Stima del carico di nutrienti da attività agricole nelle acque di scorrimento superficiale e nel percolato della Regione Calabria

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1 Stima del carico di nutrienti da attività agricole nelle acque di scorrimento superficiale e nel percolato della Regione Calabria Metodi: Per lo studio in esame sono stati acquisiti i dati provenienti dalla Carta delle Aree di Studio per l Irrigazione CASI 3 (INEA, 1999) redatta per la Regione Calabria. Tale Carta costituisce la carta dell uso del suolo più aggiornata per quanto riguarda le colture agrarie dell intero territorio regionale. La Carta, in formato vettoriale, rappresenta i contorni delle aree aventi uguale uso del suolo redatti in scala 1: (con approfondimenti in scala 1: per le aree irrigue), utilizzando una legenda gerarchica basata su quella adottata nel progetto CORINE Land Cover ma avente un ulteriore dettaglio (quarto livello), relativamente alla classe dei territori agricoli (Appendice 1). Fig.1: Uso del suolo. Sintesi delle stagioni irrigue 1/20

2 Alla carta CASI sono stati aggiunti i quantitativi di concimi azotati e fosfatici utilizzati in agricoltura ricavati dai manuali di Buone Pratiche Agricole (BPA) (Cavazza e Caliandro, 1999; Regione Puglia, ; Regione Campania, 2000). Tali Manuali riportano i quantitativi consigliati di fertilizzanti da applicare in base alle diverse coltivazioni. La scelta di adottare questi valori di concimazione deriva dall assenza di dati certi riferiti alle singole aziende agricole. Le quantità di concimi azotati immessi sui suoli coltivati sono generalmente riportate sotto forma di kg di N mentre quelle riferite ai concimi fosfatici sono riportate sotto forma di kg di P 2 O 5 : è stato perciò necessario calcolare i quantitativi di P netto utilizzando il fattore di conversione: Kg P = kg P 2 O 5 x Per semplificare le elaborazioni successive, non sono state considerate significative (e quindi ritenute) le colture che ricoprono meno dell 1% della superficie regionale (CASI 3) (tab. 1). Coltura Codice Seminativi non irrigui Colture erbacee da pieno campo a ciclo primaverile estivo Colture orticole da pieno campo a ciclo estivo - autunnale o estivo - primaverile Colture orticole da pieno campo a ciclo primaverile - estivo Vigneti irrigui Vigneti non irrigui Frutteti e frutti minori irrigui Frutteti e frutti minori non irrigui Oliveti non irrigui Colture temporanee associate a colture permanenti Tabella 1: Colture significative, dati INEA 2/20

3 Sono stati applicati due approcci a complessità crescente per l individuazione delle quantità di azoto e fosforo immesse nell ambiente. Nelle aree e per le colture ove è apparso appropriato, la presenza di due diverse colture alternate nel corso dello stesso anno è stata tenuta in considerazione sommando i CE delle due colture interessate. Inoltre, quando è stato necessario stimare i CE per colture ove valori non fossero disponibili in letteratura, si è optato per valori alti per il principio di prudenza. Il secondo approccio seguito ha comportato innanzitutto il calcolo delle quantità di azoto e fosforo contenute nei fertilizzanti aggiunti sulle diverse colture per ottenere i raccolti medi, utilizzando la formula: Fij (kg) = Cc ij (kg/ha) x Si (ha) Ove: i = coltura specifica j = N o P F = quantità del nutriente j-simo aggiunto Cc = Concimazione consigliata per la coltura i-sima e relativa al nutriente j-simo S = superficie della coltura i-sima In secondo luogo viene calcolata la Esportazione Netta (EN), ovvero la quantità di nutriente (azoto o fosforo) aggiunto (Fij) che rimane nel suolo, disponibile quindi ad essere dilavato, dopo che le colture ne asportano la quantità richiesta in funzione della biomassa vegetale. A tale scopo si utilizza la formula: ENij = Fij (Aij x Ri) Ove: i = coltura specifica j = N o P EN = esportazione netta (kg) F = quantità del nutriente j-simo aggiunto (kg) A = Asportazione unitaria, ovvero contenuto del nutriente j-simo per unità di biomassa della coltura i-sima (kg/t) R = resa agricola ovvero biomassa prelevata ed esportata riferita alla 3/20

4 coltura i-sima (t) Per il calcolo delle asportazioni delle colture arboree è stato addizionato un fattore che si relaziona alla crescita o/e alle attività fisiologiche annuali dei fusti. A questo fine per l asportazione azotata è stata sommata una quota di base (in kg/ha) che varia da coltura a coltura, mentre per l asportazione fosfatica è stato considerato un fattore correttivo moltiplicativo uguale a 2 (tabb. 2, 3) (Cavazza e Caliandro, 1999). E stato poi necessario tenere in considerazione che l azoto utilizzato è costituito in gran parte da composti in cui il nutriente è presente sotto forma di nitrati o di sali ammoniacali. Questi ultimi tendono a convertirsi abbastanza rapidamente in nitrati caratterizzati da una elevata solubilità. Per quanto riguarda il fosforo va invece considerato che la solubilità dello stesso è molto bassa. Queste considerazioni sono fondamentali allorquando si vuole calcolare la quantità dei due diversi nutrienti, presenti nel suolo agrario, disponibile ad essere solubilizzata. I quantitativi di azoto e fosforo ottenuti in base alle formule sopra esposte sono stati perciò moltiplicati per un fattore 0.8 (per l azoto) e 0.2 (per il fosforo) allo scopo di considerarne solo l aliquota solubile (IRSA-CNR, 1991). La determinazione delle EN è stata adattata ai criteri di classificazione e alla scala della carta uso-suolo utilizzata. Ad una scala di 1: , adottata per la carta CASI 3, l unità minima cartografabile (la superficie minima che può essere rappresentata cartograficamente) è di 25 ettari, mentre per la scala 1: delle aree ad uso irriguo, è di 6,25 ettari. Nelle aree ad orticoltura intensiva, dove assistiamo ad un estrema frammentazione della struttura di uso del suolo, all interno di un poligono di 25 ettari possono coesistere decine di appezzamenti a differente investimento colturale. In tali situazioni, sono state operate delle assunzioni obbligate cercando di creare il grado di errore minore. Si può affermare che, nelle aree irrigue del Mezzogiorno, la verità a terra sull uso reale del suolo agricolo è ottenibile con scale uguali o maggiori all 1: (INEA. 1999). 4/20

5 Resa Azoto Azoto Quota di Surplus Coltura Codice agricola immesso asportato base di N t/ha kg/ha kg/t kg/ha kg/ha Seminativi non irrigui Colture erbacee da pieno campo a ciclo primaverile estivo Colture orticole da pieno campo a ciclo estivo - autunnale o estivo - primaverile Colture orticole da pieno campo a ciclo primaverile - estivo , Vigneti irrigui , , ,5 Vigneti non irrigui , , ,5 Frutteti e frutti minori irrigui Frutteti e frutti minori non irrigui , , , ,5 Oliveti non irrigui Colture temporanee associate a colture permanenti Tabella 2: Coefficienti adottati per il calcolo dell esportazione netta di azoto 5/20

6 Coltura Codice Resa agricola t/ha Fosforo (P2O5) immesso kg/ha Fosforo (P2O5) asportato kg/t Coefficiente correttivo Surplus di P2O5 kg/ha Surplus di P kg/ha Seminativi non irrigui ,5-47,5 20,73 Colture erbacee da pieno campo a ciclo primaverile estivo Colture orticole da pieno campo a ciclo estivo - autunnale o estivo - primaverile Colture orticole da pieno campo a ciclo primaverile - estivo Vigneti irrigui ,6-20 8, , ,7-65 9, ,5 75 0, ,57 Vigneti irrigui non ,5 75 0, ,57 Frutteti e frutti minori irrigui Frutteti e frutti minori non irrigui , , , ,82 Oliveti non , ,99 6/20

7 irrigui Colture temporanee associate colture permanenti a ,5-47,5 20,73 Tabella 3: Coefficienti adottati per il calcolo dell esportazione netta di fosforo Una ulteriore elaborazione dei dati ottenuti è stata l aggiunta della distribuzione temporale per le concimazioni, in relazione alle diverse fasi fenologiche della coltura ed alle diverse lavorazioni del suolo. I riferimenti sui periodi di concimazione sono stati ricavati dai manuali di BPA e, al fine di ottenere delle mappe tematiche con suddivisione stagionale, l annata agraria è stata suddivisa in quattro trimestri secondo lo schema: 1 trimestre: settembre novembre 2 trimestre: dicembre febbraio 3 trimestre: marzo maggio 4 trimestre: giugno agosto Le quantità di azoto e fosforo così ottenute sono state, in seguito, rapportate alle precipitazioni meteorologiche ed è stato stimato l accumulo nelle acque di scorrimento superficiale e di infiltrazione. Per questo scopo l intero territorio calabrese è stato suddiviso in griglie con celle di 5 kmq alle quali è stato associato lo studio del bilancio idrologico. Queste griglie hanno permesso il calcolo delle percentuali di azoto e fosforo che si possono ritrovare nelle acque superficiali o in acque di falda ed in seguito la stima dei carichi di questi nutrienti e delle loro concentrazioni nei quattro trimestri. Le diverse fasi del lavoro possono essere, quindi, così sintetizzate: - acquisizione della carta dell uso reale del suolo per l individuazione delle diverse classi di coltura; - acquisizione delle stime di utilizzo di fertilizzanti con indicazione della qualità, quantità e distribuzione geografica; 7/20

8 - calcolo (sulla base dei precedenti due punti) degli input di concime su base geografica; - reperimento in bibliografia e presso esperti dei coefficienti di assunzione di azoto e fosforo (quantità di N e P assunta e sequestrata per unità di biomassa) da parte delle diverse colture; - calcolo dei coefficienti di rilascio di azoto e fosforo ( quantità di N e P in surplus, tenendo conto degli input come fertilizzanti e delle quantità assunte dalla biomassa) per tipo di coltura; - acquisizione di informazioni georeferenziate relative al bilancio idrico ( in particolare stima delle quantità di deflusso superficiale e di infiltrazione); - calcolo delle diverse aliquote del surplus di concime presenti nel deflusso superficiale e nel percolato; - rappresentazione cartografica di sintesi. Nel seguito si riportano le figg. Rappresentanti i carichi di nitrati e fosfati per le diverse stagioni irrigue (figg.2-9). 8/20

9 Fig.2: Carichi di Nitrati_I trimestre (settembre-novembre) 9/20

10 Fig.3: Carichi di Nitrati_II trimestre (dicembre-febbraio) 10/20

11 Fig.4: Carichi di Nitrati _III trimestre (marzo-maggio) 11/20

12 Fig.5 Carichi di Nitrati _IV trimestre (giugno-agosto) 12/20

13 Fig.6: Carichi di Fosfati_I trimestre (settembre-novembre) 13/20

14 Fig.7: Carichi di Fosfati_II trimestre (dicembre-febbraio) 14/20

15 Fig.8: Carichi di Fosfati_III trimestre (marzo-maggio) 15/20

16 Fig.9 Carichi di Fosfati_IV trimestre (giugno-agosto) 16/20

17 Appendice 1: Legenda CASI3 2.1 Seminativi Superfici coltivate regolarmente arate e generalmente sottoposte ad un sistema di rotazione. (Cereali, leguminose in pieno campo, colture foraggiere, coltivazioni industriali erbacee, radici commestibili e maggesi) Seminativi non irrigui Vi sono inclusi i seminativi semplici, compresi gli impianti per la produzione di piante medicinali, aromatiche e culinarie e le colture foraggiere (prati artificiali), ma non i prati stabili. La caratteristica non irriguo è riferita al momento della ripresa satellitare in quanto, molto spesso, anche nelle aree attrezzate per l irrigazione vengono praticate colture in asciutto stante la mancanza d acqua Seminativi in aree irrigue Colture irrigate stabilmente e periodicamente. La maggior parte di queste colture non potrebbe realizzarsi senza l apporto artificiale di acqua Colture erbacee da pieno campo a ciclo primaverile - estivo (Barbabietola da zucchero, Tabacco, Girasole, Mais, Sorgo, Cotone, Foraggiere) Colture orticole da pieno campo a ciclo estivo - autunnale o estivo - primaverile [Cavoli, Sedano, Finocchio, Colture in foglia (Lattughe, Cicorie, Indivie, Scarola, Spinacio, Bietola), Carciofo] Colture orticole da pieno campo a ciclo primaverile - estivo (Pomodori, Peperoni, Melanzane, Cocomeri, Meloni, Zucchine, Fagioli, Fragole, Asparagi) Vivai Colture in serra e sotto plastica Risaie 17/20

18 2.2 Colture permanenti Colture non soggette a rotazione che forniscono più raccolti e che occupano il terreno per un lungo periodo prima dello scasso e del reimpianto: si tratta per lo più di colture legnose. Sono esclusi i prati, i pascoli e le foreste Vigneti. Superfici investita a vigna Vigneti irrigui Vigneti non irrigui Frutteti e frutti minori Impianti di alberi o arbusti fruttiferi. Colture pure o miste di specie produttrici di frutta o alberi da frutto in associazione con superfici stabilmente erbate. I frutteti di superficie inferiore a 1,5 ha compresi nei terreni agricoli (prati stabili o seminativi) ritenuti importanti sono da comprendere nella classe I frutteti con presenza di diverse associazione di alberi sono da includere in questa classe Frutteti e frutti minori irrigui Frutteti e frutti minori non irrigui Oliveti Superfici investita a olivo, comprese particelle a coltura mista di olivo e vite Oliveti irrigui Oliveti non irrigui 2.3 Prati stabili (Foraggere permanenti) Superfici a copertura erbacea densa a composizione floristica rappresentata principalmente da graminacee non soggette a rotazione. Sono per lo più pascolate, ma il foraggio può essere raccolto meccanicamente. Ne fanno parte i prati permanenti e temporanei. Sono comprese inoltre aree con siepi Prati stabili irrigui 18/20

19 2.3.2 Prati stabili non irrigui Le colture foraggere (prati artificiali inclusi in brevi rotazioni) sono da classificare come seminativi non irrigui (2.1.1.) o nella classe Zone agricole eterogenee Colture temporanee associate a colture permanenti Colture temporanee (seminativo o foraggere) in associazione con colture permanenti sulla stessa superficie. Sono comprese aree miste, ma non associate, di colture temporanee e permanenti quando queste ultime coprono meno del 25% della superficie totale Sistemi colturali e particellari complessi Mosaico di Appezzamenti singolarmente non cartografabili con varie colture temporanee, prati stabili e colture permanenti occupanti ciascuno meno del 75% della superficie dell elemento cartografato Aree prevalentemente occupate da coltura agrarie con presenza di spazi naturali importanti Le colture agrarie occupano più del 25% e meno del 75% della superficie totale dell elemento cartografato Aree agroforestali 19/20

20 Bibliografia: Cavazza L., Calandro A. (1999). Guida alla formulazione della concimazione delle principali colture in Puglia. INEA Istituto Nazionale di Economia Agraria (QCS 1994/99). Programma Operativo Multiregionale: Ampliamento e adeguamento della disponibilità e dei sistemi di adduzione e di distribuzione delle risorse idriche nelle Regioni dell Obiettivo 1, Sottoprogramma III Misura 3: Studio sull'uso irriguo della risorsa idrica, sulle produzioni agricole irrigate e sulla loro redditività. Reg (CEE) n. 2081/93. IRSA-CNR (1991).Valutazione dei carichi inquinanti potenziali per i principali bacini idrografici italiani. Quaderno n. 90, Roma. Regione Puglia - Assessorato Agricoltura, Foreste, Alimentazione, Riforma Fondiaria, Caccia, Pesca e Acquicoltura Piano di Sviluppo Rurale (2000/2006). Allegato 2: Norme per la Buona Pratica Agricola. Regione Campania (2000). Guida alla concimazione: metodi, procedure e strumenti per un servizio di consulenza. Manuali /20