrico si può verificare in due situazioni distinte: a) se il terreno presenta una falda freatica alta; b) se il terreno presenta un ristagno superficiale dovuto alla sua bassa velocità di infiltrazione. Due tipi di rimedi si offrono per lo smaltimento dell'acqua in eccesso: • creazione di una rete scolante sotterranea (drenaggio o fognatura); • realizzazione di una rete scolante superficiale (affossatura).

Sistemazioni di pianura (3) PRINCIPALI RAGIONI PER L'USO DELL'AFFOSSATURA NELL'EVACUAZIONE DELLE ACQUE IN ECCESSO • In essa può essere fatta defluire rapidamente l'acqua saturante superficiale, per scorrimento sulla superficie (baulatura dei terreni). • Costituisce una rapida via di evacuazione per l'acqua in esubero, anche con pendenze lievi, grazie all'ampia sezione delle fosse. • Può contenere per alcune ore l'acqua piovuta nei momenti in cui lo scarico ne è impedito (piene).

Sistemazioni di pianura (4) VOLUME DI AFFOSSATURA Dato di base per il calcolo dell'affossatura è il suo volume e va rapportato: 1. alla quantità di pioggia che cade; 2. alla quantità di acqua che può essere raccolta nelle scoline in attesa di smaltimento; 3. alla durata dell'invaso. I volumi di affossatura medi nell'Italia centro- settentrionale a sistemazioni intensive sono di 200 -300 m 3 ha-1. In terre molto impermeabili e a scarico intermittente si arriva a 400 m 3 ha-1. Nelle terre permeabili dell'Italia settentrionale il volume scende a 100 -150 m 3 ha-1.

Sistemazioni di pianura (5) DISTANZA TRA LE FOSSE E' determinante della larghezza dei campi. La distanza tra le fosse deve essere tanto minore quanto più bassa è la conducibilità idrica del terreno, quanto più abbondante e intensa è la piovosità, quanto più difficile è lo scarico dell'acqua. Lo sviluppo lineare delle scoline (m ha-1) varia inversamente alla loro distanza: Distanza (m)……………. . 20 25 30 40 Sviluppo lineare (m ha-1)……. 500 400 333 250 La formula è la seguente: con L = Sviluppo lineare (m ha-1) D = Distanza tra le scoline (m)

Sistemazioni di pianura (6) SEZIONE DELLE FOSSE (A) Varia col volume (V) e lo sviluppo lineare (L) dell’affossatura secondo la formula: La sezione dei fossi di prima raccolta è mediamente di 0, 5 m 2; il massimo è di 0, 8 -0, 9 m 2; non si scende mai sotto 0, 2 -0, 3 m 2. pr = profondità a = apertura f = fondo c = ciglio pa = parete

Sistemazioni di pianura (7) Classificazione delle sistemazioni di pianura Proda Piantata Cavalletto o strena Permanenti Cavino Larghe alla ferrarese Variante veneta Porche Temporanee Prose o praci Prosoni o pracioni

Sistemazioni di pianura (8) La proda è la fascia di 60 -80 cm situata tra il fosso ed il filare di viti (spesso “maritate”). I fossi riversano in fossi di raccolta più grandi. L’appezzamento è abbastanza grande (6080 X 16 -30 m) Il “basto rovescio” è la particolare forma che prende la superficie dopo ripetute lavorazioni a colmare e a scolmare (inizialmente la superficie è piana). Il volume totale di affossatura è di circa 200 m 3 ha-1, le tare tra il 5 e l’ 8% Diffusa in Toscana (Val di Chiana).

Sistemazioni di pianura (9) La piantata è la fascia di 4 -5 m , baulata che ospita il filare. Essa delimita i campi, pure baulati, destinati alle colture erbacee (60 -80 X 30 -35 m). Non ci sono fossi, lo sgrondo delle acque è affidato alla depressione tra campo e piantata. La cavedagna è una stradella inerbita di circa 4 m che raccoglie le acque defluite dai campi e le convoglia ai collettori aziendali. Il volume di affossatura è modesto (100 -120 m 3 ha-1), le tare circa il 10% (cavedagne) Diffusa in Emilia su terreni di medio impasto

Sistemazioni di pianura (10) Del tutto simile alla precedente è adottata anch’essa in Emilia ma in terreni pesanti. La piantata è sostituita da un cavalletto o strena di eguale larghezza (4 -6 m), ma delimitato da due scoline che riversano l’acqua nella cavedagna. Rispetto alla sistemazione a piantata, qui le tare, costituite da scoline e cavedagne, sono maggiori (8 -12%) e il volume di affossatura si aggira sui 180 -200 m 3 ha-1.

Sistemazioni di pianura (11) Si differenzia dalla precedenti per la baulatura piuttosto pronunciata (1 -1. 5 m al colmo) ortogonale al lato lungo del campo. I campi (60 -100 X 30 -35 )m sono delimitati da strisce arborate di 4 -5 m. Sui lati corti sono presenti affossature (cavini) o capezzagne (= cavedagne) di 2 -3 m. Cavini e capezzagne in genere si alternano. Il volume di affossatura raggiunge i 100 -110 m 3 ha-1 e le tare si aggirano sul 10 -14%

Sistemazioni di pianura (12) In primo piano si può vedere una sistemazione a cavino, mentre in lontananza si nota un cavalcapoggio

Sistemazioni di pianura (13) E’ la sistemazione più semplice, tipica di zone non appoderate, coltivate co specie erbacee, con buon livello di meccanizzazione. I campi, baulati, sono piuttosto grandi (200 X 40 m) e delimitati sui lati lunghi da fossi di prima raccolta. Questi si riversano in capifossi (di seconda raccolta) situati lungo il lato corto, che in genere fiancheggiano le strade poderali. Nella variante veneta i campi sono più grandi (100 X 400 m), delimitati da stradoni sopraelevati. Il volume dell’affossatura in questi casi raggiunge anche i 500 m 3 ha-1.

Sistemazioni di pianura (14) SISTEMAZIONI TEMPORANEE Sono costituite da una griglia di scoline (fossi temporanei realizzati con aratro o scavafossi), di piccole dimensioni, che hanno la durata di un solo ciclo colturale. Si sovrappongono in genere a sistemazioni permanenti e dividono i campi in: • PORCHE larghe 60 -80 cm • PROSE o PRACI larghi circa 3 m • PROSONI o PRACIONI larghi circa 6 m A seconda della distanza tra le scoline le tare vanno dal 30% (porche) al 12 -18% (prosoni o prose)

Sistemazioni di pianura (15) L’attuale spinta meccanizzazione ha portato alla quasi scomparsa delle sistemazione più complesse e con i campi più piccoli che sono state trasformate ed adeguate ai moderni sistemi di coltivazione. Dalle larghe, ad esempio: I campi sono lunghi 200 -350 m (1 o 2 larghe), suddivisi in prosoni (6 m) temporanei con scoline che si versano nella capezzagna ribassata di circa 50 cm. Le capezzagne sono più larghe (12 m) e vengono normalmente coltivate (tare ridotte al minimo). In posizione sopraelevata possono essere presenti roggette per l’irrigazione

Sistemazioni di pianura (16) DRENAGGIO Dall’inglese drain (= tubi in cotto). Consiste nel porre sotto la superficie del terreno una rete fognante di tubi, in grado di allontanare l’acqua in eccesso (fognatura tubolare). In origine (inizi ‘ 800) la fognatura era realizzata con tegoli posti sopra embrici, verso la metà del secolo furono sostituiti dai tubi in cotto (drains), attualmente il drenaggio si realizza con tubi di PVC forati, corrugati, spesso ricoperti da fibra di cocco (o materiale sintetico simile) per evitare l’occlusione dei fori da parte del terreno e delle radici.

Sistemazioni di pianura (17) REALIZZAZIONE DEL DRENAGGIO Bisogna definire: A) Profondità: La profondità di piazzamento dei dreni è variabile, in Italia si aggira intorno a 80 -120 cm, con il valore maggiore nei terreni più permeabili ed il minore in quelli compatti. B) Pendenza: La pendenza dei dreni non può essere inferiore al 3 per mille, meglio se maggiore. C) Distanza: Dipende dalla conducibilità idrica del terreno (T. argillosi: 8 -12 m; T. franco: 10 -20 m; T. sabbiosi: 20 -40 m). Per il calcolo preciso si deve stabilire se il flusso è costante o variabile.

Sistemazioni di pianura (17) Calcolo della Distanza con falda stazionaria (= flusso costante); formula di HOOGHOUDT: dove: L = distanza tra i dreni in m; K 1 = conducibilità idrica (in m d-1) del terreno sopra il livello dei dreni; K 2 = conducibilità idrica del terreno sotto il livello dei dreni; h = altezza (in m) massima accettabile di risalita della falda rispetto al piano dei dreni nel punto di mezzo tra i due dreni; d = "profondità equivalente" dipende dalla profondità dello strato impermeabile (D), dalla distanza tra i dreni (L), dal loro raggio (vedere tabella successiva); q = quantità d'acqua da eliminare giornalmente (in m al giorno).

Sistemazioni di pianura (18) C

Sistemazioni di pianura (19) Calcolo della Distanza con falda variabile (come nei terreni pesanti soggetti ad irrigazione); formula di GLOVER-DUMM: dove: L = distanza tra i dreni in m; K = conducibilità idrica (in m d-1) d = "profondità equivalente" (vedere tabella di Hooghoudt); h 0 = altezza massima della falda (in m) ht = altezza (in m) a fine periodo di drenaggio = “porosità drenabile” ( = √K) t = tempo di drenaggio (in genere il tempo che intercorre fra un intervento irriguo ed il successivo = turno irriguo)

Sistemazioni di pianura (20) AFFOSSATURA VANTAGGI • Capacità di assicurare uno scarico sufficientemente rapido anche nel caso di cadenti esigue e, quindi, di pendenze molto lievi. • Possibilità di funzionare da recipiente di invaso • Semplicità ed economicità di esecuzione • Possibilità di allevare vicino alle scoline colture arboree anche in terreni che per la loro scarsa permeabilità non sarebbero propri per queste colture molto esigenti in fatto di risanamento idrico. SVANTAGGI • Creazione di tare, ossia sottrazione di superficie alla coltivazione • Ostacolo alla circolazione delle macchine • Necessità di manutenzione periodica, generalmente annuale, in forma di ripulitura o spurgo dei fossi • Diffusione nei campi delle erbe infestanti che nascono sul ciglio dei fossi.

Sistemazioni di pianura (21) DRENAGGIO VANTAGGI SVANTAGGI • Assenza di tare • Alto costo • Libera circolazione delle macchine • Necessità di pendenze piuttosto forti e, quindi, di cadenti cospicue • Ridottissima manutenzione • Lentezza nello smaltimento dell'acqua di precipitazione • Possibile ostruzione dei dreni da parte degli apparati radicali delle piante arboree

Sistemazioni di pianura (16 bis) Fognatura Dreno corrugato