Fertirrigazione con i liquami, migliora l’efficienza dell’azoto

CONCIMAZIONE

Si possono limitare i rilasci nell’aria e nelle acque superficiali e di falda. Rischi sanitari sotto controllo


Terra e Vita
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La fertirrigazione può essere realizzata, oltre che con l’aggiunta di concimi chimici, anche con l’addizione controllata alle acque irrigue di quote più o meno elevate di effluenti di alleva-mento. Il rapporto di miscelazione può essere regolato attraverso appositi sistemi e può risultare necessaria la filtrazione della miscela ottenuta, in relazione al tipo di impianto irriguo e alle caratteristiche della miscela acqua-liquame.

I principali vantaggi del sistema sono:

– miscelando all’acqua di irrigazione i liquami oppure le frazioni chiarificate che se ne possono ricavare, si ottiene una penetrazione più rapida nel terreno per la maggiore fluidità della miscela risultante e per il permanere di una buona infiltrabilità nel suolo che, invece, nel caso di liquami tal quali, si riduce rapidamente per l’occlusione dei pori, conseguente alla deposizione delle frazioni solide sospese e alla formazione di croste sulla superficie trattata;

– nel contempo, l’abbassamento del tenore ammoniacale dovuto alla diluizione con acqua irrigua limita sensibilmente il potenziale emissivo dell’azoto in atmosfera, riducendo l’impatto negativo dell’utilizzo agronomico dei liquami;

– l’aumento della velocità di infiltrazione, inoltre, favorisce l’apporto di azoto prontamente assimilabile a livello dell’apparato radicale delle colture fertirrigate.

L’effetto complessivo è un incremento dell’efficienza dell’azoto e, quindi, una diminuzione dei rilasci di questo elemento nell’aria e nelle acque superficiali e di falda. Anche il rischio sanitario per la diffusione di eventuali microrganismi patogeni è molto contenuto se lo spargimento avviene in assenza d’infezioni del parco animali soggette a denuncia. Resta comunque il rischio di contaminazione fecale per la residua carica batterica (Escherichia coli e coliformi totali), minore se si utilizzano frazioni di liquami sottoposte a separazione dei solidi e stabilizzate per lunga permanenza negli stoccaggi o per digestione anaerobica o per aerazione in appositi reattori, specie se a loro volta ulteriormente diluite.

È buona norma in ogni caso limitare questo tipo di applicazione alle prime fasi di sviluppo vegetativo delle colture (nel caso del mais, ad esempio, in pre-fioritura) onde evitare possibili contaminazioni dei prodotti raccolti.

Va inoltre tenuto in considerazione il grado di salinità della miscela che si distribuisce, che potrebbe favorire la selezione di alcune specie vegetali a scapito di altre (ad esempio le graminacee rispetto alle leguminose nei prati polifiti) oppure, nel lungo periodo, influenzare la salinità del terreno.

Tecniche disponibili

La fertirrigazione è da considerare tra le migliori tecniche disponibili per la distribuzione dei liquami quando praticata con sistema a pioggia a bassa pressione (ali piovane e pivot) e con microirrigazione. Qualche problema si ha invece con la fertirrigazione per scorrimento o per infiltrazione da solco laterale, con sversamento del liquame nel canale adacquatore; ciò per l’elevato rischio di disomogeneità di applicazione dell’azoto e il suo possibile trasporto al di sotto dell’orizzonte di suolo esplorato dalle radici.

I lanci in pressione da macroirrigatori semoventi (i cosiddetti «gettoni»), invece, sono oggetto di divieto nei regolamenti di igiene di molti comuni.

Fertirrigazione a pioggia a bassa pressione. La miscela di acque irrigue e liquami viene aspersa sulle coltivazioni con appositi sistemi meccanici quali i pivot o le ali piovane, che permettono anche importanti risparmi energetici non essendo richieste elevate pressioni in uscita dall’impianto.

Tali sistemi, se dotati di opportune calate, permettono di indirizzare i getti d’acqua vicino al terreno, riducendo la formazione di aerosol e la bagnatura delle piante e quindi la perdita di acqua per evaporazione ed eventuali rischi di contaminazione.

Microirrigazione con ali gocciolanti. Una miscela di acque irrigue e frazione chiarificata di liquami, sottoposta a opportuna filtrazione, può essere distribuita con ali gocciolanti posizionate nelle interfile delle coltivazioni. Tale tecnica è già stata sperimentata dal Crpa su mais, utilizzando sia liquami suini che bovini in entrambe i casi sottoposti a digestione anaerobica e separazione solido/liquido.

Il contenuto di solidi presente nella miscela acqua-liquami, valore dal quale dipende il dimensionamento dei filtri, è il valore cardine per la funzionalità del sistema; la sua mancata valutazione potrebbe avere come conseguenza la compromissione dell’efficienza del sistema irriguo, anche a breve termine. In generale l’elevato contenuto di solidi delle miscele di acqua e liquami chiarificati comporta un dimensionamento delle stazioni di filtraggio superiore a quanto tradizionalmente utilizzato nei sistemi irrigui alimentati da altre tipologie di acque.

Va specificato, inoltre, che la matrice organica, se non opportunamente filtrata e trattata, può portare a occlusione da mucillagine batterica all’interno delle linee erogatrici nell’intervallo tra due interventi e anche il filtro può venire parzialmente occluso o possono crearsi vie preferenziali se il controlavaggio non viene effettuato in maniera conforme.

Liquami distribuiti

L’utilizzo dei liquami in fertirrigazione con le tecniche consigliate, a pioggia a bassa pressione e microirrigazione, presuppone almeno il trattamen-to di separazione solido/liquido. In fertirrigazione, infatti, è opportuno utilizzare le frazioni chiarificate alleggerite del carico di solidi, al fine di ridurre i rischi di occlusione delle attrezzature.

La separazione solido/liquido dei liquami zootecnici è una tecnica piuttosto diffusa negli allevamenti perché offre indubbi vantaggi di ordine gestionale e agronomico.

Con la separazione è possibile ottenere una frazione ispessita, di consistenza pastosa o palabile, e una parte liquida chiarificata destinabile alla fertirrigazione. Come avviene per il liquame tal quale, entrambe le frazioni devono essere sottoposte al periodo di stoccaggio richiesto per legge, durante il quale avvengono processi utili ai fini della fertirrigazione, come la stabilizzazione e l’eventuale ulteriore separazione per sedimentazione di particelle solide.

Le frazioni chiarificate dei liquami ai fini fertirrigui offrono diversi vantaggi:

– il convogliamento mediante tubazioni è più agevole e richiede consumi energetici ridotti;

– grazie alla riduzione del contenuto di N e P si possono distribuire sui terreni volumi superiori rispetto al liquame tal quale;

– la distribuzione in copertura risulta particolarmente efficace perché l’azoto è prevalentemente sotto forma ammoniacale e quindi prontamente assimilabile e l’imbrattamento fogliare è ridotto.

Attrezzature idonee alla separazione dei solidi grossolani dai liquami sono i vagli (rotativi, statici, vibrovagli), il separatore a compressione elicoidale e quello cilindrico rotante. Una separazione più spinta a carico dei solidi sia grossolani sia fini può essere effettuata mediante flottatori, centrifughe e nastropresse oppure per gravità utilizzando sedimentatori.

Per la fertirrigazione a pioggia a bassa pressione può essere sufficiente la separazione dei solidi grossolani mentre la microirrigazione non può prescindere dalla separazione anche dei solidi più fini, da rimuovere anche con l’utilizzo di appositi filtri dopo la miscelazione dei liquami con l’acqua di irrigazione.

Generalmente il contenuto di sostanza secca è maggiore nel liquame bovino rispetto al liquame suino. Per questo, nonostante le efficienze ottenibili nella rimozione della sostanza secca possano risultare più elevate, le frazioni chiarificate da liquami bovini mantengono un tenore più elevato di solidi, e questo ne penalizza l’utilizzo in fertirrigazione (in particolare in microirrigazione).

Ala piovana

Per verificare gli effetti della fertirrigazione a pioggia a bassa pressione, un impianto pilota è stato sviluppato e utilizzato nel Crpa nel 2010 presso l’azienda agricola Cotti Luca e Silvio di Pilastro di Langhirano (Pr), in collaborazione con la ditta Agrimotor di Felino (Pr) (vedi schema di fig. 1).

Per l’impianto sono stati utilizzati i componenti:

– stoccaggio per il contenimento del liquame chiarificato;

– filtro di sicurezza per trattenere materiale grossolano (costituito dalla sola cartuccia metallica di sostegno per filtri a rete da 4’’, con fori delle dimensioni di 3 mm);

– pompa a membrana collegata a giunto cardanico con gruppo di regolazione per l’iniezione del liquame nella linea di irrigazione (portata massima 120 l/min, pressione massima 20 bar);

– rotolone con tubo diametro 90 mm;

– ala piovana di 26 m di larghezza con ugelli da 8 mm (27 l/min a 2 bar sull’ala).

Sono stati distribuiti acqua e liquami bovini digeriti e chiarificati (separatore a rulli e sedimentazione), con rapporto di miscelazione di circa 10:1 (vedi tab. 1). La portata della linea irrigua era di circa 600 l/min, quella della pompa è stata regolata attorno a 60 l/min.

Ali gocciolanti

Con liquame suino. L’impianto è stato sviluppato e utilizzato nel 2005 presso l’azienda Campo Bo di Montechiarugolo (Pr). Il Crpa ne ha monitorato il funzionamento (vedi schema di fig. 2).

Per l’impianti sono stati utilizzati i componenti:

– stoccaggio per il contenimento del liquame chiarificato;

– pompa collegata a giunto cardanico per l’iniezione del liquame nella linea di irrigazione;

– sistema a botte pressurizzata per la miscelazione di acqua e liquame;

– gruppo filtrante a dischi con controlavaggio automatico;

– valvola da 1”1/2 con riduttore di pressione;

– condotta in Lay Flat da 3”;

– ali gocciolanti (manichette monouso passo 30 cm, portata erogatore 1,14 l/ora).

La supeficie fertirrigata è stata pari a 3 settori da 7.000 m2 ciascuno, fertirrigati uno alla volta. Sono stati distribuiti acqua e liquami suini digeriti e chiarificati (per sedimentazione), con rapporto di miscelazione acqua:liquami di circa 3:1. (vedi tab. 2). La portata della linea fertirrigua era di circa 300 l/min.

Con liquame bovino. L’impianto è stato sviluppato e utilizzato nel 2010 presso l’azienda sperimentale Vittorio Tadini di Gariga di Podenzano (Pc), da Crpa con la collaborazione della ditta Toro Ag Irrigation (vedi foto).

Per l’impianto sono stati utilizzati i componenti:

stoccaggio per il contenimento del liquame chiarificato;

– pompa con gruppo di regolazione per l’iniezione del liquame nella linea di irrigazione;

– filtri a sabbia con controlavaggio automatico (corpo diametro 500 mm riempito con 100 kg di sabbia 0,7-1,2 mm, superficie filtrante 0,2 m2);

– filtro a dischi XD 2” 150 mesh;

– valvola da 1”1/2 con riduttore di pressione;

– condotta in Lay Flat da 3”;

– ali gocciolanti (manichette in tape Aquatraxx 508 passo 30 cm, portata erogatore 1,14 l/ora).

La superficie fertirrigata è stata pari a 6.000 m2. Sono stati distribuiti acqua e liquami bovini digeriti e chiarificati, con rapporto di miscelazione acqua:liquame di circa 10:1 (vedi tab. 3). La portata della linea irrigua era di circa 250 l/min, quella della pompa è stata regolata tra 20 e 30 l/min.

Limiti e opportunità

Le esperienze di monitoraggio di impianti pilota che sono state condotte hanno permesso di ricavare dei parametri di dimensionamento e funzionamento dei sistemi fertirrigui con liquami zootecnici.

Nella tabella 4 vengono messi a confronto le principali limitazioni e le performance ottenibili con diversi impianti e miscele di acqua/liquame.

Nostra elaborazione dal bollettino Crpa 6.22 n. 4/2011 a cura di Paolo Mantovi e Giuseppe Bonazzi, ricercatori Crpa.

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