Impatto ambientale dell'orticoltura in serre tipiche dell'ambiente mediterraneo e analisi delle tecniche di coltivazione in fuori suolo

Dottorato di ricerca in OrtoflorofrutticolturaCon la ricerca svolta durante l’attività di dottorato si è cercato di valutare l’impatto sull’ambiente dall’orticoltura in serre tipiche dell’ambiente mediterraneo. La valutazione è stata effettuata sulla base di dati rilevati nel monitoraggio di un campione rappresentativo di aziende dell’orticoltura litoranea dell’Alto Lazio. Nella prima fase della ricerca sono stati individuati i quantitativi di fertilizzanti e di fitofarmaci apportati alle diverse colture ortive che si sono susseguite in ambiente protetto ed in pieno campo. Per quanto riguarda l’apporto di fertilizzanti, dalle elaborazioni eseguite, è emerso che in serra gli apporti di N-totale sono inferiori a quelli in pieno campo (- 34.1%) e la riduzione riguarda soprattutto la forma ammoniacale (- 58.6%) mentre l’azoto nitrico fa registrare una riduzione notevolmente inferiore (-11.7%). Per quanto concerne gli apporti di P2O5 e K2O, in serra si hanno apporti superiori rispetto al pieno campo e rispettivamente del 19.5% e 30.1%. In serra inoltre si registra un uso superiore di fungicidi rispetto al pieno campo, l’uso di erbicidi è maggiore in campo aperto, mentre l’impiego di insetticidi non sembra manifestare sensibili differenze tra serra e pieno campo. Al fine di approfondire le conoscenze sull’impatto dovuto all’uso di fitofarmaci sono stati calcolati indici di esposizione dell’ambiente ai pesticidi distinguendo aria, suolo e acqua di falda. Dai valori ottenuti è emerso che l’esposizione dell’aria a tutti i pesticidi è più elevata in ambiente protetto mentre quella del suolo e dell’acqua di falda sono più elevate in pieno campo. Per valutare le trasformazioni dei nutrienti e dei fitofarmaci nello strato esplorato delle radici e per valutare le quantità asportate per percolazione e per erosione del suolo, sia per le coltivazioni in ambiente protetto sia per quelle in pien’aria, è stato impiegato il modello di simulazione GLEAMS. I risultati delle simulazioni eseguite hanno messo in evidenza che in ambiente protetto non si verificano fenomeni di lisciviazione di elementi nutritivi di fitofarmaci. Al contrario in pieno campo le maggiori perdite di tali sostanze si registrano subito dopo i periodi di applicazione e in corrispondenza di abbondati eventi pluviometrici. L’applicazione dei sistemi di coltivazione fuori suolo pertanto può ridurre l’impatto ambientale derivato dall’uso di tali sostanze ma ad oggi la loro diffusione è ostacolata soprattutto dagli alti costi specifici del sistema colturale. Infatti, da apposite analisi tecnicoeconomiche è emerso che solo per le colture orticole più remunerative, come il pomodoro, è possibile ottenere redditi netti positivi.The aim of this research, carried out during the Ph.D activity, is to assess the environmental impact of greenhouse cultivation system in the Mediterranean area. The evaluation was based on the data collected by monitoring samples from greenhouse and open field vegetable farms in the coast of North-Lazio. In the first part of the research the amount of fertilizer and pesticide products, used in greenhouses and in open-field, has been determined. As far as fertilizer, the performed processing showed that the inputs in greenhouse of N-total were lower than in open-field (- 34.1%), and the reduction mainly concerned the N-NH4+ (- 58.6%), while concerning the N-NO3 - there was a remarkable smaller reduction (-11.7%). The P2O5 and K2O inputs were upper in greenhouse than in open-field, 19.5% and 30.1% respectively. From the pesticide point of view, the use of fungicide was higher in greenhouse than in open-field, while the use of herbicide was higher in open-field and there was no difference in the use of insecticide in greenhouse and in open-field. Environment exposure to pesticide indices were calculated by making a distinction among air (EEP-air), soil(EEP-soil) and water (EEP-Groundwater) in order to increase knowledge of environmental impact due to the pesticide use. The results showed that the EEP-air to all pesticide was higher in greenhouse than in open-field, then again the EEPsoil and EEP-groundwater were higher in open-field than in greenhouse. The valuation of nutrient and pesticide transformations in the root zone and the quantification of the removed by leaching and soil erosion amounts - both for crops in greenhouse and in open-field - were simulated by GLEAMS model. The results of these performed simulations showed that there was no nutrient and pesticide leaching in the greenhouse. The highest losses of nutrient and pesticide were concentrated in open-field, immediately afterwards application periods and when there were copious rainfalls. Therefore, the application of soilless systems can reduce the environmental impact due to the use of such substances, but to date, their spread is mainly hampered by the high costs specific to this crop system. In fact, technical-economic analysis of soilless systems highlight that positive net income can be achieved only through the most profitable horticultural crops, such as tomato