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Field irrigation management through soil water potential measurements: a review

Bianchi Andrea Masseroni Daniele Thalheimer Martin Olivera de Medici Leonardo Facchi Arianna
Articolo Immagine
ISSN:
2038-5625
Rivista:
Italian Journal of Agrometeorology
Anno:
2017
Numero:
2
Fascicolo:
Italian Journal of Agrometeorology N.2/2017
DOI:
10.19199/2017.2.2038-5625.025

Il potenziale idrico del suolo (SWP) rappresenta una variabile che, se correttamente misurata, può consentire di incrementare l’efficienza irrigua a scala di campo. Attualmente sul mercato esistono diversi tipologie di strumenti capaci di fornire misure in situ di SWP, le cui caratteristiche di affidabilità e accuratezza sono largamente riconosciute nella letteratura scientifica internazionale. Il SWP, se confrontato con valori soglia (PT) del potenziale idrico, specifici per ciascuna tipologia di coltura e di suolo, può essere utile per stabilire il momento esatto dell’intervento irriguo. I valori di PT rappresentano il limite di SWP al di sotto del quale la coltura inizia a manifestare i primi sintomi di stress idrico dovuti alla diminuzione della disponibilità di acqua nel suolo. In letteratura sono riportati numerosi esperimenti volti ad una gestione sostenibile dell’irrigazione basta sul monitoraggio del SWP tramite vari strumenti di misura e l’adozione di specifiche soglie (PT). L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di estrarre dalla letteratura scientifica disponibile indicazioni e regole che gli agricoltori possano adottare per una gestione dell’irrigazione basata sulla misura del potenziale idrico del suolo (SWP). Nello specifico il lavoro si è focalizzato sulla ricerca e l’analisi: i) delle principali e più diffuse tipologie di strumenti di misura del SWP, considerando le loro potenzialità e criticità di utilizzo; ii) dei principali fattori che devono essere valutati nell’installazione dei dispositivi di monitoraggio del SWP (selezione dei punti del campo più idonei all’installazione, profondità dell’installazione, metodo irriguo, ecc.); iii) dei valori di soglia (PT) derivati da 76 lavori presenti in letteratura e condotti in contesti colturali differenti (in termini di specie e varietà coltivata, tessitura del suolo, tecnica irrigua) e con strumenti di misura e profondità di installazione diversi; iv) delle criticità principali alla diffusione di questa tecnologia. 

Parole chiave: Potenziale idrico del suolo, soglia di potenziale idrico del suolo, tensiometro, sensore di potenziale idrico, risparmio idrico, gestione irrigua.

The soil water potential (SWP) is a variable that, if correctly measured, allows to improve the irrigation efficiency at the field scale. There are different types of devices currently on the market able to provide in-field measurements of SWP, whose reliability and accuracy are widely investigated by the international scientific literature. In order to convert SWP measurements into an irrigation advice, values have to be compared with a SWP threshold (PT) adopted for the specific cropsoil condition. The PT value represents the lower limit of the SWP below which the plant begins to suffer as a consequence of the decreased availability of water in the soil, with the result of compromising its physiological well-being. Many experiments in the literature focussed on the sustainable irrigation management of different agro-ecosystems based on SWP monitoring with various devices, and on the adoption of specific PTs to drive the irrigation decision. The major aim of this work was to extract from the available scientific literature general rules/guidelines to support farmers in the irrigation management with SWP devices. In particular, we attempted to review: i) the most important and currently widespread types of SWP devices and their potential and limitations; ii) the principal factors to be considered when installing a SWP device (proper location within the field, installation depth, irrigation method); iii) the PTs presented in 76 literature studies carried out in different agricultural contexts (in terms of crop type, crop variety, soil texture, irrigation method) and adopting different types of devices and installation depths; iv) the main barriers in the adoption of this technology. 

Keywords: Soil water potential, soil water potential threshold, tensiometer, soil water potential sensor, water saving, irrigation management.