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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
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]
Disponibilità per abitante [m3 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]
Disponibilità per abitante [m3 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
anto
1-10
/mag
11-2
0/m
ag
21-3
1/m
ag
1-10
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11-2
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u
21-3
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11-2
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11-2
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t
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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
I rischi dell’agricoltura irrigua
• 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
I rischi dell’agricoltura irrigua
• diversa presenza ed efficienza di consorzi di bonifica
• in Puglia sono irrigati 236.000 ettari, di cui circa il 71% con pozzi privati
I rischi dell’agricoltura irrigua
• sfavorevoli andamenti meteorologici
0
200
400
600
800
1000
1950 1960 1970 1980 1990 2000
mm
/ann
o
Pre
cipit
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i ann
uali
I rischi dell’agricoltura irrigua • sfavorevoli andamenti meteorologici
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
1950 1960 1970 1980 1990 2000
mm
/sta
gion
e in
vern
ale
Defici
t (P
iog
ge –
ET)
I rischi dell’agricoltura irrigua
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
I rischi dell’agricoltura irrigua
• 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
I rischi dell’agricoltura irrigua
• 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
6.0
7.0
8.0
feb-0
1
apr-0
1
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1
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1
nov-01
dic-01
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2
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mag
-02
dS m
-1
I rischi dell’agricoltura irrigua
0.0
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2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
dS m
-1
• deterioramento della qualità delle acque sotterranee
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
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
• 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
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
lo)
n.s.
**
n.s.
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
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
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
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
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
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
a ne
l ter
reno
(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
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
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
nza
stom
atic
a (c
m/s
)
fava
patata frumento
mais
girasolepomodoro
potenziale idrico fogliare "pre-dawn" (MPa)
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
la convenienza economica
volume stagionale / ha
valo
ri m
onet
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
ottimizzazione dell’uso delle risorse idriche
le tecniche più efficienti per distribuire l’acqua alle aziende e alle colture
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
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
impatto dell’attività agricola
• 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
impatto dell’attività agricola
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
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H4
(val
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elat
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0
4
8
12
16
tem
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iogg
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pioggia (mm d-1) emissione di NH4
temp. aria (°C) rad. globale (MJ m-2 d-1)
impatto dell’attività agricola
• 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
• 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
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
• 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
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
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1992
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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