Stima dell’evapotraspirazione

Si distinguono due tipi di evapotraspirazione: evapotraspirazione potenziale o di riferimento (ETP o ET0), cioè la perdita di acqua calcolata attraverso equazioni e modelli matematici oppure misurata da una coltura di riferimento (normalmente

Festuca arundinacea) e l‟evapotraspirazione effettiva (ETE), cioè la reale perdita di

acqua dalla coltura in oggetto, che nel nostro caso è stata calcolata con un bilancio idrico, utilizzando i lisimetri a disposizione e i dati pluviometrici raccolti.

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

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Infine si parla di evapotraspirazione massima della coltura (ETmax) in assenza di fattori limitanti ed è legata all‟ETP dalla seguente relazione:

Dove è il coefficiente colturale, che riflette le differenze nelle specie, nella copertura vegetale e nello stadio di sviluppo.

L‟evapotraspirazione potenziale è stata calcolata per i mesi di novembre, gennaio, febbraio, marzo, aprile, maggio e giugno, tramite il metodo diretto o della vasca evaporimetra, che consiste nel calcolare il valore di ETP per mezzo della evaporazione osservata da un evaporimetro a bacinella di classe A del US Weather Bureau:

dove E è il tasso di evaporazione (espressa in mm/giorno) osservato all‟evaporimetro;

ke è un coefficiente il cui valore dipende dalla umidità relativa media, dalla velocità del

vento e dal tipo di copertura vegetale circostante. Per la scelta del coefficiente ke si è fatto affidamento sulla tabella 6.1 presa dal “Quaderno ARSIA 5/2004‖ qui sotto riportata.

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I valori dell‟evapotraspirazione potenziale giornaliera sono stati ottenuti moltiplicando i dati forniti dal SIAN per il coefficiente ke e sono visualizzati qui sotto tramite degli istogrammi:

Grafico 6.8 ETP mese di Novembre 2011

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54 Grafico 6.10 ETP mese di Febbraio 2012

Grafico 6.11 ETP mese di Marzo 2012

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

55 Grafico 6.13 ETP mese di Maggio 2012

Grafico 6.14 ETP mese di Giugno 2012

Per il mese di Dicembre 2011 e i mesi di Luglio e Agosto 2012 non disponendo dei dati della banca del SIAN si é calcolato il valore dell‟evapotraspirazione potenziale tramite la formula pratica di Thornthwaite, che consente la stima della evapotraspirazione potenziale di riferimento, espressa in centimetri su base mensile (cm/mese) con il ricorso alla sola informazione sull‟andamento delle temperature medie mensili. Questa formula era stata proposta al fine della simulazione dei fenomeni idrologici di bacino con lo scopo di valutare il deficit irriguo.La formula può inoltre essere modificata per tener conto del numero medio delle ore di insolazione e fornire direttamente la stima della ETP espressa in mm/mese:

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Dove:

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Si riportano nella tabella 6.3 sottostante i valori calcolati:

Tabella 6.3 Valori teorici di ETP

Mesi Tmed 2011 Tmed 2012 ETP dicembre 2011

gennaio 7,7°C 7,4°C a b ETP

febbraio 8,3°C 5,4°C 1,70 0,75 19,72 mm/mese

marzo 10,9°C 12,7°C

aprile 15,7°C 14,3°C ETP luglio 2012

maggio 19,9°C 19,9°C a b ETP

giugno 22,4°C 30°C 2,13 1,31 252,00 mm/mese

luglio 23,4°C 32,54°C

agosto 25,1°C 35°C ETP agosto 2012

settembre 22,7°C 27°C a b ETP

ottobre 16,5°C 22°C 2,13 1,21 272,00 mm/mese

novembre 12,1°C 15°C

dicembre 10°C 10°C

Per le piante si è adottato come coefficiente colturale il valore 1,10 per il periodo di piena maturazione, mentre nella fase di senescenza, che si è avuto modo di osservare negli ultimi tre mesi di sperimentazione, si è adottato un valore pari a 0,6.

Per quanto riguarda invece la metodologia tradizionale, utilizzata per determinare il fabbisogno idrico delle colture, si è fatto riferimento alla determinazione del bilancio idrico. Lo scopo di quest‟ultimo è quello di far sì che il quantitativo di acqua che si va a somministrare alla pianta sia rapportato al quantitativo di acqua perso dal sistema suolo – pianta – atmosfera (bilancio apporti – asporti). Le variazioni di umidità del suolo sono date dalla differenza tra gli apporti dovuti all‟irrigazione e alla pioggia e le perdite dovute all‟evapotraspirazione (traspirazione pianta + evaporazione suolo). Spesso, durante il periodo irriguo si verificano intervalli di tempo particolarmente secchi per cui la voce relativa alla pioggia viene meno, di conseguenza l‟input sarà dato esclusivamente dagli apporti irrigui mentre l‟output dall‟evapotraspirato.

La formula utilizzata nel bilancio è la seguente: .

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Dove:

)

Nelle tabelle sottostanti si riportano i volumi immessi e i volumi uscenti delle acque di post trattamento dei lisimetri compreso quello del controllo anche se quest‟ultimo non è stato soggetto al calcolo dell‟evapotraspirazione.

Tabella 6.4 I° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 09/11/2011 23/11/2011 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 29,5 26,75 2,75 Carex 30 25,56 4,44 Miscanto 33,7 27,34 6,36 Phragmites 29,65 25,18 4,47 Calla 28,65 27 1,65 Controllo 33,27 31,19 2,08

Tabella 6.5 II° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 24/11/2011 20/12/2011 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 28,75 25,87 2,88 Carex 29,1 23,2 5,9 Miscanto 28,6 28 0,6 Phragmites 32,3 26,05 6,25 Calla 29 25,22 3,78 Controllo 32,2 28,9 3,3

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59 Tabella 6.6 III° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 23/12/2011 16/01/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 29 26,7 2,3 Carex 30 23,12 6,88 Miscanto 32 29,36 2,64 Phragmites 28 25,18 2,82 Calla 28,1 26,56 1,54 Controllo 31 29,57 1,43

Tabella 6.7 IV° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 17/01/2012 19/03/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 28,2 26,26 1,94 Carex 29,1 21 8,1 Miscanto 30,5 26,14 4,36 Phragmites 26,55 24,3 2,25 Calla 27,6 24,7 2,9 Controllo 30 27,75 2,25

Tabella 6.8 V° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 21/03/2012 04/04/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 28,84 27,09 1,75 Carex 29,85 23,56 6,29 Miscanto 32 27,09 4,91 Phragmites 28,43 24 4,43 Calla 28,2 25,5 2,7 Controllo 31,88 29,3 2,58

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60 Tabella 6.9 VI° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 12/04/2012 10/05/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 26,615 26,6 0,015 Carex 25 25,32 -0,32 Miscanto 29,55 26,6 2,95 Phragmites 28,45 23,9 4,55 Calla 26 23,3 2,7 Controllo 28 28,31 -0,31

Tabella 6.10 VII° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 17/05/2012 14/06/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 29,2 21,6 7,6 Carex 29 24,7 4,3 Miscanto 31,8 26,3 5,5 Phragmites 30 20,6 9,4 Calla 29,65 23,6 6,05 Controllo 30,5 25,8 4,7

Tabella 6.11 VIII° Bilancio volumi immessi e uscenti

Data 26/06/2012 28/08/2012 DIFF. VOLUM.

INGRESSO (L) USCITA (L) Canna Indica 28 8,1 19,9 Carex 28 23,7 4,3 Miscanto 30 26,7 3,3 Phragmites 28 17,6 10,4 Calla 27 20,1 6,9 Controllo 30 7,1 22,9

Per la misura del volume dei vuoti si sono presi tre campioni di ghiaia si è fatta una doppia pesata per ognuno, facendo poi le medie. Tramite un cilindro di 50 ml di volume

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

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si è misurato il peso in condizioni sature e secche. La differenza tra i due pesi forniva il peso dell‟acqua e direttamente il volume, che diviso per il volume totale del campione forniva la percentuale dei vuoti. Nel nostro caso si è rilevata una percentuale del 44% pari a un volume di 33 L se riferito ad ogni lisimetro.

I risultati dell‟evapotraspirazione reale di ogni pianta sono stati messi a confronto con quelli dell‟evapotraspirazione massima, ricavati teoricamente tramite i dati forniti dal Servizio Meteorologico dell‟Aereonautica Militare e dalla banca dati del SIAN, e visualizzati nei grafici sottostanti con una retta di interpolazione per ciascuna pianta.

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

62 Grafico 6.16 Confronto ETE Carex con ETmax teorica

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

63 Grafico 6.18 Confronto ETE Phragmites con ETmax teorica

Cap.6 – Evapotraspirazione delle piante

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Dall‟analisi dei grafici si vede che i valori di evapotraspirazione effettiva registrati negli intervalli di tempo di 15 e 30 giorni riportano dei valori piuttosto simili fra tutte le tipologie di piante, mentre le differenze più visibili si notano negli intervalli di 60 giorni dove nell‟intervallo tra il 17/01/12-19/03/12 si è misurata una evapotraspirazione quasi doppia nella “Carex‖ rispetto alle altre piante, circa rispettivamente 166 mm. Nell‟intervallo 26/06/12-28/08/12 per la “Canna indica‖ si è misurato un valore di evapotraspirazione effettiva di 352 mm ben superiore a quello di tutte le altre piante. La “Canna indica‖, infatti predilige uno sviluppo in condizioni di elevato soleggiamento e soffre i mesi invernali, mentre le sue radici si sviluppano molto in profondità. Questi fattori hanno probabilmente contribuito al forte processo di evapotraspirazione rispetto alle altre piante nei mesi più caldi. La “Miscanto‖, la ―Carex‖ e la “Calla‖ hanno misurato dei tassi di evapotraspirazione maggiori nei mesi invernali primaverili, mostrando di preferire climi non troppo secchi, mentre la “Canna indica‖ e la “Phragmites‖ hanno mostrato tassi di evapotraspirazione effettiva più elevati nei mesi più caldi.