Progetto tab i t by Cozzolino Eugenio

REGIONE CAMPANIA PSR 2007-2013 MISURA 124

PROGETTO Tab.I.T. Innovazioni tecniche e riassetto organizzativo della filiera del tabacco in Campania, nel rispetto delle produzioni di qualitĂ a cura di

Renato Contillo, Adele Coppola, Eugenio Cozzolino, Ernesto Lahoz, M.Isabella Sifola Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Dipartimento di Agraria, UniversitĂ di Napoli Federico II

ISBN 978-88-97081- 60-9 Settembre 2014

Stampato da: G.T. OFFICE SERVICES di Tufano Giovanni CorsoNazionale, 250 84018 SCAFATI (SA)

PROGETTO Tab.I.T. Innovazioni tecniche e riassetto organizzativo della filiera del tabacco in Campania, nel rispetto delle produzioni di qualità

Chi ha partecipato alle attività di ricerca ed alla stesura del presente lavoro:

•

CRA - Unità di ricerca Colture Alternative al Tabacco (CRA-CAT) Renato Contillo  Ernesto Lahoz  Eugenio Cozzolino  Vincenzo Leone

• Dipartimento di Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio, Università di Napoli Federico II (DIAAT), ora Dipartimento di Agraria  M. Isabella Sifola  Salvatore Faugno  Andrea Lucibelli  Luca Ardito • Dipartimento di Economia e Politica Agraria, Università di Napoli Federico II (DEPA), ora Dipartimento di Agraria  Adele Coppola  Daniele Giordano

Prefazione

Nel Piano di Sviluppo Regionale relativo alla Campania, per il periodo 2007-2013, era compreso un progetto riguardante le Innovazioni tecniche e riassetto organizzativo della filiera del tabacco in Campania, nel rispetto delle produzioni di qualità, identificato con l’acronimo Tab.I.T. Il quadro delle strutture partecipanti al progetto era formato da Istituzioni pubbliche di ricerca scientifica e società private. L’Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco (CRA-CAT, ex Istituto Sperimentale per il Tabacco di Scafati) ha avuto funzioni di coordinamento generale e responsabilità dell’ATS appositamente costituita allo scopo. Il partenariato scientifico era arricchito dalla partecipazione di quelli che, al momento della stesura del progetto, erano due dipartimenti dell’Università di Napoli Federico II (appartenenti all’ex Facoltà di Agraria di Portici), il Dipartimento di Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio, (DIAAT) ed il Dipartimento di Economia e Politica Agraria, (DEPA). Durante il corso del progetto, nella revisione complessiva della struttura della Federico II, i due Dipartimenti sono confluiti nell’unico Dipartimento di Agraria, che ha sostituito la Facoltà storicamente di stanza a Portici. La partecipazione dell’imprenditoria privata era assicurata dalle due imprese agricole Alessia Società Agricola a r.l., Della Cave Giuseppina Santina, con il supporto determinante di Deltafina S.p.A., nel ruolo di partner trasformatore. Le attività del progetto sono state organizzate in due obiettivi principali: l’introduzione della meccanizzazione nella raccolta del tabacco Burley campano; le trasformazioni delle tecniche agronomiche rese necessarie dalla meccanizzazione, con una attenzione rinnovata per i risvolti ambientali delle pratiche colturali. Ciascun obiettivo era poi ulteriormente organizzato in sottobiettivi, per un totale di 13 argomenti di lavoro. La complessa struttura del progetto ha dato origine ad una articolata distribuzione di attività, sia di campo che di laboratorio, oltre che di analisi di dati prodotti dalle misure. La risoluzione dei tanti problemi squisitamente pratici, posti dal raggiungimento degli obiettivi del progetto, ha spesso implicato il ricorso ad approfondimenti del fatto sotto esame e del contesto in cui il fatto avveniva, secondo un modo di fare tipico di un approccio che ha 1

voluto essere non solo empirico, ma informato e consapevole, in altri termini, scientifico. Questo volume contiene i risultati ritenuti interessanti ed utili da divulgare, ed intende rivolgersi ad una platea di imprenditori agricoli e tecnici, dotati, soprattutto i primi, di curiositĂ di sapere come funzionano le cose, e di interesse a farle funzionare nel modo voluto. La costituzione del sito web www.progettotabit.it, in cui Ă¨ stato raccolto tutto il materiale informativo prodotto nellâ&#x20AC;&#x2122;ambito del progetto, aggiunge ulteriore fruibilitĂ , attraverso una ampia raccolta di immagini e di materiale video.

Renato Contillo Ernesto Lahoz

Capitolo 1 MECCANIZZAZIONE DELLA RACCOLTA. ATTIVITÀ DI SVILUPPO E COLLAUDO DELLA MACCHINA E VALUTAZIONE ECONOMICA Salvatore Faugno1, Adele Coppola1, Eugenio Cozzolino2, Luca Ardito1 1Dipartimento 2CRA-Unità

di Agraria, Università di Napoli Federico II di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco

Introduzione La meccanizzazione della raccolta del tabacco Burley rappresenta uno degli aspetti più importanti per l’ottimizzazione della tecnica colturale e la riduzione dei costi di produzione. Negli ultimi anni si è cercato di applicare questo tipo di raccolta anche al tabacco Burley con macchine progettate per la raccolta del Bright. La meccanizzazione del Brigth è attuata da anni con la Raccoglitrice sfogliatrice RA 341 prodotta dalla ditta Spapperi di San Secondo (PG). Il progetto si è posto come obiettivo quello di adattare al Burley questo tipo di macchina e la sperimentazione in campo ha portato a successive modifiche del prototipo di partenza che hanno cercato di superare i problemi operativi riscontrati e gli effetti negativi in termini di qualità del prodotto raccolto e di orientamento delle foglie. Il prototipo messo a punto e i suoi successivi adattamenti, oltre che essere sottoposti ad una validazione tecnica, sono stati valutati dal punto di vista economico, in modo da verificare la fattibilità di una loro applicazione in campo, tenendo conto delle situazioni strutturali della tabacchicoltura campana. Di seguito si riportano, in primo luogo, gli aspetti tecnici del prototipo che è stato sviluppato e i risultati ottenuti con la meccanizzazione della raccolta. In secondo luogo, saranno illustrati i principali elementi emersi dalla valutazione economica della meccanizzazione e dal confronto tra i costi ad essa collegati e quelli della raccolta manuale.

Aspetti ingegneristici La raccolta meccanizzata del Burley: le problematiche di partenza La meccanizzazione del Brigth è attuata da anni con la Raccoglitrice sfogliatrice RA 341 prodotta dalla ditta Spapperi di San Secondo (PG). Negli ultimi anni si è cercato di applicare la raccolta meccanizzata anche al tabacco Burley, adattando le macchine progettate per la raccolta del Bright. I problemi evidenziati in prove effettuate in passato (Sifola, 2006) riguardano fondamentalmente la fase di distacco delle foglie ed il loro successivo 3

orientamento dopo il taglio, in modo da predisporre le stesse in mazzetti per l’infilzatura. La RA341 è una monofila semovente con trazione idrostatica sulle 4 ruote (Fig. 1). Questa è concepita per la raccolta del tabacco Bright le cui foglie sono destinate ad una concia in forno. Essa presenta un dispositivo di distacco realizzato con una coppia di aste metalliche dentellate in grado di defogliare la pianta. La macchina, dopo la defogliazione, invia le foglie mediante un sistema di trasporto a doppio nastro ad un contenitore di stoccaggio, dove le foglie raccolte vengono stipate alla rinfusa per poi essere trasferite in forni per la essiccazione. Il ciclo di lavoro della macchina consta di tre fasi:

prima fase: il distacco delle foglie, le foglie vengono staccate dalla pianta tramite una testata defogliatrice, essa è montata su un telaio regolabile in altezza, inclinabile secondo le necessità, in questo modo la macchina può staccare in maniera progressiva le foglie a partire dal basso verso l’alto (foto 2 e 3). La macchina presenta un sistema di auto regolazione in modo da annullare le possibili irregolarità del terreno.

seconda fase: trasporto delle foglie verso l’alto, avviene tramite un sistema costituito da due coppie di nastri trasportatori accoppiati tra di loro. Le foglie vengono trasportate verso l’alto passando tra i due nastri, i quali ruotando uno l’inverso dell’alto né permettono la risalita. I due nastri sono posizionati sui rispettivi lati della testata raccoglitrice in corrispondenza delle due aste dentellate, come visibile in Figura 4. terza fase: trasporto orizzontale e scarico alla rinfusa nel cassone. Avviene tramite un terzo nastro trasportatore (Fig. 5), posizionato orizzontalmente tra le due coppie di rulli, in corrispondenza della fuoriuscita delle foglie, esso ruotando verso la parte posteriore della macchina trasporta le foglie nel cassone posteriore.

Come già accennato, la macchina RA341 è stata concepita per la raccolta del tabacco Brigth, destinato ad una essiccazione in forno, pertanto, le foglie raccolte ed accumulate alla rinfusa vengono trasportate e scaricate al centro aziendale direttamente nel sistema di caricamento del forno di essiccazione (Fig. 6). A differenza del Brigth il tabacco Burley viene curato all’aria. Pertanto, le foglie, dopo essere state raccolte, vengono riunite in mazzetti per poi essere sottoposte “all’infilzatura” (Fig.7), operazione che consiste in una vera e propria cucitura, eseguita con apposite cucitrici ad ago e filo. Le filze così ottenute 4

vengono poi appese su appositi sostegni sotto serre fredde, ombreggiate e ben arieggiate. Per effettuare l’infilzatura del Burley è indispensabile raccogliere foglie per lo più integre e riuscire ad orientarle con il picciolo dallo stesso lato, facilitando la successiva infilzatura delle stesse. Tale particolare esigenza rende fino ad oggi inattuabile la raccolta meccanica del tabacco Burley. Altri motivi di ostacolo alla meccanizzazione sono legati all’accrescimento indeterminato delle piante che solitamente è perseguito nelle coltivazioni in Campania, aggravato dal fatto che è sconsigliato effettuare una cimatura delle stesse in quanto questo andrebbe ad alterare il loro contenuto in nicotina. Attualmente il Burley viene raccolto da operai, che avanzano tra i filari staccano manualmente le foglie una dopo l’altra e provvedono man mano a formare dei mazzetti di foglie orientate da destinare alla successiva fase di infilzatura, come visibile in figura 8. La raccolta manuale e le successive manipolazioni rappresentano ovviamente un punto debole del ciclo produttivo del tabacco in quanto queste fasi necessitano di una elevata quota di manodopera con una organizzazione del lavoro caratterizzata da bassa produttività. Il numero di giornate lavorative per la raccolta manuale è stato valutato in questo progetto ed è risultato essere di circa 135 h/ha per singola passata, ovviamente variabile nelle diverse realtà ed in base all’organizzazione del lavoro in campo. Già in passato il Dipartimento di Agraria (ex DIAAT) si era occupato della raccolta meccanica del tabacco Burley utilizzando la RA341 di serie, ipotizzando di raccogliere le foglie di tabacco alla rinfusa e di riordinarle a mano successivamente in azienda. Il tempo di riordino foglie valutato fu di circa 60 ore, tempo ovviamente che scongiurò qualsiasi ipotesi di attuare tale tecnica. Lo sviluppo del prototipo Dalla collaborazione tra i progettisti della ditta Spapperi, produttrice della raccoglitrice, e i ricercatori del Dipartimento di Agraria (ex DIAAT) è nato un prototipo denominato RA1FBBLEV, derivante dalla macchina di serie (RA341). Su tale macchina sono state effettuate una serie di modifiche, con l’obiettivo di adattare il ciclo di lavoro della macchina alle esigenze del tabacco Burley (foto 9). Nello svolgere il progetto sono stati seguiti sostanzialmente tre metodi: • realizzare l’infilzatura direttamente sulla macchina; • raccogliere le foglie orientate automaticamente con il picciolo tutte dallo stesso lato; 5

• raccogliere le foglie alla rinfusa e di orientarle successivamente presso il centro aziendale. In tutti e tre i casi sono state apportate sostanziali modifiche alla testata sfogliatrice al fine di ottimizzare la fase di distacco foglie e di aumentarne la capacità di lavoro. RA1FBBLEV con infilzatura a bordo Le modifiche apportate alla macchina hanno riguardato: 1. il sistema di distacco delle foglie; 2. eliminazione del cassone di stoccaggio foglie e installazione di una piattaforma di lavoro munita di una macchina infilzatrice. Il gruppo di distacco è stato modificato sostituendo le aste metalliche con delle bandelle in gomma (fig.10), è stata altresì aumentata la capacità di inclinazione dell’apparato di sfogliatura e migliorata la capacità di muoversi in altezza, in modo da adattarsi al portamento delle foglie del Burley e dell’altezza complessiva delle piante allevate. Tali dispositivi rendono inoltre possibile sfogliare progressivamente la pianta a partire dalle foglie basali per poi passare a quelle apicali man mano che prosegue la loro maturazione. La regolazione dell’altezza di taglio e del numero delle foglie da raccogliere viene effettuata variando l’inclinazione della coppia di bandelle in relazione al grado di maturazione delle foglie. La piattaforma di orientamento ed infilzatura è visibile nella foto 9 e 11. Su di essa trovano posto due o tre operatori. Le foglie distaccate sono trasportate dal sistema a doppio nastro e vengono orientate manualmente dagli operatori in modo da predisporle per la successiva infilzatura, che viene fatta direttamente a bordo della macchina. Tale modifica prevedeva sostanzialmente la presenza di tre operai a bordo oltre all’autista. Due di questi sono destinati ad orientare le foglie che pervengono alla rinfusa nella parte alta della macchina, il terzo provvede all’infilzatura e alla conservazione delle filze. Non è stato effettuato una valutazione del cantiere così organizzato in quanto, considerato il flusso di foglie staccate, gli operai non erano in grado di orientare tutte le foglie raccolte in un tempo utile da scongiurare l’ingolfamento della stessa macchina (figura 12). Tale organizzazione risultava inoltre complessa ed onerosa in termini di manodopera impiegata. RA1FBBLEV con sistema di orientamento foglie a bordo Nel secondo anno si è abbandonata l’ipotesi di effettuare l’infilzatura a bordo macchina ed è stato implementato un sistema automatico di pre-orientamento delle foglie in grado di precostituire dei mazzetti già pronti per la successiva fase di infilzatura, da svolgersi presso il centro aziendale. 6

Il sistema di orientamento delle foglie implementato è basato sulla differenza di peso tra la lamina fogliare ed il picciolo e sulle differenze della resistenza aerodinamica offerta dalla parte espansa della lamina fogliare rispetto alla zona più rastremata del picciolo. Il sistema è costituito da un condotto metallico di forma parallelepipedo a sezione rastremata verso il basso osservabile in figura 13. Nella parte basale di tale condotto è stato posizionato un ventilatore in grado di produrre una corrente d’aria ascendente migliorando l’orientamento delle foglie. Le foglie provenienti dal sistema di elevazione a nastro vengono convogliate nella parte alta del condotto, durante la discesa esse si dispongono con il picciolo verso basso. All’uscita del condotto vengono intercettate da un nastro trasportatore che le convoglia verso un cassone di stoccaggio. Tale condotto pneumatico nel corso della sperimentazione è stato modificato nella forma, infatti nella sua versione finale (fig.14) è stato realizzato a forma di cono capovolto rastremato nella parte inferiore. Tale scelta è stata attuata per eliminare i fenomeni di turbolenza dell’aria. Il prototipo è stato collaudato in campo nell’anno 2012 effettuando delle prove sperimentali di raccolta e valutando le prestazioni della macchina in termini di capacità e qualità del lavoro ed il grado di orientamento delle foglie. Dati e Metodi Contesto e tecnica di raccolta Le prove sperimentali sono state effettuate su un campo di 5 ha, facente parte della Società Agricola Alessia S.r.l., situato in Località Vitulazio in provincia di Caserta, con coordinate 41°07’46.12”N e 14°12’46.49” E (fig.15). La tipologia di tabacco coltivato è il Burley (fig. 16) con una produzione di foglie allo stato fresco di 500-550 ql/ha così rappresentate: -

75-100 ql/ha (15-20 % sul totale), rappresentato dalle foglie basali; 275-330 ql/ha (55-60 % sul totale), rappresentato dalle foglie mediane; 125-150 ql/ha (25-30 % sul totale), rappresentato dalle foglie apicali.

Al di là delle prove di raccolta meccanica legate allo sviluppo del progetto Tab.I.T. l’azienda raccoglie manualmente, così come in tutto l’areale campano interessato dalla coltivazione del tabacco Burley. La raccolta manuale è effettuata in 4 passaggi in considerazione della maturazione scalare delle foglie che procede dal basso verso l’alto. Sulla pianta le foglie vengono suddivise secondo questa denominazione: basali, 1° mediane, 2° mediane e apicali

(Figura 17). Il tempo impiegato nella raccolta manuale è di 135 h/ha per ogni passata di raccolta. Le prove del prototipo sono state effettuate su una parte dell’appezzamento sperimentale, con superficie di 1 ha, di forma rettangolare, con capezzagne idonee alla meccanizzazione. La lunghezza del campo è di 400m e una larghezza di 25 m. Le 4 cultivar, impiegate nelle prove di raccolta sono: • la PM34, tipicamente coltivata nel casertano (controllo), è un tipo indeterminato con 55 foglie utili e produttività elevatissima; • la F24; • la F40; • la F49. Le ultime tre cultivar sono tutte tipi semi-determinati, con altezza intorno ai 2.20 m ed un numero di foglie utili comprese tra 32 e 40. Le F40, F49 e F24 sono inoltre caratterizzate da un portamento espanso di tipo piramidale, un fusto robusto e presentano foglie mediane di notevoli dimensioni. Per tutte le cultivar sono state utilizzate le seguenti 3 densità di investimento ottenute mantenendo fissa la distanza tra le file a 0.90 m, considerata ottimale per la raccolta meccanizzata, e variando opportunamente la distanza delle piante sulla fila: a) 3.3 piante/m 2 (0.90 x 0.30 m), b) 3.7 piante/m2 (0.90 x 0.25 m), c) 3.0 piante m2 (0.90 x 0.33 m). Rilievo delle prestazioni della macchina I rilievi effettuati hanno riguardato: tempi di raccolta ( C.I.O.S.T.A.); calcolo della capacità di lavoro; parametri qualitativi del lavoro svolto (orientamento e integrità delle foglie, piante totalmente o parzialmente distrutte). Studio dei Tempi Lo studio dei tempi di lavoro, necessari a definire le prestazioni della macchina, è stato effettuato secondo la metodologia ufficiale della Commission Internationale de l’Organisation Scientifique du Travail en Agriculture (C.I.O.S.T.A.) e la raccomandazione dell’Associazione Italiana di Genio Rurale (A.I.G.R.) 3A R1. Lo studio dei tempi rilevati ha permesso di calcolare la capacità operativa di lavoro e di definire la produttività del lavoro umano utilizzato nel cantiere di lavoro. I rilievi dei tempi sono stati effettuanti cronometrando le varie fasi del ciclo di lavoro. I test sono stati effettuati sull’intera lunghezza dei filari (400m), sulle 4 cultivar testate, sulle 3 densità di impianto. I tempi rilevati sono: 8

• tempo effettivo di lavoro (TE); • tempo accessorio (TA) composto dai tempi per le voltate (TAV), rifornimento e scarico (TAS) e regolazioni in campo (TAC); • il tempo di utenza di lavoro (tu) comprendente fondamentalmente anche i tempi di preparazione sul campo, tempo morto evitabile ed il tempo di riposo; Qualità del lavoro La valutazione della qualità del lavoro svolto ha interessato i seguenti aspetti: nettezza del distacco delle foglie ed integrità della lamina fogliare; l’orientamento delle stesse in modo da predisporle per la successiva fase di infilzatura; presenza di piante abbattute e/o sradicate dal passaggio della macchina. L’analisi qualitativa è stata condotta su di una porzione del filare di 50m, in quanto, se consideriamo la distribuzione delle piante sulla fila, che varia da 3 a 4 p.te/m, e tenendo conto del numero medio di foglie staccate con un passaggio della macchina, mediamente 5, ci si ritroverebbe a gestire un numero enorme di foglie (6000/8000 fg/filare). Le foglie raccolte sono state prelevate all’uscita del condotto di orientamento e messe da parte per l’analisi qualitativa, svolta direttamente in campo prima di inviare il prodotto al centro aziendale per le successive fasi di lavorazione. In particolare le foglie raccolte sono state suddivise nelle seguenti categorie: -

foglie integre, comprendente quelle con lamina fogliare intera e con taglio netto del picciolo (Figura 18); foglie non integre totalmente ma idonee, con lacerazioni della lamina e/ o picciolo danneggiato (Figura 19); foglie di scarto, non adatte alla trasformazione;

La distinzione delle prime due categorie è giustificata dalla necessità, trattandosi di un prototipo, di individuare le diverse criticità possibili, in modo da orientare i successivi interventi sulla macchina, in ogni caso sono foglie adatte alla successiva fase di cura. Sono state anche calcolate le percentuali di foglie orientate, si intende, con questa terminologia, quelle che fuoriescono dal condotto di orientamento con il picciolo disposto tutte dallo stesso lato.

I risultati Analisi dei tempi Nella tabella 1 sono riportati i valori riguardanti: il tempo effettivo di lavoro (TE) in h/ha e i dettagli dei tempi accessori (TA), rilevati nelle prove condotte, suddivisi per le varietà testate e rispettivi sesti di impianto. Dall’analisi di questi tempi è stato calcolato il tempo operativo (to), il tempo di utenza (tu) ed il rendimento operativo, quest’ultimo esprime l’incidenza dei tempi accessori sul tempo di effettivo lavoro. Le prestazioni ottenute in termini di utenza, nelle diverse prove effettuate, oscillano da 6,67 h/ha, sulla cultivar PM34 con sesto di impianto 0,33 x 0,90m, a 7,80 h/ha per la cultivar PM34 con sesto di impianto 0,25 x 0,90 m, in generale, anche per le altre cultivar si evidenzia un aumento del numero di ore ad ettaro al crescere della densità di impianto. Le osservazioni fatte durante la raccolta confermano quanto sopra e tale aumento del tempo di lavoro è legato alla riduzione velocità di avanzamento che si registra nelle parcelle più dense (da 0,52 m/s a 0,49 m/s). Il rendimento operativo nelle diverse prove non si discostano di molto tra di loro (vanno da 88 al 89%), in quanto, i tempi accessori incidono percentualmente nello stesso modo sul tempo effettivo di lavoro. L’alto rendimento operativo registrato in ogni caso è legato all’organizzazione del cantiere di lavoro ed in particolare alla forma e alle dimensioni dei campi (400x25 m). Inoltre, essendo ridotta la velocità di avanzamento si è potuto prevedere un cantiere di lavoro senza tempi di scarico, quindi con un avanzamento continuo della macchina. Capacità e produttività del lavoro Questa è espressa in ha/h e in q.li/h di tabacco fresco. Dallo studio dei tempi di lavoro, dalle produzioni raccolte nelle diverse prove e dal tempo impiegato è stato possibile ricavare le capacità e la produttività del lavoro, riportate in tabella 2. La produttività del lavoro è stata calcolata in riferimento ai quintali di tabacco fresco raccolto per unità di lavoro umano (q/ulu). Il valore medio della capacità di lavoro di utenza rilevata dalle prove di raccolta sulle 4 cultivar testate è di 0,140ha/h. Tale capacità è circa la metà di quella ottenibile con la stessa raccoglitrice sul tabacco Bright, infatti, su quest’ultimo si riesce a raccogliere circa 2 ha in 8 ore (0,25 ha/h). La capacità di raccolta oraria ottenuta, in base alle produzioni medie calcolate, varia da 8,15 q/h a 5,06 q/h. La corrispondente produttività del lavoro, calcolata in base all’impiego di manodopera utilizzata nelle diverse prove, è oscillata da 2,72 q/h per unità lavorativa umana nella terza prova della cultivar

F40, a 1,69 q/h per ora di unità lavorativa umana nella seconda prova cultivar F24. Qualità del lavoro La valutazione della qualità del lavoro svolto è riportata nella tabella 3 e 4. I parametri qualitativi osservati interessano la nettezza del distacco della foglia, la loro integrità e l’eventuale rottura o sradicamento di piante durante la fase operativa della macchina (fig. 20 e 21). I dati sono stati rilevati sui primi 50 m di ogni filare. In pratica durante la prova di raccolte le foglie asportate, venivano controllate da un operatore e suddivise nelle seguenti categorie: integre; parzialmente integre; non integre. Allo stesso tempo altri operatori esaminavano ogni singola pianta, determinando in base alle cicatrici fresche presenti il numero di foglie asportate per pianta. Nel calcolo del prodotto danneggiato non sono state inserite i danni imputabili a sradicamento o rotture di piante intere verificatesi durante la raccolta, in quanto, gli sradicamenti evidenziati si è visto essere imputati sia ad un cattivo allineamento delle piante lungo il filare e sia ad un loro accrescimento non perfettamente verticale. Più rilevanti sono state le perdite di piante intere dovute all’impatto delle stesse contro il cilindro di orientamento foglie. La posizione di quest’ultimo è risultata essere poco opportuna soprattutto se relazionata allo sviluppo delle piante allevate. Anche l’eccessiva altezza delle piante allevate (>2,20m) spesso determinava delle piegature anomale dei fusti con rotture ed ingolfamenti della macchina. Il numero di foglie staccate, nelle prove condotte nell’annata 2012, sul tratto di filare investigato è stato in media di 744 per la PM34, 615 per la F40, 548 per la F49 e 523 per la F24. Come si evidenzia dai dati non tutte le foglie distaccate sono risultate idonee per la commercializzazione. Mediamente sono risultate idonee il 72,7% della PM34, il 60,4% per la F40, 61,7% per la F49 e il 64,1 per la F24. Il che corrisponde ad una perdita di 17q/ha di tabacco fresco, perdita leggermente più attenuata se si fa riferimento al cultivar PM34. Totalmente differente nella situazione rilevata nella successiva annata in cui la percentuale di foglie integre, nelle varietà che meglio hanno risposto alla raccolta meccanizzata (PM34) è stata del 97%. Efficienza della macchina nell’orientamento Sono state condotte due prove al fine di determinare la capacità della macchine nell’orientare le foglie. La prima prova è stata a macchina ferma autoalimentando il sistema di trasporto e di conseguenza il relativo sistema di orientamento. I risultati di queste prove sono riportati nella Tabella 5. La seconda prova è stata effettuata direttamente in campo durante la raccolta. In tabella 6 sono riportati i risultati ottenuti.

In termini percentuali i migliori risultati si sono ottenuti nelle prove a macchina ferma in cui si è raggiunto un orientamento del 75% delle foglie immesse nel sistema di orientamento. Mentre, nelle prove effettuate in campo la percentuale è scesa al 70%. Tale differenza è da mettere in relazione al flusso di foglie che viene inviato nel cono di orientamento. Infatti, nelle osservazioni effettuate si evidenzia che gli orientamenti più bassi si verificavano sempre quando un eccessivo numero di foglie arrivava al sistema di orientamento. La valutazione del prototipo è continuata anche nell’anno 2013, prendendo in considerazione le criticità emerse nella precedente stagione di raccolta. Queste erano fondamentalmente due: • disposizione del cilindro di orientamento che, come segnalato, specialmente con le cultivar più vigorose comportava sradicamenti di intere piante; • la notevole altezza di allevamento delle piante che determina anch’essa una interferenze con relativi danneggiamenti alla coltura. La possibilità di modificare la posizione del cilindro di orientamento al fine di posizionarlo in modo da non interferire con la vegetazione comportava la necessità di eseguire delle modifica strutturali della macchina, attività non prevista in progetto, complessa ed onerosa dal punto di vista economico. Si è scelto, considerato tali limiti, di organizzare il cantiere in due fasi: • la prima quella di raccolta in campo; • la seconda di orientamento da svolgersi sempre con il cilindro di orientamento presso il centro aziendale. Le prove di raccolta sono state svolte con le stesse modalità dell’annata precedente. L’unica sostanziale variazione ha riguardato l’altezza delle piante al momento della raccolta. Quest’aspetto aveva creato nell’annata precedente un grosso limite operativo, condizionando sia la prestazione della macchina sia la qualità del prodotto raccolto. Pertanto, non disponendo di cultivar ad accrescimento limitato (max 1,6 metri), le piante allevate sono state tagliate manualmente ad una altezza di 1,6 m immediatamente prima della raccolta meccanica, evitando qualsiasi interferenza della vegetazione con la testata di raccolta. Effettuando il taglio immediatamente prima della raccolta si scongiuravano anche gli effetti fisiologici legati alla cimatura ed al conseguente incremento del contenuto in nicotina. Nelle tabelle 7, 8, 9 e 10 sono riportati l’analisi dei tempi, limitata ai soli tempi effettivi di lavoro, della relativa capacità di lavoro e della qualità del lavoro svolto. 12

Sistema di orientamento a punto fisso presso il centro aziendale Un ultimo aspetto trattato è stato quello di implementare un sistema di orientamento delle foglie da attuarsi post-raccolta, presso il centro aziendale. Tale ipotesi lavorativa tenderebbe a snellire la fase di campo e ad ottenere un più efficace orientamento delle foglie. Tale operazione si svolgerebbe immediatamente prima dell’infilzatura delle foglie. Infatti, presso i locali del Dipartimento è stato implementato un sistema di orientamento delle foglie costituito: • da un cilindro di orientamento; • da un sistema di elevazione: • da un nastro trasportatore terminale che collega tale sistema all’infilzatrice. La percentuale di orientamento delle foglie raggiunta con questo sistema è stata del 80.5%. Il complemento a 100 è costituito per il 15% da foglie che giungono di traverso e da un 4.5% di foglie con verso contrarie. Il sistema implementato prevede a valle del cilindro di orientamento e del nastro trasportatore la presenza di 1 operaio che riordina le foglie che si presentano traverse o con verso opposto. È nostra opinione che le foglie di traverso possono essere considerate anch’esse orientate in quanto il tempo per girarle è quasi nullo. Oltre a questo operaio è necessaria una seconda unità lavorativa per l’infilzatura (possono anche essere 2 come attualmente viene fatto anche con la raccolta manuale). La capacità oraria del sistema varia, in relazione al peso medio delle foglie e varia da 8 a 10 q/h di prodotto fresco (Fig.22).

Figura 1. Raccoglitrice monofila Spapperi RA241

Figura 2 e 3. Testata defogliatrice con denti o dita di distacco

Figura 4. Coppie di nastri trasportatori

Figura 5. Tappeto trasportatore orizzontale

Figura 6. Meccanizzazione della cura del tabacco Bright

Figura 7. Macchina infilzatrice e formazione delle filze per tabacco Burley

Figura 8. Raccolta manuale tabacco Burley

Figura 9. Prototipo Spapperi RA1FBBLEV

Figura 10. Testata modificata con bandelle contro ruotanti in gomma

Figura 11. Fase di raccolta ed infilzatura direttamente a bordo macchina.

Figura 12. Eccessivo accumulo di foglie allâ&#x20AC;&#x2122;uscita del condotto pneumatico

Figura 13. Condotto pneumatico di forma parallelepipedo e particolare del ventilatore

Figura 14. Condotto pneumatico a forma di cono rovesciato con cassetto di raccolta rimosso

Figura 15. Campo sperimentale Vitulazio (CE)

Figura 16. Coltura di tabacco Burley a Vitulazio (CE)

Figura 17. Suddivisione delle foglie sulla pianta

Figura 18 e 19. Foglie integre (a sinistra) e parzialmente idonee (a destra)

Figura 20. Controllo qualitĂ del prodotto in campo.

Figura 21. Esempio di pianta danneggiata

Tabella 1. Tempi di lavoro (h/ha) Cv/dist. trapianto (cm)

Tempi Te (h/ha)

Ta (h/ha)

To (h/ha)

Tu (h/ha)

PM 34/25

6,70

0,84

7,54

7,80

PM 34/30

6,17

0,80

6,97

7,20

PM 34/33

5,65

0,77

6,42

6,67

F40 25

6,25

0,81

7,06

7,31

F40 30

6,13

0,82

6,94

7,16

F40 33

5,79

0,77

6,56

6,80

F49 25

6,27

0,83

7,10

7,36

F49 30

6,20

0,79

6,98

7,21

F49 33

5,98

0,76

6,74

6,99

F24 25

6,23

0,84

7,08

7,32

F24 30

6,21

0,80

7,01

7,25

F24 33

6,02

0,70

6,79

7,01

6,13

0,79

6,93

7,17

Valore medio

Tabella 2. Capacità di lavoro effettiva, operativa e di utenza (h/ha) e produttività del lavoro Cultivar PM34 Prova

Produttività del lavoro riferito alle capacità

Capacità di lavoro Effettiva

Operativa

Utenza

Effettiva

Operativa

Utenza

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(ha/ h)

(q/h)

(q/ulu)

0,149

6,17

0,133

5,48

0,128

5,30

2,06

1,83

1,77

0,162

6,93

0,144

6,14

0,139

5,94

2,31

2,05

1,98

0,177

9,89

0,156

8,70

0,150

8,37

3,30

2,90

2,79

Cultivar F40 Prova

Produttività del lavoro riferito alle capacità

Capacità di lavoro Effettiva

Operativa

Utenza

Effettiva

Operativa

Utenza

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(ha/ h)

(q/h)

(q/ulu)

0,160

6,20

0,142

5,49

0,137

5,30

2,07

1,83

1,77

0,163

11,61

0,144

10,25

0,140

9,94

3,87

3,42

3,31

0,173

9,57

0,152

8,45

0,147

8,15

3,19

2,82

2,72

Cultivar F49 Prova

Produttività del lavoro riferito alle capacità

Capacità di lavoro Effettiva

Operativa

Utenza

Effettiva

Operativa

Utenza

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(q/ulu)

0,159

8,20

0,141

7,25

0,136

6,99

2,73

2,42

2,33

0,161

7,34

0,143

6,51

0,139

6,31

2,45

2,17

2,10

0,167

8,79

0,148

7,80

0,143

7,52

2,93

2,60

2,51

Cultivar F24 Prova

Produttività del lavoro riferito alle capacità

Capacità di lavoro Effettiva

Operativa

Utenza

Effettiva

Operativa

utenza

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(ha/h)

(q/h)

(q/ulu)

0,160

8,34

0,141

7,35

0,137

7,10

2,78

2,45

2,37

0,161

5,91

0,143

5,23

0,138

5,06

1,97

1,74

1,69

0,166

8,19

0,147

7,26

0,143

7,04

2,73

2,42

2,35

Tabella 3. Qualità del lavoro (luglio 2012) Cultivar/ dist. cm sulla fila

N° foglie totali distaccate

N° foglie idonee

N° foglie parzialmenteidonee

N° foglie non idonee

% foglie idonee

Quantità raccolta commercializzabile Kg/50m

PM34/25

506

398

92,5

23,39

PM34/30

586

427

84,6

24,79

PM34/33

731

381

283

61,3

22,38

F40/25

494

297

145

70,6

17,44

F40/30

840

545

199

76,3

32,03

F40/33

689

465

172

75,0

25,83

F49/25

624

407

161

74,2

23,16

F49/30

604

327

195

67,7

20,45

F49/33

668

383

195

70,8

23,65

F24/25

742

365

313

57,8

21,45

F24/30

517

287

187

63,8

16,51

F24/33

595

377

151

74,6

22,18

Tabella 4. Qualità del lavoro (agosto 2012) Cultivar/ dist. cm sulla fila

N° foglie totali distaccate

N° foglie idonee

N° foglie parzialmente idonee

N° foglie non idonee

% foglie idonee

Quantità raccolta commercializzabile Kg su 50m

PM34/25

826

380

363

56,1

PM34/30

640

394

160

75,0

PM34/33

1173

640

141

392

66,6

F40/25

535

245

247

53,8

F40/30

355

119

210

40,8

F40/33

776

291

421

45,7

F49/25

279

117

136

51,3

F49/30

429

233

145

66,2

F49/33

682

213

409

40,0

F24/25

158

64,6

F24/30

249

150

74,2

F24/33

876

357

441

49,7

Tabella 5. Prova orientamento a macchina ferma Prova

N° foglie immesse

N° foglie orientate

N° foglie non orientate

% foglie orientate

% foglie non orientate

% foglie orientate

% foglie non orientate

Tabella 6. Prova orientamento a macchina in movimento

Prova

N° foglie N° foglie N° foglie non orientate raccolte orientate

% foglie orientate

% foglie non orientate

854

604

250

938

646

292

940

650

290

foglie orientate

foglie non orientate

70%

30%

Tabella 7. Tempi effettivi di lavoro (anno 2013) Cv/densità di impianto (cm) Te (h/ha)

Capacità di lavoro (ha/h)

PM 34/25

5,27

0,19

PM 34/30

5,16

0,17

PM 34/33

4,75

0,19

F40 25

5,40

0,16

F40 30

5,32

0,17

F40 33

4,85

0,18

F49 25

5,48

0,16

F49 30

5,36

0,18

F49 33

4,95

0,19

F24 25

5,30

0,17

F24 30

5,20

0,18

F24 33

4,90

0,19

5,16

0,18

Valore medio

Tabella 8. Differenze dei tempi di lavoro(%) tra le annate 2012 e 2013 Te (h/ha) Raccolta 2012

6,13

Raccolta 2013

5,16 Diff. %

- 18,82

Tabella 9. Differenze % tra le capacità di lavoro effettive registrate (anni 2012 e 2013) Cv/dist. trapianto (cm)

Capacità effettiva (ha/h) 2012

Capacità effettiva (ha/h) 2013

Diff. (%)

PM 34/25

0,15

0,19

27,35

PM 34/30

0,16

0,19

19,63

PM 34/33

0,18

0,21

18,94

F40 25

0,16

0,19

15,74

F40 30

0,16

0,19

15,32

F40 33

0,17

0,21

19,18

F49 25

0,16

0,18

14,77

F49 30

0,16

0,19

15,88

F49 33

0,17

0,20

20,97

F24 25

0,16

0,19

17,92

F24 30

0,16

0,19

19,45

F24 33

0,17

0,20

22,94

Valore medio

0,16

0,19

+19,01

Figura 22. Cantiere di lavoro fisso per lâ&#x20AC;&#x2122;orientazione e lâ&#x20AC;&#x2122;infilzatura delle foglie post-raccolta

Altro materiale illustrativo sul funzionamento della macchina Ă¨ visibile sul sito www.progettotabit.com.

Aspetti economici Innovazione e valutazione economica Elemento essenziale perché un’innovazione sia adottata e trovi diffusione tra le imprese è che il processo/prodotto oggetto dell’innovazione risulti conveniente dal punto di vista economico. La fattibilità tecnico-organizzativa, infatti, è solo uno degli aspetti da prendere in considerazione nella valutazione di un’innovazione. E’ sicuramente il primo passo di qualunque valutazione, ma va integrato con un’analisi degli elementi economici, che sono quelli che entrano in gioco nel determinare il successo o meno di un’innovazione una volta che questa sia stata perfezionata. Una volta valutati in campo i risultati tecnici della meccanizzazione del Burley, è necessario, dunque, valutare in che misura questi risultati si traducono per le aziende tabacchicole in un aumento del valore aggiunto della produzione. Poiché i cambiamenti previsti con l’introduzione della raccolta meccanizzata determinano cambiamenti in relazione solo alle fasi di raccolta e infilzatura, l’analisi di convenienza è stata affrontata seguendo una procedura che ricade nell’ambito dei metodi di pianificazione parziale. Nel caso specifico l’analisi economica si è posta un duplice obiettivo. In primo luogo, sono stati analizzati i costi unitari di meccanizzazione e si è operato il confronto tra di essi ed il costo per ettaro di superficie stimato per le aziende coinvolte nel progetto nel caso della raccolta manuale tradizionale. In secondo luogo, poiché la meccanizzazione richiede un fattore a logorio parziale e determina dei costi fissi unitari che incidono in misura decrescente all’aumentare della dimensione aziendale, è stata stimata la dimensione minima che può essere discriminante per il giudizio di convenienza dell’adozione dell’innovazione. La metodologia utilizzata Il processo di valutazione della convenienza della meccanizzazione della raccolta del Burley è stato articolato nelle seguenti fasi di analisi (Cosentino, De Benedictis; 1979): 1. identificazione degli effetti dell’introduzione della meccanizzazione nel processo produttivo. Questi effetti riguardano la quantità di lavoro utilizzato, i tempi di esecuzione della raccolta, i mezzi tecnici impiegati,

le modifiche nell’impianto della coltura e nelle lavorazioni richieste, la quantità e qualità di prodotto ottenuto; 2. valutazione economica degli effetti di cui al punto 1; 3. stima dei costi di raccolta manuale nelle aziende coinvolte nel progetto; 4. enunciazione del giudizio di convenienza. Poiché il passaggio alla raccolta meccanizzata richiede l’acquisto della macchina, un fattore a logorio parziale i cui servizi riguardano più processi produttivi, la valutazione dei costi della meccanizzazione dovrebbe tener conto del fattore tempo seguendo la logica che è alla base della scelta degli investimenti. Nel caso specifico è possibile, tuttavia, ipotizzare un flusso di servizi costante nel tempo e, sia per l’investimento iniziale che per i costi di gestione che si sostengono nei singoli anni, si può fare riferimento ad una annualità media costante, adottando nell’analisi la logica tipica dei metodi di pianificazione parziale basati su un bilancio preventivo. I metodi di pianificazione parziale si basano sulla redazione di bilanci preventivi parziali, il cui criterio generale consiste nel valutare le ripercussioni sui risultati economici delle modifiche apportate nell’uso di alcune risorse. A tale scopo vengono calcolati costi e ricavi sotto le diverse ipotesi analizzate e viene effettuata un’analisi delle variazioni positive e negative del reddito. Nel caso in esame l’introduzione della meccanizzazione comporta una riorganizzazione della sola fase di raccolta del tabacco e pertanto i suoi costi possono essere enucleati dal processo produttivo nel suo insieme e confrontati direttamente con quelli sopportati utilizzando l’attuale sistema di raccolta manuale. Tuttavia, poiché, come sottolineato nella descrizione dei risultati della meccanizzazione, la raccolta meccanizzata ha degli effetti anche sulla quantità e qualità del prodotto ottenuto, nell’analisi devono essere prese in considerazione anche le variazioni collegate a tale aspetto. Elemento centrale dell’analisi è il calcolo del costo totale annuo della macchina. Questo costo può essere distinto in due componenti, la componente di costo fisso (CF), non legata al livello di impiego della macchina, e la componente di costo variabile (CV) che, al contrario, dipende direttamente dall’utilizzo della macchina in termini di ore: 31

Nei costi fissi sono comprese le seguenti voci: a) quote di ammortamento; b) parte delle quote di manutenzione ordinaria; c) interessi sul capitale investito. I costi variabili dipendono dal numero di ore di utilizzo della macchina e comprendono le spese per carburanti e lubrificanti, i salari della manodopera utilizzata per l’esecuzione delle operazioni di raccolta meccanizzata, comprensivi degli oneri fiscali, le quote di manutenzione straordinaria e parte delle quote di manutenzione ordinaria che siano direttamente legate al livello di utilizzazione del mezzo. Per quanto riguarda la manutenzione straordinaria, derivando da interventi una tantum, è necessario prevedere una ripartizione del costo su base annua. Tenendo conto delle diverse voci, il costo totale per ettaro lavorato (CTU) può essere calcolato, conoscendo il rendimento operativo della macchina, nel modo seguente: CTU =

CF cv + N re

dove N è il numero di ettari lavorati in un anno, cv sono i costi variabili per ora € di utilizzo della macchina e re è il rendimento operativo effettivo della macchina, espresso come capacità operativa per ora di lavoro. Una volta calcolato il costo unitario per ettaro della raccolta meccanizzata è possibile confrontare tale valore con quello della raccolta manuale, in modo da verificare la convenienza nell’introduzione della meccanizzazione. A tale scopo sono stati rilevati i dati sulla raccolta manuale nelle aziende coinvolte nel progetto ed è stato stimato l’attuale costo unitario. Inoltre, poiché il costo totale unitario dipende dal numero di ettari lavorati N, è possibile anche stimare il numero minimo di ettari per i quali il passaggio alla

meccanizzazione diventa conveniente rispetto alla raccolta manuale. Su questi due aspetti è stata concentrata l’analisi economica che segue. I dati di base La prima tappa nella valutazione degli effetti della meccanizzazione della raccolta del Burley è rappresentata dall’identificazione dei cambiamenti che la meccanizzazione determina dal punto di vista tecnico-produttivo. Questa identificazione ha richiesto, da un lato, la raccolta delle informazioni sul processo produttivo attuale con riferimento specifico alla fase di raccolta, dall’altro lato, l’analisi dei dati tecnici riguardanti la meccanizzazione. Per quanto riguarda la situazione attuale, i dati sono stati raccolti mediante una serie di interviste che ha riguardato non solo le aziende direttamente coinvolte nel progetto, ma anche altre 4 aziende (due della provincia di Caserta e due della provincia di Benevento), che, essendo rappresentative di realtà strutturali e produttive diverse, potessero fornire un quadro più generale delle tecniche utilizzate e, allo stesso tempo, consentire una valutazione più puntuale delle situazioni per le quali la meccanizzazione della raccolta rappresenta un’alternativa economicamente praticabile. I dati sulla meccanizzazione della raccolta derivano direttamente dalla sperimentazione in campo. I costi della raccolta Nella tabella 10 vengono riportati i principali elementi sui quali è stato basato il calcolo dei costi unitari relativi alla raccolta manuale e meccanizzata per ettaro di superficie. I dati evidenziati fanno riferimento agli aspetti distintivi tra i due metodi di raccolta. I tempi effettivi di lavoro della macchina e la qualità del lavoro presi in considerazione nell’analisi rappresentano la media di quanto rilevato nelle diverse prove di campo.

Tabella 10. Dati di base per il confronto tra raccolta manuale e raccolta meccanizzata. Unità di misura

Raccolta meccanizzata

Valore iniziale della macchina

euro

96.000

Durata della macchina

anni

Valore residuo della macchina

euro

9.600

Persone coinvolte nella raccolta

Passaggi raccolta

ore/ettaro/ raccolta

5,16

135*

litri/ha

ql/ettaro

550

72,45

100

ql/ha

100

Euro/ha

(10% del costo iniziale)

Tempo effettivo di lavoro Consumo carburante Produzione foglie allo stato fresco Foglie integre Perdita di tabacco fresco Orientamento foglie Costo Carburante

Raccolta manuale

*Nel caso della raccolta in campo il tempo di lavoro comprende il tempo per la sistemazione dei fascetti in campo

Nel caso della raccolta manuale il costo medio ad ettaro è rappresentato sostanzialmente dal costo della manodopera, pari a 3.780 euro/ha (stimato a partire da un costo orario pari a 7 euro/ora). E’ rispetto a questo costo unitario che va fatto il confronto con la raccolta meccanizzata. Nel calcolo dei costi della meccanizzazione sono stati utilizzati i seguenti parametri: -

Per la stima del costo del lavoro si è fatto riferimento ad un costo orario pari a 7 euro/ora 34

Nei costi fissi sono state considerate le quote di ammortamento della macchina e gli interessi derivanti dal costo d’uso del capitale utilizzati per l’acquisto della stessa. Per quanto riguarda le quote di ammortamento i calcoli sono stati effettuati sia con riferimento a quote lineari, che facendo riferimento a quote di reintegra. Il tasso di interesse utilizzato nei calcoli è pari al 5%.

Per semplicità i costi annui di manutenzione ordinaria e straordinaria sono stati valutati come percentuale del valore iniziale della macchina (2%), distinta tra lo 0,5% come quota di manutenzione fissa e l’1,5% come quota variabile

Il costo dei lubrificanti è stato rapportato al consumo di gasolio ed è stato assunto pari al 4% del costo del gasolio.

Sulla base di questi elementi, i costi variabili relativi alla raccolta meccanizzata risultano pari a 1.650 €/ettaro, inferiori a quelli relativi alla raccolta attuale. In totale la manodopera incide per 168 €/ettaro con una riduzione del 95% rispetto alla raccolta manuale. Più rilevanti sono però i costi fissi annui che ammontano a 13.920 euro/anno nel caso di quote di ammortamento lineari e a 14.328 euro/anno nel caso di quote di ammortamento calcolate come quote di reintegra. Gran parte dei costi della raccolta meccanizzata è legata, dunque, all’azione dei costi fissi che, evidentemente, non dipendono dall’intensità d’uso della macchina. E’ opportuno pertanto verificare in che modo l’aumento della superficie su cui la macchina viene utilizzata incida sul costo totale unitario. Questa informazione è riportata nel grafico 1 che illustra l’andamento dei costi totali unitari in rapporto alla dimensione aziendale. Dal grafico si evidenzia come il costo ad ettaro della raccolta meccanizzata si mantenga al di sopra di quello della raccolta manuale fino a quando non si raggiungono poco meno di 7 ettari. Ciò significa che allo stato attuale l’adozione della macchina nelle realtà di piccole e piccolissime aziende che caratterizzano la tabacchicoltura campana non è economicamente conveniente, ma potrebbe diventarlo per le aziende mediograndi o nell’ipotesi di una gestione associata della raccolta.

Grafico 1. Andamento del costo totale unitario al variare del numero di ettari su cui viene utilizzata la macchina (CTU calcolato facendo riferimento a quote di ammortamento lineari). 16000

12000

Raccolta meccanizzata Raccolta manuale 8000

4000

0 0

Il confronto con i costi della raccolta manuale richiede, però, che vengano presi in considerazione due ulteriori aspetti: 1. poiché la macchina riesce ad orientare nel cassone circa il 70% delle foglie raccolte, per ogni raccolta è necessario tener conto anche dei costi connessi alla sistemazione dei fascetti per la successiva infilzatura. A tale scopo nell’ambito del progetto è stato implementato un sistema che prevede a valle del cilindro di orientamento la presenza di 1 nastro trasportatore con 1 operaio che riordina le foglie che si presentano traverse o con verso contrario. La capacità oraria del sistema varia, in relazione al peso medio delle foglie, dai 8 – 10 q.li di prodotto fresco per ora di lavoro. Nel complesso sono dunque necessarie 16 ore di lavoro aggiuntivo. Considerato un costo orario di 7 euro/ora, ne deriva che il costo del cantiere è pari a 112 euro/ha per l’insieme delle 4 raccolte.

2. Durante la fase di raccolta la macchina causa una perdita di prodotto di circa il 3% pari cioè a circa 17 q di tabacco verde, che equivalgono a 2 ql di prodotto secco. Al costo della raccolta meccanizzata va aggiunto, quindi, anche il valore del prodotto perso, che può essere stimato pari a 360 euro/ha. Se si considerano queste altre due voci di costo, la raccolta meccanizzata diventa conveniente rispetto alla raccolta manuale quando la superficie aziendale coltivata supera gli 8 ettari.

Considerazioni conclusive Il prototipo di macchina sperimentato fino ad ora deve essere sicuramente ancora perfezionato, ma molto è già stato fatto e le prospettive possono essere considerate positive soprattutto per le aziende medio-grandi. Tra gli obiettivi da raggiungere nel prossimo futuro c’è sicuramente quello di limitare ulteriormente le perdite di tabacco durante la fase di raccolta delle foglie verdi in campo, in modo da ridurre o annullare completamente le perdite economiche legate alla perdita di prodotto, cosa che avviene con la raccolta manuale. Per quanto riguarda l’orientamento delle foglie è auspicabile un ulteriore miglioramento della percentuale di foglie orientate in maniera da rendere ancora più agevole il lavoro di preparazione dei fascetti e la successiva infilzatura abbassando così i tempi del cantiere dedicati a queste operazioni.

Capitolo 2 RISPOSTA ALLA DENSITÀ DI INVESTIMENTO DI LINEE DI TABACCO BURLEY CON DIFFERENTI LIVELLI DI SVILUPPO Eugenio Cozzolino1, Vincenzo Leone1, M. Isabella Sifola2, Andrea Lucibelli2, Renato Contillo1 1CRA

Unità di ricerca per le Colture alternative al tabacco di Agraria, Università di Napoli Federico II

2Dipartimento

Introduzione Fino a quando i livelli di sostegno per la produzione di tabacco non hanno cominciato a ridursi, i produttori campani di tabacco Burley hanno avuto convenienza a impiegare cultivar di grande sviluppo, tendendo a massimizzare le rese sulle generalmente modeste superfici investite per azienda. Ciò ha contribuito a determinare un tipo di Burley leggero con distinte caratteristiche qualitative. La diversa dinamica seguita, in questi ultimi anni, dai prezzi del prodotto (comprensivi dei sussidi) e dai costi di produzione induce a cercare modi per contenere questi ultimi. Il lavoro per raccolta, cura e manipolazione aziendale del prodotto è stato sempre la principale voce di costo, sulla quale gli interventi sono possibilmente più fruttuosi. Uno di questi è l'impiego di macchine per la raccolta, che tuttavia esige adattamenti della coltura in termini di varietà, distanze di impianto, modalità di allevamento. A tal fine, nell'ambito del PSR Campania 2007/2013, Misura 124 (Innovazioni tecniche e riassetto organizzativo della filiera del tabacco in Campania) abbiamo studiato l'effetto della densità di impianto su resa e qualità di cultivar a differente livello di sviluppo verticale, in tre saggi condotti negli anni 2011 e 2012 in provincia di Caserta. Materiali e metodi Nel 2011 è stato condotto un saggio a Vitulazio con trattamenti costituiti dalle combinazioni di tre densità di impianto (33.700, 37.000 e 41.200 piante per ettaro), ottenute variando la distanza sulla fila con interfila fissa di 90 cm, per quattro cultivar, due ad alto sviluppo verticale (FB9 e FB82) e due a sviluppo determinato (F3117 e F3119). Nel 2012 sono stati condotti due saggi nella

stessa zona, con trattamenti costituiti dalle combinazioni delle stesse tre densità per una cultivar ad alto sviluppo (PM34) e tre cultivar a sviluppo determinato (F24, F40, F49). I trattamenti sono stati assegnati a parcelle di 40 mq in un disegno a blocchi con tre repliche. Il trapianto è stato eseguito nella prima metà di Maggio previa concimazione fosfo-potassica (100 unità/ettaro) e azotata (60 unità/ettaro) seguita da due somministrazioni di azoto in copertura per complessive 120 unità/ettaro. La coltura è stata irrigata a goccia, restituendo il 100% dell'evapotraspirato relativo a profondità variabili nel ciclo colturale da 15 a 50 cm, con interventi alla soglia di consumo del 40% dell'acqua disponibile. Le foglie mature sono state raccolte manualmente in tre passaggi tra agosto e settembre e curate secondo le modalità della zona. Ad ogni raccolta è stata rilevata l'area fogliare per un campione parcellare di foglie e all'ultima raccolta sono state eseguite misure di altezza, diametro del fusto e numero di foglie raccolte su dieci piante per parcella. La resa in prodotto curato è stata determinata al 19% di umidità. Campioni parcellari di tabacco curato sono stati valutati per l'aspetto da esperti (Deltafina) con punteggio a scala decimale e analizzati per nicotina, zuccheri, cloruri (Deltafina), azoto totale, nitrati, colore, combustibilità, resa in scostolato (CRACAT). Con le variabili misurate sono stati costituiti alcuni indici relativi, basati sull'analisi delle correlazioni e delle componenti principali, mediante normalizzazione in scala 0:100. Un indice di qualità complessiva (relativa) è stato determinato come media dei valori normalizzati di punteggio per l'aspetto, area fogliare media, luminosità, cromaticità e tinta del colore, resa in scostolato, combustibilità, rapporto nicotina / (azoto totale, nitrati, zuccheri, cloruri)). Moltiplicando tale indice (riscalato 0:1) per il prodotto curato è stato ottenuto un indice di resa in valore come prodotto equivalente di massima qualità. Per descrivere lo sviluppo vegetativo sono stati sintetizzati due indici: sviluppo verticale, come media dei valori normalizzati di altezza, numero di foglie e superficie fogliare per pianta; sviluppo orizzontale, come media dei valori normalizzati di area fogliare media e area della sezione trasversale del fusto. Il rapporto dei valori normalizzati di nicotina / (azoto totale, nitrati, zuccheri, cloruri), con peso 4 per la nicotina è stato considerato indice di qualità chimica, mentre la media dei valori normalizzati di area fogliare media, luminosità, cromaticità e tinta del colore, resa in scostolato, combustibilità e punteggio di aspetto, con peso 2 per le ultime tre componenti, è stata considerata indice di qualità fisica.

I valori attesi degli indici di risposta sono stati stimati in funzione di cultivar e densitĂ di investimento mediante un modello con interazione cultivar x densitĂ , funzione quadratica per la densitĂ e covariate per la disposizione parcellare e il sito sperimentale, con distribuzione dei residui binomiale per gli indici normalizzati e normale per gli altri. Data la somiglianza delle risposte, i dati dei due saggi del 2011 sono stati elaborati congiuntamente. Le stime sono state utilizzate per ottenere distribuzioni predittive delle risposte mediante simulazione. Le elaborazioni sono state eseguite nell'ambiente R (R Core Team, 2014) utilizzando funzioni di varie estensioni, tra cui arm (Gelman e Yu-Sung, 2014), ggplot2 (Wickham, 2009) e BiplotGUI (La Grange et al., 2009).

Risultati Le relazioni tra risposte e fattori sperimentali sono rappresentate sinteticamente nei diagrammi duali della figura 1. Figura 1. Diagrammi duali di correlazione delle risposte e dei fattori per il saggio del 2011 e i due saggi del 2012. Le scale delle risposte sono proiettate nel piano delle prime due componenti principali come assi quotati e le posizioni dei valori medi della combinazioni densità-cultivar sono rappresentate dai nomi delle cultivar con prefisso numerico (1,2,3) indicante il livello di densità. I valori di risposta si possono individuare per proiezione ortogonale sugli assi. Il livello di correlazione tra le risposte è indicato dall'acutezza dell'angolo tra gli assi (e dalla vicinanza dei nomi), in modo approssimato in dipendenza della rappresentatività delle prime due componenti principali. alt: altezza pianta; intnod: lunghezza media internodo; diaFUS: diametro del fusto; nFO: numero di foglie per pianta; atFO: area fogliare per pianta; amFO: area fogliare media; pcur: prodotto curato; lumin: L* CIELab; croma: C* CIELab; tinta: h* CIELab; scost: resa in scostolato; comb: combustibilità; qVIS: punto di qualità di aspetto; Ntot: concentrazione di azoto totale; Nnitr: concentrazione di nitrati; nic: concentrazione di nicotina; zuc: concentrazione di zuccheri riducenti. 2011

2012

Lo sviluppo delle piante presenta due componenti non riducibili, che nel grafico si collocano in direzioni pressoché ortogonali, una componente verticale, costituita da altezza, numero di foglie e superficie fogliare totale, ben rappresentata sulla prima dimensione principale (asse X) e una componente orizzontale, costituita da diametro del fusto e superficie media della foglia, ben rappresentata dalla seconda dimensione principale (asse Y). Il livello di resa in prodotto curato è ben correlato alla componente verticale dello sviluppo in tutti e tre i saggi. Per gli altri tratti misurati i livelli di correlazione sono variati tra i saggi. Nel 2011 l'effetto della densità è stato simile, anche se di intensità diversa, per le quattro cultivar (parallelismo delle linee orientate che collegano le medie varietali per le tre densità), nonostante marcate differenze tra le stesse per altezza, numero di foglie per pianta e livello di produzione (assi delle variabili più ortogonali rispetto alle linee orientate) e ha interessato in modo negativo soprattutto la componente orizzontale dello sviluppo, l'azoto totale e il punteggio per l'a qualità dell'aspetto, in modo positivo la nicotina (assi più paralleli alle linee orientate). Le due cultivar più produttive (FB82 e FB9) hanno mostrato foglie più ravvicinate, resa in scostolato e combustibilità inferiori, ma qualità di colore superiore, a quelli delle altre due cultivar, sulle quali l'influenza della densità è stata più visibile. Anche nei due saggi del 2012 l'aumento della densità ha ridotto la componente orizzontale dello sviluppo della pianta e mostrato effetti negativi su qualità dell'aspetto e combustibilità. Le cultivar F24, F40 e F 49 hanno dato risposte molto simili, soprattutto al livello più alto di densità, differenziandosi dalla PM34 particolarmente per foglie più distanziate, minor numero di foglie, minor resa in prodotto curato e in scostolato, migliore qualità del colore, valori più alti di nicotina, azoto totale e nitrico. Un esame più dettagliato delle risposte mediante indici sintetici è riportato nei paragrafi che seguono. Prodotto curato La risposta è risultata non lineare nell'intervallo di densità sperimentale e una interpolazione quadratica consente di individuare un valore puntuale di densità che massimizza la risposta (uguagliando a zero la derivata prima, con derivata seconda negativa). I coefficienti delle funzioni di stima e i valori di densità che massimizzano le risposte sono riportati nella tabella 1.

-16,8

-98,9

-41,8

-36,7

FB82

F3117

F3119

FB9

2011

Anno e  cultivar

2,3

2,5

5,6

1,1

-0,032

-0,034

-0,074

-0,015

coefficienti

35,7

36,8

37,6

37,3

Densità max

Prodotto curato (t/ha)

-209

289

-668

-356

15,2

-13,3

39,8

21,4

coefficienti

-0,226

0,183

-0,550

-0,283

33,5

36,1

37,9

Densità max

Indice di qualità (0:100)

-22,4

-15,2

-82,6

-25,3

1,4

0,9

4,6

1,5

-0,020

-0,012

-0,062

-0,019

coefficienti

34,8

37,2

37,0

37,7

Densità max

Prodotto equival. max qualità (t/ ha)

Tabella 1. Coefficienti di interpolazione quadratica di risposta alla densità di investimento e densità per massimo della risposta per cultivar. La funzione è y=B0+B1*D+B2*D2, con D: densità in migliaia di piante/ha. I valori in corsivo della densità per massimo della risposta sono fuori del campo di variazione sperimentale della densità; dove i valori non sono riportati si tratta di un minimo nell'intervallo sperimentale.

Prodotto curato (t/ha)

Indice di qualità (0:100)

Prodotto equival. max qualità (t/ ha)

-0,061

36,8

37,3

Densità max

-2,0

3,6

-6,1

0,01

0,14

-0,15

0,37

-0,0003

-0,0020

0,0019

-0,0051

16,1

34,7

36,0

-11,6

-32,9

-8,5

-75,8

0,8

1,9

0,6

4,3

-0,012

-0,027

-0,009

-0,058

33,5

36,2

33,6

36,8

Densità max

coefficienti

4,6 -0,037 36,7

0,5

coefficienti

-80,1 2,7 -0,043

35,9

coefficienti

PM34 -46,2 3,2 -0,026

Densità max

F49 -54,0 1,8

Anno e  cultivar

F24 -28,2

2012

F40

Nell'intervallo sperimentale di densità un massimo di resa in prodotto curato è stato raggiunto per tutte le cultivar; massimi di qualità complessiva sono stati determinati solo per FB9 e FB82 nel 2011 e per PM34 e F24 nel 2012; massimi di resa in prodotto equivalente sono stati raggiunti per tutte le cultivar eccettuate F49 e F40, per le quali il massimo si avrebbe a una densità poco inferiore a quella minima sperimentale. Nonostante le notevoli differenze morfologiche tra cultivar ad alto sviluppo e a sviluppo determinato, per tutte le cultivar saggiate il limite di densità oltre il quale la risposta per resa in prodotto curato si inverte di segno, da positiva a negativa, è tra 35.700 a 36.7000 piante per ettaro. La risposta alla densità del livello di qualità sembra dipendere invece considerevolmente dalla cultivar e il limite per la risposta massima risulta nell'intervallo sperimentale solo per le cultivar FB9, FB82, PM34 e F24, mentre è inferiore alla minima densità sperimentale per F3119, F49 e F40. Una tendenza peculiare è quella mostrata dall'indice di qualità per la cultivar F3117, con variazioni di scarso rilievo nell'intervallo sperimentale. Le previsioni del prodotto curato (per una nuova osservazione nelle stesse condizioni) in funzione di cultivar e densità sono rappresentate nella figura 2, insieme con le tendenze di alcune differenze varietali. Nel saggio 2011 la FB82 supera FB9 e F3119, e queste la F3117, al livello di densità di massima risposta. Le due cultivar a sviluppo determinato (F-) hanno rese inferiori rispetto alle altre due (FB-), con divario crescente con l'aumento di densità, fino a circa 1,3 t/ha in media. Tra le prime, la differenza positiva di un certo rilievo tra F3119 e F3117 al limite inferiore di densità (circa 0,8 t/ha in media) diminuisce con l'aumento della densità fino ad annullarsi al limite superiore di questa; Tra le seconde la FB82 supera la FB9 fino a una differenza di 1,2 t/ha alla densità di 38.000 piante/ha, ma la differenza si attenua fino ad azzerarsi sia aumentando che diminuendo la densità fino ai limiti sperimentali. Nei saggi del 2012 i cali di resa oltre il livello di densità di massima resa hanno superato gli incrementi nell'intervallo sperimentale, specialmente per le cultivar F24, F40 e F49; le differenze entro questo gruppo si sono attenuate con l'aumento della densità, mentre la differenza media tra il gruppo e la cultivar PM34 è risultata notevole a tutte le densità superiori a 36.000 piante/ha, fino a 1 t/ha in meno.

Figura 2. Previsioni del livello di prodotto curato per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011)

Prodotto curato (t/ha)

FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

−1

37.3

37.6

36.8

35.7

Cultivar (2012)

Prodotto curato (t/ha)

F49

F24

FB82 vs FB9

−2

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

PM34

F3119 vs F3117

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

6 1

−1

3 37.3

36.8

36.7

35.9

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

Indice di qualità Le previsioni dell'indice di qualità complessiva in funzione di densità e cultivar sono rappresentate nella figura 3. Figura 3. Previsioni del livello di qualità complessiva per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011) Indice di qualità (0:100)

FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

FB82 vs FB9

60 0

50 40

−20

30 20

37.9

−40

36.1

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012) PM34

Indice di qualità (0:100)

F3119 vs F3117

F49

F24

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

−10

−20

34.7

−30

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

A parte le cultivar FB9 e F3117, per le quali la risposta alla densità è sostanzialmente piatta, con variazione di scarso rilievo, la tendenza è prevalentemente negativa nell'intervallo sperimentale. La differenza tra i due tipi morfologici è di scarso rilievo e varia poco con la densità per le cultivar del saggio 2011, mentre è più consistente per le cultivar dei saggi 2012, in entrambi i casi con valori tendenzialmente più alti per le cultivar a sviluppo determinato a densità di 36-39.000 piante/ha. Entro i tipi, la F3119 rispetto alla F3117 e la FB82 rispetto alla FB9 mostrano indici di qualità progressivamente inferiori

con l'aumento della densità, mentre le differenze tra F24, F40 e F49 variano poco con la densità. Va anche detto che il livello di incertezza delle previsioni è piuttosto alto, in parte per la natura composita dell'indice, ma l'effetto prevalentemente negativo dell'aumento di densità sulla qualità del tabacco è comunque evidente. Prodotto equivalente Il prodotto equivalente di massima qualità è pensato come un indice globale di resa e combina le tendenze del prodotto curato e dell'indice di qualità; pertanto i valori di resa massima sono raggiunti a densità inferiori rispetto a quelle viste per il prodotto curato, anche leggermente inferiori alle densità minime sperimentali per le cultivar F49 e F40, e prevale una tendenza negativa all'aumento della densità (figura 4). Figura 4. Previsioni del livello di prodotto equivalente di massima qualità per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011)

Prodotto max qualità (t/ha)

FB9

FB82

Differenze varietali (2011)

F3117

F3119

F− vs FB−

−1

37.7

37.2

−2

34.8

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012)

Prodotto max qualità (t/ha)

FB82 vs FB9

F3119 vs F3117

PM34

F49

Differenze varietali (2012)

F24

F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

3 2

−1 36.8

33.6

36.2

33.5

35 37 39 41 35 37 39 41 35 37 39 41 35 37 39 41

Densità (piante/ha x 1000)

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

La tendenza delle differenze tra cultivar rispetto alla variazione di densità riflette essenzialmente quella l'indice di qualità, specialmente per le differenze entro tipi morfologici, mostrando rese sensibilmente più basse per le cultivar determinate a densità sperimentali intermedie. Complessivamente le cultivar ad alto sviluppo (FB9, FB82, PM34) sembrano rispondere meglio di alcune a sviluppo determinato (F3119, F49, F40) all'aumento di densità nell'intervallo sperimentale e mostrano, alle densità che ne massimizzano la resa, livelli di resa nettamente superiori. Tuttavia queste cultivar sono difficilmente proponibili per una raccolta meccanizzata perché le piante sono troppo alte e con una eventuale cimatura i livelli di resa non sarebbero gli stessi. Le cultivar determinate, più idonee per una raccolta meccanica in ragione del minore sviluppo verticale, mostrano rese massime a densità intorno al limite inferiore dell'intervallo sperimentale, alle quali le rese rispettive sono comparabili a quelle delle cultivar ad alto sviluppo, e pertanto potrebbero consentire anche un opportuno contenimento delle densità di investimento.

Indici di sviluppo della pianta L'indice di sviluppo verticale è una composita delle variabili correlate altezza, numero di foglie e superficie fogliare totale e mostra valori molto differenti tra i tipi morfologici di cultivar, differenze ovviamente attese per disegno (figura 5). Figura 5. Previsioni del livello di sviluppo verticale (altezza, numero di foglie, superficie fogliare totale) per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli.

Indice svil. verticale (0:100)

Cultivar (2011) FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

FB82 vs FB9

0 50

−20 −40

−60 38.7

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012)

Indice svil. verticale (0:100)

F3119 vs F3117

PM34

F49

F24

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

0 50 −20 25 0

−40 37.9

38.7

37.6

38.5

−60

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

Nel saggio 2011 la risposta alla densità è stata differente tra le due cultivar ad alto sviluppo, negativa per FB9 e positiva fino a densità di 39.000 piante/ha per FB82; simile e tendenzialmente negativa per le cultivar determinate. Pertanto la differenza tra tipi morfologici (F- vs FB-) è aumentata un poco con l'aumento della densità nel tratto inferiore dell'intervallo sperimentale; il valore dell'indice per FB82, inferiore a quello di FB9 al limite inferiore di densità, è aumentato

con la densità fino a diventare nettamente più alto; le due cultivar determinate, invece, non hanno mostrato differenze di rilievo. Nei due saggi del 2012 l'indice di sviluppo ha mostrato una tendenza non lineare per tutte le cultivar, raggiungendo un massimo a densità di 38-39.000 piante/ha. In termini di sviluppo verticale FB82 e PM34 sembrano meno penalizzate rispetto a FB9 dall'aumento di densità, e così pure F24, F40 e F49 rispetto a F3117 e F3119. L'indice di sviluppo orizzontale è una composita delle variabili correlate area della sezione mediana del fusto e area media della foglia ed è stato l'indice più sensibile alla densità di investimento, mostrando per tutte le cultivar una netta diminuzione con l'aumento della densità nell'intervallo sperimentale (figura 6). Figura 6. Previsioni del livello di sviluppo laterale (area della sezione media del fusto, area media della foglia) per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011)

Indice svil. laterale (0:100)

FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

100 75

FB82 vs FB9

50 0 25 0

−20

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012)

Indice svil. laterale (0:100)

F3119 vs F3117

PM34

F49

F24

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

100 75

−25

34.1 0 34.9 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

I valori sono risultati consistentemente più alti, anche se la differenza si è attenuata alle densità più alte, per le cultivar determinate nel saggio 2011, ma poco differenti tra i due tipi morfologici nei saggi del 2012. Indici di qualità fisica e chimica Gli effetti dell'aumento di densità oltre 36.000 p/ha sull'indice di qualità fisica, composita di misure strumentali e sensoriali sulla foglia curata, sono stati prevalentemente negativi, eccetto che per la cultivar FB9, per la quale non c'è stata variazione di rilievo (figura 7). Figura 7. Previsioni del livello di qualità delle caratteristiche fisiche del prodotto curato per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011)

Ind. qual. fisica (0:100)

FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

FB82 vs FB9

60 0 40 −25 20

36.1

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012) PM34

Ind. qual. fisica (0:100)

F3119 vs F3117

F49

F24

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

80 20 60 0 40 −20 20 35.9

35.9

−40

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

Le cultivar determinate del saggio 2011 hanno mostrato valori tendenzialmente più alti alle densità inferiori, mentre le differenze tra cultivar entro tipi

morfologici, modeste alle densità inferiori si sono accentuate alle densità più alte. Le cultivar determinate dei saggi del 2012 hanno mostrato invece valori più bassi di quella ad alto sviluppo a densità superiori al minimo sperimentale. L'indice di qualità chimica è una trasposizione di scala del rapporto tra nicotina e altri costituenti analitici (azoto totale e nitrico, zuccheri, cloruri) e mostra risposte alla densità notevolmente differenti tra le cultivar (figura 8). Figura 8. Previsioni del livello di qualità delle caratteristiche chimiche prodotto curato per cultivar e delle differenze varietali in funzione della densità di investimento con bande credibili al 70% e 96%. Le densità che massimizzano la risposta nell'intervallo considerato sono segnalate dalla linea tratteggiata verticale e dal numero nei pannelli. Cultivar (2011)

Ind. qual. chimica (0:100)

FB9

FB82

F3117

Differenze varietali (2011) F3119

F− vs FB−

FB82 vs FB9

0 50 −25 25

−50 37.5

38.1

−75

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Cultivar (2012) PM34

Ind. qual. chimica (0:100)

F3119 vs F3117

F49

F24

Differenze varietali (2012) F40

F− vs PM34

F24 vs F49

F40 vs F49

F40 vs F24

20 40

0 −10

−20 35.6

34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40 34 36 38 40

Densità (piante/ha x 1000)

Per due cultivar ad alto sviluppo (FB9 e PM34) e una cultivar determinata (F3119) la risposta è non lineare con un massimo nell'intervallo sperimentale; per una cultivar ad alto sviluppo (FB82) e una determinata (F40) la risposta è trascurabile; per le altre tre cultivar determinate la risposta è positiva e lineare (F3117) o debolmente negativa (F49) o non lineare con minimo nell'intervallo

sperimentale (F24). La differenza tra tipi determinati e quelli ad alto sviluppo è passata da negativa a positiva con l'aumento della densità nel 2011, ma è rimasta negativa per densità fino a 40.000 piante/ha nel 2012. L'eterogeneità delle tendenze tra cultivar dello stesso tipo morfologico nel 2011 ha comportato ampie variazioni delle differenze con la densità. Conclusioni L’adozione della raccolta meccanica del tabacco Burley richiede una scelta adatta di cultivar e di densità di investimento, per non pregiudicare eccessivamente i livelli di resa e qualità. I tre saggi condotti negli anni 2011 e 2012 nell'ambito del PSR Campania 2007/2013, Misura 124, hanno mostrato che, variando la densità di investimento tra 33.700 e 41.200 piante/ha, sono cambiate le rese, lo sviluppo e la qualità del prodotto, sia per le cultivar ad alto sviluppo, che per quelle a sviluppo determinato. In termini di resa in valore, la densità ottimale per le cultivar saggiate è prevista intorno a 34.000 piante/ha, livello al quale le cultivar determinate, candidate più probabili per una raccolta meccanica, mostrano rese comparabili a quelle delle cultivar ad alto sviluppo, correntemente impiegate in area casertana. Letteratura citata Gelman A, Yu-Sung Su (2014). arm: Data Analysis Using Regression and Multilevel/Hierarchical Models. R package version 1.7-07. http://CRAN.Rproject.org/package=arm La Grange AM, Le Roux NJ, Gardner-Lubbe S (2009). BiplotGUI: Interactive Biplots in R. Journal of Statistical Software 30(12):1-37. R Core Team, 2014. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0. Wickham H, 2009. ggplot2: elegant graphics for data analysis. Springer, New York.

VERIFICA AGRONOMICA DELLA TECNICA INNOVATIVA DEI CONTENITORI BIODEGRADABILI PER LA PRODUZIONE DI PIANTINE DI TABACCO IDONEE AL TRAPIANTO Eugenio Cozzolino1, M. Isabella Sifola2, Adele Coppola2, Renato Contillo1 1CRA, Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco 2Dipartimento di Agraria, Università di Napoli "Federico II"

Introduzione L’utilizzo delle seminiere di polistirene espanso nella coltura del tabacco ha semplificato il processo di produzione delle piantine per il trapianto e migliorato la qualità delle piantine stesse. Parte dei vantaggi sono dovuti alla tecnologia del floating-system, resa possibile dalla galleggiabilità del materiale; un’altra parte è legata invece alla forma regolare del vassoio/contenitore, che consente l’impiego di attrezzature automatiche per l'ottenimento delle piantine e le operazioni di trapianto. I principali svantaggi della tecnica sono legati ai costi di smaltimento dei vassoi usati, a carico delle aziende agricole, o della collettività quando il materiale non è smaltito secondo le procedure di legge. Sono da qualche tempo disponibili, in via sperimentale, vassoi di materiale biodegradabile (pasta di carta stabilizzata con un polimero ureaformaldeide) di forma standardizzata, utilizzabili quindi senza modifiche dell'iter produttivo, che consentirebbero di eliminare i problemi derivanti dalla gestione dei contenitori vuoti, potendo essere smaltiti direttamente in campo durante le operazioni di trapianto. Una prova sulla produzione di piantine di tabacco utilizzando contenitori biodegradabili sperimentali è stata inclusa nel Progetto Tab.I.T. Aspetti agronomici Metodologia Durante la campagna tabacchicola 2012, piantine della cultivar di tabacco F40 a portamento semideterminato, usata per alcune delle attività del progetto, sono state allevate in contenitori biodegradabili sperimentali ed in seminiere di polistirolo, seguendo in entrambi i casi le tecniche standard per seminiere non galleggianti (allevamento in sospensione), presso l'azienda vivaistica incaricata di produrre tutto il materiale vegetale per il progetto. Su campioni di piantine seminate nei contenitori sperimentali e in seminiere di polistirolo (usate come controllo), sono stati misurati i principali parametri morfologici allo stadio di sviluppo adatto al trapianto in pieno campo. A latere della prova, per saggiare ulteriormente il comportamento in campo del materiale biodegradabile sperimentale, alcuni contenitori sono stati suddivisi nei singoli alveoli, e le piantine, ciascuna con il rispettivo alveolo, sono state trapiantate come tesi aggiuntiva in un esperimento di concimazione azotata del progetto, applicando l'agrotecnica standard per il tabacco Burley cimato. 55

Alla stadio adatto alla raccolta, su campioni rappresentativi di piante sono stati misurati i principali parametri morfologici, le rese produttive ed il punteggio di qualità per la determinazione del valore commerciale del prodotto. Risultati Allo stadio di idoneità al trapianto, le piantine prodotte nei contenitori sperimentali biodegradabili hanno mostrato un livello di sviluppo leggermente, ma significativamente, inferiore a quello delle piantine prodotte in vassoi di polistirolo. La tabella 1 riporta, per le due tesi, i valori medi dei parametri misurati ed il relativo coefficiente di variazione (CV). Tabella 1. Parametri morfologici piantine al trapianto tesi vassoi polistirolo

CV contenitori biodegrad.

num. foglie espanse

sup. foglia più espansa, cm2

biomassa epigea peso fresco, g.

apparato radicale peso fresco, g.

biomassa epigea peso secco, g.

apparato radicale peso secco, g.

5,7

25,3

8,4

4,3

0,48

0,22

8,0%

7,9%

9,6%

15,0%

18,8%

15,2%

4,9

19,5

7,1

3,0

0,37

0,14

9,3%

5,0%

9,2%

5,4%

12,2%

Il numero medio di foglie espanse e i diametri fogliari della foglia più espansa sono risultati più bassi di 11% e 14% rispetto al controllo. Il peso fresco della parte epigea e dell'apparato radicale delle piantine allevate nei contenitori biodegradabili sono risultati, rispettivamente, inferiori del 15% e del 29% rispetto agli analoghi parametri per le piantine del controllo; per i relativi valori in termini di peso secco, le differenze sono ancora maggiori (-24% e -35% rispettivamente). La tabella riporta, per le due tesi, i valori medi dei parametri misurati ed il relativo coefficiente di variazione. Mentre nelle seminiere di polistirolo l'apparato radicale è fuoriuscito dal foro presente in fondo all'alveolo, le radici delle piantine nei contenitori sperimentali sono rimaste completamente confinate nell'alveolo, presumibilmente per la disponibilità di acqua residua presente nello spessore del materiale di cui erano formati i contenitori. Riguardo alla prova a latere sul comportamento in campo dell'insieme piantina-alveolo biodegradabile, dopo il trapianto le piante hanno accumulato un ritardo di crescita solo parzialmente recuperato alla raccolta, a causa di un impedimento subito dall'apparato radicale nell'espandersi fuori dall'alveolo. A fine ciclo, infatti, tutti i parametri morfologici, la resa ed il punteggio di qualità delle piante trapiantate con l'alveolo hanno mostrato 56

riduzioni anche rilevanti (fino al 50%) rispetto alle piantine trapiantate a radice nuda. Conclusioni Riguardo al sistema di allevamento di piantine di tabacco idonee al trapianto, il confronto fra i contenitori biodegradabili ed un materiale già maturo (vassoi di polistirolo) ha prodotto risultati accettabili anche al primo tentativo. Mentre il minore sviluppo delle piantine, compreso tra il -10% ed il - 30%, non appare pregiudizievole per la buona riuscita della coltura, l'uniformità fra le piantine in contenitori è apparsa pari o migliore rispetto a quelle allevate in polistirolo (entrambi i metodi col sistema di allevamento in sospensione), come segnalato dai coefficienti di variazione dei parametri misurati, che hanno variato fra 4% e 19% nel polistirolo ed il 3% ed il 12% per i contenitori biodegradabili. Trattandosi di un sistema sperimentale, si possono ipotizzare margini di miglioramento della tecnica, per produrre risultati paragonabili, dal punto di vista dell'azienda agricola, a quelli ottenibili con le attuali procedure basate sul floating system, e con minori costi ambientali. Non sembra praticabile la via di trapiantare in pieno campo la piantina insieme all'alveolo, perché il materiale mantiene la sua integrità per un tempo più lungo delle necessità della piantina di estendere l'apparato radicale fin dai primo momenti dopo il trapianto; d'altra parte, l'iter inizialmente ipotizzato per l'impiego dei contenitori biodegradabili prevedeva di lasciare i vassoi in campo durante le operazioni di trapianto, ed incorporarli nel terreno durante lavorazioni successive, oppure aggiungerli come componente di masse di residui vegetali da destinare alla produzione on-farm di compost. Aspetti economici Data la fase ancora sperimentale dello studio, la valutazione economica di questo tipo di innovazione non è stata effettuata. In ogni caso è possibile schematizzare gli aspetti che possono influenzare il giudizio sulla convenienza economica di questo tipo di innovazione. Tali aspetti fanno riferimento, da un lato, ai vantaggi/svantaggi che l’introduzione di contenitori biodegradabili può comportare dal punto di vista aziendale e, dall’altro lato, ai benefici/costi dal punto di vista della collettività. Rispetto ai primi, la valutazione economica richiede un confronto tra i risultati economici delle alternative in esame (contenitori in polistirolo vs contenitori biodegrabili) prendendo in considerazione tutti gli elementi che in positivo e in negativo influenzano il reddito aziendale. In particolare, è necessario confrontare: • i costi di acquisto delle piantine nelle due alternative; • gli effetti in termini di valore della produzione finale, tenendo conto anche della maggiore/minore uniformità della produzione; • la riduzione dei costi aziendali di smaltimento dei contenitori. Tale costo deve comprendere i costi per il trasporto e il conferimento in discarica. 57

Al di là degli effetti aziendali, l’uso di contenitori biodegradibili comporta indubbi vantaggi dal punto di vista della collettività. Anche se il trapianto in pieno campo della piantina insieme all'alveolo non è praticabile allo stato attuale della sperimentazione, la possibilità di compostaggio in azienda dei contenitori comporta effetti positivi sull’ambiente che possono essere stimati in termini di mancato danno. Questo tipo di valutazione può essere ricondotta ai metodi di valutazione basati su valori di mercato che derivano da scelte politiche e/o dinamiche economiche di domanda e offerta. Tra le tecniche di valutazione market oriented, è possibile utilizzare metodi che basano la valutazione del danno ambientale su spese potenziali, tra questi il metodo dei costi di sostituzione o quello delle spese difensive. Si tratta nella sostanza di stimare il costo degli interventi che sarebbe necessario effettuare per far sì che il danno ambientale non si verifichi. Di fatto, dunque, il danno all’ambiente legato allo smaltimento in discarica dei contenitori in polistirolo può essere misurato calcolando il costo che si dovrebbe sopportare per il riciclaggio del materiale. Questo costo rappresenta, di fatto, il beneficio che deriva alla collettività dalla sostituzione dei contenitori in polistirolo con quelli biodegradabili.

Capitolo 3 RIDUZIONE DEI CONSUMI IDRICI E GESTIONE RAZIONALE DELL’IRRIGAZIONE NELLA TABACCHICOLTURA CAMPANA: ASPETTI AGRONOMICI E VALUTAZIONE ECONOMICA M. Isabella Sifola1, Adele Coppola1, Eugenio Cozzolino2, Daniele Giordano1, Andrea Lucibelli1, Renato Contillo2 1Dipartimento 2CRA,

di Agraria, Università di Napoli Federico II

Unità di ricerca per le Colture alternative al tabacco

Introduzione Il risparmio idrico e l’uso efficiente della risorsa idrica rappresentano obiettivi primari del nuovo millennio. L’agricoltura è attualmente il settore maggiore utilizzatore di acqua, con un consumo che è circa il 70% delle risorse disponibili e la domanda di acqua da parte di questo settore produttivo dovrebbe ulteriormente aumentare nei prossimi decenni – si stima un aumento a livello mondiale del 30% entro il 2030 – per effetto della crescita e dell’aumento dei consumi alimentari nei paesi più poveri. In Italia storicamente l’uso irriguo dell’acqua è stato favorito da politiche di tariffazione agevolata e slegata dai volumi utilizzati. Ciò ha comportato un uso eccessivo della risorsa e una riduzione di efficienza nel suo utilizzo che, nello scenario di scarsità che si prefigura nei prossimi decenni, non sono più sostenibili. Le strategie per aumentare la sostenibilità nell’uso dell’acqua vanno in due direzioni. Da un lato, vi è la definizione più attenta di metodi di tariffazione che tengano conto dell’effettivo costo dell’acqua e di sistemi di controllo dei volumi utilizzati. Su questo fronte ha agito la Direttiva acque (Dir. 2000/60/CE) che ha introdotto il principio del recupero dei costi relativi ai servizi idrici, considerando esplicitamente tra questi costi quelli ambientali e il costo della risorsa. Dall’altro lato, l’introduzione di sistemi e metodi irrigui che consentano un risparmio dei volumi di acqua utilizzati nella produzione e una loro maggiore efficienza. Su questo secondo fronte, si inserisce la ricerca agronomica alla base del progetto Tab.I.T. che intende trasferire metodi innovativi nell’irrigazione del Burley campano, anche alla luce dell’empirismo con cui ancora oggi in questo settore viene programmato l’intervento irriguo, come si evince dalla enorme variabilità di 59

volumi, turni etc. tra aziende di livello tecnico equivalente e/o di ambienti pedoclimatici omogenei. Già da molti anni si parla di strategie che incrementano la produttività dell’acqua nell’agricoltura irrigua. E’ ormai accertato che essa può essere migliorata con l’adozione di tecniche di coltivazione e di pratiche irrigue più efficaci tra le quali, oltre alla programmazione irrigua, meritano particolare attenzione: i) i metodi di irrigazione localizzata e ii) le tecniche di irrigazione in deficit. Nella gestione della pratica irrigua la scelta del metodo riveste un ruolo di grande rilievo poiché da esso dipendono la lunghezza del turno, il volume irriguo, l’uniformità di distribuzione dell’acqua, il modello di inumidimento del suolo, il mantenimento del potenziale idrico del suolo, etc.. L’infiltrazione laterale da solchi è il metodo di irrigazione più utilizzato al mondo per l’irrigazione delle colture a file. Il tabacco Burley campano è stato a lungo irrigato utilizzando quasi esclusivamente questo metodo. Con esso, l’acqua viene distribuita a velocità piuttosto sostenute e in generale vengono bagnati volumi di suolo ampi grazie anche alla diffusione laterale dell’acqua. Attualmente, nelle zone dove maggiore è il problema dell’approvvigionamento idrico, una alternativa efficiente e valida all’infiltrazione laterale da solchi è rappresentata dall’irrigazione a goccia, ormai molto diffusa sia nella coltivazione delle specie erbacee che arboree. Differentemente dai solchi, questo secondo metodo distribuisce l’acqua a velocità ridotte e bagna una porzione di suolo limitata e nell’area intorno ai gocciolatori, con conseguente risparmio idrico e elevata efficienza d’uso dell’acqua. L’irrigazione in deficit (DI) rappresenta una strategia con promettenti capacità di miglioramento della produttività dell’acqua in agricoltura. Essa consiste nel restituire alle colture, con l’irrigazione, volumi ridotti rispetto ai consumi effettivi. Può essere applicata in due modi: 1. a fasi fenologiche: si basa sulla diversa capacità delle specie vegetali di tollerare lo stress idrico nelle diverse fasi di crescita. 2. sempre, durante tutto il periodo di coltivazione: si tratta di imporre lo stress idrico, di una predeterminata entità, indifferentemente in tutte le fasi di sviluppo di una coltura con distribuzione di volume irrigui inferiori durante l’intera stagione di crescita. Quest’ultima forma è la più facile da utilizzare da parte degli agricoltori, perché non necessita di una specifica conoscenza della risposta allo stress idrico di ogni coltura di loro interesse. 60

La DI è molto diffusa su colture da frutto e ortive in entrambe le versioni precedentemente elencate, ma è al momento poco utilizzata sulle colture erbacee irrigue. Recentemente è stata messa a punto una strategia della DI, nella seconda tipologia di applicazione, che prevede l’esposizione delle radici a cicli umidi e secchi alternati nello spazio e/o nello spazio e nel tempo (PRD, partial root-zone drying). Questa strategia, che chiameremo non convenzionale, stimola la pianta a crescere in condizioni di stress idrico senza significative conseguenze in termini produttivi. Nell’ambito del PRD è stato inoltre provato che l’effetto generato dall'irrigazione differenziale solo dal punto di vista spaziale (una parte dell'apparato radicale mantenuta in modo fisso in asciutto e una parte in modo fisso in irriguo) innesca effetti solo transitori che, pur determinando incrementi dell'efficienza d'uso dell'acqua, non consentono il mantenimento di livelli produttivi soddisfacenti. Sembrerebbe quindi indispensabile, per ottenere un effetto permanente, effettuare nel tempo l'inversione della zona asciutta con quella umida. Particolarmente interessante è, poi, il fatto che la produttività dell’acqua, a parità di volumi irrigui, sembra migliore nel PRD rispetto al DI convenzionale. La distribuzione dell’acqua su un solo lato della fila permette, infatti, di bagnare strati di suolo più profondi, stimolando un maggiore accrescimento ed approfondimento radicale e migliorando quindi l’assorbimento di acqua e nutrienti dagli strati più profondi (Fig. 1). Sia questo effetto sia la chiusura stomatica, indotta dal segnale ormonale inviato alla chioma da parte delle radici che si trovano nel terreno secco, determinano un uso più efficiente dell’acqua irrigua.

Figura 1. Modello di inumidimento del suolo con l’applicazione dei diversi trattamenti di irrigazione.  Legenda: FI, controllo 100% ETc; DI50, 50% ETc; PDR50 50% ETc (modificata da: http://www.regional.org.au/au/asa/2004/symposia/ 1/3/1914_davieswj.htm) A) FI

B) DI

L’irrigazione in deficit, applicata con approcci convenzionale (DI) e non convenzionale (PRD), è stata recentemente testata su tabacco con risultati particolarmente promettenti. Da qui l’idea di implementare e trasferire questo aspetto della tecnica nella pratica colturale del tabacco Burley campano. Il passaggio dalla sperimentazione di metodi di irrigazione che consentano di risparmiare sui volumi di acqua utilizzati alla loro adozione in campo è possibile nella misura in cui gli operatori agricoli rilevino una effettiva convenienza economica nell’uso di tecniche alternative. Tuttavia, l’acqua non è solo una risorsa economica ma è quello che viene definito un “bene di merito”, vale a dire un bene indispensabile per la sopravvivenza umana, incommensurabile rispetto ai criteri economici di mercato, e che deve essere salvaguardato e assicurato per tutti gli esseri umani. In questa ottica l’ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche 62

risponde ad una esigenza che non è solo privata, ma riguarda la collettività nel suo complesso e la convenienza del risparmio idrico connesso ad innovazioni dei sistemi irrigui va, dunque, valutata anche in un’ottica collettiva. Sulla base delle precedenti considerazioni, il presente progetto ha voluto sottoporre a verifica agronomica su tabacco Burley campano sistemi irrigui innovativi ottenuti combinando principi di irrigazione in deficit, applicata con approcci non convenzionali, e metodi di irrigazione a goccia. Ha inteso, inoltre, effettuare una valutazione economica degli effetti dei sistemi irrigui saggiati, prendendo in considerazione una prospettiva sia aziendale sia collettiva. Dal punto di vista aziendale ha voluto, infatti, valutare gli effetti connessi all’adozione di sistemi irrigui diversi sul reddito aziendale mentre dal punto di vista della collettività ha inteso stimare il valore (sociale) che può essere attribuito al risparmio idrico, al netto di eventuali costi aggiuntivi connessi alla minore utilizzazione di acqua.

Aspetti agronomici Materiali e metodi Nel biennio 2011/2012 è stato condotto un esperimento presso il campo sperimentale del CRA-CAT (Scafati, SA) su tabacco Burley (Nicotiana tabacum L., cv. F3119) e su suoli classificati come Vitric Andosol Calcaric le cui caratteristiche fisico-meccaniche e chimiche, rilevate ad inizio ciclo (prima delle concimazioni e del trapianto), sono riportate in Tabella 1. Tabella 1. Principali caratteristiche fisiche e chimiche del terreno nel biennio di sperimentazione. Legenda: CIC, capacità idrica di campo; PA, punto di appassimento.

Sabbia grossa (%) Sabbia fine (%) Argilla (%) Limo (%) Sostanza organica (%) pH Calcare (%) N (Kjeldahl) (%) N-NH4 (ppm) N-NO3 (ppm) CIC PA

2011

2012

27.0 34.0 12.1 21.3 1.85 8.13 10.8 0.141 5.5 10.5 21.4 11.1

25.4 36.2 12.6 25.8 2.07 7.9 6.9 0.108 4.5 7.8 21.4 11.1

Sono stati confrontati, in combinazione fattoriale, 4 trattamenti di irrigazione e 2 metodi irrigui. I trattamenti di irrigazione sono stati: i) tre di irrigazione in deficit (50% ETc), imposti usando sia l’approccio convenzionale DI (DI50) sia 2 approcci non convenzionali PRD (PRD50/Fx e PRD50/A), ii) un trattamento ben irrigato (100% ETc, FI controllo) (Fig. 2).

Figura 2. Modello di applicazione dell’acqua irrigua nei diversi trattamenti di irrigazione.  Legenda: FI, controllo 100% ETc; DI50, 50% ETc; Partial root-zone drying, PDR50, 50% ETc, A=a solchi alterni, alternati nel tempo e nello spazio; Fx=a solchi alterni, fissi nel tempo e nello spazio (modificata da: http:// 192.156.137.121:8080/cipotato/press-room/blogs/all-blog-posts/increasingwater-efficiency-for-potato-production).

DI 50

t1, t3… t2, t4….

t1, t2, t3, t4…..

Nel trattamento DI50 le piante hanno ricevuto metà del volume di irrigazione uniformemente distribuito su entrambi i lati del solco (Fig. 2b) mentre nel trattamento PRD50 una metà della zona radicale è stata bagnata e l’altra metà è rimasta asciutta, così da distribuire la metà del volume totale; in particolare, le zone bagnata ed asciutta sono state alternate in due interventi irrigui successivi (PRD50/A; Fig. 2c) o sono state mantenute fisse in tutti gli interventi irrigui (PRD50/Fx; Fig. 2d). I metodi irrigui confrontati sono stati: i) l’infiltrazione laterale da solchi, di seguito indicata con F e ii) l’irrigazione localizzata (goccia), di seguito indicata con D. In particolare, nel sistema a goccia per il trattamento di irrigazione in deficit PRD50/Fx è stato necessario progettare/organizzare solo metà impianto. I volumi irrigui sono stati stabiliti sulla base dell’evapotraspirazione della coltura (ETc) stimata dall’evaporato da evaporimetro di Classe A (coefficiente di vasca = 65

0.8), moltiplicato per il coefficiente colturale (kc) che è variato tra 0.4 e 1.2 in relazione alla fase di crescita. L’irrigazione è stata effettuata ogni volta che era stato consumato il 40% dell’acqua disponibile in un profilo di suolo compreso tra 0-0.15 m al trapianto e 0-0.50 m al massimo sviluppo della coltura. In Tabella 2 sono riportate le principali variabili irrigue nei due anni di sperimentazione. Tabella 2. Principali variabili irrigue nei due anni di sperimentazione A goccia 2011

A solco

DI50 PRD 50

Volumi (m3/ha)

1497

749

1871

936

N. interventi

7(+2)

1845

1097

2219

1284

Volumi (m3/ha) (#) Consumi stimati (mm)*

234

2012 Volumi (m3/ha)

1825

912

2281

1140

N. interventi

8 (+2)

8(+2)

2169

1252

2625

1479

Volumi (m3/ha) (§) Consumi stimati (mm)*

261

(#) comprensivi di 2 interventi irrigui per un totale di 344 m3/ha dal trapianto alla differenziazione dei trattamenti; (§) comprensivi di 2 interventi irrigui per un totale 338 m3/ha dal trapianto alla differenziazione dei trattamenti; *Hargreaves

Al trapianto (11 e 7 giugno nel 2011 e nel 2012, rispettivamente) il suolo è stato concimato con azoto in dosi stabilite dai piani di concimazione1 e tenendo conto delle dosi di azoto massime ammesse dalla normativa sulla vulnerabilità da nitrati per la zona di Scafati. In particolare, N come nitrato ammonico (26% N) è stato distribuito come segue: i) metà della dose 15 giorni dopo il trapianto e ii) la restante metà 40 giorni dopo il trapianto, per un totale di 148 kg ha-1. Le piantine sono state trapiantate ad una distanza di 0.5 m sulla fila in file distanti 1.0 m (Foto 1). Foto 1. Dettagli di una pianta in fase di rosetta espansa (a) e del campo con impianto a goccia (b) nel 2011.

http://www.sito.regione.campania.it/agricoltura/concimazione/guida.htm. 67

Tutte le piante sono state cimate in fioritura, raccolte il 7 ed il 2 settembre nel 2011 e nel 2012, rispettivamente, e curate all’aria all’ombra in appositi locali. Al completamento della cura, è stata determinata la produzione in foglie curate, al 19% umidità standard, e le sue componenti (peso medio e n. foglie per pianta). E’ stata calcolata l’efficienza d’uso dell’acqua irrigua (IWUE, kg ha-1 mm-1) come rapporto tra la produzione in foglie curate (kg ha-1) ed il volume stagionale di irrigazione (mm) nei diversi trattamenti irrigui. Per l’analisi della crescita è stata campionata una pianta per parcella, ad intervalli all’incirca quindicinali durante il ciclo della coltura (Foto 2) sino alla raccolta (in corrispondenza dei campionamenti di suolo) per la determinazione della biomassa totale distinta per organi (foglie e steli). Foto 2. Particolare della coltivazione in fase avanzata di maturazione delle foglie (agosto 2012).

Sul prodotto curato sono state effettuate determinazioni analitiche, per definire le caratteristiche qualitative intrinseche (alcaloidi, cloruri, nitrati e Tobacco-Specific NitrosAmines, TSNA, del curato), e la cernita secondo i criteri commerciali 68

presso la Deltafina per la determinazione delle caratteristiche estrinseche (sviluppo, colore, tessuto/grana etc.) e quindi del valore della produzione (Foto 3). Foto 3. Momento della valutazione esperta delle caratteristiche estrinseche presso gli Stabilimenti Deltafina di Sparanise, CE (giugno 2013).

In aggiunta, sugli stessi campioni curati sono state effettuate misure di resa in scostolato. Infine, allo scopo di valutare l’effettiva applicazione del PRD, è stata misurata l’umidità del suolo, con metodo gravimetrico, ed è stata determinata la densità radicale (RLD, cm cm-3) applicando il metodo Newman. Le misure sono state effettuate 4-5 volte durante il ciclo (26 luglio, 3 e 22 agosto, 6 settembre nel 2011; 4 e 18 luglio, 1, 14 e 23 agosto nel 2012) su campioni prelevati in 3 profili di suolo 0-0.6 m in ciascuna parcella, individuati per rilevare le variazioni di umidità del suolo e dello sviluppo radicale sia sulla fila sia nelle interfile sottoposte ad alternanza irrigua spaziale e temporale (Fig. 2).

Risultati In entrambi gli anni, le piante sono cresciute senza evidenziare alcun effetto dei trattamenti (metodi e trattamenti irrigui) sino a circa 55 giorni dal trapianto (dati non mostrati). Non è stata registrata nessuna differenza tra gli anni di sperimentazione nella resa in foglie curate. Infatti, l’incremento significativo nel peso medio delle foglie curate, che pur è stato registrato del secondo anno (9.3 vs. 7.8 g), ha compensato la lieve riduzione in numero di foglie per pianta verificatasi nello stesso anno (19 vs. 20). L’efficienza d’uso dell’acqua irrigua è apparsa significativamente più elevata nel 2011 rispetto al 2012 (27.5 vs. 21.0 kg ha-1 mm-1). Nessuna variazione significativa è emersa nella resa e sue componenti per effetto dei due metodi irrigui saggiati. Per quanto riguarda l’efficienza agronomica dell’uso dell’acqua invece, la risposta ai due metodi irrigui non è risultata univoca. Infatti, mentre nel 2011 il metodo di irrigazione a goccia si è mostrato in tutti i trattamenti di irrigazione più efficiente (IWUE più elevata) rispetto al metodo per infiltrazione laterale da solchi (30.0 vs. 23.0 kg ha-1 mm-1), esattamente il contrario sembra essere avvenuto nel secondo anno (16.5 vs. 25.4 kg ha-1 mm-1). Relativamente ai trattamenti di irrigazione, la riduzione del volume irriguo del 50% ha sempre determinato, come era da attendersi, riduzioni significative di produzione rispetto al testimone ben irrigato. Tali riduzioni sono state in media del 19% con l’irrigazione in deficit cosiddetta convenzionale e di appena il 12% quando il deficit irriguo è stato applicato con entrambe le procedure non convenzionali. La risposta ai trattamenti irrigui della resa è risultata tuttavia differente nei due anni e con i diversi metodi irrigui (Fig. 3).

Figura 3. Effetto dei trattamenti irrigui sulla resa in foglie curate nei due anni (a) e nelle colture irrigate a goccia e per infiltrazione laterale da solchi (b). Legenda: D, goccia; F, infiltrazione laterale da solchi; FI, controllo ben irrigato; DI50, irrigazione in deficit (50%) con approccio convenzionale; PRD50, irrigazione in deficit (50%) con approccio non convenzionale (A, a solchi alterni, alternati nel tempo e nello spazio; Fx, a solchi alterni, fissi nel tempo e nello spazio)

Resa, t/ha

In particolare, nel 2012 la riduzione di produzione del trattamento di irrigazione in deficit applicato con metodo convenzionale è risultata inferiore rispetto a quella registrata nel 2011, e di conseguenza si è ridotto anche l’effetto migliorativo del deficit applicato con metodo non convenzionale rispetto al convenzionale (Fig. 3a). Inoltre, la produzione di foglie curate ottenuta in tutte le condizioni di irrigazione in deficit (convenzionale e non convenzionale) sembra essersi avvantaggiata, anche se solo lievemente, del metodo di irrigazione per infiltrazione laterale da solchi (Fig. 3b). Relativamente agli aspetti qualitativi presi in considerazione e cioè alcaloidi, cloruri, nitrati e TSNA (caratteristiche intrinseche) e resa in scostolato, tutti i parametri misurati ad eccezione dei nitrati hanno assunto valori significativamente più elevati nel 2012 rispetto al 2011 (1.60 vs. 1.80 %, 4.24 vs. 4.99 %, 0.478 vs. 0.923 mg kg-1 e 69 vs. 70 % in alcaloidi, cloruri, TSNA e resa in scostolato, rispettivamente). Nessun effetto significativo della scelta del metodo irriguo è stato registrato su tutti i parametri ad eccezione del contenuto di nitrati che è risultato in genere più elevato nelle foglie ottenute da colture irrigate per infiltrazione laterale da solchi rispetto a quelle irrigate a goccia (13.7 vs. 11.7 mg g-1), con qualche lieve differenza nei due anni. Nessun effetto significativo dei trattamenti irrigui è stato registrato sul contenuto di cloruri, nitrati e TSNA. Al contrario il contenuto di alcaloidi di entrambi i trattamenti di irrigazione in deficit non convenzionale è risultato significativamente superiore rispetto a quello dei prodotti ottenuti sia con l’irrigazione in deficit applicata con metodo convenzionale sia al controllo ben irrigato (1.73, 1.98, 1.58 e 1.50 % sostanza secca, rispettivamente). Per quanto riguarda infine il giudizio complessivo, nel 2011 il prodotto è risultato significativamente più povero in alcaloidi totali e TSNA (entrambe caratteristiche qualitative favorevoli), ed alla valutazione esperta delle caratteristiche estrinseche esso ha ottenuto un giudizio complessivo inferiore rispetto al prodotto del 2012 (5.4 vs. 6.7). Inoltre, nel complesso i trattamenti di irrigazione in deficit non convenzionale hanno spuntato un giudizio complessivo più alto rispetto al trattamento di irrigazione in deficit convenzionale, a parità di deficit idrico imposto, e non diverso significativamente da quello ottenuto dal controllo perfettamente irrigato. L’umidità del suolo delle parcelle sottoposte ai trattamenti di irrigazione in deficit, sia convenzionale che non convenzionale, è risultata, in entrambi gli anni e 72

momenti del ciclo, sempre più bassa rispetto a quella delle parcelle del controllo ben irrigato nel profilo di suolo 0-0.6 m (Tab. 3). Tabella 3. Variazioni relative (trattamenti di irrigazione in deficit vs. controllo ben irrigato; i valori riportati sono la media dei metodi irrigui) dell’umidità del suolo nello strato 0-0.6 m ed in diversi momenti del ciclo nei due anni di sperimentazione.  Legenda: FI, 100% ETc; DI50, 50% ETc, distribuzione convenzionale; PRD50/A, e PRD50/Fx, 50% ETc a solchi alterni, alternati e fissi, rispettivamente, nel tempo e nello spazio; DAT = giorni dal trapianto. FI

PRD A

PRD Fx

DAT DAT 45

1.00

0.98

0.99

0.89

1.00

0.93

0.99

0.93

1.00

0.92

0.93

0.96

1.00

0.76

0.89

0.68

DAT 27

1.00

0.98

1.09

0.92

1.00

0.95

0.96

0.89

1.00

0.95

0.94

0.87

1.00

0.84

0.81

0.86

1.00

0.90

0.86

0.74

Risparmio idrico (%)

2011

2012

Di contro, la densità radicale è quasi sempre risultata più elevata (in entrambi gli anni e in numerosi momenti del ciclo), in particolare nei trattamenti di irrigazione in deficit non convenzionale e, tra questi, in modo più marcato nel PRD50/Fx (Tab. 4).

Tabella 4. Variazioni relative (trattamenti di irrigazione in deficit vs. controllo ben irrigato; i valori riportati sono la media dei metodi irrigui) della densità radicale nello strato 0-0.6 m ed in diversi momenti del ciclo nei due anni di sperimentazione.  Legenda: FI, 100% ETc; DI50, 50% ETc, distribuzione convenzionale; PRD50/A, e PRD50/Fx, 50% ETc a solchi alterni, alternati e fissi, rispettivamente, nel tempo e nello spazio; DAT = giorni dal trapianto. FI

PRD A

PRD Fx

1.00

0.72

1.05

1.57

53 73 87

1.00 1.00 1.00

0.92 0.80 1.39

1.16 0.96 0.97

1.86 1.18 1.07

DAT 27

1.00

1.0

1.03

1.31

1.00

0.90

0.93

1.04

1.00

1.10

1.00

1.45

1.00

0.98

0.93

1.60

1.00

1.23

1.00

1.11

Risparmio idrico (%) 2011 DAT

2012

Ciò sta ad indicare, come era da attendersi perché documentato da numerose ricerche su diverse specie, un maggiore sviluppo radicale nei trattamenti PRD e DI rispetto al trattamento FI, nonostante l’applicazione di volumi di irrigazione comunque ridotti del 50% ed umidità del suolo egualmente ridotta. Tale risultato è apparso poi ancora più evidente nei trattamenti PRD rispetto al DI, a parità di deficit idrico.

Valutazione economica La metodologia utilizzata Il processo di valutazione della convenienza di sistemi alternativi di irrigazione del Burley è stato articolato nelle seguenti fasi di analisi: 1. identificazione degli effetti dell’adozione di diversi sistemi irrigui in termini di modifiche negli impianti, di lavoro utilizzato, di quantità e qualità di prodotto ottenuto; 2. valutazione economica degli effetti di cui al punto 1; 3. stima dei costi di irrigazione nelle aziende coinvolte nel progetto; 4. enunciazione del giudizio di convenienza. Poiché i diversi sistemi di irrigazione implicano un adattamento solo di alcuni settori/operazioni aziendali, è possibile fare un’analisi di convenienza (dal punto di vista del privato) valutando le variazioni nell’ammontare dei costi e dei ricavi dei diversi sistemi rispetto alla situazione di base, ricorrendo ad un approccio che ricade nell’ambito dei bilanci preventivi parziali. Il giudizio di convenienza consiste sostanzialmente nel confronto tra variazioni aumentative e diminutive stimate nelle diverse situazioni. La utilizzazione di sistemi di irrigazione diversi ha implicazioni sul costo di impianto, sull’organizzazione della operazione di irrigazione (possibilità di meccanizzazione o meno), sulla quantità di manodopera necessaria, sul volume di acqua impiegata e sulla quantità e qualità del prodotto ottenuto. Per tener conto di tutti questi effetti il criterio di convenienza sarà: <

R1 −> R 2

In cui R1 è R2 sono il valore del prodotto ottenuto al netto, rispettivamente, del costo dell’operazione eseguita secondo la modalità 1 e del costo dell’operazione eseguita secondo la modalità 2. I dati di base Il confronto tra i diversi metodi irrigui è stato effettuato partendo dai dati raccolti nell’indagine di campo relativamente alla situazione attuale delle aziende coinvolte nel progetto (Della Cave e Alessia) e dai dati risultanti dall’applicazione in campo dei sistemi di irrigazione innovativi. Nella tabella 5 sono riportate le informazioni 75

sul sistema di irrigazione attualmente adottato nelle diverse aziende, sui volumi di acqua utilizzati, sulla quantità di manodopera impiegata. Tabella 5. Dati sulle tecniche di irrigazione adottate nelle aziende Alessia

Della Cave

pioggia +goccia

tutte

alterne

N°interventi a pioggia

Durata intervento a pioggia (h/ha)

Volume stagionale erogato a pioggia (m3/ha)

300

N°interventi a goccia

Durata intervento a goccia (h/ha)

2.112

1.920

Ore lavorative per singolo intervento a goccia (h/ha)

0,5

Ore lavorative funzionamento totali a goccia (h/ha)

2.412

2.220

Tipo irrigazione File irrigate

Volume stagionale erogato a goccia (m3/ha)

Volume stagionale complessivo (m3/ha)

Per i dati relativi alla sperimentazione si rimanda a quanto riportato più sopra, alla parte Aspetti agronomici. In merito al sistema attuale di irrigazione vanno sottolineati due aspetti. In primo luogo, sia l’azienda Alessia che Della Cave già praticano l’irrigazione a goccia (fatti salvi 2 trattamenti a pioggia post trapianto) e presentano un risparmio rispetto al sistema a scorrimento dell’ordine del 10-20%. In secondo luogo i volumi irrigui erogati dall’azienda Alessia sono allo stato attuale superiori di circa il 10% rispetto a quanto è stato distribuito nella fase di sperimentazione come elemento di controllo con il sistema a goccia. Ciò significa che un risparmio idrico, anche se ridotto, potrebbe essere ottenuto anche solo facendo riferimento al fabbisogno basato sui dati di evapotraspirazione. Inoltre, l’azienda Della Cave già attualmente prevede l’alternanza delle file irrigate, che è uno degli elementi previsti nelle prove sperimentali. In qualche modo le 2 aziende partner del progetto rappresentano situazioni avanzate dal punto di vista delle tecniche produttive rispetto a molte realtà 76

aziendali campane. Per avere un quadro più ampio delle tecniche irrigue utilizzate e degli effetti derivanti dall’introduzione di sistemi irrigui alternativi sono stati raccolti anche i dati su ulteriori 2 aziende della provincia di Caserta. Le informazioni su queste aziende sono riportate nella tabella 6. Tabella 6: Dati sulle tecniche di irrigazione adottate nelle aziende fuori progetto CE1

CE2

3,15

Tipo irrigazione

pioggia +goccia

File irrigate a goccia

alterne

Volume stagionale erogato a pioggia (m3/ha)

100

N°interventi a goccia

Durata interventi a goccia (h/ha)

Volume stagionale erogato a goccia (m3/ha)

4.600

5.060

Ore lavorative per singolo intervento (h/ha)

0,5

Ore lavorative funzionamento totali (h/ha)

5,5

4.700

5.160

Dimensione Aziendale (ha)

Durata intervento a pioggia (h/ha)

Volume stagionale complessivo (m3/ha)

Dalle tabelle si rilevano differenze significative rispetto alle aziende coinvolte nel progetto in quanto pur associando il sistema a pioggia con quello a goccia a file alterne - come nel caso Della Cave - erogano una quantità di acqua più che doppia rispetto a questa ultima a causa della durata degli interventi a goccia che è più elevata (10 ore/ettaro anziché 6 ore/ettaro). Guardando al complesso delle aziende intervistate, tutte le aziende utilizzano durante il periodo di crescita e maturazione delle piante l’irrigazione a goccia e solamente durante la fase di post-trapianto fanno ricorso all’irrigazione per aspersione. Tre delle aziende su quattro installano le manichette a file alterne, mentre solo l’azienda Alessia utilizza le manichette su tutte le file di tabacco. Un aspetto importante da tener presente è che le due aziende non coinvolte nel 77

progetto non utilizzano contatori per il consumo dell’acqua, per cui i dati sui volumi erogati sono stimati. La valutazione economica dei diversi sistemi di irrigazione Prima di passare alla valutazione economica dei diversi sistemi di irrigazione è stata effettuata una stima dei costi connessi alle modalità attuali di irrigazione sia nelle aziende partner del progetto che nelle altre 2 realtà aziendali, rappresentative della tabacchicoltura campana, che sono state oggetto di indagine. La stima ha riguardato sia i costi di investimento che quelli di gestione. I criteri su cui è stata basata sono i seguenti: • Nei costi fissi sono state considerate le quote di ammortamento e manutenzione dei materiali che vanno a costituire l’impianto base di irrigazione, come pompe, tubi e raccordi principali. Tra i costi fissi, oltre alle quote di ammortamento e manutenzione, si è tenuto conto degli interessi derivanti dal costo d’uso del capitale investito. Per quanto riguarda le quote di ammortamento i calcoli sono stati effettuati con riferimento a quote lineari, mentre i costi annui di manutenzione sono stati valutati come percentuale (1%) del valore iniziale dell’impianto. Il tasso di interesse utilizzato nei calcoli è pari al 5%. • Per le aziende che effettuano l’irrigazione a goccia si deve tener presente che vi è una diversa metodologia di disposizione delle manichette. In alcune aziende la sistemazione delle manichette avviene lungo tutte le file, mentre in altre avviene a file alterne con costi di impianto differenti. • Per quanto riguarda i costi variabili si è tenuto conto del costo della manodopera necessaria nelle fasi di irrigazione, dei costi del gasolio consumato per l’attivazione delle pompe e per l’acquisto di materiali di consumo vari. Il costo dell’acqua non è stato considerato perché derivando da pozzi aziendali le aziende non sopportano alcun costo esplicito per l’acqua. • Il costo della manodopera è stato considerato sia quando l’azienda fa utilizzo di operai extrafamiliari sia nel caso in cui le operazioni di irrigazione sono effettuate dall’imprenditore o da familiari. In entrambi i casi per la stima del costo del lavoro si è fatto riferimento ad un costo orario pari a 7 euro/ora.

Sulla base dei dati rilevati nelle aziende e dei criteri illustrati, sono stati stimati i costi unitari per lâ&#x20AC;&#x2122;irrigazione riportati nella tabella 7 che segue.

Tabella 7: Costi di impianto e di gestione dell’irrigazione distinti per sistema irriguo e per azienda Dimensione Aziendale (ha) IMPIANTO BASE (Qamm+Qman) (€/ha)

Alessia

Della Cave

CE1

CE2

21 560

13 177

1 276

3,15 175

161,75

59,13

IRRIGAZIONE A PIOGGIA COSTI FISSI (Qamm+I) (€/ha) 177,61 52,77 N°interventi Durata intervento (h/ha) Volume stagionale (m3/ha) COSTI VARIABILI Gasolio per singolo intervento (l/ha) Gasolio totale (l/ha) Gasolio totale (€/ha) Numero operatori Ore lavorative per intervento (h/ha) Ore lavorative totali (h/ha) Costo manodopera totale (messa in opera, funzionamento) Materiali vari (€) Totale Costi Variabili (€/ha) TOTALE Pioggia (CF+CV) (€/ha)

2 8 300

2 8 720

1 4 100

80 160 160,00 2 3 12 168,00 150,00 478,00 655,61

80 160 160,00 2 2 8 112,00 150,00 422,00 474,77

35 35 35,00 1 2 2 14,00 150,00 199,00 360,75

60 60 60,00 1 2 2 14,00 150,00 224,00 283,13

IRRIGAZIONE A GOCCIA N°interventi 12 12 Manichette (€/ha) 550 332,5 File Manichette tutte alternate Durata interventi (h/ha) 4 6 Volume stagionale (m3/ha) 2112 1920 Gasolio per singolo intervento (l/ha) 20 30 Gasolio totale (l/ha) 240 360 Gasolio totale (€/ha) 240 360 Numero operatori 1 1 Ore lavorative per singolo intervento (h/ha) 0,5 0,5 Ore lavorative funzionamento totali (h/ha) 6 6 Costo manodopera totale (messa in opera, 198,03 126,00 funzionamento) Materiali vari (€) 150,00 150,00 TOTALE Goccia(€/ha) 1.138,03 968,50 GASOLIO TOTALE IRRIGAZIONE (€/ha) MANODOPERA TOTALE IRRIGAZ. (€/ha) COSTO TOTALE IRRIGAZIONE (€/ha) 80

10 11 330 400 alternate alternate 10 10 4600 5060 50 50 500 550 500 550 1 1 0,5 0,5 5 5,5 91,00 56,00 150,00 150,00 1.071,00 1.156,00

400,00 366,03

520,00 238,00

535,00 105,00

610,00 70,00

2.353,16

1.619,81

1.707,38

1.614,37

Dalla tabella si evidenzia in primo luogo come l’azienda Alessia sopporti un costo ad ettaro maggiore che negli altri casi. Ciò è legato sostanzialmente al maggiore costo dell’impianto a gocce con manichette fisse per tutte le file. Negli altri casi il costo medio ad ettaro è piuttosto allineato. In definitiva, in termini economici i costi sostenuti dalle aziende non si differenziano in modo significativo, mentre in termini di risparmio idrico l’irrigazione a goccia, accompagnata da una buona programmazione idrica, può migliorare l’efficienza di utilizzo da parte delle piante e contenere l’uso eccessivo di acqua. Nel grafico 1 sono riportati in modo sintetico il livello e la struttura del costo dell’irrigazione per singole componenti nelle diverse realtà aziendali. Come già evidenziato, la struttura dei costi risulta leggermente diversa per le due aziende coinvolte nel progetto, con una maggiore incidenza dei costi fissi nel caso dell’azienda Alessia e un maggior peso del costo del gasolio nel caso dell’azienda Della Cave. Grafico 1. Livello e struttura del costo per l’irrigazione distinti per azienda 3000 2250

Manodopera Materiali vari Gasolio Costo manichette impianto a goccia Costo fisso impianto a pioggia Costo fisso impianto base

1500 750 0 Alessia

Delle Cave

CE1

CE2

Per valutare la convenienza economica dei sistemi irrigui innovativi, i dati sui costi unitari sopportati dalle aziende nella situazione attuale sono stati confrontati con i costi che deriverebbero dall’applicazione dei metodi alternativi. Gli aspetti più rilevanti di questo confronto riguardano la possibilità in primo luogo di ridurre i volumi di acqua utilizzati, e dunque le ore di funzionamento degli impianti, in secondo luogo di dimezzare i costi dell’impianto a gocce laddove si passi dalle manichette in tutte le file alle file alternate. L’applicazione di volumi ridotti di 81

acqua ha effetti anche sul prodotto ottenuto. Per tale ragione, è necessario prendere in considerazione, oltre ai diversi costi relativi alle operazioni di irrigazione, anche le variazioni nei ricavi determinate dall’uno o l’altro metodo irriguo. I trattamenti oggetto di confronto sono stati illustrati nella sezione Aspetti agronomici. Si tratta di: -‐ irrigazione in deficit (50% ETc) usando approccio convenzionale DI50 -‐ irrigazione in deficit (50% ETc) usando approccio non convenzionale utilizzando metà del volume irriguo, mantenendo fisse le zone bagnata ed asciutta in tutti gli interventi irrigui (PRD50/Fx) -‐ irrigazione in deficit (50% ETc) usando approccio non convenzionale utilizzando metà del volume irriguo e alternando le zone bagnata e asciutta in due interventi irrigui successivi (PRD50/A) I risultati sono stati analizzati con riferimento all’irrigazione di controllo (100% ETc, FI controllo). Nel trattamento DI50 le piante hanno ricevuto metà del volume di irrigazione uniformemente distribuito su entrambi i lati del solco, mentre, nel trattamento PRD50 una metà della zona radicale è stata bagnata e l’altra metà è rimasta asciutta, così da distribuire metà del volume totale; in particolare, le zone bagnate ed asciutte sono state mantenute fisse negli interventi irrigui PRD50-fisso o sono state alternate (PRD50/A). Come elemento di confronto è stato anche analizzato il sistema di infiltrazione laterale da solchi che rappresenta uno dei sistemi tradizionalmente utilizzato nella tabacchicoltura campana. Al fine della valutazione economica sono stati considerati i costi di gestione dei diversi metodi di irrigazione, al netto dei costi dell’impianto di base e, nel caso di infiltrazione laterale, delle sistemazioni del terreno per la creazione delle porche, e al netto delle 2 irrigazioni a pioggia post trapianto. Nella valutazione si è tenuto conto dei seguenti aspetti: • Per quanto riguarda i parametri tecnici relativi all’irrigazione si è fatto riferimento a quanto riportato al sotto-obiettivo 2.4.2. come media degli anni 2011-2012. • Nel trattamento DI50 e PRD50/A l’impianto di distribuzione deve essere completo e le manichette vanno sistemate a coprire l’intera superficie, mentre per il PRD50/Fx l’impianto di distribuzione è dimezzato. Per la stima dei costi di gestione nei diversi casi si è fatto riferimento, oltre che ai 82

dati sperimentali, ai dati tecnici e di costo medio rilevati nelle aziende coinvolte nel progetto. • Il consumo di gasolio è considerato proporzionale al volume di acqua erogato per cui nei trattamenti DI50 e PRD50 (sia Fx che A), in cui si ha la metà dei volumi di acqua utilizzati, si dimezza anche il costo del gasolio. • La riduzione dei volumi di acqua erogati comporta riduzioni significative di produzione rispetto al testimone ben irrigato. Tale riduzione è stata del 19% con l’irrigazione in deficit cosiddetta convenzionale DI50, di appena il 12% quando il deficit irriguo è stato applicato con la procedure non convenzionali PRD50/A e del 20% quando è stato utilizzato il trattamento PRD50/Fx. • Per quanto riguarda la qualità del prodotto nel giudizio complessivo i trattamenti di irrigazione in deficit non convenzionale hanno spuntato un giudizio complessivo più alto rispetto al trattamento di irrigazione in deficit convenzionale, a parità di deficit idrico imposto, e non diverso significativamente da quello ottenuto dal controllo perfettamente irrigato. La stima dei costi di gestione dell’irrigazione nelle diverse alternative è riportata nella tabella 8 2.

Si ricorda che la valutazione è stata effettuata al netto dei due trattamenti post-trapianto 83

Tabella 8. Valutazione economica comparata dei diversi sistemi di irrigazione Irrigazione a solchi

Irrigazione a goccia di controllo

550

275

550

2.076

1.661

830,5

Gasolio per singolo intervento (l/ha)

Gasolio totale (l/ha)

252

160

Gasolio totale (euro/ha)

252

160

Ore lavorative per singolo intervento (h/ha)

0,5

Ore lavorative funzionamento totali (h/ha)

Costo manodopera tot (messa in opera, funzionamento)

504

150

888

808

458

808

N°interventi Manichette (euro/ha) Volume stagionale al netto di 2 irrigazioni dal trapianto alla differenziazione dei trattamenti (m3/ha)

Materiali vari (euro) Costo totale (euro/ha)

756

Irrigazione Irrigazione Irrigazione a goccia a goccia a goccia DI50 PRD50/Fx PRD50/A

Dalla tabella si nota come l’irrigazione a goccia tradizionale comporti costi unitari di gestione maggiori dell’infiltrazione laterale. L’utilizzo delle manichette comporta un risparmio di costo di manodopera che è fondamentalmente impiegata solo per avviare il sistema d’irrigazione, mentre nel sistema per infiltrazione è costantemente impegnata durante le operazioni di irrigazione. Un notevole risparmio nei costi unitari di gestione si ottiene con il sistema di irrigazione a goccia PRD50/Fx: a questa modalità di irrigazione è associato un

costo ad ettaro di quasi il 40% inferiore rispetto al sistema ad infiltrazione laterale e a quasi il 50% in meno rispetto al sistema a goccia tradizionale. Nel grafico 2 il costo di gestione per ettaro irrigato dei diversi sistemi alternativi è confrontato con i costi di gestione dell’irrigazione stimati nelle aziende partner del progetto e nelle aziende oggetto di indagine aggiuntiva. Anche con riferimento ai dati aziendali sono stati esclusi dall’analisi i costi per le prime 2 irrigazioni posttrapianto. Va sottolineato, in primo luogo, come in tutte le realtà aziendali della provincia di Caserta i costi medi ad ettaro risultino superiori rispetto a quelli derivanti dai dati sperimentali. Grafico 2. Confronto tra costi ad ettaro stimati per l’irrigazione con i diversi sistemi irrigui e costi rilevati a livello aziendale (sono escluse le due irrigazioni dal trapianto alla differenziazione dei trattamenti; dati in euro/ha)

Poiché le diverse modalità di irrigazione hanno effetti in termini di quantità prodotta, nella valutazione della convenienza economica dell’uno o dell’altro metodo va considerato anche il valore della produzione ottenuto nei diversi casi, in modo da poter confrontare il valore del prodotto ottenuto al netto del costo dell’irrigazione eseguita secondo le diverse modalità (Tab. 9).

Tabella 9: Valutazione economica comparata dei diversi sistemi di irrigazione comprensiva del costo dell’acqua Irrigazione a solchi

Irrigazione a goccia di controllo

Resa (ql/ha)

40,8

43,9

32,8

34,3

35,8

Valore del prodotto (euro/ ha)

7.344

7.902

5.904

6.174

6.444

Valore del prodotto al netto del costo di gestione dell'irrigazione

6.588

7.014

5.096

5.716

5.636

Valore del prodotto (euro/ ha)

7.344

7.902

5.904

6.174

6.444

756

888

808

458

808

Volume stagionale al netto di 2 irrigazioni dal trapianto alla differenziazione dei trattamenti (m3/ha; media anni 2011-2012)

2.076

1.661

830,5

Valore dell’acqua consumata (euro/ha)

9.043

7.235

3.618

Valore del prodotto al netto dei costi totali dell'irrigazione (euro/ha)

-2.455

-221

1.478

2.098

2.018

Costo di gestione irrigazione (euro/ha)

Irrigazione Irrigazione a goccia a goccia DI50 PRD50/Fx

Irrigazione a goccia PRD50/A

Per stimare il valore del prodotto, i dati sulle rese ottenuti nella sperimentazione sono stati moltiplicati per un livello di prezzo medio pari a 180 euro a quintale di prodotto secco. Tale prezzo è quello pagato nel 2013 per il prodotto di qualità corrispondente ad un giudizio complessivo pari a 6, che rappresenta il giudizio medio ottenuto nelle diverse prove sperimentali, pur essendoci alcune differenze tra i diversi sistemi irrigui utilizzati3. I sistemi di irrigazione alternativi, a causa della riduzione della produzione, risultano meno convenienti del sistema a goccia tradizionale, nonostante il 3

Si veda quanto riportato nella parte Aspetti agronomici. 86

risparmio di gasolio e la riduzione nelle spese di impianto di distribuzione. Pertanto sia con il trattamento PRD50/Fx, nel quale si ha una riduzione nei costi d’impianto, sia con il trattamento PRD50/A, nel quale si verifica la minore percentuale di perdita di prodotto, la riduzione del 50% del volume irriguo porta ad una riduzione di reddito netto. Questo risultato dipende sostanzialmente dal fatto che il risparmio di acqua che consegue dall’uso di sistemi irrigui alternativi non si traduce in un minor costo dal punto di vista dell’azienda, a causa della non valorizzazione dell’acqua consumata. La valutazione economica del risparmio di acqua Se ci si sposta dall’ottica privata all’ottica della collettività, l’analisi di convenienza dei diversi metodi irrigui deve necessariamente includere il costo dell’acqua nella stima dei costi di irrigazione. Poiché per l’acqua non esiste un mercato esplicito e, dunque, non esiste un prezzo che rifletta la scarsità della risorsa e il suo valore reale dal punto di vista della collettività, la valutazione del costo dell’acqua e dei benefici derivanti dal minor consumo della risorsa legato al dimezzamento dei volumi erogati è operazione abbastanza complessa. L’acqua svolge diverse funzioni: è un bene di consumo, è un fattore che entra nei processi produttivi, svolge funzioni di sostegno degli ecosistemi, di modellazione del territorio o altre funzioni come quella paesistica o ricreativa. Molteplici sono, dunque, le dimensioni del valore di questa risorsa: valore d’uso diretto, collegato alla fruizione del bene da parte dell’individuo; valore di uso indiretto che fa riferimento alla possibilità di godere di benefici indiretti dal bene in questione; valore di opzione che dipende dalla possibilità di utilizzazione futura sia da parte di un individuo che da parte delle generazioni future; valore di esistenza, che è indipendente dall’uso del bene ed è collegato all’esistenza del bene in quanto tale. Dal punto di vista teorico esistono diversi metodi e tecniche che possono essere utilizzati per valutare le risorse ambientali e i beni pubblici. In generale, è possibile distinguere tra metodi diretti (o delle preferenze rivelate) ed indiretti (o delle preferenze espresse). I primi cercano di derivare la domanda del bene in esame in modo diretto. Tra questi è inclusa la valutazione contingente che mira ad ottenere un valore della disponibilità a pagare per il bene in esame simulando la presenza di un mercato. Questo metodo è in grado di valutare il bene nel suo complesso, vale a dire tenendo conto di tutte le componenti del valore prima indicate, ma comporta alcune distorsioni nella valutazione legate sostanzialmente alla ipoteticità della situazione di mercato. I metodi indiretti cercano, invece, di stimare 87

il valore del bene ambientale facendo riferimento a transazioni di mercato di beni privati e cercano di dedurre la domanda del bene in esame guardando alle scelte che gli individui fanno rispetto a beni collegati. Queste tecniche market oriented si riferiscono a mercati impliciti o espliciti, sono più semplici da utilizzare rispetto alle tecniche survey oriented (tipo valutazione contingente), ma spesso riescono a cogliere solo una o l’altra componente del valore (soprattutto il valore di uso) e, dunque, in generale sottostimano il valore effettivo del bene in esame. Dal punto di vista operativo, per attribuire un costo all’acqua consumata per l’irrigazione e stimare il valore del risparmio idrico derivante dall’applicazione di metodi irrigui innovativi si è fatto ricorso alla stima del prezzo ombra dell’acqua basata su metodi indiretti market oriented. Il concetto alla base della valutazione adottata è che il valore dell’acqua sia legato alla maggiore disponibilità del bene finale che essa consente di ottenere e, dunque, sia pari al valore della sua produttività, nel caso specifico alla produttività della produzione tabacchicola, a parità di utilizzo degli altri fattori produttivi. Si tratta evidentemente di un’approssimazione, perché non tiene conto delle possibilità di uso alternativo sia all’interno del settore che al di fuori di esso, ma può rappresentare un’utile base di riferimento per internalizzare i costi sociali legati al consumo di una risorsa naturale e per dare indicazioni per un uso rispondente a principi di sostenibilità ambientale. Il valore dell’acqua utilizzata nell’irrigazione, in termini di valore è stato, dunque, ottenuto facendo riferimento ai dati medi di efficienza d’uso dell’acqua (Irrigation Water Use Efficiency, IWUE) riportati nella parte Aspetti agronomici. (valore medio = 24,2 kg ha-1mm-1) e tenendo conto del prezzo medio corrisposto al tabacco nel 2013 (180 euro/ql). La comparazione tra i diversi sistemi e metodi irrigui comprensiva del costo dell’acqua così stimato è riportata nella tabella 9. Dalla tabella si evidenzia come per l’irrigazione a solchi, ma anche per l’irrigazione a goccia di controllo, i benefici al netto dei costi totali dell’irrigazione siano negativi. Se si assume l’ottica collettiva, tutti i trattamenti di irrigazione in deficit si dimostrano convenienti dal punto di vista economico, ma i risultati migliori sono legati al sistema PRD50/Fx. Rispetto al sistema PRD50/A, a parità di consumo di acqua, questo tipo di trattamento prevede l’allestimento dell’impianto di irrigazione dimezzato e dunque costi di impianto più bassi.

Considerazioni conclusive L’effetto positivo dell’irrigazione in deficit applicata con metodo non convenzionale rispetto a quella con metodo convenzionale, già verificato in prove precedenti su tabacco, è stato registrato in entrambi gli anni su molti dei parametri quali-quantitativi misurati, anche se in misura inferiore nel secondo anno. Non è emersa nessuna differenza di rilievo tra i metodi irrigui saggiati indicando quindi che, a parità di risposta quali-quantitativa, si può decidere di utilizzare, tra i due, il metodo a goccia, per poter beneficiare dei suoi indiscussi vantaggi in termini di i) maggiore automazione e quindi migliorata organizzazione aziendale, ii) riduzione dei volumi irrigui propria del metodo per elevata efficienza della distribuzione. Guardando sempre gli aspetti quali-quantitativi della produzione, a differenza di quanto atteso non si è manifestata nessuna differenza di rilievo tra i due diversi trattamenti di deficit non convenzionale (nessun effetto dell’alternanza spaziale e temporale nell’applicazione del PRD) ad eccezione che nella resa e nel contenuto di alcaloidi totali, e con nessun effetto migliorativo del PRD/A rispetto al PRD/ Fx, come riportato invece in esperienze precedenti e su altre specie. Alla luce di questo ultimo risultato si può suggerire quindi l’opportunità di promuovere l’uso di questa strategia irrigua nella sua versione PRD50/Fx che porta con sé rispetto alla versione PRD50/A un ulteriore vantaggio, e cioè la possibilità di allestire solo metà impianto di irrigazione. Infine, va considerata l’elevata variabilità interannuale degli andamenti termopluviometrici, che, poiché in grado di alterare la normale risposta fisiologica della coltura ai fattori di produzione controllabili (concimazioni, irrigazioni etc.), può ridurre, talvolta, i vantaggi dei metodi non convenzionali rispetto ai convenzionali determinando instabilità nelle risposte. In ogni caso, la diffusione di sistemi e metodi di irrigazione innovativi rappresenta un fattore importante per conseguire un uso sostenibile della risorsa acqua. D’altra parte, l’adozione di pratiche irrigue che consentano di ottenere un risparmio di acqua è possibile solo se queste pratiche risultano convenienti per l’azienda dal punto di vista economico. Il confronto tra i costi di gestione dell’irrigazione in rapporto ai diversi sistemi irrigui ha mostrato come allo stato attuale, in un’ottica esclusivamente aziendale, non vi sia convenienza ad adottare sistemi di irrigazione in deficit. Infatti, il valore delle perdite di prodotto che ne derivano sono superiori ai benefici collegati alla riduzione dei costi di gestione, anche nel caso di impianti di distribuzione 89

dimezzati (come nel caso del PRD50/Fx). Nell’ottica della collettività, qualora si includa nell’analisi di convenienza il valore del risparmio idrico, il risultato è capovolto e i benefici netti sono positivi e superiori a quelli dei sistemi tradizionali. Questo risultato sottolinea in primo luogo che se si vuole ottenere un uso sostenibile della risorsa acqua è necessario trovare strumenti che consentano di “internalizzare” i costi dell’acqua in modo da avvicinare costi privati e costi sociali di produzione. In secondo luogo, è evidente che obiettivi di competitività e di sostenibilità ambientale siano difficilmente perseguibili in assenza di politiche ed interventi che cerchino di introdurre forme di controllo dell’uso delle risorse, da un lato, e di compensare gli agricoltori per le perdite che derivano da sistemi di irrigazione in deficit, dall’altro lato. Un altro aspetto emerso dall’indagine di campo e dall’analisi dei dati sperimentali è che la tabacchicoltura campana presenta realtà aziendali molto diversificate in termini di pratiche di irrigazione utilizzate e volumi stagionali consumati. Ciò significa che vi sono notevoli margini di miglioramento nell’efficienza dell’uso della risorsa idrica e che risparmi di acqua sono possibili anche con i sistemi irrigui tradizionali. Per ottenere tale risultato sarebbe necessario riprendere con una forte azione di assistenza tecnica e divulgazione.

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Capitolo 4 OTTIMIZZAZIONE DELLA CONCIMAZIONE AZOTATA SU TABACCO BURLEY ADATTO ALLA RACCOLTA MECCANIZZATA. Eugenio Cozzolino1, Vincenzo Leone1, M. Isabella Sifola2, Renato Contillo1 1

CRA - Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco di Agraria, Università di Napoli Federico II

2 Dipartimento

Introduzione Negli anni ’80 dello scorso secolo, il Direttore della Sezione di Agronomia dell’Istituto Sperimentale per il Tabacco (vecchia denominazione dell’Unità CRA-CAT), stava riportando ai colleghi dell’Istituto gli esiti di una sua presentazione sulle tecniche ottimali per la concimazione azotata del tabacco Burley, di fronte ad una platea di tabacchicoltori. Egli raccontò che, a fine presentazione, un coltivatore si alzò per chiedere quali fossero le rese alle dosi appena presentate. Alla risposta che la resa prevista si aggirava intorno ai 30 quintali per ettaro, l’agricoltore ribatté che, con le dosi di azoto che lui usava, e per quando le somministrava, riusciva ad ottenere 90 quintali. Nel mondo del tabacco, dagli anni ’80 al tempo di oggi, sono trascorsi più della trentina di anni registrati dal calendario; è cambiato il contesto produttivo ed economico; il costo dei fertilizzanti azotati, legati al costo dell’energia necessaria a produrli, è salito di pari passo al petrolio ed al gas. L’uso a piene mani del concime azotato, come era praticato 30 anni fa per ottenere qualunque cosa facesse massa verde, oggi non è più possibile, nel quadro della fine dei premi alla produzione e di una gestione aziendale molto più attenta ai conti, nella quale il prezzo di vendita del tabacco curato alle industrie di prima trasformazione risente della qualità del prodotto, e può essere determinante per la remuneratività dell’impresa. Inoltre, è molto più presente oggi, rispetto ad allora, la consapevolezza del rischio di inquinamento legato all’impiego non corretto dei fattori di produzione agricola. Nella presentazione del Progetto Tab.I.T., era stata messa in evidenza l’esigenza di correggere la scarsa standardizzazione del prodotto, perché talvolta ottenuto con tecniche colturali troppo basate sull’empirismo e non sempre rispondenti alle esigenze di i) stabilità quali-quantitativa ii) risparmio delle risorse iii) sostenibilità iv) efficienza. Fra i vari punti di intervento per introdurre innovazioni nelle tecniche colturali, era stata inclusa l’ottimizzazione della concimazione azotata, in vista di una conversione colturale verso varietà di tabacco a taglia ridotta, adatte alla 93

raccolta meccanizzata, ben diverse dalle varietà correntemente in uso, sia per il portamento che per il possibile diverso decorso del ciclo colturale. L’attività di collaudo ha riguardato perciò l’implementazione di piani di concimazione che tenessero conto dei limiti imposti dalla normativa regionale sulla vulnerabilità da nitrati dei terreni nelle aree di coltivazione. Inoltre, stabilito che le strategie per il miglioramento dell’efficienza d’uso dell’azoto dovrebbero essere improntate non tanto all’ottenimento della massima resa possibile, quanto all’identificazione della dose di azoto minima necessaria a fornire una resa soddisfacente in ogni dato ambiente pedoclimatico, è stato deciso di determinare i momenti di applicazione che forniscano le quantità corrette di azoto nelle fasi di massima utilizzazione da parte della pianta, cercando di adattare al tabacco Burley un sistema per la diagnosi precoce della carenza di N, già messi a punto su Virginia Bright. Il metodo è basato sulla misura dello stato azotato delle piante ad intervalli regolari, usando uno strumento (SPAD Minolta) che determina, in modo non distruttivo, il contenuto di clorofilla delle foglie. Dato che una larga parte dell’azoto di una cellula vegetale risiede nei cloroplasti, il contenuto di clorofilla fornisce una utile indicazione quantitativa del contenuto di azoto durante il ciclo colturale. I risultati hanno mostrato che è possibile monitorare lo stato azotato di una coltura attraverso la misura di clorofilla di una singola foglia per pianta su un numero rappresentativo di piante per parcella. In pratica, misurando ad intervalli settimanali con lo strumento portatile SPAD il tenore di clorofilla di una foglia compresa, per il Virginia Bright, fra la settima e la undicesima posizione fogliare, si riesce a determinare il momento in cui le piante, che hanno ricevuto una prima concimazione parziale alla fine della crisi di trapianto, iniziano a sviluppare sintomi di carenza di azoto, in tempo utile a definire il momento di un secondo eventuale intervento di concimazione che ripristini una disponibilità dell’elemento nutritivo utile a portare la coltura nelle giuste condizioni di crescita. Impianto sperimentale La Cultivar di tabacco Burley FB3119, a portamento semideterminato è stata impiegata in un esperimento biennale, eseguito presso il Campo Sperimentale dell’Unità, a Scafati. L’impianto sperimentale adottato in entrambi gli anni è stato a blocchi randomizzati, in cui 4 tesi sono state replicate 3 volte. Il saggio è stato localizzato in due diverse aree del Campo Sperimentale, per evitare effetti memoria del terreno; le due aree erano comunque localizzate a qualche decina di metri di distanza. 94

Le tesi erano costituite da 3 dosi di fertilizzazione azotata (NH4NO3): 148 kg ha-1 (dose massima consentita per la zona di vulnerabilità in cui ricade il comune di Scafati); 192 e 104 kg ha-1(corrispondenti a due varianti del ± 30%). La dose di azoto è stata suddivisa in due tranche uguali, somministrate a 15 e 40 giorni dal trapianto. Una quarta tesi era costituita da una modalità di fertilizzazione a domanda (148 R) con 148 kg ha-1, la cui seconda tranche è stata somministrata quando i quadro delle letture SPAD indicava una incipiente carenza di azoto. La buona dotazione di fosforo del terreno del Campo, e la natura vulcanica del suolo con il suo elevato tenore di potassio, hanno reso inutile l’aggiunta dei due nutrienti (Basile e Terribile, 2008). Le singole parcelle contavano 180 piante ciascuna, trapiantate in campo con un sesto di 1 x 0.5 m. Il trapianto è avvenuto nella prima decade di giugno, il secondo anno con un ritardo di circa dieci giorni rispetto al primo. La raccolta è stata effettuata a pianta intera, quando la coltura ha raggiunto lo stadio dia maturazione adatto alla raccolta, il che è avvenuto nella prima decade di settembre. Su campioni costituiti da dieci piante per parcella sono stati misurati i principali parametri morfologici: diametri fogliari (larghezza e lunghezza) per i palchi basale, mediano ed apicale; altezza pianta; numero di foglie utili; diametro del fusto. Un’area costituita da 20 piante al centro di ciascuna parcella è servita per raccogliere un campione rappresentativo per determinare la resa areica in kg ha-1, sullo stesso campione è stata determinata la qualità merceologica (mediante punteggio assegnato in base ad una ispezione visiva da parte di esperti della Deltafina, da 0 a 10); un subcampione è stato impiegato per determinare alcuni parametri chimici: azoto totale secondo Kjeldhal (dati disponibili solo per il 2011), nitrati (con due metodi di analisi, spettrofotometria UV e analizzatore automatico a flusso continuo), alcaloidi totali, azoto ammoniacale, zuccheri riducenti, cloruri, tutti mediante analizzatore automatico a flusso continuo. Infine, sono state misurate le nitrosammine specifiche del tabacco (TSNA), una classe di sostanze nocive presenti nel tabacco, formate essenzialmente durante il processo di cura per azione di microrganismi, a partire da precursori quali i nitrati ed alcuni alcaloidi minori. Sono state misurate singolarmente 4 specie chimiche di TSNA, diverse per l’alcaloide costituente; il risultato riportato riguarda la somma delle quattro, espresse come TSNA totali. Infine, su un altro subcampione ricavato dalle piante usate per la determinazione della resa, sono stati determinati altri parametri tecnologici: il colore della lamina fogliare, mediante colorimetro a riflessione Minolta, la combustibilità e la resa in scostolato. 95

Le determinazione chimiche, del colore, della resa in scostolato e della combustibilitĂ sono state eseguite su un campione composto da una media ponderata dei tre palchi, composta componendo ogni campione medio con il 25% di foglie basali, il 50% di mediane ed il restante 25% di foglie apicali. Nelle parcelle della tesi 148R, su cinque piante per parcella, selezionate a caso e contrassegnate, Ă¨ stata eseguita una serie di misure non distruttive di clorofilla, mediante colorimetro SPAD, per determinare il momento di applicazione della seconda dose di concime azotato. Data la natura esplorativa del saggio, sono state seguite due prassi diverse nei due anni: nel 2011 sono state effettuate 5 sessioni di misura, comprese fra il 28 giugno ed il 12 agosto, ad intervalli di circa 12 giorni; nel 2012, per rivelare con maggiore precisione il momento di innesco delle condizioni di carenza di azoto, sono state eseguite 6 misure di clorofilla, ad intervalli di 3 giorni, nel periodo compreso fra il 10 luglio ed il 25 luglio. Le foglie interessate alle misure sono state quelle in posizione piĂš bassa, dalla quinta alla undicesima (quando presente), a partire dalla base. Risultati Resa Effetto anno Il saggio compiuto nel 2012 ha fornito una resa di 3,56 t/ha, contro le 3,25 t/ ha ottenute nel 2011 (+9,6%). La differenza puĂ˛ essere attribuita in parte al differente decorso climatico durante il ciclo colturale nei due anni, in parte alla differente localizzazione della prova, avvenuta nei due anni in due differenti appezzamenti dello stesso Campo, diversi per storia colturale. Nella Tabella 1 sono riportate le temperature medie mensili registrate dalla stazione meteo sita nel Campo Sperimentali a Scafati. Tabella 1. Temperature medie mensili, Campo Sperimentale del CRA-CAT a Scafati. T media anno 2011

T media anno 2012

maggio

19,3

19,7

giugno

23,1

23,5

luglio

25,6

25,0

agosto

26,0

25,8

settembre

22,0

21,3

mese

In effetti, nella prima fase del ciclo colturale, durante i mesi di maggio e giugno, nel 2011 sono state registrate temperature leggermente inferiori rispetto a quelle del 2012; durante la fase di pieno sviluppo e di raccolta (luglio, agosto e settembre), la situazione si è invertita, con il 2011 più caldo del 2012. Osservando il decorso climatico giornaliero delle temperature medie (Graf. 1), è possibile individuare due episodi critici che hanno marcato una differenza del 2011 rispetto all’anno seguente. Grafico1. Andamento delle temperature medie giornaliere a Scafati, durante il ciclo di coltura del tabacco 35

Temperature giornaliere, °C

anno 2011 anno 2012 30

15 maggio

giugno

luglio

agosto

settembre

Nel mese di maggio 2011 si sono verificate temperature inferiori a quelle del 2012; nel mese di luglio, sempre nel 2011, si è verificata una ondata di calore durata più di 10 giorni, con temperature massime superiori a 30°C e punte di circa 40°C. Entrambi gli episodi potrebbero aver causato, almeno in parte, la diminuzione di resa osservata: il periodo di temperature relativamente più basse a fine maggio, pochi giorni prima del trapianto, potrebbero aver avuto un effetto di rallentamento nella fase di post-trapianto, per le minori temperature del terreno; l’ondata di calore a luglio, nel pieno della fase di crescita potrebbe aver causato uno stress termico ed idrico. Come sarà esposto nel seguito, alcuni 97

aspetti dell’analisi dei dati puntano a privilegiare l’ondata di calore come causa predominante della diminuzione di resa. Effetto dose azoto Il quadro degli effetti delle diverse dosi e modalità di somministrazione è presentato nella tabella 2 e nel grafico 2.

Tabella 2. Effetto della dose di azoto sulla resa dose N (Kg ha-1)

resa (t ha-1)

104

2,99 b*

148

3,69 a

192

3,73 a

148R**

3,21 b

* a lettere diverse corrispondono trattamenti diversi ** somministrazione “a richiesta” della seconda dose di fertilizzazione azotata

L’andamento delle rese in funzione della dose di azoto ha assunto un aspetto a plateau: la quantità di tabacco prodotto è aumentata passando da circa 100 a 150 kg N per ettaro, con un incremento produttivo di circa 17 kg di tabacco curato per kilogrammo di azoto somministrato, per poi restare costante passando a circa 200 kg N per ha. La modalità di somministrazione detta a richiesta, inclusa nell’esperimento per esplorare la possibilità di individuare il momento più opportuno per la seconda somministrazione mediante misure del contenuto di clorofilla nelle foglie, ha portato nel 2011 alla applicazione della seconda dose di fertilizzante 7 giorni dopo la somministrazione a data fissa (stabilita a 40 giorni dopo il trapianto). Nel 2012 la seconda dose è stata applicata al 43° giorno, con 4 giorni di anticipo rispetto all’anno precedente. I punti del grafico 2 identificati con le croci mostrano che la risposta della coltura è stata ben differente nei due anni: nel 2011 la seconda metà dei 148 kg per ettaro di azoto applicata una settimana dopo il 40° giorno ha prodotto una resa simile a quella ottenuta con 104 kg di azoto; nel 2012, l’anticipo al 43° giorno ha prodotto una resa più vicina a quella ottenuta con la stessa dose di 148 kg ha-1 applicata ai tempi prefissati. 98

Grafico 2. Effetti della dose di azoto sulla resa di tabacco 4

Resa tabacco curato, t per ha

0 100

125

150

175

200

Dose concimazione azotata, kg per ha

2011 2012

somministrazione a richiesta somministrazione a richiesta

Questi risultati mostrano la notevole sensibilità della coltura di tabacco ai tempi di somministrazione del fertilizzante azotato, per le varietà con portamento adatto alla raccolta meccanizzata. Su queste varietà non sono state ancora accumulate sufficienti evidenze sperimentali sulla regolazione fine della tempistica di somministrazione dell’azoto. L’esperimento di cui si riferisce qui ha permesso di esplorare il comportamento di queste varietà a bassa taglia a differenti modalità di somministrazione in due 99

evidenze sperimentali sulla regolazione fine della tempistica di somministrazione dellʼazoto. Lʼesperimento di cui si riferisce qui ha permesso di esplorare il comportamento di queste varietà a bassa taglia a differenti modalità di somministrazione in due tempi, con la tempi,applicazione con la seconda applicazione dal 40° ottenendo giorno in ilavanti, ottenendo il maggiori seconda dal 40° giorno in avanti, risultato che tempi risultato che tempi maggiori influiscono negativamente sulla resa. influiscono negativamente sulla resa. Considerando la modalità somministrazionea arichiesta richiestacome come uno uno dei dei livelli livelli del fattore Considerando la modalità di di somministrazione dellʼanalisi fattore dose, varianza mostra la resa, i quattro livelli dose, della l’analisi varianzadella (Tab. 2) mostra che,che, perper la resa, i quattro livelli della dose si della dose si dividono in due gruppi statisticamente diversi: 192 e 148 kg non dividono in due gruppi statisticamente diversi: 192 e 148 kg non differenti fra di loro, e differenti fra di loro,dae104 significativamente diversi 104 e edi seguito 148 “a denominato significativamente diversi e 148 “a richiesta” (nella da tabella richiesta” (denominato 148R), non differenti fra di148R), loro. non differenti fra di loro. Secondo quanto accennato sopra, la modalità 148R ha conseguito Secondo quanto già già accennato piùpiù sopra, la modalità 148R ha conseguito risultati risultati abbastanza diversi nei due anni, pur restando complessivamente su abbastanza diversi nei due anni, pur restando complessivamente su valori bassi. Una valori bassi. Una analisi della varianza eseguita impostando il fattore anno come analisi della varianza eseguita impostando il fattore anno come fisso, ha confermato un fisso, ha confermato effetto significativoanno*dose per l’anno;èl’interazione anno*dose effetto significativo per un lʼanno; lʼinterazione tuttavia risultata non significativa è tuttavia risultata non significativa (p= 0,167). (p= 0,167).

Grafico 3. Distribuzione delle rese con la dose di azoto, nei due anni Grafico 3. Distribuzione delle rese nei due anni

Resa tabacco, t per ha

40 4,0 35 3,5

104 148 192 148R

30 3,0 25 2,5 20 2011 2011

2012 2012

Dal grafico 3, che riporta gli stessi dati del grafico 2, ma con una disposizione diversa, risulta infatti che i punti verdi, che rappresentano la tesi 148R, si dispongono mescolati ai punti gialli della dose 104 nel 2011, mentre nel 2012 sono spostati in una posizione intermedia fra 104 e 148.

100

Parametri morfologici alla raccolta Sono stati misurati i seguenti parametri alla raccolta: altezza della pianta, numero di foglie aventi dimensioni utili per la raccolta (in pratica, il numero di foglie aventi lunghezza superiore a 20 cm), diametro del fusto a metà altezza; lunghezza e larghezza delle foglie, suddivise in tre palchi fogliari: basali, mediane ed apicali. Per quanto riguarda l’effetto dell’anno, commisto con l’effetto della diversa locazione dei saggi, risultano essere significativamente diversi i diametri delle foglie basali, di quelle apicali e il numero di foglie utili; il resto dei parametri non mostra differenze significative nei due anni. L’effetto delle dosi è riportato nelle tabelle seguenti:

Tabella 3. Diametri fogliari, in funzione della dose di azoto (valori in cm) dose

lunghezza basali

larghezza basali

lunghezza mediane

larghezza mediane

lunghezza apicali

larghezza apicali

104

62,3 b*

36,1 b

67,0 c

34,5 c

55,4 b

26,1 b

148

69,9 a

39,9 a

73,3 a

38,6 ab

57,9 a

29,2 a

192

70,2 a

40,3 a

73,8 a

40,2 a

58,4 a

29,0 a

148R

67,0 a

39,0 a

70,6 b

36,2 bc

56,9 b

27,6 ab

* a lettere diverse corrispondono trattamenti statisticamente differenti

Tabella 4. Parametri pianta, in funzione della dose di azoto (valori dose

altezza pianta

numero foglie

diametro fusto

104

129,3 c

18,9 c

2,95 b

148

141,5 a

20,7 a

3,11 a

192

143,2 a

21,1 a

3,18 a

148R

137,4 ab

19,9 b

3,12 a

* a lettere diverse corrispondono trattamenti statisticamente differenti

101

I vari parametri morfologici si dispongono tutti secondo uno stesso schema, già visto con il parametro resa, riconducibile in effetti al maggior sviluppo delle piante sottoposte alle dosi più elevate di fertilizzazione azotata, senza ulteriori differenziazioni fra le due dosi più alte. La tesi 148R, anche per i parametri della pianta, fornisce risultati intermedi fra quelli ottenuti con le due dosi alte e la dose bassa; l’ANOVA eseguita sui vari parametri accomuna a volte 148R a 148 e 192, a volte assegna alla tesi a richiesta una posizione intermedia. Allo scopo di avere una stima, a meno di un parametro di forma (Ascione, Ruggiero, 2000), della superficie fogliare dei tre palchi, è stato calcolato il prodotto dei diametri fogliari: le variabili così ottenute sono state sottoposte alle stesse analisi degli altri parametri. Per queste tre variabili derivate, il fattore anno ha prodotto differenze significative solo per il palco delle apicali; gli effetti del fattore dose sono riportati in Tab. 5.

Tabella 5. Prodotto diametri fogliari, in funzione della dose di dose

foglie basali

foglie mediane

foglie apicali

104

2250 c

2314 b

1446 b

148

2610 b

2555 b

1581 a

192

2784 a

2828 a

1692 a

148R

2826 a

2967 a

1693 a

* a lettere diverse corrispondono trattamenti statisticamente differenti

I dati sono stati ulteriormente analizzati per cercare di attribuire a qualche singolo palco fogliare le differenze osservate nel numero delle foglie utili. Anzitutto, come già riportato sopra, il numero di foglie utili è stato diverso nei due anni (18,9 foglie nel 2011, 21,4 foglie nel 2012); inoltre, sono state calcolate le correlazioni di Pearson fra numero di foglie, superfici fogliari (stimate, come detto tramite il prodotto dei diametri) e l’altezza piante. Alcune coppie di variabili presentano correlazioni elevate (Tab. 6), altre coppie presentano valori del coefficiente r poco superiore a 0,5.

102

Tabella 6. Matrice dei coefficienti di correlazione fra parametri sup. Apicali

sup. Basali

sup. Mediane

alt. pianta

sup. Apicali

1,000

sup. Basali

0,532

1,000

sup. Mediane

0,510

0,824

1,000

alt. pianta

0,504

0,904

0,733

1,000

num. foglie

0,946

0,566

0,550

0,569

num. foglie utili

1,000

Ad esempio, il numero di foglie utili appare fortemente correlato (r= 0,946) con il prodotto dei diametri delle foglie apicali, ma non altrettanto bene con il prodotto dei diametri delle foglie basali e mediane, e nemmeno, curiosamente, con l’altezza della pianta. In effetti, l’esame dei grafici di dispersione di ciascuna variabile con il numero di foglie, ha permesso di chiarire i motivi alla base delle differenze osservate nei valori del coefficiente di correlazione. A titolo di esempio sono riportati tre grafici (Graf. 4, Graf. 5 e Graf. 6), relativi alle relazioni fra il numero di foglie utili e le superfici delle foglie basali, apicali, e l’altezza pianta. Per evidenziare l’appartenenza dei punti ai due diversi anni, sono stati usati colori diversi per il 2011 ed il 2012. Nel grafico 4, relativo alla relazione superficie basali/numero foglie, appare evidente che il basso coefficiente di correlazione per tutti i 24 punti (r=0,566, Tab. 6) è dovuto alla aggregazione dei punti in due insiemi distinti; in ciascuno dei due sottinsiemi è ravvisabile una relazione significativa fra i due parametri, evidenziata dalle due rette di regressione, che presentano inclinazioni, ma soprattutto intercette, sensibilmente diverse.

103

Grafico 4. Relazione fra superficie foglie basali e numero foglie utili

prodotto diametri foglie basali

3000

2625

2250

2011 2012

1875

1500

19 numero foglie utili

104

Nel caso dellâ&#x20AC;&#x2122;analoga relazione relativa alle foglie apicali (grafico 5), le due rette di regressione parziali appaiono realizzazioni di una stessa relazione lineare. Grafico 5. Relazione fra superficie foglie apicali e numero foglie utili

prodotto diametri foglie apicali

2000

1750

1500

2011 2012

1250

1000

19 numero foglie utili

105

Per l’altezza pianta (grafico 6), si ripropone la stessa situazione del grafico 4. Grafico 6. Relazione fra altezza pianta e numero foglie utili 150

altezza pianta, cm

143

135

2011 2012

128

120

numero foglie utili Si ricorda che il 2012 ha avuto un decorso climatico più favorevole rispetto al 2011; ed in effetti, il numero di foglie utili per pianta ha risentito del diverso clima: nel 2011, le piante hanno prodotto fra 17 e 20 foglie, mentre nel 2012 la variabilità ha oscillato fra 20 e 22 foglie utili. Esaminando ora a confronto i grafici 4 e 5, si vede che la superficie delle foglie basali , riportata lungo l’asse verticale, non è risultata influenzata dal diverso andamento climatico: nel grafico 4, infatti, i punti azzurri (2011) sono allineati verticalmente alla stessa altezza dei punti arancio (2012); i due gruppi di punti sono invece spostati orizzontalmente per le differenze dei valori di ascissa (numero foglie utili, questo influenzato dal clima); la combinazione delle disposizioni in verticale ed in orizzontale da origine a due gruppi distinti con un allineamento quasi parallelo. Disposizione analoga nel grafico 6, per la coppia di variabili altezza pianta/numero foglie. Le correlazioni abbastanza basse risultanti per le coppie di variabili (superficie basali/numero foglie) e (altezza pianta/numero foglie) indicherebbero un debole legame fra le variabili considerate, mentre i grafici indicano l’esistenza di una situazione più complessa, con due diverse relazioni, ciascuna ben significativa, fra la variabile in ascissa e quella in ordinata, una per ogni anno. 106

Nel caso del grafico 5, appare evidente che anche la variabile in ordinata (lo sviluppo superficiale delle foglie apicali) ha subito un significativo effetto delle differenze climatiche, che ha spostato in blocco tutto l’insieme dei punti azzurri verticalmente in basso. La combinazione dello spostamento in verticale con lo spostamento in orizzontale ha di fatto allineato i due insiemi di punti in un unica disposizione allineata, responsabile del coefficiente di correlazione prossimo ad 1. Da queste considerazioni discende che, molto probabilmente, la diversa resa fra le due annate è principalmente dovuta ad un diverso sviluppo delle foglie apicali, facendo propendere per l’ipotesi che la causa risieda nell’ondata di calore verificatasi nel luglio 2011. Valutazione merceologica Il tabacco, suddiviso nei tre palchi fogliari, e stato sottoposto a valutazione merceologica da parte di Deltafina, secondo gli stessi criteri utilizzati per il ritiro delle partite dai produttori agricoli. Nella valutazione sono controllati visivamente diversi parametri (dimensioni delle foglie, colore, consistenza del tessuto fogliare, presenza di disuniformità e difetti quali rotture, strappi); alla fine ad ogni campione è stato assegnato un punteggio compreso fra 0 e 10. In laboratorio a Scafati sono stati inoltre misurati i tre parametri dello spazio colore a, b, L, dove il parametro a misura l’intensità della componente del colore lungo un asse che va da -60 (verde) a +60 (rosso), il parametro b varia nello stesso campo numerico da -60 a +60, e rappresenta l’intensità della componente che per i valori negativi rappresenta il blu, mentre il giallo è rappresentato dal campo positivo. L rappresenta la luminosità, compresa fra 0 (nero) e 100 (bianco). Infine, sono stati determinati altri due parametri relativi ad aspetti più tecnologici, connessi con l’uso del tabacco come materia prima per la fabbricazione di sigarette: combustibilità e resa in scostolato. Il primo parametro è misurato come tempo di durata in secondi della favilla di fuoco che segue l’innesco della combustione della lamina fogliare mediante una punta arroventata. La resa in scostolato è data dalla percentuale di peso di lamina fogliare sul peso totale di un campione, dopo separazione della lamina dalle costole. Le costole sono una componente meno pregiata in manifattura, per cui una maggiore resa in scostolato è indicativo di un prodotto migliore. Il fattore anno ha avuto effetti di lieve entità sul colore (solo il parametro b mostra una differenza significativa con una probabilità del 3%), mentre ha influito in modo più significativo sui due parametri tecnologici, con differenze tuttavia di piccola entità; la resa in scostolato è aumentata dal 69,6% del 2011 al 107

71,4 % del 2012; la combustibilità nel 2012 è migliorata di circa 1 secondo (da 7,4 a 8,3 secondi). Le tabelle seguenti mostrano i valori medi per dose.

Tabella 7. Parametri merceologici e tecnologici del tabacco curato, in funzione della dose di azoto dose

valutazione foglie basali

valutazione foglie mediane

104

5,9

5,8 b

5,4 c

70,8

6,2 c

148

6,0

7,3 a

6,6 a

70,9

9,3 a

192

5,8

6,6 ab

5,8 bc

69,7

8,5 ab

148R

5,7

6,6 ab

6,5 ab

70,7

7,3 bc

valutazione resa foglie apicalii scostolato, %

combustibilità sec.

* a lettere diverse corrispondono trattamenti statisticamente differenti

Tabella 8. Parametri di colore del tabacco curato, in funzione della dose di azoto dose

Luminosità

componente a

componente b

104

35,3 b

8,0 b

23,0 a

148

45,5 a

11,0 a

20,2 b

192

44,9 a

10,3 a

16,5 c

148R

38,2 b

8,0 b

22,2 ab

* a lettere diverse corrispondono trattamenti statisticamente differenti

Quando le differenze risultano significative, si ripropone l’ordine già visto con i parametri trattati prima: le due dosi più alte presentano i risultati migliori, la dose a richiesta a volte fa gruppo con le due migliori (es. per la valutazione delle foglie mediane ed apicali), altre volte si situa con la dose inferiore. I tre parametri di colore presentano mediamente proprio questa ultima condizione; facendo ricorso alle componenti principali, per ridurre il numero di variabili da considerare nell’analisi, la prima componente principale U1, composta dalla combinazione lineare di Luminosità, componente a e componente b: U1= 0,08*L-0,11*b+0,27*a-3,62 108

produce una completa separazione dei punti in due classi disgiunte, una comprendente i valori relativi alle due dosi alte, l’altra classe raggruppa le dosi 104 e 148R. Parametri chimici Tabella 9. Parametri chimici, medie per tesi dose azoto kg ha-1

N Kjeldhal N-NO3 % %

alcaloidi totali %

N-NH3 TSNA mg cloruri % % per kg

192

4,09

0,51

1,64

0,60

4,57

0,72

148

3,96

0,32

1,62

0,57

5,02

0,86

104

3,55

0,37

1,63

0,52

4,97

0,70

148R

4,04

0,30

1,76

0,59

4,73

0,57

Fra i parametri chimici misurati, erano inclusi anche gli zuccheri riducenti, allo scopo di monitorare l’efficacia del processo di cura; infatti, un processo correttamente eseguito riduce il contenuto di zuccheri a valori molto bassi. Le percentuali riscontrate, inferiori allo 0,5%, hanno confermato la buona prassi seguita per il complesso dei trattamenti post-raccolta; i singoli valori analitici campionari non sono riportati perché ininfluenti ai fini della discussione. Le due diverse determinazioni dei nitrati (nitrati via UV, espressi come tali in mg per g di tabacco, ed azoto da nitrati, via autoanalizzatore a flusso continuo, espressi come percentuale) hanno fornito risultati praticamente coincidenti a parte le diverse unità di misura, e per questo una delle due variabili è stata omessa per semplicità di esposizione. Gli alcaloidi totali risultano inferiori a quanto atteso per un tabacco Burley cimato (cosiddetto di tipo aromatico), solitamente dotato di un contenuto di alcaloidi pari o superiore al 3%; i valori misurati sono tipici di un Burley di tipo neutro, come quelli solitamente prodotto nell’area, segno che la cimatura poco prima della raccolta, adottata per motivi legati all’impiego della meccanizzazione nella raccolta, non modifica la tipicità del prodotto. Le altre forme di azoto (Kjeldhal e N-NH3) sono in linea con i valori tipici per un tabacco. I cloruri, di cui sono noti gli effetti depressivi sulla combustibilità, risultano abbastanza elevati, in conseguenza della posizione del Campo Sperimentale, sede del saggio. I cloruri provengono in buona parte dal terreno del Campo, oltre che dall’acqua di irrigazione, e risentono delle deposizioni di sale marino provenienti dalla vicina linea costiera (il mare dista circa 3 km ad ovest), tenuto conto che i venti prevalenti soffiano dal mare. Il contenuto di cloruri si situa su valori elevati per un tabacco Burley, tuttavia l’effetto negativo 109

sulla combustibilità non appare particolarmente rilevante; la combustibilità infatti non scende al di sotto dei 6 secondi, e resta mediamente intorno ad 8 sec; l’elevato tenore di potassio del suolo vulcanico di cui è costituito il Campo ha evidentemente controbilanciato in parte la diminuzione di combustibilità dovuta ai cloruri. Riguardo le TSNA, queste sono risultate in assoluto piuttosto basse nei campioni esaminati, circa 0,7 mg per kg di tabacco. Pur considerato che i due precursori (nitrati ed alcaloidi) hanno bassi valori, le quantità riscontrate di TSNA sono una ulteriore conferma di un processo di cura svolto correttamente, come già segnalato dai bassi valori degli zuccheri riducenti. Nella distribuzione dei valori delle TSNA, spicca tuttavia un singolo valore relativamente elevato esibito da una delle tesi a concimazione media nel 2012 (2,48 mg kg-1, più del doppio del valore immediatamente seguente nell’ordine per entità, 1,14). Riguardo l’effetto anno, gli alcaloidi totali, l’azoto da nitrati (N-NO3), l’azoto ammoniacale (N-NH3), i cloruri e le nitrosammine (TSNA) sono risultati tutti più elevati nel 2012 rispetto al 2011, con differenze in qualche caso elevate (le TSNA nel 2012 erano superiori del 70% circa; l’azoto nitrico del 50%; 28% in più per gli alcaloidi, 13% per i cloruri), in ogni caso molto significative (generalmente p < 0,001). Non sono apparsi effetti evidenti della dose di azoto per nessuno dei parametri misurati, escluso che per l’azoto Kjeldhal, in cui è riscontrabile un aumento del valore in funzione della dose di fertilizzante azotato (Tab. 9). Tuttavia, la ridotta numerosità dei dati ha contribuito a rendere poco significativo l’effetto, infatti, il coefficiente angolare della regressione ha una probabilità superiore al 10 % di essere pari a zero, privando quindi di senso la relazione fra azoto somministrato ed azoto ritrovato nelle piante. Sono state poi esaminate le relazioni fra i parametri chimici fra di loro e con la resa (Tab. 10). Tabella 10. Coefficienti di correlazione fra parametri chimici resa

alcaloidi

N-NH3

N-NO3

TSNA

resa

1,000

alcaloidi

0,388

1,000

N-NH3

0,472

0,593

1,000

N-NO3

0,245

0,209

-0,059

1,000

TSNA

0,316

0,454

0,063

0,766

1,000

cloruri

0,228

0,386

0,326

0,223

0,306

110

cloruri

1,000

Le variabili riportate non includono il secondo metodo di misura dei nitrati, per il motivo detto prima, e gli zuccheri riducenti, per i quali è importante solo il fatto che siano bassi. Risultano interessanti i valori elevati delle correlazioni di TSNA con i due precursori, alcaloidi e nitrati, soprattutto con questi ultimi (r=0,766). E’ il caso di notare, tuttavia, che i due coefficienti di correlazione lineare non descrivono adeguatamente l’andamento della relazione. Nel Grafico 7, relativo alla formazione di nitrosammine in funzione dell’azoto nitrico, è riconoscibile una prima fase in cui la quantità di TSNA formata dipende linearmente dai nitrati presenti; al raggiungimento di un valore di circa 1,5 mg kg-1 , le nitrosammine, restano su tale valore di plateau, tranne casi particolari come il singolo valore superiore a 2, che deve essere considerato come il risultato di un processo diverso. Anche l’andamento delle TSNA in funzione degli alcaloidi presenta una situazione analoga, anche se meno pronunciata (dati non mostrati). Grafico 7. Relazione fra TSNA totali e N-NO3 3

TSNA totali, mg per kg

0,225

0,45 N-NO3, %

111

0,675

0,9

Stima delle asportazioni di azoto dal terreno Combinando l’azoto totale secondo Kjeldhal con le rese, sono state stimate le asportazioni di azoto minerale, che sono risultate allineate con i livelli di concimazione. Il livello alto ha asportato 147 kg per ettaro di azoto, pari al 77% di quello somministrato; per la tesi media, l’asportazione è stata quasi uguale alla quantità somministrata, 144 kg contro 148, ugualmente è accaduto per la dose bassa, che ha asportato 101 kg ad ettaro, contro i 104 somministrati. Nella tesi detta “a richiesta”, le asportazioni di sono attestate su 118 kg, con una efficienza di recupero di 80%. Prova di fertilizzazione azotata “a richiesta” La tesi di fertilizzazione detta “a richiesta” è stata aggiunta per saggiare la fattibilità pratica di un metodo di aggiunta della seconda dose di azoto nel momento di maggior richiesta da parte della pianta (Castelli et al., 2009), basandosi sui risultati preliminari ottenuti nel corso di un saggio preliminare eseguito nel 2010 (Cozzolino et al., 2011). Secondo i risultati parziali ottenuti nel corso della prova del 2010, il momento opportuno per l’aggiunta della seconda dose di azoto dovrebbe essere segnalato da un improvviso calo della clorofilla nelle foglie basali. L’improvvisa diminuzione di clorofilla è il segnale del cambiamento nel metabolismo delle foglie più basse, innescato dalle esigenze nutritive delle foglie di più recente formazione se non adeguatamente rifornite attraverso l’assorbimento radicale dalle riserve di azoto del terreno. In tali condizioni, il metabolismo della pianta si modifica, per mobilitare elementi nutritivi dalle foglie dei palchi inferiori e dirigerli verso le foglie nuove. Nel 2010 era stato individuato come possibile segnale dell’instaurarsi di una carenza di azoto, una perdita di circa il 90% della clorofilla nelle foglie in quinta o settima posizione a partire dal basso; la perdita dovrebbe avvenire in un periodo di circa 2 settimane, centrato intorno a 40 giorni dal trapianto. Trattandosi di un saggio ancora esplorativo, l’esperimento di cui si riferisce qui ha teso a confermare nel 2011 la presenza del calo repentino di clorofilla riscontrato nella prova del 2010, riproponendosi di utilizzare nel secondo anno (2012) l’instaurarsi del calo come segnale per la scelta del momento adatto per la concimazione suppletiva. Il grafico seguente (Grafico 8) mostra gli andamenti rilevati di clorofilla (tramite letture SPAD) nei due anni. Il grafico si basa su valori medi ottenuti con una procedura sperimentale semplificata, potenzialmente adattabile a conduzioni aziendali: singole misure per foglia, su 5 piante per parcella.

112

Grafico 8. Andamento delle letture SPAD in funzione dei giorni dal trapianto nei due anni. 5a foglia

Le due frecce segnalano i momenti di somministrazione della seconda dose di fertilizzante nelle parcelle 148R. Freccia azzurra per lâ&#x20AC;&#x2122;anno 2011, freccia verde per il 2012.

113

Nel primo anno di saggio, le letture hanno esplorato un periodo di 45 giorni, compresi fra 21 e 66 giorni dal trapianto (5 letture ad intervalli di circa 10 giorni). Nel corso del 2012, le letture sono state infittite e limitate al periodo ritenuto più critico; sono stati infatti eseguiti 6 rilievi, ad intervalli mediamente di 3 giorni, fra 37 e 52 g.d.t. Come già detto nel corso della discussione sugli effetti delle dosi di concimazione, nel 2011 la seconda dose alla tesi 148R è stata somministrata a 47 g.d.t., quando le letture SPAD avevano segnalato nella tesi 148R un tenore di clorofilla (SPAD 22,3) inferiore a quello letto sulla tesi 104 (SPAD 24,8), ed entrambi sensibilmente inferiori ai valori registrati sulle tesi ad alte dosi (35,2 per la tesi 148 kg, 34,9 per 192 kg). Nel 2012 l’intervento è stato effettuato al 43° g.d.t.; le misure SPAD avevano infatti segnalato una persistente differenza di circa 2 unità di SPAD fra le tesi 148 e 192, praticamente sovrapposte, e la tesi 148R, oltre che con la tesi 104. Entrambe le famiglie di curve mostrano il progressivo calo di clorofilla nelle foglie basali per tutte le tesi; le due dosi maggiori sono praticamente sovrapposte e si differenziano dalla dose 104 e dalla tesi 148R. Dal confronto fra il gruppo di curve relative al 2011 e quelle riferite al 2012, appare evidente l’influenza predominante dell’annata sull’andamento della degradazione della clorofilla, ed in particolare per il momento di innesco della fase di degradazione veloce; tutte le quattro curve relative al 2012 piegano bruscamente verso il basso a 45 giorni dal trapianto; un analogo andamento avviene anche nel 2011, ma spostato fra il 55° ed il 60° giorno. A conclusione di un biennio di saggi, le differenze osservate fra le letture SPAD delle varie tesi non sembrano di entità tale da permettere l’applicazione del metodo esposto a contesti di pratica agronomica corrente, in singole aziende dell’area casertana. Tuttavia, considerato l’effetto predominante del decorso climatico annuale, che si presenta omogeneo su aree piuttosto vaste, è ipotizzabile la messa a punto di una variante della metodica di somministrazione “a domanda” dell’azoto, basata su rilevazioni di clorofilla ottenute con tecnologie di rilevazione remota (es. da dati multispettrali da satellite). Queste rilevazioni sono disponibili per comprensori agricoli di entità sicuramente più ampi di una singola azienda; di conseguenza, una metodica di gestione della tempistica della fertilizzazione azotata basata sulla rilevazione remota dei fabbisogni reali delle piante dovrebbe essere operata a livello di associazione di aziende, oppure da un organismo pubblico.

114

Analisi della risposta della coltura alla tempistica di somministrazione dell’azoto. E’ già stata sottolineata la sensibilità della coltura del tabacco Burley, almeno per le varietà esaminate nel progetto, al tempo di somministrazione della concimazione azotata. Si parte dall’ipotesi che una somministrazione in due tempi della fertilizzazione sia un accettabile compromesso fra l’ipotesi estrema di una modulazione continua della disponibilità di azoto e l’esigenza di mantenere a livelli accettabili i costi di produzione limitando gli interventi di fertilizzazione. E’ ragionevole supporre che la resa cambierebbe, in risposta a modifiche dell’intervallo fra prima e seconda dose di azoto. Modificando la durata dell’intervallo da zero giorni a salire, aumenterebbe anche la resa, fino al raggiungimento del momento ottimale; oltrepassato questo tempo, la resa diminuirebbe di nuovo. Il momento ottimale corrisponderebbe quindi alla sommità di un andamento a campana, caratterizzato dal fatto che, proprio alla sommità, la curva è piatta e piccole variazioni del tempo non producono variazioni nella risposta. I dati ottenuti nell’esperimento riguardano, come detto, tre tempi di somministrazione della seconda dose, rispettivamente 40, 43 e 47 giorni dal trapianto. Le rese sono state esaminate per ricavare l’effetto dovuto al solo variare del tempo di somministrazione, in modo da avere indicazioni su quale parte della curva a campana è stata esplorata. La dose di 148 kg per ha è stata applicata nel 2011 a 40 g.d.t e 47 g.d.t., nel 2012 a 40 e 43 g.d.t. La tabella 11 riassume i dati di resa ottenuti. Tabella 11. Rese di tabacco curato a 148 kg ha-1 di N, a diversi tempi di aggiunta della seconda dose di azoto dose

a 40 g.d.t.

a 43 g.d.t.

a 47 g.d.t.

anno 2011

3,61

2,92

anno 2012

3,85

3,51

Le rese a 47 e 43 giorni sono state ottenute in due anni diversi, e contengono sia l’effetto del diverso tempo di applicazione, sia quello dell’anno. Si può eliminare l’effetto dell’anno, considerato che la differenza fra le due rese a 40 giorni, pari a 0,24 t per ha, è dovuta al solo effetto dell’anno. Dalla resa del 2012 a 43 g.d.t., occorre quindi togliere l’effetto dell’anno (vedi tabella 11a): 115

Tabella 11a. Rese di tabacco curato a 148 kg ha-1 di N, a tempi diversi, depurate dall’effetto dell’anno dose

a 40 g.d.t.

a 43 g.d.t.

a 47 g.d.t.

anno 2011

3,61

2,92

anno 2012

3,61

3,27

La resa diminuisce regolarmente di circa 0,1 tonnellate per ogni giorno di allungamento dell’intervallo fra le due somministrazioni: l’andamento suggerisce che gli intervalli esplorati appartengono alla parte decrescente della curva di risposta, successiva alla sommità della curva a campana. Appare perciò possibile che un intervallo ancora più corto di 40 giorni possa portare verso il momento ottimale, con un aumento delle rese. Questa analisi è stata applicata anche ai parametri derivati dalle dimensioni fogliari, che sono fortemente legate alla resa, come mostrato dai valori elevati dei coefficienti di correlazione riportati nella prima colonna di Tabella 12. Tabella 12. Coefficienti di correlazione fra resa e prodotto dei diametri fogliari resa

superficie basali

superficie mediane

resa

1,000

superficie basali

0,786

1,000

superficie mediane

0,859

0,824

1,000

superficie apicali

0,752

0,532

0,510

superficie apicali

1,000

Il prodotto dei diametri fogliari in funzione della tempistica di aggiunta di azoto, mostra, per i palchi delle foglie basali e mediane, un andamento costantemente decrescente simile a quello della resa (Graf. 10).

116

prodotto diametri fogliari, cm2

Grafico 10. Prodotto diametri fogliari con 148 unità di azoto, a diversi Stime superfici fogliari con 148 unità di azoto, a diversi tempi di tempi di applicazione di N applicazione di N 3000 2250 foglie basali foglie mediane foglie apicali

1500 750 0

39 40 41 42 43 44 45 46 47

tempo applicazione seconda dose N, giorni dal trapianto

Per le foglie dei due palchi più bassi, come per la resa, si può ipotizzare che i punti rappresentano la fase calante della curva di risposta della parte inferiore della pianta alla tempistica di aggiunta della seconda dose di azoto. Per le foglie apicali invece, le dimensioni non cambiano passando da 40 a 43 giorni, mostrando un quadro di maggiore vicinanza al momento ottimale della curva di risposta del palco più alto. I tempi di somministrazione esaminati risultano quindi adatti per lo sviluppo ottimale delle foglie apicali, ma non per gli altri palchi, per i quali sarebbero più adatti tempi più corti. Le foglie mediane rappresentano, però, la quota predominante della resa totale, la produzione lorda risentirebbe quindi positivamente di una aggiunta più tempestiva della seconda dose di azoto, in modo da adattare la fertilizzazione alle esigenze nutritive del palco più produttivo.

117

Figura 1. Saggio di concimazione Tab.I.T. nel Campo Sperimentale di Scafati, anno 2012.

118

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INDICE

Prefazione

Capitolo 1 Meccanizzazione della raccolta. Attività di sviluppo e collaudo della macchina e valutazione economica

Capitolo 2 Risposta alla densità di investimento di linee di tabacco Burley con differenti livelli di sviluppo

Verifica agronomica della tecnica innovativa dei contenitori biodegradabili per la produzione di piantine di tabacco idonee al trapianto

Capitolo 3  Riduzione dei consumi idrici e gestione razionale dell’irrigazione nella tabacchicoltura campana: aspetti agronomici e valutazione economica

Capitolo 4  Ottimizzazione della concimazione azotata su tabacco burley adatto alla raccolta meccanizzata

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Progetto grafico: Renato Contillo

Fondo europeo agricolo

per lo sviluppo rurale: lâ&#x20AC;&#x2122;Europa investe nelle zone rurali UNIONE EUROPEA

Assessorato Agricoltura