A) Unità principale di rete e controllo (MNCU); B) wireless SDI-12 Host Node (WSHN).
"Abbiamo progettato e realizzato un prototipo di sistema connesso a un cloud per la gestione wireless dell'irrigazione, basata su sensori, e testato su basilico, coltivato fuori suolo in un substrato di perlite-cocco (1:1 v/v) in condizioni di serra – riferisce Francesco F. Montesano del CNR-ISPA, insieme al gruppo di ricercatori che hanno condotto lo studio - Con due successivi esperimenti, si sono valutati:
- gli effetti della progressiva riduzione della disponibilità di acqua nel substrato, corrispondente a livelli di umidità dalla piena capacità di ritenzione idrica fino a 0,10 m3/m3, sui parametri di scambio gassoso e sullo stato idrico fogliare;
- la risposta di recupero a breve termine delle piante quando vengono re-irrigate dopo che il contenuto di acqua del substrato è diminuito a livelli diversi;
- gli effetti di diversi livelli di umidità del substrato (0,40, 0,30 e 0,20 m3/m3) impostati come set-point per l'irrigazione automatica, e tassi di lisciviazione (≈8% oppure ≈18%) sulla produzione di basilico in un ciclo di crescita completo".
Sono stati utilizzati sensori dielettrici di umidità / salinità (GS3, Decagon Devices, Pullman - WA, USA).
Nessuna risposta fisiologica alle condizioni di stress è stata osservata sulle piante di basilico quando il livello di umidità era superiore a circa 0,20 m3/m3, mentre le piante hanno manifestato sintomi di stress idrico a circa 0,17 m3/m3, corrispondenti a un potenziale matriciale e conducibilità idraulica del substrato di -300 hPa e 0,0005 cm/day, rispettivamente. Tuttavia, alla ripresa dell'irrigazione, le piante sottoposte a condizioni di stress (fino ad un livello di umidità del substrato inferiore ≈0,10 m3/m3) hanno mostrato la possibilità di un recupero dell’attività fotosintetica e del potenziale idrico fogliare a valori simili a quelli delle piante in condizioni di normale disponibilità idrica.
La crescita del basilico è stata simile quando le piante sono state coltivate con set-point irrigui pari a 0,40, 0,30 o 0,20 m3/ m3 per il ciclo di crescita completo. Il peso fresco è tendenzialmente aumentato quando è stato usato un più alto tasso di lisciviazione, probabilmente perché la lisciviazione del substrato ha contribuito a diminuire l'accumulo di sali nel substrato. L'efficienza d'uso dell'acqua (peso fresco di basilico / unità di acqua utilizzata) non è variata con i diversi livelli di irrigazione e tassi di lisciviazione.
"I nostri risultati indicano che l'uso di una rete di sensori wireless per il rilevamento in tempo reale dello stato idrico del substrato, combinato con informazioni precise sugli effetti dei livelli di disponibilità di acqua sulle piante, è uno strumento efficace per la gestione dell'irrigazione di precisione del basilico fuori suolo in serra", afferma Francesco Montesano.
Fonte: Montesano Francesco Fabiano, van Iersel Marc W., Boari Francesca, Cantore Vito, D’Amato Giulio, Parente Angelo, 'Sensor-based irrigation management of soilless basil using a new smart irrigation system: Effects of set-point on plant physiological responses and crop performance', 2018, Agricultural Water Management, Vol. 203, pag. 20-29.