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Irrigazione e fertilizzazione a rateo variabile sulla coltivazione del mais
In un contesto di crescente carenza idrica dovuta ai cambiamenti climatici, per adempiere ai requisiti di politiche sostenibili in materia di risorse idriche è importante supportare la dimostrazione e l’implementazione di tecnologie e pratiche che consentano di ridurre l’utilizzo dell’acqua in agricoltura, soprattutto in quelle zone caratterizzate da una scarsa disponibilità da fonti idriche superficiali.
Le politiche e gli strumenti per ottimizzare gli usi idrici divengono componenti chiave per uno sviluppo sostenibile. Anche in Italia, a causa dei ricorrenti periodi di carenza idrica che hanno colpito negli ultimi anni molte aree storicamente non soggette a scarsità, questi temi stanno divenendo sempre più attuali.
Similmente, l’utilizzo dei concimi e dei fertilizzanti azotati è oggetto di grande attenzione da parte dei legislatori poiché è causa, in caso di cattiva gestione, di diverse ricadute a livello ambientale in termini di inquinamento atmosferico e delle acque superficiali e profonde. Nel contesto lombardo, una buona porzione della superficie agricola è vulnerabile all’inquinamento delle acque da nitrati a causa di elevati input di azoto derivanti in parte dalla zootecnia intensiva; tali apporti interagiscono con sistemi di irrigazione spesso a scorrimento e con suoli con peculiari caratteristiche chimico-fisiche. Risulta quindi imprescindibile una razionalizzazione dell’uso dei fertilizzanti azotati al fine di mantenere stabili le rese, o aumentarle in termini quantitativi e qualitativi, con minori costi sia economici che ambientali per l’imprenditore agricolo e per la collettività.
La maiscoltura ha un ruolo fondamentale nel contesto agricolo lombardo, le rese medie sono spesso ottenute con l’impiego di grandi volumi di acqua (in gran parte della pianura lombarda il mais è ancora oggi irrigato per scorrimento) e alte dosi di fertilizzanti chimici azotati a cui va aggiunto l’azoto derivante dagli effluenti zootecnici.
C'è da dire che, anche utilizzando metodi irrigui più efficienti (aspersione, a goccia) risulta necessario utilizzare strumenti che consentano di supportare una gestione oculata della risorsa idrica, che deve avvenire in momenti e con volumi tali da evitare le perdite per deflusso superficiale e per percolazione profonda, al di sotto della zona esplorata dalle radici delle colture.
In virtù di questa premessa, è nato il progetto SOS-AP (SOluzioni Sostenibili per l’Agricoltura di Precisione) che:
- applica all’irrigazione e fertilizzazione del mais tecniche di agricoltura di precisione appropriate per le aziende lombarde
- dimostra in campo la possibilità di gestire in modo ottimizzato, con il rateo-variabile, l’acqua e l’azoto
- avvalora i benefici ambientali (risparmio idrico, risparmio energetico, maggiore efficienza nell’uso di nutrienti, mitigazione del rischio di contaminazione di acque superficiali e sotterranee) delle tecniche/tecnologie AP (Agricoltura di Precisione), ma anche i benefici economici per l’agricoltore (risparmio energetico, risparmio nell’uso di fertilizzanti, miglioramento delle produzioni).
L’'azienda zootecnica è costituita da 300 ha utili alla produzione di quanto necessario all'alimentazione dei bovini. I campi sono per la maggior parte irrigati tramite impianti per aspersione (pivot, rainger e ippodromi) che distribuiscono l'acqua ogni 4-5 giorni in modo uniforme.
La sperimentazione è stata condotta su un appezzamento di circa 15 ha che ricadeva in due campi attigui. La scelta è stata motivata dalla presenza di diverse tipologie di suoli, così da rendere più differenziabile la quantità di acqua applicata.
La realizzazione del progetto ha richiesto tre passaggi fondamentali:
MONITORAGGIO
- del suolo, per mezzo della caratterizzazione integrata del suolo tramite indagine elettromagnetica, creazione di carte di resistività elettrica e delimitazione delle aree omogenee (indagine 2018).
- della vegetazione, con l’acquisizione di misure spettrali nel visibile e nell’infrarosso tramite satellite (contributo IREA-CNR e Dekalb Fieldview).
- dell’umidità, con l’ausilio di sensori installati in ogni zona omogenea (8 sonde Netsens, per il rilevamento dell’umidità del terreno fino a 40 cm di profondità e una stazione meteo. Le sonde di umidità trasmettono i dati a un server consultabile da remoto. Per il calcolo dell'umidità è stato inoltre utilizzato un modello agro-idrologico (SWAP) che, importando variabili agro-metereologiche, orizzontazione e proprietà del suolo e della coltura, permettono di conoscere, in ogni momento della stagione agraria, il contenuto di acqua disponibile nel suolo.
- della resa, con mappatura georeferenziata alla raccolta.
DECISIONE,
sostenuta dall’utilizzo di mappe di prescrizione e di un modello matematico di bilancio idrologico (IDAGRA) che, affinato e corretto con i dati via via acquisiti, è diventato sempre più affidabile.
ATTUAZIONE, per applicare gli input determinati. A questo proposito il pivot interessato è stato implementato con un pannello di ultima generazione per renderlo capace di variare la distribuzione dell’acqua in zone diverse (irrigazione rateo variabile, VR). La gestione irrigua a rateo variabile è stata effettuata attraverso un pivot al quale è stato possibile modificare la velocità di movimento del braccio articolato (variable speed control). Questo ha consentito di diversificare la piovosità su “spicchi” dell’area irrigata, con un investimento economico per l’adeguamento dell’impianto minore rispetto a quello necessario ad attuare un vero “controllo per zone” (variable zone co trol) che richiede ugelli gestiti singolarmente.
Nel terreno della sperimentazione non è stata attuata una gestione VR (rateo variabile) dell’azoto, che è stato distribuito in modo uniforme. Data la necessità di individuare una soluzione tecnica appropriata ed applicarla in modo efficace in campo, si è ritenuto opportuno concentrare l’attenzione sul solo input irriguo. Tuttavia, i benefici di una somministrazione VR dell’azoto tramite fertirrigazione sono stati valutati per via modellistica. Questo lavoro è stato fatto sulla base della disponibilità per l’ultimo decennio di dati provenienti da varie fonti (ARPA, ERSAF, database aziendale La Canova, immagini da satellite), correlandoli alle variabili agro-meteorologiche, ai volumi irrigui utilizzati, ai suoli, alla gestione agronomica, allo sviluppo della vegetazione.
Con il monitoraggio del suolo, nel terreno del progetto, si sono individuate zone omogenee di gestione (spicchi, parcelle). In due di esse l’irrigazione è stata condotta secondo la pratica aziendale (“parcelle di controllo”), nelle altre due gli input sono stati gestiti con approccio VR, utilizzando sistemi di supporto alle decisioni.
Dal punto di vista economico possiamo riscontrare benefici nel risparmio energetico, nell'uso dei fertilizzanti e nel miglioramento delle produzioni. La mappa della resa a rateo variabile sui campi interessati dalla sperimentazione ha mostrato una variabilità minima tra i valori di resa nei settori di controllo rispetto a quelli gestiti in modo ottimizzato. In particolare possiamo dire che i campi interessati hanno dato una resa media in granella di mais di 174,48 q.li/ha. L'umidità della granella alla raccolta è risultata inferiore (14%) rispetto ai settori di controllo con un conseguente vantaggio nella fase di essiccazione della stessa per lo stoccaggio.
In conclusione le innovazioni sperimentate sull'appezzamento hanno portato a un risparmio idrico di circa il 20% senza perdita di produzione.
Dal punto di vista ambientale i benefici sono da ricercarsi nel risparmio idrico, risparmio energetico, maggiore efficienza nell'uso dei nutrienti, mitigazione del rischio di contaminazione di acque superficiali e sotterranee.
L'innovazione potrebbe essere messa in atto da altre aziende che possiedono sistemi d'irrigazione simili a quelli utilizzati nell'ambito del progetto (pivot, rainger, ippodromi).
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