La stima dell’evapotraspirazione per la gestione dell’irrigazione

(1)

La stima dell’evapotraspirazione per la gestione dell’irrigazione

Donatella Spano

PROGETTO CLUSTER EnoWireless:

reti di sensori per la viticoltura

Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei (DESA)

(2)

Gestione dell’irrigazione

 Quanta acqua somministrare (?)

 Quando somministrarla (?)

Strumenti operativi

(3)

Bilancio Idrico Bilancio Idrico

∆ ∆ W W - variazione cont. idrico suolo - variazione cont. idrico suolo I I - irrigazione - irrigazione P P - precipitazioni piovose - precipitazioni piovose C C - capillarità - capillarità

R R - ruscellamento - ruscellamento D D - percolazione prof. - percolazione prof.

ET ET _a _a - evapotranspirazione reale - evapotranspirazione reale

Δ W I P C D ET R = + + − − _a −

(4)

Stima dell’evapotraspirazione Stima dell’evapotraspirazione

reale (

reale ( ET ET _a _a ) ₎

ETo x = ETc

K c

ET ET _c _c = ₌ ET ET _o _o × _× K K _c _c

= ETo

+ ET ET _o _o dati meteo dati meteo

ETo x = ETa

K c x K s

ET ET _a _a = ₌ ET ET _c _c × _× K K _s _s

(5)

Evapotraspirazione di riferimento Evapotraspirazione di riferimento

ET ET _o _o – 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 natura

(6)

ET ET _o _o = è una misura della domanda evaporativa dell’atmosfera = è una misura della domanda evaporativa dell’atmosfera

Stazione meteo - ET Stazione meteo - ET _o _o

Gonioanemometro Piranometro

Termoigrometro

Pannello Solare

Protezione Anemometro

Data Logger

(7)

( ) ( )

( 2 )

2 1 408 273

0 u C

e e

T u G C

R .

ET

d

a n s

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 ET Standardized Reference ET

ASCE-EWRI (2005) ASCE-EWRI (2005)

ET _o = ET _sz (short) ET _r = ET _sz (tall)

(8)

Evapotraspirazione della coltura Evapotraspirazione della coltura

ETo x Kc ETc

(9)

Coefficiente Colturale (Kc) Coefficiente Colturale (Kc)

K K _c _c dipende dalle caratteristiche della dipende dalle caratteristiche della coltura e dalla gestione agronomica coltura e dalla gestione agronomica

 assorbimento della radiazione assorbimento della radiazione

 struttura, copertura del suolo struttura, copertura del suolo

 fisiologia fisiologia

 età età

 umidità della superficie umidità della superficie

(10)

Colture erbacee e a file Colture erbacee e a file

75%

10%

SEN

Fasi del ciclo e % della stagione

C o effi ci en te c o ltu ral e (Kc )

(11)

Tipo 3 Tipo 3

Colture arboree Colture arboree

decidue e vigneti

(12)

70% SEN

Fasi del ciclo e % della stagione

Co effi ci en te co ltu ral e (Kc )

(13)

Crop Crop % season % season % season Kc Kc Kc Planting Harvest

Number 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-01

1.02 Artichokes 6.00 19.00 90.00 0.65 0.65 0.65 1-Jul-01 1-May-02

1.03 Asparagus 12.00 25.00 95.00 0.25 1.00 0.25 1-Jan-01 31-Dec-01

1.04 Barley 20.00 45.00 75.00 0.70 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-02

1.05 Beans (pinto) 24.00 40.00 91.00 0.20 0.90 0.10 15-Jun-01 30-Sep-01

1.06 Beans (dry) 24.00 40.00 91.00 0.20 1.00 0.10 15-Jun-01 30-Sep-01

1.07 Beans (green) 22.00 56.00 89.00 0.80 1.00 0.85 1-Mar-01 31-May-01

1.08 Beets (table) 25.00 60.00 90.00 0.30 0.90 0.90 1-Apr-01 20-Jun-01

1.09 Broccoli 20.00 50.00 83.00 0.30 1.00 0.80 15-Mar-01 1-Jul-01

1.10 Cabbage 25.00 63.00 88.00 0.30 1.00 0.85 1-Aug-01 15-Nov-01

1.11 Carrots 20.00 50.00 83.00 0.85 0.95 0.80 15-Jan-01 15-May-01

1.12 Celery 15.00 40.00 90.00 0.80 0.95 0.95 15-Sep-01 15-Jan-02

1.13 Corn (grain) 20.00 45.00 75.00 0.20 1.05 0.60 1-May-01 30-Sep-01

1.14 Corn (silage) 20.00 45.00 99.00 0.20 1.00 0.60 1-May-01 15-Aug-01

1.15 Cotton 20.00 55.00 85.00 0.50 1.00 0.65 1-May-01 15-Oct-01

1.16 Cucumber 19.00 47.00 85.00 0.80 0.85 0.85 15-Mar-01 15-Jun-01

1.17 Eggplant 23.00 54.00 85.00 0.80 0.90 0.85 1-Apr-01 15-Nov-01

1.18 Flax 17.00 45.00 80.00 0.20 1.05 0.25 1-Apr-01 31-Jul-01

1.19 Grains (small) 20.00 45.00 75.00 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-02

1.20 Grains (winter) 20.00 45.00 75.00 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-02

1.21 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-01

1.41 Sunflower 20 45 80 0.20 1.10 0.40 1-May-01 10-Sep-01

1.42 Sweet Potatoes 20 45 78 0.80 0.85 0.70 15-Apr-01 15-Aug-01

1.43 Tomato 25 50 80 0.30 1.10 0.65 1-Apr-01 31-Aug-01

1.44 Vegetables 33 67 92 0.80 0.87 0.90 1-Mar-01 31-Aug-01

1.45 Wheat 20 45 75 0.33 1.05 0.15 1-Nov-01 31-May-02

1.46 Watermelon 20 50 75 0.80 1.00 0.75 1-Apr-01 15-Nov-01

2.01 Alfalfa (annual) 25 50 75 1.00 1.00 1.00 1-Jan-01 31-Dec-01

2.02 Improved Pasture 25 50 75 0.95 0.95 0.95 1-Jan-01 31-Dec-01

2.03 Turfgrass (cool-season) 25 50 75 0.80 0.80 0.80 1-Jan-01 31-Dec-01

2.04 Turfgrass (warm-season) 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-01

3.01 Almonds 0 50 90 0.55 1.05 0.65 1-Mar-01 15-Oct-01

3.02 Apple 0 50 75 0.55 1.05 0.80 1-Apr-01 15-Nov-01

3.03 Grapevines 0 25 75 0.45 0.80 0.35 1-Apr-01 1-Nov-01

3.04 Kiwifruit 0 22 67 0.30 1.05 1.00 1-May-01 31-Oct-01

3.05 Stone fruits 0 50 90 0.55 1.05 0.65 1-Mar-01 15-Oct-01

3.06 Walnuts 0 50 75 0.55 1.05 0.80 1-Apr-01 15-Nov-01

4.01 Avocado 25 50 75 0.70 0.70 0.70 1-Jan-01 31-Dec-01

4.02 Citrus 25 50 75 0.67 0.67 0.67 1-Jan-01 31-Dec-01

4.03 Citrus (desert) 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-01

4.04 Date Palm 25 50 75 0.95 0.95 0.95 1-Jan-01 31-Dec-01

4.05 Evergreen 25 50 75 0.60 0.60 0.60 1-Jan-01 31-Dec-01

4.06 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 = 0.35

Vite

(14)

Pesco e uva da tavola

(15)

Alberi da Alberi da

frutto e Vigneti frutto e Vigneti

giovani

(16)

Intercettazione della Intercettazione della

radiazione da parte radiazione da parte

di un frutteto adulto

(17)

Intercettazione Intercettazione

della radiazione da della radiazione da

parte di un parte di un

frutteto giovane

(18)

Adulto Giovame

Ombregg. > 62% Ombregg. < 62%

(19)

 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)

(20)

ETo x Kc x Ks = ETa

Evapotranspirazione reale (ETa) Evapotranspirazione reale (ETa)

Coefficiente di Stress

(21)

K _s – Coefficiente di Stress

 permette di stimare l’evapotranspirazione reale ( ET _a ) da quella della coltura ( ET _c )

 tiene conto della chiusura stomatica e della riduzione della traspirazione

 è legata al contenuto idrico di suolo e piante

(22)

Determinazione di ET _a

 Approssimazione FAO

 Misure micrometeorologiche

(23)

Stima di ET _a

Approssimazione FAO

0 1 2 3 4 5 6 7

ET c

ET a

Stress idrico

(24)

0.0 Determinazione di K _s

ET _a = ET _o × K _c × K _s

Quaderno FAO 56

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

K s

RAW

TAW

FC t WP

RAW TAW

D K _s TAW ^r

−

= − 0

.

= 1 K s

RAW<D _r <TAW per D _r <RAW

ET _a = ET _c

(25)

Determinazione di ET _a

 Misure micrometeorologiche

(26)

Stima dell’evapotraspirazione con Stima dell’evapotraspirazione con

il metodo Surface Renewal il metodo Surface Renewal

 ET _a

 K _c

(27)

Misura della Temperatura Misura della Temperatura

dell’aria a elevata frequenza dell’aria a elevata frequenza

diametro = 76.2

diametro = 76.2 µ µ m m Termocoppia

Termocoppia

(28)

0 10 20 30 40 50 60 T em p er at u ra (

o

C )

z=0.7 m z = 1.0 m

z = 1.3 m

33 33 33 32

32 32 30

30 30 31

31

31 Frumento

60 s di dati di temperatura a 8 Hz

(29)

Vigneto Prato Riso

(30)

(31)

(32)

La stima dell’evapotraspirazione per la gestione dell’irrigazione