Analisi preventiva: profilazione stratificata e mappatura spaziale del suolo (Tier 2 Tier 2)
La fase preliminare è decisiva: senza una profilazione accurata, ogni intervento di irrigazione rischia di essere indirizzato a caso.
Per definire il punto di partenza, si esegue un campionamento stratificato a 10 punti per ettaro, con estrazione di campioni a 15–30 cm di profondità, mirati a rappresentare la variabilità orizzontale e verticale del terreno. La conducibilità elettrica (CE), il pH, la capacità di ritenzione idrica (CRI) e la densità apparente vengono analizzati in laboratorio con metodi standardizzati: la CE identifica la salinità, il pH il grado di acidità/alkalinità, la CRI la capacità di trattenere acqua (espressa in % volumetrico), e la densità apparente misura la compattazione del suolo. Questi parametri vengono poi correlati alla curva caratteristica di ritenzione idrica, che modella come il terreno trattiene l’acqua a diverse tensioni matriciali.
Un’analisi spaziale con sensori TDR (Time Domain Reflectometry) o FDR (Frequency Domain Reflectometry) consente di mappare la variabilità dell’umidità volumetrica in tempo reale, rilevando zone con diversa capacità di assorbimento. Ad esempio, un vigneto toscano con terreni calcanei presenta spesso una bassa ritenzione idrica e alta permeabilità, richiedendo irrigazioni superficiali di breve durata ma frequenti, mentre terreni argillosi mantengono saturazioni più elevate ma con rischio maggiore di ristagno. Questi dati, integrati in una piattaforma GIS, generano mappe di saturazione stratificate che guidano la progettazione del regime idrico.
Fase 1: progettazione del regime idrico basato su modelli predittivi (Tier 3 Tier 3)
Il cuore del sistema è un modello predittivo di bilancio idrico giornaliero, che integra tre input critici:
– Dati meteo locali (precipitazioni, temperatura, radiazione solare) da stazioni climatiche di riferimento o sensori IoT;
– Evapotraspirazione di riferimento (ET₀) calcolata con il metodo FAO 56;
– Misurazioni dirette dell’infiltrazione tramite infiltrometri a doppia anello, che determinano la velocità con cui l’acqua penetra nel suolo, fondamentale per evitare perdite e saturazioni superficiali.
Con questi dati, si calcola la soglia di saturazione critica per la varietà Sangiovese in suoli calcanei: limitata a 42% volumetrico per prevenire marciume radicale, come evidenziato nel caso studio in Toscana. Basandosi su ET₀ giornaliero, capacità di infiltrazione e CRI del terreno, si definisce un coefficiente di irrigazione settimanale (Q_sett) in m³/ettaro. Questo valore, derivato da un bilancio preciso tra acqua disponibile e perdite, prevede un margine di sicurezza del 10% per compensare variabilità climatiche. Pertanto, Q_sett diventa:
**Q_sett = (Capacità di ritenzione – Umidità di campo) × 1,1**
dove l’umidità di campo è il livello di saturazione ottimale (38% in primavera, monitorato settimanalmente).
Esempio numerico pratico:
Terreno con CRI = 0,35; umidità di campo = 38%; infiltrazione misurata = 5 mm/ora.
Capacità di ritenzione = 0,35 × 0,45 (densità apparente ≈ 0,7) = 0,1575 → 15,75% volumetrico.
Q_sett = (15,75 – 38) × 1,1 → atteso valore negativo, indicando necessità di intervento mirato.
Q_sett corretto diventa 38% – 15,75 = 22,25% di acqua disponibile da irrigare in modo controllato.
Fase 2: gestione dinamica della saturazione con irrigazione a basso flusso e controllo IoT (Tier 3)
La chiave è l’infiltrazione controllata e superficiale, evitando ristagni prolungati.
Si adottano sistemi di irrigazione a goccia a flusso ridotto (2–4 L/h per emettitore), posizionati a 15–30 cm di profondità, con programmazione basata su letture in tempo reale da sonde di umidità volumetrica posizionate proprio sotto la zona radicale attiva. I sensori registrano umidità ogni 30 minuti e inviano dati su una piattaforma IoT (es. FarmBeats o AgroSens IoT), abilitando allarmi automatici se l’umidità volumetrica supera 45% (soglia critica).
Per mantenere una saturazione temporanea superficiale – stimolando ossigenazione e attività microbica – si eseguono irrigazioni intermittenti di 5–10 mm ciascuna, con intervalli di 48–72 ore, evitando accumuli. Quando la saturazione supera il 45%, il sistema attiva drenaggi passivi (canali di legno o ghiaia sottosuolo) o colmatte superficiali biodegradabili (paglia tritata o compost di mais), progettati per accelerare il drenaggio senza impatto chimico.
Tabelle operative per irrigazioni settimanali:
| Condizione IAS | Ipersaturazione (>45%) | Saturazione ottimale (38%) | Stress idrico | Azione immediata |
|—————-|———————-|————————–|—————|—————–|
| Primavera | Interrompere irrigazione; attivare drenaggio passivo o superficiale biodegradabile | Ridurre Q_sett del 20% | 0% | Monitorare e pianificare interventi |
| Estate | Intervalli di irrigazione aumentati; limitare Q_sett a 60% della settimana | Mantenere IAS tra 36–40% | 0–20% | Rafforzare controllo IoT |
| Autunno | Flessibilità alta; irrigazioni superficiali per consolidare strato superficiale | 40–45% IAS; priorità a ritenzione | 5–15% | Aumentare compost organico |
Monitoraggio continuo e regolazione fine con strumenti avanzati (Tier 3)
La validazione dei parametri richiede strumenti di precisione e integrazione dati in tempo reale.
Si utilizzano sonde multiparametriche (umidità, temperatura, conducibilità elettrica) collegate a una piattaforma IoT che consente la visualizzazione grafica e l’analisi automatica. I dati vengono confrontati con le simulazioni del modello HYDRUS-1D, che modella il movimento dell’acqua nel profilo del suolo, validando previsioni giornaliere e correggendo parametri idrodinamici.
Un’analisi settimanale delle variazioni di IAS, confrontata con ET₀ e dati fenologici (fioritura, veraison), consente di aggiustare Q_sett con tolleranza di ±2% rispetto al valore target. Un’esigenza critica è la manutenzione dei filtri biologici nelle linee irrigue: pulizia mensile con soluzioni acetiche naturali (pH 3,5, 1% aceto) previene intasamenti e biofilm, garantendo precisione nelle dosi.
Esempio di troubleshooting:
Se una sonda segnala saturazione costantemente >45% nonostante letture corrette: verificare la posizione del sensore (eventuale disallineamento con la zona radicale), pulire la sonde e calibrare con curva di calibrazione in forno a 105°C per 2 ore per eliminare errori di conducibilità.
Integrazione con pratiche biologiche e ottimizzazione sinergica (Tier 3)
La gestione dell’IAS non è isolata: deve sinergizzare con il sistema biologico del vigneto.
Le tecniche di irrigazione mir