Sistemi di protezione in orticoltura

Con il termine di "sistemi di protezione in orticoltura", si intende l'insieme di tutti quegli interventi deputati a proteggere le piante dagli agenti atmosferici oppure ad effettuare l'anticipo e/o ritardo del ciclo colturale di una specie, al fine di ottenere produzioni spostate nel tempo di almeno 1-4 settimane, rispetto all'epoca normale. In questo ultimo caso infatti, la protezione è parte integrante del ciclo di produzione della pianta.

I mezzi di difesa e forzatura degli ortaggi vengono divisi in:

• Mezzi di difesa della parte aerea o epigea (es. tunnel e serre);
• Mezzi di difesa della parte radicale o ipogea (es.pacciamatura).

Tra i mezzi di difesa della parte aerea o epigea delle piante, ricordiamo:

• Frangivento

1. Alberature;
2. Reti di plastica.

• Mezzi antigelo e/o antibrina

1. Irrigazione;
2. Stufe;
3. Ventilatori.

• Mezzi antigrandine

1. Razzi esplodenti;
2. Reti antigrandine;
3. Ioduro d’argento.

• Ombreggiamento

1. Stuoie;
2. Reti di plastica.

• Semi forzatura o copertura delle piante con teli di plastica (tessuto non tessuto) forati.

I frangivento, realizzati con materiali vivi o alberate (es. cipressi, siepi, olivi ecc.), oppure con materiali non viventi come le reti di plastica, hanno la funzione di proteggere direttamente le piante dai danni da vento e indirettamente garantire ad esse un accurato processo di impollinazione e fecondazione dei fiori.

I mezzi antigelo e/o antibrina, come per esempio anche dei teli, proteggono le piante dalle gelate primaverili e dal freddo invernale in maniera differenziata tra di loro. 

Con l'irrigazione, si tratta di bagnare completamente la vegetazione di modo che possa formarsi attorno alla superficie esterna delle piante del ghiaccio, il quale passando dallo stato liquido allo stato solido e liberando calore, possa proteggere le piante dai danni da freddo.

Le stufe, invece, permettono di elevare la temperatura intorno all'area interessata dalla vegetazione, di almeno 2 - 3° al di sopra della soglia critica che potrebbe causare il danno da freddo alle piante.

I ventilatori infine, non sono altro che delle torri poste in mezzo all'appezzamento del terreno, che agitando l'aria permettono anch'essi di elevare la temperatura al di sopra della soglia critica di danno da freddo.

La difesa dalla grandine è considerata oggi una delle priorità più importanti per coloro che si accingono alla produzione in agricoltura a causa sia dei danni diretti che questa avversità può provocare (es. perdite di prodotto e produzione) che dei danni indiretti (diffusione di malattie).

I razzi esplodenti non sono altro che delle strutture a tronco di cono rovesciato messe negli appezzamenti, i quali, liberando delle vibrazioni nell'aria, vanno a provocare la distruzione dei nuclei di condensazione del ghiaccio delle nubi grandinigene.

Le reti antigrandine, invece, ad oggi, sono il sistema maggiormente impiegato per la difesa contro la grandine. Consistono nel proteggere interi o una parte degli appezzamenti coltivati di piante con frutti in prossimità della maturazione, di modo che non possono essere danneggiate dalla grandine.

L'impiego dello ioduro d'argento per la difesa antigrandine distribuito mediante mezzi aerei non ha trovato diffusione nel tempo, sia per la difficoltà di stabilire statisticamente con precisione la formazione e la diffusione delle nubi grandinigene, che per i residui di prodotto che può lasciare nell'aria.

L'ombreggiamento delle piante, tramite stuoie o reti di plastica, ha principalmente la funzione di proteggere le piante sia dai danni da caldo, che dai danni causati dall'eccessiva insolazione la quale può determinare l'insorgenza di ustioni o scottature solari sulle parti vegetali (es. frutti).

Semi forzatura

La semi forzatura o copertura degli ortaggi consiste nel proteggere le piante ortive, soltanto per una parte del loro ciclo colturale e produttivo. In base alle modalità e alle strutture che vengono impiegate, questa può essere:

• Semi forzatura limitata a singole piante (es. campane, cappucci e cassette);
• Semi forzatura estesa a file di piante (es. aiuole, cassoni e tunnel);
• Semi forzatura estesa a interi appezzamenti (es. tettoie, serre - tunnel e serre).

I sistemi di semiforzatura ad oggi maggiormente impiegati sono rappresentati dalla pacciamatura e dai tunnel.

2.1. Pacciamatura

Consiste nel difendere e/o ricoprire la parte ipogea delle piante (radici) con vari materiali, che possono essere:

Naturali e inerti

1. Foglie;
2. Paglia;
3. Pula;
4. Torba;
5. Letame.

Artificiali

1. Cartoni catramati;
2. Carta incerata;
3. Emulsioni bituminose;
4. Film plastici;

L'uso dei film plastici per la pacciamatura ha raggiunto negli ultimi anni un grande sviluppo in orticoltura su specie come la fragola, il melone, il cocomero e la patata.

La pacciamatura artificiale con film plastici, a sua volta, può essere realizzata con:

• Film in polietilene nero PE (0,007 – 1 mm di spessore; 1,20 – 1,30 m di larghezza);
• Film in PVC grigio o incolore;
• Film fotodegradabili (0,02 – 0,03 mm di spessore).

Il film fotodegradabili, avendo la caratteristica di distruggersi a contatto con le radiazioni solari, evitano il recupero e il riciclo del materiale al termine della coltivazione.

L'applicazione della pacciamatura con film plastici, può avvenire sia manualmente che meccanicamente.

In base poi alle modalità d’applicazione, la pacciamatura può essere:

• Parziale o ad aiuole di 80-100 cm di larghezza con 30-40 cm di passaggio. Questo sistema è applicabile su grandi aree di pianura meccanizzabili;
• Totale. Applicabile solo su piccole aree non meccanizzabili di collina.
• In serra. 

I principali parametri costruttivi da prendere in considerazione per la pacciamatura con il film plastico sono:

1. Riscaldamento dello strato superficiale (10-20 cm);
2. Conservazione della struttura e umidità del terreno;
3. Eliminazione delle piante infestanti;
4. Isolamento della pianta e dei frutti dal terreno;
5. Controllo dei parassiti terricoli (nematodi, insetti, funghi patogeni) con la tecnica della solarizzazione (copertura del terreno in estate con film incolore di 0,1 mm per 50-60 giorni).

Le specie orticole che si adattano meglio alla pacciamatura sono:

• Piante con apparato radicale superficiale (es. fragola e patata);
• Piante ad elevate esigenze termiche (es. cocomero, melone, zucca e zucchina).

Grazie alla pacciamatura, queste specie possono avere un anticipo di produzione di circa 7-10 giorni a seconda del clima.

La tecnica della pacciamatura, viene applicata molto spesso in contemporanea all'utilizzo di tunnel e/o serre.

2.2. Tunnel

I tunnel sono sistemi di semi forzatura degli ortaggi, che consistono nel costruire un intelaiatura leggera di metallo ad archetto, su cui si pone sopra un film plastico (PE o PVC), fissato mediante interramento laterale ai bordi.

I tunnel svolgono la funzione di anticipare i tempi di raccolta degli ortaggi, proteggere le piante da improvvisi ritorni di freddo, oppure proteggere le colture dall'azione battente della pioggia o offrire un riparo temporaneo in caso di nuove semine. Tutto questo ha come funzione quello di ottenere raccolti più precoci e ottenere un maggior numero di piante cresciute integre.

I tunnel vengono impiegati principalmente per gli ortaggi primaverili anticipati e possono essere a seconda delle dimensioni:

• Piccoli;
• Medi;
• Grandi.

I tunnel piccoli hanno le seguenti caratteristiche:

1. Altezza di 30-40 cm;
2. Base di 40-50 cm;
3. Possono essere disposti meccanicamente con stendiplastica che interra i bordi laterali;
4. Vengono impiegati per colture ad alte esigenze termiche (es. cocomero e melone al centro-sud dove non si temono abbassamenti termici);
5. Possono essere forati per facilitare l’areazione e la crescita delle piante.

I tunnel medi invece hanno le seguenti caratteristiche:

1. Altezza 60 – 80 cm.
2. Base 70 cm;
3. Presentano aperture laterali d’areazione;
4. Vengono impiegati per colture che sopportano gli sbalzi termici dovuti alla continua apertura (es. fragola e pomodoro);
5. Si possono impiegare in alternativa dei film perforati (3 - 6% della superficie), da mantenere fissi.

In alternativa possono essere utilizzati dei tunnel senza strutture di sostegno con copertura diretta della pianta.

I materiali più utilizzati per la costruzione dei tunnel sono:

• Tessuto non tessuto leggero (es. 17 – 20 g/m²);
• Film di polietilene (PE) con 500 fori circa di 1cm di diametro;
• Film di PVC

Il telo in PVC, anche se garantisce una migliore protezione della piante grazie al suo elevato effetto serra, molto spesso viene scartato per motivi economici in quanto più costoso.

Queste coperture sono adatte per ortaggi da foglia (es. insalate), da radice (carota), oppure per la fragola da proteggere prima della fioritura.

La copertura deve essere mantenuta in base alle condizioni ambientali e tolta prima dell’allegagione dei frutti.

La riuscita e il successo nell'utilizzo dei tunnel come sistema di semi forzatura degli ortaggi sta nella corretta areazione della struttura e nella sua possibilità di apertura per tempi ridotti. Le aperture infatti devono essere posizionate in testa e ai lati del tunnel, ma non al livello del suolo.

I tunnel vanno aperti durante le ore più calde della giornata, per favorire il ricambio di aria soprattutto quando le temperature interne possono superare i 30°C e lo sbalzo termico tra giorno e notte sarebbe troppo elevato. Questi andranno successivamente richiusi dopo il tramonto quando la temperatura non si è abbassata, ma l'evaporazione delle colture non si è ridotta in modo da evitare l'eccessivo accumulo di umidità al loro interno.

Successivamente è necessario prolungare giorno per giorno, il tempo di apertura dei tunnel fino a quando la copertura non verrà tolta completamente.

Forzatura

Consiste nel proteggere le piante per tutto il loro ciclo colturale e produttivo ricorrendo all’impiego di serre climatizzate (calde o fredde).

Attraverso l’uso delle serre, è possibile ottenere ortaggi fuori stagione, con:

• Elevato valore di mercato;
• Maggiore produttività;
• Ciclo colturale più lungo.

3.1. Serre

Agli inizi degli anni '80 in Italia, le colture protette in serra arrivavano a circa 19.000 ha, di cui 3000 destinati in parte all’orticoltura e alla floricoltura con una parte d’impiego su piante arboree (es. vite e pesco). Si trattava spesso di serre in legno o in metallo con copertura in film plastico ed impianti di riscaldamento efficienti soltanto nelle serre destinate al settore floricolo.

Oggi sia gli ettari investiti a serre che le produzioni, di ortaggi protetti, sono nettamente incrementate.

Le serre vengono costruite sempre di più con materiali innovativi caratterizzati da strutture economiche e con massimo rendimento termico, sia nel caso di serre fredde, che soprattutto per le serre riscaldate. Per questo oggi è da considerarsi non sempre positivo, sia l'uso di serre molto semplici, che non sono capaci di controllare i principali fattori climatici, che di serre troppo sofisticate non compatibili con il reddito della colture.

Per questo esistono tipologie di serre diverse in base a:

• Materiali impiegati;
• Forma del tetto;
• Tipo di climatizzazione.

Il rendimento termico di una serra esprime la quantità di calore che è in grado di trattenere al suo interno, dipendente a sua volta da:

• Quantità di calore acquistato. Assorbito con la radiazione solare;
• Quantità di calore disperso. Perso attraverso i materiali con cui è costruita la serra e per radiazione infrarossa I.R.;
• Quantità di calore trasmesso per:

a) Conduzione (attraverso i materiali metallici);
b) Convezione (attraverso moti convettivi dei liquidi);
c) Irraggiamento (attraverso la radiazione U.V. o I.R.).

Per queste motivazioni, al fine di acquistare la massima quantità di calore, è necessario impiegare materiali di copertura ad elevato effetto serra.

Tutto questo si realizza con:

• Strutture portanti a sezione ridotta;
• Uso di materiali ad elevata trasmissione delle radiazioni solari incidenti;
• Uso di materiali a bassa trasmissione di raggi infrarossi I.R;
• Orientamento Est-Ovest della copertura della serra per captare una maggiore quantità di energia dal 21 settembre al 21 marzo per serre singole e multiple;
• Tetti ad elevata inclinazione, curvilinei o asimmetrici con falda ampia rivolta a Sud;
• Orientamento delle file delle serre in direzione Nord – Sud.

Per ridurre le dispersioni termiche in una serra è necessario:

• Incrementare l’ermeticità;
• Aumentare la coibentazione delle pareti (es. doppi teli o schermi termici);
• Porre la serra in zone protette da venti;
• Proteggere la serra con protezioni frangivento;
• Utilizzare coefficienti di forma (rapporto lunghezza/larghezza) basso per ridurre la dispersione di calore.

Il condizionamento delle serre che permette di mantenere inalterato il loro rendimento termico, può essere realizzato con vari sistemi come:

Riscaldamento
a) Termosifoni con aerotermi.
b) Generatori di aria calda.
c) Stufe.

Ventilazione
a) Finestre laterali.
b) Finestra di colmo.

Raffreddamento
a) Metodo del Cooling system con umidificatori.

Ombreggiamento
a) Reti di plastica.
b) Tinteggiatura con calce e/o gesso.

Illuminazione artificiale supplementare
a) Lampade HID.
b) Lampade 400 W.

Illuminazione artificiale periodica
a) Lampade ad incandescenza.
b) Lampade a fluorescenza (60 – 150 W).

Concimazione carbonica con apporto di CO₂
a) Bruciatore di propano o metano a distribuzione automatica sulla base dell’intensità luminosa.
b) Distribuzione di CO2 pura in bombole.

Umidificazione
1) Umidificatori centrifughi.
2) Ugelli nebulizzanti (Mist o Fog).

Nell'applicazione dei vari sistemi di condizionamento delle serre, è necessario tuttavia tenere conto che le condizioni climatiche che si stabiliscono al loro interno sono sempre dipendenti dall'ambiente esterno e quindi queste determinano l'intensità degli interventi da adottare e la loro convenienza economica.

Negli impianti di condizionamento con aereotermi e generatori di acqua calda, per ridurre le spese energetiche, è necessario ad esempio controllare la turbolenza che si crea nella distribuzione dell'aria calda la quale può provocare delle perdite di calore attraverso le pareti della serra.

In questi casi per ridurre le perdite di calore e di energia, si utilizzano sistemi di canalizzazione dell'aria calda con distribuzione verso l'alto e verso il basso e con volumi crescenti dal generatore d'aria fino all'estremità della serra.

Questo sistema permette di:

• Risparmiare energia (circa 20 - 30%);
• Aumentare l'uniformità della temperatura;
• Migliorare la gestione dei parametri climatici.

È possibile, infine, aumentare il rendimento termico di una serra, semplicemente raddoppiandone le sue pareti mediante l'impiego di schermature termiche con risparmi energetici anche del 50%. Tuttavia però questi impianti sono applicabili solo per colture ad alto pregio o molto specializzate.