Nuovo modello di meleto per aumentare la sostenibilità

Le produzioni agricole devono aumentare senza sosta la propria sostenibilità e ridurre il proprio impatto sull’ambiente. Uno dei principali fattori su cui occorre operare è il risparmio idrico, in quanto l’agricoltura consuma circa il 75% dell’acqua, ed è sempre più forte la richiesta della società di ridurre questo uso. Il progetto “Smart, Specialized, Sustainable Orchards – S3O” (www.s3o.it), finanziato dalla Regione Emilia-Romagna su fondi Por-Fesr, testimonia proprio come la riduzione sostanziale dell’irrigazione di un meleto, senza compromettere la produzione complessiva e la qualità dei frutti, possa portare a un aumento della sostenibilità.

Modificare il microclima di un meleto

L’irrigazione permette di sostenere l’attività fotosintetica delle foglie che hanno bisogno di acqua per mantenere aperti gli stomi, garantendo così l’ingresso di anidride carbonica, necessaria per la sintesi dei carboidrati. Fino a oggi le forme di allevamento e gli schemi di frutteto sono stati concepiti per la massima intercettazione luminosa, ma in realtà le chiome delle specie da frutto sono in grado di sfruttare la radiazione solare solo fino al 50% di quella massima; oltre questo livello si registrano fenomeni di fotoinibizione o, addirittura, di foto-ossidazione, che limitano la produttività delle foglie. La luce provoca anche un surriscaldamento delle foglie, che devono traspirare per ridurre la propria temperatura, dissipando calore nel passaggio di stato da liquido a vapore dell’acqua. Da un punto di vista fisiologico, quindi, esistono le premesse per ipotizzare di poter migliorare l’efficienza di uso dell’acqua, data dal rapporto tra fotosintesi e traspirazione, attraverso la diminuzione della radiazione incidente sulle chiome. Tuttavia, l’abbassamento delle temperature e il conseguente aumento dell’umidità relativa dell’aria possono risultare nocivi per quei frutti che, per crescere, hanno bisogno di traspirare acqua, poiché in queste condizioni il processo traspiratorio viene rallentato, con la conseguente diminuzione delle dimensioni e del tenore zuccherino. Queste specie comprendono pesco, albicocco, pero, kiwi e ciliegia dolce nella prima parte della stagione.

Il melo, invece, sfrutta un meccanismo diverso, affidato a trasportatori di membrana, largamente indipendente dalla traspirazione del frutto che, inoltre, si ricopre di cere antitraspiranti fin da 60 giorni dopo la fioritura. Nel caso del melo, quindi, non si dovrebbero registrare controindicazioni a modificare il microclima del frutteto in direzione di una minor disponibilità luminosa e conseguenti diminuzione della temperatura e aumento dell’umidità relativa.

Oggi è pratica comune la protezione dei frutteti da grandine, pioggia e insetti, ma non si conoscono applicazioni di questi tre sistemi tutti insieme, con l’intento di ottenerne una ulteriore, collettiva, utilità, ovvero la modifica del microclima luminoso, termico e di umidità relativa. Ottenere questa modifica è stato da noi considerato un obiettivo assai più importante delle tre singole protezioni, in un contesto di aumento della sostenibilità attraverso il raggiungimento di un sostanziale risparmio idrico.

Il risparmio idrico e modifica dell'ombreggiamento

Nella stazione sperimentale di Cadriano del Distal – Università di Bologna, negli anni 2020-2021, un meleto composto da 2 cultivar (Gala Buckeye e Pink Lady® – Rosy Glow) è stato suddiviso in due parti, coperte in 2 modalità diverse.

• Da un lato il controllo, una classica rete antigrandine nera, ombreggiante al 10% (trattamento chiamato A);
• dall’altro, un sistema di inclusione antinsetto monoblocco a rete bianca, con integrato un telo antipioggia, posto sulla sommità dei filari, con ombreggiamento intorno al 40% (“sistema keep in touch®”) (trattamento chiamato M).

Nelle due metà del meleto erano state installate due centraline meteorologiche che hanno consentito di calcolare il fabbisogno irriguo dei 2 settori attraverso il sistema di supporto decisionale fornito dal servizio Irriframe del Cer (Canale Emiliano Romagnolo, partner del progetto), che applica la formula di Hargreaves-Samani, basata su diversi parametri ambientali, fra cui la radiazione solare. Per effetto delle coperture, l’evapotraspirazione di riferimento (Et0) è risultata diversa tra i 2 settori. Di conseguenza, dal bilancio idrico, le restituzioni irrigue erano diverse per le 2 coperture. Le restituzioni al 100% dell’Et0 sono state applicate a tutti gli alberi dei 2 settori, escludendo porzioni di filari nelle quali i volumi sono stati ridotti di circa il 30%.

I gocciolatori erano tutti della stessa portata (2 L h-1) e alla stessa distanza (0,5 m), quindi variava solo il tempo di irrigazione. La gestione dell’impianto di irrigazione è avvenuta da remoto, in modalità “Internet of Things” (IoT). In questa modalità, realizzata via web-api, il server Irriframe era in contatto diretto con la centralina di controllo dell’impianto di irrigazione e la attivava/spegneva in funzione della durata dell’intervento irriguo.

I mm di irrigazione vengono riportati nella tabella 1. In termini assoluti, rispetto a quella della vicina rete antigrandine (A100), la rete monoblocco aveva la sua Et0 ridotta di circa il 30% (trattamento chiamato M70); con un’ulteriore riduzione del 30% sotto M, si è raggiunta una riduzione assoluta del volume fino al 50% (trattamento chiamato M50).

La risposta fisiologica e produttiva del meleto

Durante i 2 anni della prova una volta al mese sono stati monitorati parametri di fisiologia degli alberi, dallo stato idrico alle prestazioni fotosintetiche e scambi gassosi (3 volte per Gala, 5 volte per Pink Lady). Infine, alla raccolta (Gala: 05/08/20, 09/08/21; Pink Lady: 30/10/20, 28/10/21), sono stati quantificati i kg albero-1, insieme al peso medio dei frutti commerciabili (>65 mm). Un sub-campione di ogni parcella è stato poi selezionato per analisi della qualità, di cui vengono riportati la percentuale di sovraccolore, i solidi solubili e la durezza della polpa.

I risultati principali dello stato idrico non hanno mostrato differenze significative tra i trattamenti, per entrambi gli anni. Sia Gala che Pink Lady non hanno risentito delle restrizioni idriche, sia sotto la rete A, sia sotto la rete M. Anche per quanto riguarda il fattore luce non ci sono state differenze.
Lo stesso si può dire per le prestazioni fotosintetiche. In entrambi gli anni, le due cultivar non hanno risentito delle restrizioni idriche, né della differenza di luce intercettata.
Per quanto riguarda la conduttanza stomatica, Gala aveva valori significativamente più alti sotto la rete antigrandine, nel 2020, i quali però non hanno modificato i valori di fotosintesi. Quindi, diminuire la luce intercettata fino al 40% non sembra compromettere la fotosintesi del melo.

Dal punto di vista della produzione totale, ci sono state delle differenze solo nel 2021 in Pink Lady (tab. 2). Il trattamento controllo del monoblocco (M70) ha prodotto tendenzialmente di più (2 kg albero-1), rispetto ai trattamenti sotto la rete A. Convertendo questi numeri in tonnellate ha-1, un primo commento che si può fare è che togliere fino al 40% di luce nei meleti non compromette la produzione totale.

Osservando questi dati, è chiaro che diventano significative le differenze tra rete A e M, soprattutto nel 2021. I risultati più interessanti sono però da cercare nella parte di produzione commerciale. Analizzando il peso di ogni singolo frutto >65 mm, (convertito con specifiche equazioni di conversione calibro/peso), si vede che i frutti più remunerativi si ottengono sotto la rete monoblocco (15 grammi di differenza per Gala; 10 grammi di differenza per Pink Lady).

Anche la qualità dei frutti è stata influenzata. Andando per ordine, il sovraccolore ha risentito solo dell’effetto luce e solo nel 2021 (tab. 3).

Gala ha visto una penalizzazione fino al 10% in meno; questo risultato è attribuibile alle temperature notturne, che sotto la rete monoblocco non sempre sono scese sotto i valori necessari per la sintesi delle antocianine. Per ovviare a questo problema, si potrebbe posticipare la raccolta sotto queste reti o intervenire con irrigazioni sovrachioma mirate all’abbattimento delle temperature notturne. Pink Lady M70 ha beneficiato della riduzione della luce, ma soprattutto della sua maggiore diffrazione; è risaputo che le reti bianche o perlacee hanno un alto potere di diffusione della luce.

Per quanto riguarda i solidi solubili, le differenze principali si sono viste nel 2020: i trattamenti a più ridotto apporto irriguo hanno prodotto frutti con valori più alti di °Brix. La presenza della rete monoblocco ha accentuato questa differenza in senso positivo rispetto alla rete antigrandine. Una tendenza simile si può notare nel 2021, tuttavia non significativa. La durezza della polpa non è variata significativamente nel 2020 per Gala e nel 2021 per Pink Lady; quando sono state trovate differenze, queste erano da ricondurre ad un effetto microclimatico più stressante per Gala (A70) e ad un effetto di restrizione idrica assoluta per Pink Lady (M50).

Possibile aumentare la sostenibilità della produzione

I risultati di questa prova hanno evidenziato che la sostenibilità della produzione di mele può essere notevolmente aumentata. Negli ambienti produttivi come quelli della Pianura Padana e del bacino del Mediterraneo, i valori di intensità luminosa sono ben al di sopra di quelli ottimali per questa specie, specialmente in giornate chiare e terse.

I meli si trovano quindi a fronteggiare un eccesso di luce, che si può definire surplus energetico; con l’incremento delle temperature causate dal cambiamento climatico, questi eccessi luminosi si traducono anche in un surplus termico. Le piante devono far fronte anche a quest’altro aspetto; non sono in grado di utilizzare la troppa luce per gli scambi gassosi e quindi va smaltita, sprecando risorse che la pianta produce e che potrebbe convogliare al frutto, ma anche alla differenziazione delle gemme per l’anno successivo. L’eccessivo calore va gestito con tassi evapotraspirativi più alti, i quali richiedono più acqua. Mettendo insieme questi 2 problemi, è chiaro che un frutteto non è più efficiente, allontanandosi dal concetto di sostenibilità.

Con i dati presentati in questo articolo si propone una soluzione a questi temi e alle sfida dell’incremento della sostenibilità delle produzioni agricole e, come si ricorda all’inizio di questo lavoro, per ridurre il proprio impatto sull’ambiente uno dei principali fattori su cui occorre operare è il risparmio idrico. Abbassando la luce incidente, i tassi evapotraspirativi sono calati, ma non si è compromessa la fisiologia di crescita del frutto e non si sono registrate controindicazioni alla produzione finale, anche dal punto di vista qualitativo, pur con notevoli riduzioni dei volumi irrigui.

Osando un ulteriore abbassamento dei volumi irrigui (il 50% dell’Et0 in meno) sotto una rete così ombreggiante, è importantissimo vedere che la produzione totale e commerciabile sono rimaste inalterate, se non sono aumentate, rispetto ad uno scenario standard, con classica rete antigrandine. Avendo risultati simili su 2 cultivar come Gala e Pink Lady, è interessante sapere che questo concetto si applica bene a varietà a raccolta estiva e autunnale. Questa esperienza costituisce anche un primo riscontro alla possibilità di realizzare su melo impianti agrivoltaici, in condizioni di pianura e in contesti luminosi come quelli della Pianura Padana. Saranno necessarie ulteriori esperienze per la messa a punto delle coperture fotovoltaiche per modulare la riduzione dell’intensità e i profili di disponibilità della radiazione sulle chiome. Tuttavia, da un punto di vista della crescita del frutto, questa specie non pone particolari problematiche. Assai diversa sarebbe la risposta a queste modifiche del microclima frutteto, in altre specie, in primis il pesco.