SYSTEM FOR THE DETERMINATION OF THE REAL EVAPOTRANSPIRATION OF A VEGETATED SURFACE

The present invention relates to a device for determining the real evapotranspiration (ETr) of a natural or cultivated vegetated surface. US 2010/212 409 A1 describes an atmometer comprising an evaporator having an upper surface exposed to the atmosphere, a liquid water tank provided with a level meter and underlying the evaporator to which it is connected by a suction tube, a measurement sensor of the soil humidity value, and a CPU which controls the flow of water vapor through the evaporator depending on the soil humidity value. An object of the present invention is to provide a device for determining the real evapotranspiration of the vegetated surface of a soil, improved with respect to those described by the prior art. According to the invention, this object is achieved with a device comprising: - a composite porous evaporator, at least a portion of which has a resistance to the flow of water vapor that depends on a parameter, said evaporator having an upper surface exposed to the atmosphere, - a tank of liquid water underlying the evaporator to which it is connected by a suction tube, and provided with a level meter, - a sensor for measuring the soil humidity, and - a central processing unit (CPU) which is configured to control said parameter on which the resistance to the flow of water vapor through the evaporator depends, in dependence on the humidity value of the soil detected by said sensor

Odontofobia ed ansia nelle cure odontoiatriche: una possibile indicazione alla musicoterapia nel setting dello studio odontoiatrico.

E’ stato ampiamente riconosciuto che ciò che percepiamo con l’udito, dai rumori, spesso fastidiosi, della civiltà a quelli della natura fino alla musica, provoca in noi variazioni sia a livello psicologico sia a livello della fisiologia delle diverse funzioni vegetative. Infatti, le esperienze musicali, percettive ed emozionali, sono in grado di determinare variazioni di pressione sanguinea, frequenza cardiaca, frequenza respiratoria, attività elettroencefalografica, tensione dei muscoli volontari: tali variazioni rappresentano il riflesso dei processi fisiologici sul sistema vegetativo. Questa risposta vegetativa dipende da molti fattori: età, sesso, tipo di vita, stato di salute, eventuale stato di stanchezza, reattività emozionale del momento, eventuale assunzione di alcol, caffè e droghe, atteggiamento nei confronti della musica, in generale, o di un brano, in particolare. Allo stesso modo, la musica determina variazioni fisiologiche se percepita a livello incosciente o subliminale; si possono citare diversi esempi: gli esperimenti sul sonno, le colonne sonore dei film o la cosiddetta musica “funzionale” fatta ascoltare nelle fabbriche o nei supermercati. Se, durate gli interventi odontoiatrici, si propone al paziente l‘ascolto di alcuni brani musicali, scelti in modo appropriato, può essere facilmente indotto un certo grado di rilassamento, tale da rendere meno stressante la seduta odontoiatrica. Le onde sonore, una volta recepite dall’orecchio esterno, attraverso la membrana timpanica penetrano nell’orecchio medio e quindi nell’orecchio interno, ove è situata la coclea, i cui ricettori formano delle sinapsi con l’VIII nervo cranico. La fibre procedono verso il nucleo cocleare del tronco cerebrale; una parte di esse poi si dirige verso la corteccia cerebrale controlaterale (dove vi sono le connessioni della coscienza e della sublimazione della musica), uditiva, facendo tappa nel corpo genicolato. Altre fibre si dirigono al sistema limbico dove avviene l’integrazione emotivo - istintivo - comportamentale con il suono. Il sistema limbico ha strette connessioni con l’ipotalamo, il quale regola le funzioni biologiche fondamentali, come temperatura, attività corticosurrenalica, ciclo sonno - veglia, attività cardiaca e respiratoria: in merito a quest’ultima funzione, per esempio, ricordiamo che casi d’insonnia sono stati curati facendo ascoltare musiche con ritmi uguali a quello respiratorio. Fin dall’antichità sono stati attribuiti, più o meno ragionevolmente e coerentemente, poteri terapeutici alla musica. Si rammenta che a Catone ricordava un motivo specifico per la cura degli strappi muscolari, Aureliano già usava la musica nella cura della follia. Nel 1632 Robert Burton diceva: “molti uomini diventano piacevolmente melanconici nell’ascolto della musica che è il rimedio più gradevole per le loro pene, paure, tristezze. Elimina le preoccupazioni e li rende immediatamente tranquilli”. Harrer, nell’Ottocento, asseriva che i suoni diversi potevano ottenere modificazioni comportamentali e fisiologiche: il brano brillante induceva aumento della frequenza cardiaca, mentre quello distensivo un’azione sedativa sull’apparato cardiocircolatorio. Entrando nello specifico della presente ricerca, si è potuto dimostrare che un certo tipo di musica può condizionare lo stato di emotività dell’individuo. E’ chiaro che una seduta odontoiatrica, in genere, crea nel paziente quello stato d’animo che viene comunemente definito ansia. Questo stato di malessere e apprensione ha cause consce, come l’effettiva paura del dolore, e inconsce, in quanto il cavo orale riveste una fondamentale importanza simbolica, e l’intervento sui denti corrisponde ad un attentato metaforico della propria forza fisica e psichica. Di conseguenza il dentista viene visto come una specie di “cattivo” e di “aggressore”. Gli stati d’ansia sono, come è noto, ampiamente correlati al sistema vegetativo e le sue manifestazioni attivate dal sistema ortosimpatico. Appare quindi chiaro, dati gli intimi rapporti tra ipotalamo e sistema vegetativo, che se questi parametri sono alterati dall’ansia, questi stessi possono essere modulati dall’ascolto di una musica appropriata, che tra l’altro determina un’incremento di endorfine. Resta da definire il significato di musica appropriata. Il concetto di musica “gradevole” o “rilassante” è molto soggettivo, anche perché un brano particolare può stimolare nell’animo umano risposte molto diverse, a volte contrastanti, a seconda delle esperienze vissute da chi le ascolta e di cosa queste esperienze evocano in lui. La finalità di questo test è stata proprio quella di verificare se la musica da noi appositamente composta e prodotta poteva determinare nei pazienti uno stato di relativo rilassamento, verificato nella apposite risposte compilate nel test finale, nei confronti di interventi analoghi sugli stessi pazienti operati in assenza di tale musica. La musica va considerata come un altro linguaggio, in contrapposizione al verbale, che si esprime con varietà di ritmi che generano sensibilità ed emozioni, influendo sull’equilibrio psichico e in certi casi agendo come condizionante anti-stress. Tutto ciò è stato documentato e riscontrato anche nel presente studio, rendendoci quindi consapevoli dell’effetto rilassante che alcuni ritmi e suoni assumono. Il ruolo che il suono e/o la musica ricoprono nel rapporto comportamentale umano è più comprensibile allorché si afferma come già nel feto stimoli sonori incrementino, per esempio, il ritmo del battito cardiaco. Ne consegue che fin dalla nascita noi affiniamo “un orecchio culturale” (oltre a quello fisiologico) che è il prodotto dell’interazione fra l’individuo e stimolazioni acustiche specifiche. Già Platone conosceva i profondi legami che congiungono sensibilità e musica affermando, nella sua opera ‘La Repubblica’, che: “la migliore educazione scaturisce dalla musica perché l’armonia e il ritmo penetrano nel più profondo dell’anima e se ne impossessano donando a colui che ne beneficia saggezza e ragione” e “la musica è la migliore medicina dell’anima”

Discussion of “Laboratory and field calibration of the Diviner 2000 probe in two types of soil” by J. Haberland, PhD, R. Galvez, C. Kremer, PhD, and C. Carter.

The authors deal with the quite interesting and actual problem of Diviner 2000 capacitance probe calibration and present some field and laboratory data obtained on two different layers (0-0.26 cm and 0.26-0.50 cm) of the same soil profile, characterized by different textural class. The importance of site-specific calibration of sensors used to monitor soil or plant water status assumes a particular relevance in semi-arid environments where the application of precision irrigation represents an appropriate management strategy aimed to achieve high values of water use efficiency (Cammalleri et al., 2013). Moreover in clay soils, physical properties are strongly influenced by soil water content (Provenzano et al., 2013), so that the correct measurement of this variable plays a key role to increasing crop yield and preserving water. However, these discussers would focus on some significant points to be corrected in the manuscript and some others that AA. should have been specified in the methodology and considered in the final discussion, as following specified, for the benefit of potential readers. The need to install adequately the access tube, aimed to ensure the contact between the tube and the surrounding soil, is not only to avoid preferential flow of water down the walls of the tube, as considered in the paper, but also to reduce air gap around the tube and to avoid rough measurements of scaled frequency, used to estimate soil water contents, whose values depend on the mutual proportion of soil, water and air in the soil volume investigated by the sensor. With reference to the second part of eq. (2) it is necessary to precise that the function w(SF) correctly results

Farm scale application of EMI and FDR sensors to measuring and mapping soil water content

Soil water content (SWC) controls most water exchange processes within and between the soil-plants-atmosphere continuum and can therefore be considered as a practical variable for irrigation farmer choices. A better knowledge of spatial SWC patterns could improve farmer’s awareness about critical crop water status conditions and enhance their capacity to characterize their behavior at the field or farm scale. However, accurate soil moisture measurement across spatial and temporal scales is still a challenging task and, specifically at intermediate spatial (0.1–100 ha) and temporal (minutes to days) scales, a data gap remains that limits our understanding over reliability of the SWC spatial measurements and its practical applicability in irrigation scheduling. In this work we compare the integrated EM38 (Geonics Ltd. Canada) response, collected at different sensor positions above ground to that obtained by integrating the depth profile of volumetric SWC measured with Diviner 2000 (Sentek) in conjunction with the depth response function of the EM38 when operated in both horizontal and vertical dipole configurations. On a 1.0-ha Olive grove site in Sicliy (Italy), 200 data points were collected before and after irrigation or precipitation events following a systematic sampling grid with focused measurements around the tree. Inside two different zone of the field, characterized from different soil physical properties, two Diviner 2000 access tube (1.2 m) were installed and used for the EM38 calibration. After calibration, the work aimed to propose the combined use of the FDR and EMI sensors to measuring and mapping root zone soil water content. We found strong correlations (R2 = 0.66) between Diviner 2000 SWC averaged to a depth of 1.2 m and ECa from an EM38 held in the vertical mode above the soil surface. The site-specific relationship between FDR-based SWC and ECa was linear for the purposes of estimating SWC over the explored range of ECa monitored at field levels. Volumetric SWC changes in the root zone were observed by differencing the maps, where differences in the observed ECa are primarily the result of changes in soil water status. As with the data showed in the research, more structured patterns occur after wetting event, indicating the presence of subsurface flow or root water uptake paths. A vision for the future at hydrological watershed scale is to combine EMI measurements with FDR-based sensor networks, the last with the scope to constrain calibration of the EMI measurements

Assessment of a calibration procedure to estimate soil water content with Sentek Diviner 2000 capacitance probe

In irrigated systems, soil water content is a major factor determining plant growth. Irrigation scheduling criteria are often related to measurements of soil water content or matric potential. Strategies to manage irrigation can be used to optimize irrigation water use or to maximize crop yield and/or quality, in order to increase the net return for the farmer. Of course, whatever criterion is adopted to schedule irrigation and in particular when crop water stress conditions are considered, the accurate monitoring of the water content in the soil profile, could allow to verify the exact irrigation timing, defined according to the crop response to water stress. Currently many methods are available for determining soil water content on a volume basis (m3m-3) or a tension basis (MPa), as described by Robinson (2008). Recently, distributed fiber optic temperature measurement, has been assessed as a new technique for indirect and precise estimation of soil water contents. Over the past decade Frequency Domain Reflectometry (FDR) probes, allowing to measure the apparent dielectric constant of the soil (K), indirectly related to the volumetric water content (θv), have been improved, due to the good potentiality of capacitance based sensors to in situ measurements of soil water content. However, due to the high variability of K with soil minerals and dry plants tissues, it necessary to proceed to a specific calibration of the sensor for each soil (Baumhardt et al., 2000), even to take into account the effect of soil temperature, bulk density and water salinity (Al Ain et al., 2009). . According to Paltineanu and Starr (1997), the precision of the calibration equation, obtained with in situ measurements, mainly depends on the errors related to the sampling of the soil volume investigated by the sensor, that must be done accurately. For swelling/shrinking soils, the changes of soil bulk volume with water content cause modifications in the geometry of some if not all the soil pores, affecting the bulk density/water content relationship (Allbrook, 1992). Field experiments in shrinking-swelling clay soils evidenced that soil water content can be affect by errors of 20-30% if the soil shrinkage curve is not considered (Fares et al., 2004). The main objective of the paper was to propose a practical calibration procedure for FDR sensor using minilysimeter containing undisturbed soil, allowing to take in to account the possible variations of the bulk density with the soil water content. Moreover, the possibility of using disturbed soil samples for determining the sensor calibration curve was also investigated, in order to simplify the proposed methodology. Experiments were carried out on three different soil, two of which containing a percentage of clay higher than 40%, in order to compare the specific calibration curves with that suggested by the manufactures. The investigation showed how for swelling/shrinkage soils it is necessary the knowledge of the actual soil bulk density and also that using disturbed soil sample is not possible to consider the effects of the soil shrinkage consequent to the soil water content reductions

Misura e Modellazione degli Scambi Idrici nel Sistema Continuo SPA e approfondimenti sulle Funzioni di Stress Idrico: Applicazione alla coltura dell’Olivo

Gli effetti negativi dovuti ai periodi di aridità che caratterizzano i Paesi del bacino del Mediterraneo (Rebetez et al. 2006) determinano nel suolo una ridotta disponibilità di acqua per le piante e quindi l’insorgenza inevitabile di una forma importante di stress abiotico (Nielsen et al., 1996). In particolare, nel bacino del Mediterraneo l'aridità ambientale viene ancor più accentuata da fattori climatici poiché, in corrispondenza del periodo estivo, alle scarse o assenti precipitazioni sono associate elevate temperature che si traducono in un aumento della domanda evapotraspirativa dell’atmosfera. Tali effetti sono più marcati nelle regioni semiaride del bacino del Mediterraneo e più in particolare nella regione sud-orientale della penisola iberica, nell'intero Mezzogiorno italiano, nella Sardegna, nella Corsica, nella Grecia e nella gran parte della Turchia meridionale e centrale. In questi ambienti l'aridità può avere serie conseguenze negative sul funzionamento e sull’efficienza degli ecosistemi, siano essi naturali o agrari. In un ecosistema naturale la pressione ambientale influenza molto la biodiversità, in quanto in tali condizioni solo le specie in grado di sviluppare strategie come la resistenza, l’evitanza o la tolleranza alla condizione di stress hanno maggiori possibilità di sopravvivere. In un agro-ecosistema, invece, i periodi di deficit idrico che si verificano all’interno del ciclo colturale rendono necessaria l’adozione di adeguate strategie di gestione delle risorse idriche in agricoltura. Le risposte delle piante allo stress idrico sono state ampiamente studiate, soprattutto a causa dei loro effetti inibitori sulla produttività degli ecosistemi naturali ed agricoli. Forse il fatto più importante è che uno dei primi processi influenzati dallo stress idrico è l’assorbimento di acqua nelle cellule al fine di favorire i processi di distensione delle pareti cellulari e quindi l’accrescimento dei tessuti vegetali (Salisbury, 1998). L'analisi della risposta della pianta alle condizioni di deficit idrico è di difficile interpretazione e la causa può essere imputata al comportamento caotico che si riscontra nei processi di scambio idrico che si verificano tra il suolo, la pianta e l’atmosfera (Baldocchi, 1994). La complessità caotica è dovuta, non soltanto al notevole numero di variabili che entrano in gioco, ma soprattutto ai fenomeni di autoregolazione interna che si verificano tra le diverse componenti del sistema stesso. In particolare, la pianta, in virtù della capacità di mettere in atto espedienti volti a resistere, evitare o tollerrare le condizioni di deficti idrico, non può essere considerata come un semplice elemento idraulico continuo che mette in connessione l’acqua presente nel suolo con il vapore acqueo contenuto nell’atmosfera. A tale scopo l’analisi del sistema continuo Suolo-Pianta-Atmosfera rappresenta l’approccio scientificamente più valido per la descrizione degli scambi idrici tra questi comparti. All’interno del sistema continuo SPA l’assorbimento di acqua da parte delle radici è influenzata dalla diffusione di questa nell’atmosfera, ma anche dalla velocità con cui l’acqua può muoversi dal suolo alle radici. Così la velocità di traspirazione dipende non solo dall’apertura stomatica e dai fattori atmosferici che influenzano la traspirazione, ma anche dalla velocità con cui l’acqua viene assimilata per via radicale. Al fine di semplificarne lo studio, le relazioni idriche esistenti tra i comparti del sistema SPA sono state interpretate anche sulla base di analogie con altri sistemi fisici, quale può essere un circuito elettrico e nel quale il movimento dell’acqua è governato da regole analoghe a quelle che regolano il flusso di corrente elettrica, come descritto dalla legge di Ohm. Gli avanzamenti tecnico-scientifici nella micrometeorologia, nella misura dei flussi traspirativi, nella spettrometria e nel monitoraggio dei contenuti idrici del suolo, permettono di poter studiare in dettaglio il comportamento dei singoli comparti del sistema SPA. Secondo un approccio olistico, le conoscenze acquisite sulle relazioni idriche tra i tre comparti del sistema SPA, possono essere integrate attraverso formulazioni matematiche, che sono pertanto offerte come strumento per rispondere ai due fondamentali interrogativi che sono alla base dell’irrigazione di precisione: Quando e quanto irrigare. A tale scopo i modelli integrati di bilancio agro-idrologico, forniscono consigli utilizzabili nell’applicazione funzionale dell’acqua irrigua, nel rispetto sia dei vincoli fisiologici legati alla sensibilità agli stress idrici della coltura, che di quelli imposti dalla natura fisica del suolo (D’Urso, 2009). Con riferimento al comparto “pianta” nel sistema SPA, particolare importanza riveste la risposta alle condizioni di deficit idrico. Nei modelli di simulazione agroidrologica, di solito tale risposta viene implementata nei processi di attingimento idrico da parte delle radici, importanti per l’ottenimento dei flussi traspirativi effettivi a partire da quelli potenziali. Lo studio di questi processi è di rilevante importanza soprattutto in ambienti dove gli apporti idrici non risultano ottimali e nei quali pertanto sussiste, per buona parte del ciclo fenologico colturale, una condizione di stress idrico. Nasce pertanto la necessità di verificare sperimentalmente la rispondenza delle funzioni di stress idrico in ambienti come quello Mediterraneo, nel quale la condizioni deficitarie di umidità del suolo perdurano nel corso del ciclo fenologico della coltura. Nel presente studio, dopo aver analizzato in dettaglio i comparti del sistema continuo Suolo-Pianta-Atmosfera, descritto analiticamente i processi di scambio idrico che si sviluppano all’interno di ciascun comparto e presentato le più innovative tecniche per il monitoraggio dello stato idrico, viene affrontata la tematica relativa alle funzioni di stres. Con riferimento alla coltura dell’olivo, viene in particolare approfondito l'effetto di diverse schematizzazioni della funzione di stress attraverso misure di campo legate allo stato idrico del suolo (contenuti idrici e potenziali matriciali) e della pianta (potenziali xilematici e flussi traspirativi). Viene inoltre verificata la possibilità applicativa a scala puntuale sia di un modello agroidrologico a fondamento fisico, SWAP (van Dam, 2000), che della procedura semplificata descritta nel quaderno FAO n. 56 (Allen, 1996). A tale scopo, viene eseguita la validazione degli stessi modelli mediante confronto misurato-simulato dei regimi di umidità del suolo, dei flussi evapotraspirativi, misurati con uno scintillometro, e di quelli traspirativi acquisiti direttamente sulla pianta con la tecnica sap-flow. Nella presente tesi è infine presentata una banca dati basata su osservazioni sperimentali di pieno campo inerenti la variabilità temporale dei principali parametri biofisici della coltura, che intervengono nella descrizione dei processi di scambio idrico nel sistema SPA

Adapting FAO-56 Spreadsheet Program to estimate olive orchard transpiration fluxes under soil water stress condition

In the Mediterranean environment, where the period of crops growth does not coincide with the rainy season, the crop is subject to water stress periods that may be amplified with improper irrigation management. Agro-hydrological models can be considered an economic and simple tool to optimize irrigation water use, mainly when water represents a limiting factor for crop production. In the last two decades, agro-hydrological physically based models have been developed to simulate mass and energy exchange processes in the soil-plant-atmosphere system (Feddes et al., 1978; Bastiaanssen et al., 2007). Unfortunately these models, although very reliable, as a consequence of the high number of required variables and the complex computational analysis, cannot often be used. Therefore, simplified agro-hydrological models may represent an useful and simple tool for practical irrigation scheduling. The main objective of the work is to assess, for an olive orchard, the suitability of FAO-56 spreadsheet agrohydrological model to estimate a long time series of field transpiration, soil water content and crop water stress dynamic. A modification of the spreadsheet is suggested in order to adapt the simulations to a crop tolerant to water stress. In particular, by implementing a new crop water stress function, actual transpiration fluxes and an ecophysiological stress indicator, i. e. the relative transpiration, are computed in order to evaluate a plant-based irrigation scheduling parameter. Validation of the proposed amendment is carried out by means of measured sap fluxes, measured on different plants and up-scaled to plot level. Spatial and temporal variability of soil water contents in the plot was measured, at several depths, using the Diviner 2000 capacitance probe (Sentek Environmental Technologies, 2000) and TDR-100 (Campbell scientific, Inc.) system. The detailed measurements of soil water content, allowed to explore the high spatial variability of soil water content due to the combined effect of the punctual irrigation and the non-uniform root density distribution. A further validation of the plant-based irrigation-timing indicator will be carried out by considering another ecophysiological stress variable like the predawn leaf water potential. Accuracy of the model output was assessed using the Mean Absolute Difference, the Root Mean Square Difference and the efficiency index of Nash and Sutcliffe. Experimental data, recorded during three years of field observation, allowed, with a great level of detail, to investigate on the dynamic of water fluxes from the soil to atmosphere as well as to validate the proposed amendment of the FAO-56 spreadsheet. The modified model simulated with a satisfactory approximation the measured values of average soil water content in the root zone, with error of estimation equal to about 2.0%. These differences can be considered acceptable for practical applications taking into account the intrinsic variability of the data especially in the soil moisture point measurements. An error less than 1 mm was calculated in the daily transpiration estimation. A good performance was observed in the estimation of the cumulate transpiration fluxes

Assessing HYDRUS-2D model to estimate soil water contents and olive tree transpiration fluxes under different water distribution systems

In Mediterranean countries characterized by limited water resources for agricultural and societal sectors, irrigation management plays a major role to improve water use efficiency at farm scale, mainly where irrigation systems are correctly designed to guarantee a suitable application efficiency and the uniform water distribution throughout the field. In the last two decades, physically-based agro-hydrological models have been developed to simulate mass and energy exchange processes in the soil-plant-atmosphere (SPA) system. Mechanistic models like HYDRUS 2D/3D (Šimunek et al., 2011) have been proposed to simulate all the components of water balance, including actual crop transpiration fluxes estimated according to a soil potential-dependent sink term. Even though the suitability of these models to simulate the temporal dynamics of soil and crop water status has been reported in the literature for different horticultural crops, a few researches have been considering arboreal crops where the higher gradients of root water uptake are the combination between the localized irrigation supply and the three dimensional root system distribution. The main objective of the paper was to assess the performance of HYDRUS-2D model to evaluate soil water contents and transpiration fluxes of an olive orchard irrigated with two different water distribution systems. Experiments were carried out in Castelvetrano (Sicily) during irrigation seasons 2011 and 2012, in a commercial farm specialized in the production of table olives (Olea europaea L., var. Nocellara del Belice), representing the typical variety of the surrounding area. During the first season, irrigation water was provided by a single lateral placed along the plant row with four emitters per plant (ordinary irrigation), whereas during the second season a grid of emitters laid on the soil was installed in order to irrigate the whole soil surface around the selected trees. The model performance was assessed based on the comparison between measured and simulated soil water content and actual transpiration fluxes, under the hypothesis to neglect the contribute of the tree capacitance. Moreover, two different crop water stress functions and in particular the linear model proposed by Feddes et al. (1978) and the S-shape model suggested by van Genuchten et al. (1987), were considered. The result of the study evidenced that for the investigated crop and under the examined conditions, HYDRUS- 2D model reproduces fairly well the dynamic of soil water contents at different distances from the emitters (RMSE<0.09 cm3 cm−3) and actual crop transpiration fluxes (RMSE<0.11 mm d−1), whose estimations can be slightly improved by assuming a S-shape crop water stress function

Modelli di bilancio agro-idrologico per la previsione dello stress idrico di colture arboree mediterranee

Il contributo si propone di dimostrare come l‟uso della modellistica agro-idrologica possa consentire una corretta previsione delle dinamiche di stress idrico di due importanti colture arboree Mediterranee (olivo e agrume), caratterizzate da una diversa risposta eco-fisiologica a condizioni di deficit idrico del suolo. In particolare viene analizzata in dettaglio la tematica della modellizzazione della risposta eco-fisiologica delle due colture e viene affrontata la questione relativa all‟implementazione delle funzioni di stress all‟interno dei modelli di bilancio agro-idrologico di tipo a serbatoio, in modo da simulare l‟effettivo stato idrico della pianta. Con riferimento alle colture esaminate, è nello specifico approfondita la schematizzazione della funzione di stress attraverso l‟analisi di lunghe serie di dati acquisiti nel corso di sperimentazione in campo, relative allo stato idrico del suolo (contenuti idrici volumetrici) e della pianta (potenziali idrici xilematici e flussi traspirativi). È infine discussa l‟applicabilità del modello semplificato descritto nel quaderno FAO n. 56 (Allen et al., 1998) per la predizione delle dinamiche di stress idrico delle colture ed è approfondita l‟importanza che riveste una specifica schematizzazione della funzione di stress idrico nel miglioramento delle performance del modello.The contribute aims to demonstrate how agro-hydrological models are able to predict the water stress dynamics of two important Mediterranean arboreal crops, i.e. olive and citrus, characterized by different eco-physiological water stress response to soil water deficit conditions. In particular, the topic related to the crop water stress function and its implementation into agro-hydrological bucket models is analyzed in order to improve the estimations of actual crop water status. With reference to the examined crops, the proposed schematization of the water stress functions is based on long time series of field measurements of soil (volumetric water contents) and plant (xylem water potentials and transpiration fluxes) water status. The applicability of the bucket model proposed by FAO (Allen et al., 1998) to predict the crop water stress dynamics is also discussed in order to emphasize the importance of a specific schematization of the stress function to improve the model's performance

Application of EMI and FDR sensors to assess the fraction of transpirable soil water over an olive grove

Accurate soil water status measurements across spatial and temporal scales are still a challenging task, specifically at intermediate spatial (0.1-10 ha) and temporal (minutes to days) scales. Consequently, a gap in knowledge limits our understanding of the reliability of the spatial measurements and its practical applicability in agricultural water management. This paper compares the cumulative EM38 (Geonics Ltd., Mississauga, ON, Canada) response collected by placing the sensor above ground with the corresponding soil water content obtained by integrating the values measured with an FDR (frequency domain reflectometry) sensor. In two field areas, characterized by different soil clay content, two Diviner 2000 access tubes (1.2 m) were installed and used to quantify the dimensionless fraction of transpirable soil water (FTSW). After the calibration, the work proposes the combined use of the FDR and electromagnetic induction (EMI) sensors to measure and map FTSW. A strong correlation (R2= 0.86) between FTSW and EM38 bulk electrical conductivity was found. As a result, field changes of FTSW are due to the variability of soil water content and soil texture. As with the data acquired in the field, more structured patterns occurred after a wetting event, indicating the presence of subsurface flow or root water uptake paths. After assessing the relationship between the soil and crop water status, the FTSW domain includes a critical value, estimated around 0.38, below which a strong reduction of relative transpiration can be recognized