II Workshop progetto CLIMAGRI Cambiamenti Climatici e Agricoltura II sessione: Lagricoltura come...

II Workshop progetto CLIMAGRI“Cambiamenti Climatici e Agricoltura”

II sessione: L’agricoltura come fattore di equilibrio del clima e dell’ambiente

L’acqua e l’ambiente: il contributo della ricerca agronomica

Marcello MastrorilliIstituto Sperimentale Agronomico - Bari

indice

• analisi della consistenza delle risorse idriche in Italia

• collaborazione dell’intera comunità scientifica

• il contributo della ricerca agronomica – ottimizzazione

dell’uso delle risorse idriche

– la valutazione dell’impatto dell’agricoltura

– studio dei rapporti tra ambienti naturali, acqua ed agricoltura

Le risorse idriche

Risorse naturali rinnovabili

[km3 anno-1]

Disponibilità per abitante [m3 anno-1]

teoriche totali

interne

al Paese

esterne

al Paese

1990 2025

Italia 187 179 8 3277 3531

Le risorse idriche Risorse naturali rinnovabili

[km3 anno-1]


teoriche totali

interne

al Paese

esterne

al Paese

1990 2025

Italia 187 179 8 3277 3531

Francia

Spagna

Malta

Albania

185

113

0.07

50

170

112

0.06

44

15

1

0

6

3295

2885

198

15408

3064

2672

180

9973

Le risorse idriche Risorse naturali rinnovabili

[km3 anno-1]


teoriche totali

interne

al Paese

esterne

al Paese

1990 2025

Italia 187 179 8 3277 3531

Israele

Gaza

Turchia

Algeria

Tunisia

2

0.06

236

14

4

1

0.03

227

14

4

0.5

0.035

9

0.2

0.6

370

84

4222

565

511

246

0

2690

271

313

L’agricoltura irrigua

0

20

40

60

80

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC

piogge [mm]

0

40

80

120

160

ETref [mm]

volumi irrigui

0

100

200

300

400

500

600

pret

rapi

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1-10

/mag

11-2

0/m

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1-10

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igua 1984 1985

1986 1987

1988 1989

1990 1991

1992 1993

1994 1995

1996 1997

1998 1999

2000 2001

2002

0

100

200

300

400

500

600

decade

irri

gaz

ion

e (m

m)

stagione irrigua

Anno 1996 : 218 mm 5 adacquamenti

Anno 2000 : 540 mm 13 adacquamenti

Con la buona pratica irrigua

• si stabilizzano le produzioni– resa unitaria – qualità

• settore orto-frutticolo• industria agro-alimentare • sementiera

negli ultimi anni l’irrigazione si è diffusa in tutta la Penisola

Aziende agricole in Puglia (3 00.614 )

18%

82%

aziende irrigate aziende non irrigate

I rischi dell’agricoltura irrigua

• Crisi quantitativa• Crisi qualitativa


• ineguale distribuzione delle risorse idriche sul territorio nazionale

Compartimenti idrografici

Disponibilità (milioni di m3)

Utilizzazioni (%)

Nord 33.925 65

Centro 7.825 15

Sud-Isole 10.058 20

Italia 51.808 100


• diversa presenza ed efficienza di consorzi di bonifica

• in Puglia sono irrigati 236.000 ettari, di cui circa il 71% con pozzi privati


• sfavorevoli andamenti meteorologici

0

200

400

600

800

1000

1950 1960 1970 1980 1990 2000

mm

/ann

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Pre

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I rischi dell’agricoltura irrigua • sfavorevoli andamenti meteorologici

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

1950 1960 1970 1980 1990 2000

mm

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Defici

t (P

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ET)


l’incidenza di periodi pluriennali di aridità non è rara il rischio è spesso sottovalutato

Pioggia (mm)

Estate Inverno

norma 2002 norma 2002-2003

79.37 145.2 378.3 512.5


• Possibili scenari climatici • al Sud

– più arido• si ridurranno le riserve idriche • aumenteranno i fabbisogni

– aumento dell’evapotraspirazione

• al Nord – inverno più piovoso – estate più secca e irregolare

• potrebbero accentuarsi i fabbisogni irrigui • cambiare il regime delle acque superficiali

– serie storiche per dimensionare le opere di ingegneria idraulica


• Crisi quantitativa• Crisi qualitativa

I rischi dell’agricoltura irrigua • deterioramento della qualità delle acque sotterranee

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

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7.0

8.0

feb-0

1

apr-0

1

giu-0

1

lug-0

1

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1

nov-01

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-02

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-1


0.0

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3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

dS m

-1

• deterioramento della qualità delle acque sotterranee

indice



• il contributo della ricerca agronomica

• ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche

• la valutazione dell’impatto dell’agricoltura

• studio dei rapporti tra ambienti naturali, acqua ed agricoltura

I metodi di studio

del sistema acqua-agricoltura-ambiente

Chi è coinvolto nella protezione ambientale e delle acque?

L’agricoltura – Il suo ruolo è stato sancito dalle varie

leggi in vigore • la loro applicazione pratica è difficile

– mancano le informazioni sul territorio– la totalità dell’acqua di un bacino idrografico si

ripartisce in diversi compartimenti: » l’acqua nell’atmosfera» le acque dolci superficiali» l’acqua trattenuta dal terreno» le acque sotterranee

idrosistema

Approccio multidisciplina

sre

Chi è coinvolto nella protezione ambientale e delle acque?

strumenti giuridici normativi economici

quotetariffe tasse

vanno ristudiati perché sono stati concepiti al di fuori dell’approccio

multidisciplinare

A chi interessa lo studio del sistema acqua-agricoltura-ambiente ?

• La società italiana • La legislazione

– l’acqua è un bene comune della Nazione• deve essere gestito in modo da conciliare

– bisogni – conservazione degli ambienti naturali

– manca il coordinamento tra i testi legislativi• legge delega sposta l’attenzione

– dalla manutenzione e dalla capacità di gestione del sistema acqua-agricoltura-ambiente

– alla creazione di nuove “grandi infrastrutture”

A chi interessa lo studio del sistema acqua-agricoltura-ambiente ?

• Comunità Europea – direttiva quadro sull’acqua per il periodo

2000-2015• si basa su

– decentralizzazione per grandi bacini– concertazione tra i vari utilizzatori– spese di decontaminazione ambientale a carico di

chi inquina

Cosa si chiede alla comunità scientifica ?

• valutare i rischi a corto e a lungo termine – sull’entità delle risorse – sulla qualità dell’acqua

• prevedere le conseguenze delle attuali tecniche colturali

• proporre soluzioni appropriate per preservare gli ambienti naturali e di mettere un freno al loro degrado

• fornire informazioni ai “decision makers”

A chi è indirizzata la domanda di ricerca ?

• Università• CNR • MiPAF• ed inoltre

– autorità di bacino– agenzie

ambientali regionali

– i consorzi di bonifica

• azioni di ricerca– ampliamento delle

conoscenze di base

– applicazioni pratiche

indice







ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche

l’influenza di uno stress idrico sulla resa finale delle colture

30

50

70

90

fioritura allegagione riempimento non-stress

resa

in g

rane

lla(%

del

con

trol

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n.s.

**

n.s.


valutazione di varietà che si adattano al peggioramento della qualità e a volumi ridotti dell’acqua nel terreno

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 2 4 6 8 10

ECe [dS/m]

WU

Eg

[g/k

g]

L1 L2 L3

L4 L5 L6


adattamento delle tecniche colturali (lavorazioni, epoca di semina, frangivento, pacciamatura, ecc.)

alle effettive disponibilità di acqua

0

3

6

9

130 160 190 220 250 280giorni dell'anno

ET(mm/d) ET stagionale culmi secchi

(mm) ( t/ha)I epoca 351 7,6II epoca 135 4,7


determinazione del momento irriguo (prendendo in considerazione le riserve idriche del terreno)

20

60

100

140

45 55 65 75 85 95

giorni dalla semina (mais)

acqu

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(m

m)

TDR da -0.3 a -0.6 m TDR da 0 a -0.3 mgravimetrico da -0.3 a -0.6 m gravimetrico da 0 a -0.3 m

P.A. 1° strato

C.I.C. 1° strato

C.I.C. 2° strato

P.A. 2° strato


fisiologia della pianta

0

0.5

1

1.5

2

-1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

cond

utta

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m/s

)

fava

patata frumento

mais

girasolepomodoro

potenziale idrico fogliare "pre-dawn" (MPa)


la convenienza economica

volume stagionale / ha

valo

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ari /

ha

produzione/haP

costi propri alla produzione

costi di irrigazione

costi fissi di irrigazione

costi proporz. al vol. di irrigaz.

produzione massima/haPm

VopVmce


le tecniche più efficienti per distribuire l’acqua alle aziende e alle colture

indice







impatto dell’attività agricola

• migliorare le conoscenze sugli inquinanti di origine agricola

• (nitrati e pesticidi)

– il loro ciclo nei diversi comparti dell’idrosistema

– la loro tossicità – le conseguenze sui sistemi biologici

• la capacità di autodepurazione dell’ambiente


• restituzione in atmosfera degli inquinanti agricoli– quantificazione dei flussi – distribuzione spaziale – influenza sull’ambiente

• nutrizione riorientato alla riduzione dei rilasci nell’ambiente– colture – animali

• prodotti fitosanitari• esame critico

– le attuali pratiche agricole– certe pratiche agricole concepite per limitare la

contaminazione ambientale


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

giorni dal sovescio

emis

sion

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0

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16

tem

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pioggia (mm d-1) emissione di NH4

temp. aria (°C) rad. globale (MJ m-2 d-1)


• restituzione in atmosfera degli inquinanti agricoli– quantificazione dei flussi – distribuzione spaziale – influenza sull’ambiente

• nutrizione (orientata alla riduzione dei rilasci nell’ambiente)

– colture – animali

• prodotti fitosanitari• esame critico

– le attuali pratiche agricole– certe pratiche agricole concepite per limitare la

contaminazione ambientale

indice







agricoltura - acqua - ambienti naturali

• ruolo degli ambienti naturali nel ridurre l’inquinamento agricolo

• conseguenze delle trasformazioni rurali– lottizzazioni o accorpamenti – viabilità di campagna– drenaggio di zone umide– terrazzamenti– irrigazione

sulla degradazione dell’ambiente naturale

• conseguenze della degradazione dell’ambiente naturale su: – dinamica delle popolazioni– biodiversità

• bio-indicatori – definizione – messa a punto dei protocolli per rilevarli

• cambiamenti del clima sugli ecosistemi • naturali• coltivati

– conseguenze sulla produttività – strategie adatte ai futuri scenari

agricoltura - acqua - ambienti naturali

indice







Conclusione

• la consistenza delle riserve idriche italiane non è drammatica

• vulnerabilità – diffondersi incontrollato dell’irrigazione privata– particolari congiunture meteorologiche

• le informazioni acquisite circa la risposta delle principali colture all’irrigazione non sono tutte applicabili a causa delle condizioni climatiche sempre più instabili

Anno °C

2000

2001

1994

1992

1993

1986

1985

1999

1998

1990

23.2

22.2

22.2

22.1

22.1

22.0

22.0

22.0

22.0

22.0

1951-2002 21,0 °C

Conclusione

• Preoccupante è il peggioramento della qualità dell’acqua – il futuro non sembra migliore– le ricerche sono in forte ritardo

• variabilità delle unità di studio • delicatezza delle misure • dei campionamenti

Conclusione

L’agronomia • finora ha corretto i processi di produzione

– per contenere i consumi idrici la dispersione degli inquinanti nell’ambiente

• in una visione globale, partecipa alla gestione sostenibile delle risorse idriche

• prevenzione attiva – durata – integrità

II Workshop progetto CLIMAGRI“Cambiamenti Climatici e Agricoltura”

II sessione: L’agricoltura come fattore di equilibrio del clima e dell’ambiente

L’acqua e l’ambiente: il contributo della ricerca agronomica

Marcello MastrorilliIstituto Sperimentale Agronomico - Bari

Grazie per la Vostra attenzione

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