PROVA BIENNALE DI CONFRONTO TRA UN FILM TERMICO INNOVATIVO CONTENENTE POLIAMMIDE E UN FILM

ADDITIVATO SU COLTURA DI POMODORO (Lycopersicon esculentum Mill.) – PRIMO ANNO DI PROVA

III.1.1 INTRODUZIONE

Come precedentemente ricordato, i film coestrusi contenenti poliammide (PE-PA) rappresentano una delle più recenti e interessanti novità nel campo delle coperture ad effetto termico per la copertura delle serre. Grazie all’utilizzo della poliammide (PA), polimero finora mai proposto per la realizzazione di manufatti di uso agricolo, è stato possibile ottenere una gamma di laminati plastici caratterizzati da un’eccellente resa termica (IR effectiveness), senz’altro superiore a quella dei materiali tradizionali dello stesso spessore (Graf.1), vale a dire con un effetto barriera tre volte più elevato rispetto ad un film in polietilene non additivato, più alto del 30% in confronto a quello di un film in EVA, maggiore del 10% nei confronti di quello del PVC, e uguale, infine, a quello del vetro. Buone risultano inoltre le caratteristiche meccaniche e ottiche dei film innovativi (Tab.1), caratteristiche, queste ultime, in grado di mantenersi inalterate nel tempo, grazie alle proprietà antistatiche della poliammide, che sono in grado di limitare l‘accumulo di particelle pulviscolari e dello sporco in generale soprattutto sulla superficie esterna del film, cosi da garantire un’elevata trasmittanza alla radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) per tutta la durata di vita prevista del manufatto. Buona è anche la risposta alle temperature estreme (da -40°C a 100°C) e ai residui di fitofarmaci, generalmente caratterizzati dalla presenza, nella loro composizione, di zolfo, ferro e cloro, elementi che accelerano la rottura delle catene polimeriche, cui consegue la perdita delle caratteristiche meccaniche del film (la durata del film coestruso con

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poliammide è del 50% più lunga rispetto a quella di film ugualmente stabilizzati in polietilene o EVA).

Trattandosi di film multistrato, la collocazione della poliammide può variare: nel caso della prima generazione di film PE-PA, i due strati esterni di polimero erano di LLDPE- LDPE/EVA e quello interno (40 μm) di PA. Nel caso della seconda generazione, invece, lo strato di PA (35 μm) è stato posto esternamente sulle due facce del film plastico, con uno spessore totale del laminato che può variare da 70 a 200 μm. Quest’ultima soluzione sembra particolarmente conveniente, poiché la poliammide, oltre ad evitare l’accumulo di polvere e a non essere permeabile ai sopra citati residui di fitofarmaci, attualmente non eliminabili dalla pratica agricola, è caratterizzata da una bassa tensione superficiale, per cui il film cosi ottenuto mostra un effetto antigoccia naturale, senza dover ricorrere, come nei tradizionali film no-drop, all’aggiunta di additivi tensioattivi, i quali, una volta inclusi nella matrice polimerica, tendono a migrare verso l’esterno, per poi essere dilavati e scomparire dalla copertura in un lasso di tempo più o meno lungo, a seconda delle specifiche condizioni d’impiego del film.

Le caratteristiche di questi materiali di copertura LLDPE-LDPE/EVA-PA sono infine in accordo con la relativa normativa europea EN-13206 (Tab.1). La valutazione agronomica dei film includenti poliammide, iniziata nel 2006, ha già, come ricordato in precedenza, fornito risultati di indubbio interesse (Filippi et al., 2010; Magnani et al., 2011) su colture di fragola e pomodoro.

Tabella 1: caratteristiche di un film PE-PA attualmente in commercio. I dati si riferiscono al

film prima della messa in opera.

PROPRIETÀ UNITÀ VALORE METODO

Proprietà dimensionali

Tolleranza nominale sullo spessore

Tolleranza sulla media dello spessore rispetto al nominale µm ±5% ISO 4591

Tolleranza sullo spessore puntuale rispetto al nominale µm ±15% ISO 4593

Tolleranza sulla larghezza rispetto al nominale mm 0% +2% ISO 4592

Proprietà meccaniche

Carico a rottura MD + TD N/mm2 > 28 EN ISO 527-3

Allungamento a rottura MD + TD % > 520 EN ISO 527-3

Resistenza allo strappo (Elmendorf) N > 28 ISO 6383-2

Test di resistenza all'urto Piatto g > 1120 ISO 7765-1 A

Piega g > 1120 ISO 7765-1 A

Proprietà termiche e ottiche

Trasmittanza alla luce visibile totale % > 89 EN 2155-5

Luce diffusa % < 25 EN 2155-5

Effetto serra % > 95 EN 13206

Altre proprietà

Allungamento a rottura dopo esposizione % > 50% ISO 4892-2

Durata

Classe N.P. EN 13206

Durata prevista Mesi 84 area 100-130 kLy

87 Grafico 1: Efficienza termica del film innovativo PE-PA a confronto con film termici

tradizionali.

III.1.2 MATERIALI E METODI

La ricerca è stata condotta a S.Piero a Grado (PI) presso il Centro Sperimentale del Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie dell’Università di Pisa. La prova di confronto ha riguardato i seguenti materiali:

 Film coestruso chiaro termico innovativo contenente poliammide (PE-PA)

 Film testimone in LDPE additivato (LDPE)

Entrambi i film, il primo di spessore 150 µm, il secondo 200 µm, sono stati messi in opera nel gennaio 2010 su dei tunnel praticabili lunghi 10 m, larghi 5 m e alti 2,5 m. Ogni materiale è stato installato su tre tunnel, che hanno costituito altrettante repliche dello stesso trattamento. La sperimentazione ha previsto due diverse epoche d’impianto della coltura di pomodoro, una nel mese di febbraio, l’altra a marzo. In data 8/02/2010, per l’impianto di febbraio, e 8/03/2010 per quello di marzo, il terreno all’interno dei tunnel è stato concimato con concime granulare ternario 11-22-16 (Hydro) e nitrato ammonico, ciascuno in ragione di 0,1 kg/m2,

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quindi è stata effettuata una lavorazione con zappatrice rotativa. Successivamente sono stati disposti i teli per pacciamatura in LDPE nero da 50 µm e le manichette Aquatrax (Toro) per la micro-irrigazione, dotate di fori ogni 20 cm e posizionate sotto il film pacciamante. Il volume d’acqua irrigua da somministrare alle piante veniva determinato in base ai parametri climatici e allo specifico stadio fenologico della coltura. Le piantine di pomodoro, della cultivar “Caramba”, sono state acquistate presso il vivaio Falorni (Colignola, PI) e messe a dimora il 24 febbraio e il 26 marzo rispettivamente per le due epoche di impianto. Per ciascuna serra sono state predisposte due file distanziate tra loro 2,5 m e lunghe 7,5 m, con una distanza delle piante sulla fila di 0,30 m, per un totale di 22 piante per fila (11 per ciascuna epoca di impianto). La tecnica colturale adottata è stata quella comunemente impiegata per l’ortiva, con periodiche rimozioni dei germogli laterali e cimatura all’altezza del quinto palco fiorale, avvenuta il 2 giugno per l’impianto di febbraio e il 2 luglio per quello di marzo. Nonostante un clima primaverile caratterizzato da notevole piovosità, la coltura non è andata incontro a problemi fitosanitari di rilievo, tanto che gli interventi con anticrittogamici si sono limitati a trattamenti preventivi a base di poltiglia bordolese irrorati con frequenza mensile.

Nei mesi di marzo, aprile e maggio sono state rilevate la temperatura e l’umidità relativa dell’aria all’interno dei tunnel utilizzando sensori portatili modello FT-102 SW (Econorma), mentre, nel corso dello sviluppo vegetativo della coltura, sono stati effettuati settimanalmente rilievi sull’altezza, il numero di foglie e il diametro del fusto delle piante. Ogni quindici giorni inoltre, per i primi due mesi dall’impianto, sono stati valutati il peso fresco, il peso secco e l’area fogliare delle piante stesse. Per la misura della superficie fogliare è stato utilizzato un planimetro modello ∆T Area Meter (Delta-T Devices) mentre il peso secco è stato ottenuto mediante essicazione in stufa ventilata a 70°C fino a peso costante. A partire dai dati raccolti sono stati quindi calcolati la percentuale di sostanza secca nella parte aerea della pianta e i seguenti indici di crescita: l’indice di crescita assoluto della coltura (CGR, Crop Growth Rate, espresso come mg s.s. pianta/giorno), l’indice di assimilazione netta (NAR, Net Absorption Rate espresso come mg s.s. pianta/cm2 superficie fogliare per giorno), l’indice di crescita relativo (RGR, Relative Growth Rate espresso come mg s.s. pianta/mg s.s. già presente per giorno) e l’indice di superficie fogliare (LAR, Leaf Area Ratio espresso in cm2

/mg s.s.). Un ulteriore rilievo, eseguito con frequenza mensile, ha riguardato il contenuto di clorofille nelle foglie delle piante, quantificato tramite lettura allo spettrofotometro (modello Jenway 6400, Jenway Limited, England), alle lunghezze d’onda di 665,2 e 652,4 nm per la clorofilla a e b rispettivamente, ed espresso in µg/cm2 di foglia. I pigmenti sono stati estratti utilizzando

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come solvente del metanolo al 99,9%, lasciando i campioni al buio e ad una temperatura di 4°C per 24 ore. Per il calcolo della concentrazione di clorofille si è fatto ricorso alla formula di Lichtenthaler (Lichtenthaler, 1987).

La raccolta delle bacche ha avuto inizio il 31 maggio nel caso dell’impianto precoce e il 7 giugno in quello di marzo, concludendosi nei giorni 17 e 26 luglio rispettivamente, per un totale di 8 interventi di raccolta per ciascuna epoca d’impianto. I pomodori, una volta raccolti, sono stati sottoposti a cernita per separare la produzione commerciale dallo scarto, quindi, per entrambe le categorie, sono stati registrati il numero e il peso fresco totale dei frutti, da cui si è poi ricavato il peso unitario degli stessi.

Per quanto riguarda la qualità della produzione, a tre diversi momenti del ciclo di raccolta sono stati prelevati campioni costituiti sia da pomodori allo stadio di invaiatura sia da bacche mature su cui è stata misurata la resistenza alla penetrazione del frutto intero e della sola polpa (RPI e RPP; kg/cm2, utilizzando un penetrometro manuale modello FT 327) e, previa omogeneizzazione e centrifugazione, sono stati poi valutati: conducibilità elettrica (CE; dS/m, misurata con conducimetro modello HI 8733 Hanna Instruments), pH, residuo ottico (RO; °brix, misurato con rifrattometro manuale), acidità titolabile (AT; % acido citrico, mediante titolazione con NaOH 0,1N), rapporto residuo ottico/acidità titolabile (RO/AT) ed infine il contenuto percentuale di sostanza secca (% s.s., tramite essicazione in stufa a 70°C fino a peso costante). A metà del ciclo di raccolta è stato inoltre quantificato il contenuto in vitamina C (mg/100 s.f.) e in potassio (% sulla s.s.) nelle bacche. L’analisi della vitamina C è stata effettuata con metodo titrimetrico (AOAC, 1980): a 100 g di prodotto fresco (ottenuto da porzioni di polpa e buccia ricavate da 6 differenti frutti) sono stati aggiunti 100 ml di soluzione estraente a base di acido acetico e acido fosforico, quindi, dopo omogeneizzazione e filtrazione, sono stati prelevati 20 ml di filtrato che sono stati titolati con una soluzione a base di 2,6-dicloroindofenolo e NaHCO3. Applicando l’apposita formula matematica, in base ai

millilitri di soluzione titolante impiegati e previa titolazione di una soluzione standard di acido ascorbico contenente 50 mg del composto in 50 ml di soluzione estraente, sono stati calcolati i milligrammi di vitamina C presenti in 100 g di sostanza fresca. Per la valutazione del contenuto in potassio si è fatto ricorso, invece, ad una digestione nitroperclorica della sostanza secca con successiva lettura al fotometro a fiamma (modello Jenway PFP7, Jenway Limited, England). Sui dati relativi allo sviluppo vegetativo della coltura è stata effettuata l’analisi di regressione non lineare scegliendo il grado di equazione più idoneo a rappresentare l’andamento della crescita della pianta, in base al raffronto dei rispettivi coefficienti di

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determinazione (R2). I dati relativi alla temperatura e umidità dell’aria sono stati sottoposti al test t, mentre quelli sulla produzione quantitativa e qualitativa ad un’analisi della varianza (ANOVA) a due fattori, per verificare l’eventuale presenza di interazione tra il film di copertura e l’epoca di impianto della coltura.

III.1.3 RISULTATI E DISCUSSIONE

III.1.3.1 Temperatura e umidità relativa dell’aria all’interno dei tunnel