Università degli Studi di Firenze Dipartimento di Economia, Ingegneria, Scienze e Tecnologie Agrarie e Forestali

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1 Università degli Studi di Firenze Dipartimento di Economia, Ingegneria, Scienze e Tecnologie Agrarie e Forestali Sezione Ingegneria dei Biosistemi Agrari e Forestali Comparazione dell Efficacia Agronomica ed Economica dell Irrigazione Effettuata con Macchine Irrigatrici Semoventi e Linee Gocciolanti Graziano Ghinassi (Responsabile Scientifico) RAPPORTO FINALE

2 Università degli Studi di Firenze Dipartimento di Economia, Ingegneria, Scienze e Tecnologie Agrarie e Forestali Sezione Ingegneria dei Biosistemi Agrari e Forestali Progetto di ricerca COMPARAZIONE DELL EFFICACIA AGRONOMICA ED ECONOMICA DELL IRRIGAZIONE EFFETTUATA CON MACCHINE IRRIGATRICI SEMOVENTI E LINEE GOCCIOLANTI Rapporto finale Responsabile scientifico: Graziano Ghinassi Marzo 2012 Via San Bonaventura Firenze (FI) - Italy Tel / Fax

3 Collaborazioni per l esecuzione del progetto Dott. Agr. Stefano Cecchi Aspetti agronomici Dott. Agr. Luca Zammarchi Aspetti economici Supporto tecnico scientifico Laboratorio Nazionale dell Irrigazione (LNI) Università di Pisa Ringraziamenti La ricerca è stata resa possibile grazie alla collaborazione di 9 aziende agricole del centro-nord Italia, dell Azienda Agricola Regionale per il Collaudo e il Trasferimento dell Innovazione di Cesa in Val di Chiana (AR) e del Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro-Ambientali (CIRAA) Enrico Avanzi di Pisa.

4 INDICE 1 - INTRODUZIONE Origine del progetto Struttura del progetto Struttura del report ASPETTI AGRONOMICI Metodologia di analisi Risultati e discussione Analisi dei dati Bibliografia ASPETTI ECONOMICI Metodologia di analisi Risultati e discussione Fattori aziendali influenti sulla scelta del metodo irriguo Bibliografia EFFICIENZA DELL IRRIGAZIONE Metodologia di analisi Risultati e discussione Bibliografia CONCLUSIONI ALLEGATI i

5 1 - INTRODUZIONE 1.1 Origine del progetto Il progetto nasce dalla richiesta formulata dall Associazione Macchine Irrigatrici Semoventi al DEI- STAF dell Università di Firenze, al termine dei lavori del progetto di ricerca SEAgrIT 1, relativo al bando Razionalizzazione degli impieghi irrigui per la gestione sostenibile delle risorse idriche regionali, in esecuzione del decreto dell Agenzia Regionale per lo Sviluppo e l Innovazione nel settore Agricolo e Forestale (ARSIA) n. 437 del 7 settembre L iniziativa era motivata dall insorgenza di problemi legati alla scarsità idrica che stavano preoccupando sempre più il settore agricolo, al punto che il risparmio idrico in agricoltura, o meglio l uso razionale dell acqua, era diventato una priorità assoluta. Il progetto aveva il compito di valutare, nelle principali aree irrigue della Toscana, i prelievi idrici per l irrigazione, i fabbisogni irrigui annui specifici e i costi dell irrigazione delle principali colture. I lavori furono svolti dai dipartimenti di Agronomia (DISAT) ed Economia (DEART) dell Università di Firenze, e dal Dipartimento di Agronomia dell Università di Pisa (DAGA) attraverso la struttura del Laboratorio Nazionale dell Irrigazione (LNI). Il supporto alle attività in campo fu compito delle organizzazioni professionali di categoria (CIPA-AT, IRIPA, ERATA) e dell Unione Regionale per le Bonifiche, l Irrigazione e l Ambiente della Toscana (URBAT). Il progetto si sviluppò su un campione di aziende sotto il coordinamento scientifico dell allora Dipartimento di Ingegneria Agraria e Forestale, oggi DEISTAF, dell Università di Firenze. Fu rilevato come, limitatamente ai casi studio esaminati e nelle condizioni ordinarie di progettazione e di utilizzo dei sistemi microirrigui e ad aspersione, le risposte potessero essere simili in termini di produzione commerciale, produzione lorda vendibile (PLV) e volumi irrigui stagionali distribuiti, pur non essendo mai stati messi a confronto diretto all interno della stessa azienda e sulla stessa coltura, ma rilevati negli stessi ambiti agro-climatici. Rispetto ai volumi irrigui stagionali somministrati (GIR) e ai fabbisogni irrigui netti calcolati (NIR), le differenze erano minime o a vantaggio dei sistemi a pioggia in molti casi, mentre crescevano a svantaggio dei sistemi localizzati se si assumevano delle soglie del parametro DUlq ritenute ragionevoli in base agli standard attuali e alle capacità medie degli agricoltori. Analogamente, i valori di PLV erano simili, mentre il costo dell irrigazione è sempre stato inferiore per i sistemi a pioggia, nonostante i maggiori costi per l energia riscontrati soprattutto nelle vecchie macchine irrigatrici semoventi ad ala avvolgibile. I risultati del progetto SEAgrIT fornirono lo spunto per un dibattito trasversale sulla necessità di formulare indicazioni chiare ad uso delle figure che operano a vario titolo nel settore dell irrigazione, sul significato degli aspetti legati alla pratica irrigua, dalla progettazione alla gestione degli impianti, al fine di migliorarne la performance complessiva sia in termini di utilità collettiva (risparmio di risorse, acqua ed energia), sia di beneficio aziendale (incremento del reddito netto). Gli spunti furono raccolti anche da AMIS per verificare le performance dei semoventi ad ala avvolgibile (rotoloni) in confronti diretti con i sistemi a goccia, da svolgere in aziende che normalmente utilizzano entrambi i sistemi sulla stessa coltura sotto la gestione della stessa figura professionale. 1.2 Struttura del progetto Il DEISTAF fu incaricato di redigere un progetto di ricerca pluriennale sulle modalità di svolgimento del confronto, impostato sulla pratica irrigua ordinaria in aziende normali per dimensioni, forma di conduzione e ordinamento colturale. In queste condizioni si dovevano indagare le prestazioni in termini agronomici (resa commerciale, qualità del prodotto, bilancio idrico stagionale), economici (PLV, costi dell irrigazione), impiantistici e gestionali (efficienze). Per aumentare l attendibilità dei risultati, fu ritenuto necessario che alcune caratteristiche fossero comuni a tutte le aziende: -conduzione da parte di agricoltori esperti e capaci, che avessero piena confidenza con entrambi i sistemi in forza di un utilizzo consolidato nel tempo; -che non avessero preferenze per un metodo rispetto all altro; -che l obiettivo, dichiarato, fosse la massimizzazione del reddito netto; -che le strategie irrigue fossero finalizzate al raggiungimento della massima produzione e quindi al pieno reintegro dei consumi evapotraspirativi. Alle 9 aziende ordinarie del nord Italia, con indirizzo produttivo prevalente orticolo-industriale, superficie da 50 a 170 ettari e conduzione diretta, individuate in collaborazione con AMIS, furono aggiunte due aziende di proprietà di Enti pubblici di ricerca (CIRAA) e di collaudo e trasferimento dell innovazione (ARSIA) situate in Toscana (Figura 1.1). 1 Progetto SEAgrIT (2008) 1

6 Figura Localizzazione dei casi di studio esaminati L attività di ricerca è stata svolta nelle stagioni irrigue su colture rappresentative del contesto produttivo nel quale operano le aziende che hanno aderito al progetto. Per motivi logistici, cinque aziende non hanno potuto allestire gli impianti a goccia, per cui in quelle aziende si sono raccolti ed elaborati soltanto i dati relativi al metodo a pioggia. Il lavoro è strutturato per casi di studio, descritti in dettaglio in schede individuali. Un caso di studio è costituito da una coltura irrigata durante una stagione. Complessivamente sono stati prodotti 20 casi studio, 15 dei quali in confronto. La sintesi è riportata in Tabella 1.1. Tabella Riepilogo schede rilevate Coltura Solo Rotolone Confronto Rotolone/Goccia Totale totale schede 1 Bietola Cipolla Mais granella Mais insilato Patata Pomodoro Tabacco Totale Lo studio così impostato era volto principalmente ad apprezzare gli aspetti operativi e l adeguatezza pratica dei due metodi allo specifico contesto agronomico, economico e tecnico (disponibilità di nuove tecnologie impiantistiche, capacità tecnica degli agricoltori). Tutti i dati agronomici ed economici esposti nel seguito, sono riferiti all ettaro. 1.3 Struttura del report Il lavoro è organizzato in 4 sezioni: le prime tre riguardano gli obiettivi della ricerca, ovvero gli aspetti del confronto agronomico (Sezione 2), economico (Sezione 3) e impiantistico gestionale (Sezione 4). La quarta è dedicata alle conclusioni. Ciascuna sezione tematica è organizzata in due parti: la prima descrive la Metodologia di analisi adottata, la seconda riguarda i risultati ottenuti con la metodologia utilizzata e la loro discussione. Le Conclusioni riportano le valutazioni sulle risultanze della ricerca. E importante sottolineare che la limitatezza del campione aziendale non autorizza la formulazione di giudizi di merito generalizzabili, ma solo valutazioni che, pur se sicuramente valide solo per i casi studio, rappresentano un valido supporto alla sostenibilità di una discussione ragionata dei temi trattati. 2

7 2 ASPETTI AGRONOMICI 2.1 Metodologia di analisi Nel corso di tre campagne irrigue successive (2009, 2010 e 2011) sono state effettuate indagini a scala aziendale finalizzate alla valutazione dell efficacia agronomica delle irrigazioni di colture erbacee di pieno campo effettuate con macchine irrigatrici semoventi e linee gocciolanti. Sono state esaminate le seguenti colture: cipolla, patata, pomodoro da industria, barbabietola da zucchero, mais da granella, mais da insilato, tabacco, coltivate in differenti agro-ambienti dell Italia centro-settentrionale, ovvero ambienti di coltivazione caratterizzati da differenti tipologie di suolo e differenti andamenti termo-pluviometrici, in particolare per quanto riguarda le altezze di pioggia cadute durante i periodi di coltivazione (Tabella 2.1). Tabella 2.1 Aspetti agro-ambientali delle unità colturali esaminate. Anno Azienda Coltura Metodo Suolo Pioggia (mm) 2009 AR-1 Pomodoro Ind. Aspersione Argilloso AR-1 Pomodoro Ind. Goccia Argilloso BO-1 Patata Aspersione Argilloso BO-2 Cipolla Aspersione Medio impasto argilloso BO-2 Cipolla Goccia Medio impasto argilloso BO-3 Cipolla Aspersione Medio impasto sabbioso CR-1 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto argilloso FE-1 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto FE-1 Pomodoro Ind. Goccia Medio impasto argilloso FE-2 Barbabietola Zucc. Aspersione Medio impasto organico FE-2 Mais Aspersione Medio impasto organico PI-1 Mais Insilato Aspersione Medio impasto PI-1 Mais Insilato Goccia Medio impasto PR-1 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto argilloso PR-1 Pomodoro Ind. Goccia Medio impasto VR-1 Tabacco Aspersione Medio impasto sabbioso VR-1 Tabacco Goccia Medio impasto sabbioso AR-1 Tabacco Aspersione Argilloso AR-1 Tabacco Goccia Argilloso BO-2 Cipolla Aspersione Argilloso BO-2 Cipolla Goccia Argilloso FE-3 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto FE-3 Pomodoro Ind. Goccia Medio impasto PI-1 Mais Insilato Aspersione Medio impasto sabbioso PI-1 Mais Insilato Goccia Medio impasto sabbioso PR-1 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto argilloso PR-1 Pomodoro Ind. Goccia Medio impasto argilloso VR-1 Tabacco Aspersione Medio impasto sabbioso VR-1 Tabacco Goccia Medio impasto sabbioso BO-2 Cipolla Aspersione Medio impasto argilloso BO-2 Cipolla Goccia Medio impasto argilloso PR-1 Pomodoro Ind. Aspersione Medio impasto PR-1 Pomodoro Ind. Goccia Medio impasto argilloso VR-1 Tabacco Aspersione Sabbioso VR-1 Tabacco Goccia Medio impasto 94 3

8 Per le colture erbacee di pieno campo realizzate negli agro-ambienti dell Italia centrosettentrionale, l irrigazione ha lo scopo di soddisfare completamente il fabbisogno idrico-nutrizionale delle piante in ciascuna fase del ciclo colturale al fine di realizzare la massima produzione, sia dal punto di vista quantitativo, sia da quello qualitativo. Con la loro coltivazione le aziende puntano ad ottenere le maggiori produzioni della migliore qualità, il solo risultato produttivo funzionale al conseguimento di una adeguata redditività dei processi colturali. Per ottenere questi risultati produttivi è necessario che le colture siano completamente soddisfatte relativamente alle loro esigenze idriche, ovvero in nessuna fase del ciclo colturale le piante devono subire stress idrico. Il contesto agronomico-produttivo in cui si sono svolte le indagini aziendali risulta pertanto definito dai seguenti aspetti tecnico-colturali: - colture erbacee di pieno campo; - differenti agro-ambienti dell Italia centro-settentrionale; - obiettivo delle coltivazioni è la massima resa della migliore qualità; - non sono ammessi stress idrici; - la disponibilità di acqua per l irrigazione è completa. E in questo ambito agronomico-produttivo che devono essere contestualizzati e valutati i risultati emersi dall analisi degli aspetti agronomici connessi con l irrigazione delle unità colturali esaminate. Gli aspetti specificamente indagati, perché funzionali alla valutazione dell efficacia agronomica dei metodi irrigui adottati nei cicli colturali esaminati, sono stati i volumi di acqua distribuiti e le produzioni ottenute. Sono state rilevate le fasi dei cicli colturali in cui sono stati fatti gli adacquamenti (momenti di intervento). I volumi irrigui distribuiti da ciascun impianto sono stati misurati per mezzo di contatori volumetrici. Questi parametri sono stati confrontati con i fabbisogni irrigui, determinati attraverso la compilazione del bilancio idrologico delle unità colturali indagate, tenendo conto delle caratteristiche idrologiche del suolo, delle specifiche condizioni meteo-climatiche verificatesi durante il periodo di coltivazione, delle caratteristiche delle colture relativamente a fabbisogni idrici e profondità di sviluppo degli apparati radicali nei diversi momenti del ciclo colturale, e tenendo conto delle piogge cadute durante i periodi di coltivazione. E stata utilizzata una forma semplificata di bilancio idrologico che stima la dotazione idrica iniziale del terreno e valuta gli ingressi (irrigazione, pioggia utile) e le perdite (evapotraspirazione) di acqua dell unità colturale. La riserva idrica iniziale del suolo è stata considerata esaurita all inizio dei cicli colturali, mentre per quanto riguarda la risalita capillare la falda è stata considerata profonda e non influente sul bilancio. La pioggia utile (Pu) è stata valutata come (USDA SCS, 1970): Pu = fc (1,253 P 0,824-2,935) (10 0,001 ETc ) dove: fc: fattore di correzione che dipende dalla riserva idrica utilizzabile; P: pioggia cumulata (mm); ETc: evapotraspirazione dell'unità colturale nel periodo di riferimento (mm). I fabbisogni irrigui determinati attraverso la compilazione del bilancio idrologico delle unità colturali rappresentano pertanto il cumulo dell acqua evapotraspirata dalle piante durante le fasi irrigate del loro ciclo colturale, al netto di eventuali apporti idrici naturali (piogge utili). I fabbisogni idrici delle colture sono stati calcolati considerando l evapotraspirazione potenziale di riferimento (ETo). La evapotraspirazione effettiva (ETc) delle diverse colture nelle specifiche condizioni meteoclimatiche di coltivazione è stata calcolata moltiplicando la evapotraspirazione potenziale giornaliera (ETog) per i coefficienti colturali (kc) specifici per coltura e fase fenologica (Bertolacci, 2006). La metodologia adottata è sostanzialmente quella FAO, nella versione più aggiornata proposta nel 1998 con l Irrigation and Drainage Paper n. 56 (Allen et al., 1998). Rispetto alla metodologia FAO, la quale per la determinazione della ETo suggerisce il ricorso alla formula di Penman-Monteith, nel presente studio la ETo è stata valutata con l applicazione della formula di Hargreaves (Hargreaves e Samani, 1985). La scelta è stata fatta per ragioni pratiche, in quanto non era possibile reperire tutti i dati meteo giornalieri necessari per la corretta applicazione della formula di 4

9 Penman-Monteith per tutte le stazioni rappresentative delle aree in studio. La formula di Hargreaves si applica su base giornaliera e ha il vantaggio di richiedere la conoscenza della sola temperatura: ET o H C * Ra *( T 17.8)* T T max min dove ETo è il flusso evapotraspirativo, C è una costante empirica pari a 0,0023, Ra è la radiazione solare extraterrestre in mm di acqua evaporata, T, T max e T min sono rispettivamente la temperatura media, massima e minima dell aria. Uno dei principali limiti della formula di Hargreaves è la tendenza a sovrastimare i valori di ETo, soprattutto nelle aree interne in climi sub umidi. Studi sul confronto tra i due metodi in ambienti climaticamente simili a quelli in cui si sono svolte le ricerche (Del Monte et al., 1999; Lena e Acutis, 2002, Viglione, 2004; Ghinassi et al., 2010), indicano un range di sovrastima rispetto alla formula di Penman-Monteith il cui valore medio si attesta intorno al 10% e che è stato utilizzato in questo lavoro. Un altro aspetto da considerare nel calcolo agro-climatico, e quindi nella valutazione di surplus o deficit, è l influenza del metodo irriguo sulla componente evaporativa. Secondo la metodologia FAO descritta nell Irrigation and Drainage Paper n. 56, con il metodo a goccia l evaporazione risulta ridotta rispetto al sistema a pioggia per effetto del bagnamento parziale della superficie del terreno, mediamente intorno al 30-40% della superficie totale. La riduzione è tanto più marcata quanto minore è la copertura del suolo da parte della vegetazione 2. Il calcolo della minore perdita di acqua è piuttosto complesso e dipende da diversi fattori, tra cui la specie coltivata e la durata delle varie fasi del ciclo colturale 3. Si è perciò ritenuto opportuno considerare questa caratteristica del metodo a goccia soltanto nella valutazione del reintegro stagionale della ETc del pomodoro da industria e del tabacco 4 (NIR ridotto rispettivamente del 15 e del 5 %). Per i calcoli evapotraspirativi sono stati utilizzati i valori giornalieri dei parametri richiesti dalla formula di Hargreaves, rilevati nelle stazioni meteo dei servizi meteorologici regionali di riferimento più vicine alle aree di indagine: Servizio Idro-Meteo-Clima ARPA-SIMC (Regione Emilia-Romagna, 2007); Centro Meteorologico ARPAV Regione Veneto; Servizio Meteorologico ARSIA Regione Toscana (Giannini e Bagnoni, 2000), mentre i mm di pioggia caduti durante i periodi di coltivazione e necessari per la compilazione dei bilanci idrici colturali sono stati misurati per mezzo di pluviometri posizionati in prossimità delle unità colturali rilevate. Per quanto riguarda le produzioni, queste sono state indagate relativamente alle quantità raccolte e commercializzate (resa al campo e resa commerciale) e agli specifici aspetti qualitativi delle produzioni stesse. 2.2 Risultati e discussione Vengono riportati i risultati dell analisi degli aspetti agronomici connessi con l irrigazione eseguita con macchine semoventi (irrigazione per aspersione) e linee gocciolanti stagionali (irrigazione a goccia) sulle 35 unità colturali esaminate nel corso delle campagne irrigue 2009, 2010 e I dati relativi a volumi irrigui e produzioni, rilevati nel corso delle indagini aziendali e presentati di seguito come risultati degli aspetti agronomici connessi con l irrigazione, vanno intesi come segue: Volumi irrigui: Distribuito azienda: volume totale di acqua distribuito dall azienda nel corso della campagna irrigua, espresso in mm (fabbisogno irriguo lordo, GIR 5, influenzato dall efficienza del sistema, SE 6 ). Calcolo agro-climatico: fabbisogno irriguo del ciclo colturale calcolato su base agro-climatica (metodologia FAO) attraverso la compilazione del bilancio idrologico dell unità colturale, espresso in mm (fabbisogno irriguo netto, NIR 7 ) % fase iniziale, 10-80% fase di sviluppo, % pieno sviluppo, 80-20% fine ciclo 3 Si veda FAO Irrigation and Drainage Paper n. 56, 1998, pp Nel caso della cipolla, non erano previste porzioni di suolo non bagnate 5 Gross Irrigation Requirement 6 System Efficiency 7 Net Irrigation Requirement 5

10 Surplus/Deficit irriguo: differenza tra il volume di acqua distribuito dall azienda con l irrigazione e il fabbisogno irriguo calcolato dell unità colturale 8, espresso in mm. Irrigazioni: numero totale di adacquamenti effettuati nel corso della campagna irrigua. Produzione: Raccolta: produzione totale raccolta dal campo, espressa in q/ha. Scarto: produzione raccolta non commercializzabile per difetti merceologici (prodotto non maturo, marcio, piccolo calibro), espresso come % della produzione raccolta. Commerciale: produzione raccolta e conferita al canale commerciale; rappresenta la produzione totale raccolta al netto dello scarto, espressa in q/ha. I dati di produzione del pomodoro da industria e della barbabietola da zucchero sono accompagnati da specifiche informazioni relative ad aspetti qualitativi delle produzioni stesse (Brix per il pomodoro da industria; grado polarimetrico-zuccherino per la barbabietola da zucchero). Di seguito sono riportati gli schemi aziendali riassuntivi dei quindici confronti agronomici tra sistema ad aspersione e sistema a goccia. Azienda AR-1; anno 2009; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. Il confronto fra l irrigazione con macchina semovente e linee gocciolanti è stato realizzato su 2 appezzamenti a tessitura argillosa coltivati presso l Azienda Agricola Regionale di Cesa in provincia di Arezzo. L irrigazione è stata gestita con la compilazione giornaliera del bilancio idrologico delle unità colturali, effettuato sulla base dei dati meteo quotidianamente rilevati dalla stazione meteorologica aziendale. Le produzioni sono risultate equivalenti in termini quantitativi e qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm - - Surplus/Deficit irriguo mm - - Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Brix Bx Azienda BO-2; anno 2009; cipolla; confronto aspersione-goccia. L azienda ha gestito l irrigazione delle unità colturali a confronto con surplus irrigui consistenti per entrambi i sistemi di irrigazione, ma quasi doppi per l irrigazione a goccia rispetto all aspersione. Stesso ordine di grandezza per quanto riguarda il numero di adacquamenti. Le produzioni ottenute sono risultate equivalenti sotto tutti gli aspetti. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Azienda FE-1; anno 2009; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. Il confronto è stato realizzato su 2 appezzamenti in provincia di Ferrara caratterizzati da suoli di 8 Per la corretta interpretazione di questo parametro, si veda il paragrafo 2.1 6

11 medio impasto ad alto contenuto in sostanza organica. Con l irrigazione per mezzo di linee gocciolanti l azienda non è riuscita a determinare un contenuto di acqua nello spessore di assorbimento radicale ottimale per tutto il ciclo colturale; con l aspersione è stata invece realizzata una gestione dell irrigazione efficiente dal punto di vista del volume irriguo distribuito, sostanzialmente corrispondente al fabbisogno calcolato, ed efficace ai fini produttivi. Le produzioni sono risultate differenti in termini quantitativi e qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Brix Bx Azienda PI-1; anno 2009; mais da insilato; confronto aspersione-goccia. Il confronto è stato realizzato su 2 appezzamenti coltivati con mais da insilato presso il Centro Ricerche Aro-Ambientali E. Avanzi a S. Piero a Grado in provincia di Pisa. L irrigazione è stata gestita con la compilazione giornaliera del bilancio idrologico delle unità colturali, sulla base dei dati meteo quotidianamente rilevati dalla stazione meteorologica aziendale. Le produzioni sono risultate equivalenti in termini quantitativi e qualitativi. Volumi irrigui Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm - - Surplus/Deficit irriguo mm - - Irrigazioni n Produzione Raccolta q/ha Azienda PR-1; anno 2009; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. Il confronto ha riguardato 2 appezzamenti coltivati con pomodoro da industria datterino in provincia di Parma. L azienda ha gestito l irrigazione dell unità colturale irrigata a goccia con un surplus irriguo consistente, mentre con l aspersione è stata distribuito un volume irriguo totale sostanzialmente corrispondente al fabbisogno irriguo calcolato. Dovendo garantire la concimazione della coltura irrigata a goccia con la fertirrigazione, su questo appezzamento l azienda è intervenuta con 14 adacquamenti rispetto ai 4 dell unità colturale irrigata per aspersione. Le produzioni sono risultate differenti in termini quantitativi, in quanto una grandinata in post-trapianto ha compromesso la resa commerciale del prodotto irrigato per aspersione. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Brix Bx

12 Azienda VR-1; anno 2009; tabacco; confronto aspersione-goccia. Il confronto ha riguardato 2 appezzamenti in provincia di Verona, caratterizzati da suolo di medio impasto ad alto contenuto di sabbia. L azienda ha gestito l irrigazione dell unità colturale irrigata a goccia con un surplus irriguo consistente, mentre con l aspersione è stata distribuito un volume irriguo totale sostanzialmente corrispondente al fabbisogno irriguo calcolato. Le produzioni sono risultate equivalenti in termini quantitativi e qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Volumi irrigui Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Produzione Raccolta q/ha Azienda AR-1; anno 2010; tabacco; confronto aspersione-goccia. Per la campagna irrigua 2010 il confronto presso l Azienda Agricola Regionale di Cesa è stato realizzato su 2 appezzamenti a tessitura argillosa. L irrigazione è stata gestita con la compilazione giornaliera del bilancio idrologico delle unità colturali, sulla base dei dati meteo giornalmente rilevati dalla stazione meteorologica aziendale. Le produzioni sono risultate differenti in termini quantitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Volumi irrigui Calcolo agro-climatico mm - - Surplus/Deficit irriguo mm - - Irrigazioni n Produzione Raccolta q/ha Azienda BO-2; anno 2010; cipolla; confronto aspersione-goccia. Il confronto ha riguardato 2 appezzamenti in provincia di Bologna, caratterizzati da suolo ad alto contenuto di argilla. Nel corso della campagna irrigua sull unità colturale irrigata per aspersione sono stati complessivamente distribuiti 224 mm di acqua con 7 interventi, mentre sull appezzamento irrigato a goccia l azienda è dovuta intervenire distribuendo complessivamente 241 mm di acqua con 14 irrigazioni, di cui 2 ad aspersione per evitare la crepacciatura del suolo e mantenere uniformemente umido lo spessore di radicazione. Per entrambe le unità colturali le strategie irrigue adottate hanno determinato surplus irrigui consistenti. Le produzioni sono risultate equivalenti in termini quantitativi e qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Azienda FE-3; anno 2010; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. Per la campagna irrigua 2010 il confronto presso l azienda in provincia di Ferrara è stato svolto su 2 appezzamenti con suolo di medio impasto. Di particolare rilevanza è risultato il numero di irrigazioni eseguite: per evitare la crepacciatura del suolo e mantenere uniformemente umido lo spessore di radicazione, sull unità colturale irrigata a goccia l azienda ha eseguito 38 adacquamenti rispetto ai 5 effettuati 8

13 ad aspersione. In entrambi i casi le gestioni irrigue hanno determinato surplus, più consistenti nell unità irrigata a goccia. Le produzioni sono risultate identiche sotto tutti gli aspetti. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % 4 4 Commerciale q/ha Brix Bx Azienda PI-1; anno 2010; mais da insilato; confronto aspersione-goccia. Per la campagna irrigua 2010 il confronto presso il Centro Ricerche Agro-Ambientali E. Avanzi a S. Piero a Grado, in provincia di Pisa, è stato condotto su 2 appezzamenti a tessitura franco sabbiosa. L irrigazione è stata gestita con la compilazione giornaliera del bilancio idrologico delle unità colturali, sulla base dei dati meteo quotidianamente rilevati dalla stazione meteorologica aziendale. La corretta valutazione delle abbondanti piogge durante il periodo di coltivazione, in termini di utilità per l assorbimento radicale, ha consentito di portare a termine il ciclo colturale con la distribuzione di modesti volumi irrigui. Le produzioni sono risultate equivalenti in termini quantitativi e qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Volumi irrigui Calcolo agro-climatico mm - - Surplus/Deficit irriguo mm - - Irrigazioni n Produzione Raccolta q/ha Azienda PR-1; anno 2010; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. Nel corso della campagna irrigua sull unità colturale irrigata per aspersione sono stati complessivamente distribuiti 120 mm di acqua con 3 interventi, mentre sull appezzamento irrigato a goccia l azienda è dovuta intervenire distribuendo complessivamente 204 mm di acqua con 13 irrigazioni, e questo per garantire la concimazione attraverso la fertirrigazione. Su entrambe le unità colturali, le strategie adottate hanno determinato surplus irriguo, particolarmente elevato nell unità irrigata a goccia. Le produzioni commerciali sono risultate quantitativamente migliori nell unità a goccia, equivalenti in termini qualitativi. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Brix Bx Azienda VR-1; anno 2010; tabacco; confronto aspersione-goccia. L azienda ha valutato in maniera efficace le abbondanti piogge del periodo di coltivazione ai fini 9

14 della loro utilità per l assorbimento radicale ed ha gestito l irrigazione delle unità colturali a confronto con surplus irrigui relativamente contenuti per entrambi i sistemi di irrigazione. Le produzioni raccolte sono risultate identiche sotto tutti gli aspetti. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Volumi irrigui Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n. 7 9 Produzione Raccolta q/ha Azienda BO-2; anno 2011; cipolla; confronto aspersione-goccia. Il confronto ha riguardato 2 appezzamenti in provincia di Bologna, caratterizzati da suolo di medio impasto argilloso. Per entrambe le unità colturali, le strategie irrigue adottate hanno determinato surplus irriguo, maggiore nel caso dell irrigazione a goccia. Per quanto riguarda le produzioni, da entrambi gli appezzamenti l azienda ha raccolto produzioni commerciali elevate e di qualità. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Azienda PR-1; anno 2011; pomodoro da industria; confronto aspersione-goccia. L irrigazione per aspersione è stata realizzata distribuendo complessivamente 263 mm di acqua, mentre con le linee gocciolanti, dovendo effettuare la fertirrigazione, l azienda è intervenuta con 24 adacquamenti per complessivi 348 mm. Ne è risultato un surplus consistente, mentre le produzioni sono risultate equivalenti sotto l aspetto quantitativo e qualitativo. Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Volumi irrigui Produzione Distribuito azienda mm Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Raccolta q/ha Scarto % Commerciale q/ha Brix Bx Azienda VR-1; anno 2011; tabacco; confronto aspersione-goccia. Per il terzo anno consecutivo nella stessa azienda della provincia di Verona sono state confrontate aspersione e goccia per la coltivazione del tabacco. A fronte di un numero di adacquamenti sostanzialmente uguale, l azienda ha distribuito sull unità colturale irrigata per aspersione circa 40 mm di acqua in più rispetto all appezzamento con linee gocciolanti, a causa della scarsa capacità di ritenzione idrica dovuta all elevato contenuto in sabbia. Le produzioni raccolte sono risultate sostanzialmente identiche dal punto di vista quantitativo ed equivalenti sotto l aspetto qualitativo. 10

15 Aspetti agronomici u.m. Aspersione Goccia Distribuito azienda mm Volumi irrigui Calcolo agro-climatico mm Surplus/Deficit irriguo mm Irrigazioni n Produzione Raccolta q/ha Analisi dei dati Nella Tabella 2.2 sono riassunti i dati relativi alle irrigazioni effettuate durante il triennio nell ambito del confronto tra aspersione e goccia. Tabella 2.2 Aspetti irrigui nel confronto aspersione-goccia. Anno Azienda Coltura Metodo 2009 AR-1 Pomodoro Ind BO-2 Cipolla 2009 FE-1 Pomodoro Ind PI-1 Mais Insilato 2009 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco 2010 AR-1 Tabacco 2010 BO-2 Cipolla 2010 FE-3 Pomodoro Ind PI-1 Mais Insilato 2010 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco 2011 BO-2 Cipolla 2011 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco Irrigazione (mm) Surplus/Deficit Irriguo (mm) Irrigazioni (n.) Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione 70-2 Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia I volumi distribuiti sono stati misurati per mezzo di contatori volumetrici montati su ciascun impianto. Dall analisi dei dati risulta come in 11 dei 15 casi studio aziendali, le unità colturali irrigate con linee gocciolanti abbiano ricevuto un volume di acqua superiore a quello distribuito sugli appezzamenti irrigati con macchine semoventi; l opposto nei rimanenti 4 casi. L esigenza di garantire alle piante una disponibilità di acqua che non ammetta l insorgenza di stress idrici durante le fasi critiche del ciclo colturale, risente delle differenti modalità di distribuzione e ge- 11

16 stione proprie dei sistemi utilizzati che, in ultima analisi, hanno determinato i volumi irrigui rilevati: per soddisfare completamente il fabbisogno idrico-nutrizionale delle piante in ciascuna fase del ciclo colturale (al fine di realizzare la massima produzione), sulla maggior parte delle tipologie di suolo con l irrigazione a goccia vengono distribuiti volumi totali di acqua (GIR) superiori a quelli necessari (NIR) per irrigare a pioggia con macchine semoventi 9. Dal confronto tra volumi distribuiti e fabbisogni, risulta l entità del surplus/deficit irriguo come conseguenza della gestione irrigua e delle tecniche colturali applicate. Nelle aziende AR-1 e PI-1, dove l irrigazione è stata gestita con la compilazione giornaliera del bilancio idrologico, si è assunto che il parametro surplus/deficit irriguo risulti pari a zero. La determinazione dei parametri irrigui (dosi e turni) da parte delle aziende agricole avviene su base esperienziale, cioè senza l adozione di procedure tecnico-agronomiche di valutazione (bilancio idrico semplificato, indici di stress idrico colturali). Inoltre, aspetti come la sottostima delle piogge utili per l assorbimento radicale e la necessità di effettuare la fertirrigazione anche in condizioni di suolo umido, diventano elementi determinanti la distribuzione di volumi irrigui superiori a quelli necessari e sufficienti a soddisfare il fabbisogno idrico delle colture. La Figura 2.1, costruita con i dati della Tabella 2.2, visualizza i differenti surplus che, in 9 degli 11 confronti, sono stati maggiori con la distribuzione a goccia 10. Figura 2.1 Surplus irrigui (mm) nel confronto aspersione-goccia aspersione goccia AR BO FE PI PR VR AR BO FE PI PR VR BO PR VR Le diverse caratteristiche dei due metodi irrigui hanno determinato differenze nel numero degli adacquamenti stagionali: in 8 casi su 15, il numero delle irrigazioni con sistema a goccia è stato superiore da 2 a 8 volte rispetto a quello per aspersione. Soltanto l azienda AR-1, nella campagna irrigua 2009, è intervenuta con 15 adacquamenti a pioggia contro i 12 della goccia. Tutte le aziende indagate nel triennio di osservazione hanno ottenuto dagli appezzamenti irrigati con i due metodi, produzioni elevate e di qualità, ovvero produzioni lorde vendibili corrispondenti agli obiettivi di massima produzione (quantitativa e qualitativa) perseguiti ed equivalenti nell ambito del confronto aspersione-goccia. Si sono registrate le seguenti eccezioni: l azienda FE-1 nel 2009 dall appezzamento irrigato a goccia ha ottenuto 780 q/ha di produzione commerciale, oltre 110 q/ha inferiore a quanto raccolto dall unità colturale irrigata per aspersione; nell azienda PR-1, nel 2009 una grandinata post-trapianto ha compromesso la resa commerciale del pomodoro da industria irrigato per aspersione. La Tabella 2.3 riassume le produzioni conseguite nei tre anni di attività. 9 Per le valutazioni relative ai due metodi si rimanda alla Sezione Fino a quasi 5 volte in PR-1. 12

17 Tabella 2.3 Aspetti produttivi nel confronto aspersione-goccia. Anno Azienda Coltura Metodo 2009 AR-1 Pomodoro Ind BO-2 Cipolla 2009 FE-1 Pomodoro Ind PI-1 Mais Insilato 2009 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco 2010 AR-1 Tabacco 2010 BO-2 Cipolla 2010 FE-3 Pomodoro Ind PI-1 Mais Insilato 2010 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco 2011 BO-2 Cipolla 2011 PR-1 Pomodoro Ind VR-1 Tabacco Resa raccolta (q/ha) Scarto (%) Resa commerciale (q/ha) Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Aspersione Goccia Nel corso della campagna irrigua 2009 sono stati esaminati gli aspetti agronomici di patata, cipolla, pomodoro da industria, barbabietola da zucchero e mais, coltivate in 4 aziende e irrigate con macchine semoventi in differenti condizioni pedo-climatiche (Tabella 2.1). E risultato che su differenti tipologie di suolo ed in presenza di differenti andamenti meteo-climatici durante i periodi di coltivazione, tutte le aziende hanno ottenuto ottimi risultati produttivi dal punto di vista quantitativo e qualitativo, come riportato in Tabella 2.4. Tabella 2.4 Aspetti produttivi dell irrigazione per aspersione. Anno Azienda Coltura Resa raccolta (q/ha) Scarto (%) Resa commerciale (q/ha) Brix ( Bx) Grado polarimetrico BO-1 Patata BO-3 Cipolla CR-1 Pomodoro FE-2 Barbabietola ind FE-2 zucc. Mais Dai dati produttivi e dalle dichiarazioni degli agricoltori si evince che il fabbisogno idrico-nutrizionale delle piante sia stato soddisfatto in ogni momento del ciclo colturale, distribuendo volumi totali di irriga- 13

18 zione sostanzialmente corrispondenti con quelli determinati dal bilancio idrologico delle unità colturali (Tabella 2.5). Fa eccezione l azienda BO-3, per la quale è risultato un surplus irriguo di 84 mm. Tabella 2.5 Aspetti irrigui dell irrigazione per aspersione. Anno Azienda Coltura Irrigazione (mm) Calcolo agro-climatico (mm) Surplus irriguo (mm) BO-1 Patata BO-3 Cipolla CR-1 Pomodoro industria FE-2 Barbabietola zucchero FE-2 Mais Bibliografia Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., Smith M., (1998) Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper n. 56, Rome. Bertolacci M. (2006) Stima dei fabbisogni irrigui e valutazione dei coefficienti colturali, in: Risultati delle attività dei centri dimostrativi per l irrigazione, Quaderni ARSIA 3/2006. Dal Monte G., Perini L., Thiery F. (1999) Studio dell evapotraspirazione di riferimento nei comprensori irrigui delle regioni obiettivo 1. Uso integrato delle formule di Hargreaves-Samani e Penman-Monteith, Convegno nazionale L Agrometeorologia per il Monitoraggio dei Consumi Idrici, Sassari 3-4 novembre Di Lena B., Acutis M. (2002) Confronto tra stime dell evapotraspirazione di riferimento ai fini dell assistenza tecnica irrigua in Abruzzo, atti del Convegno AIAM 2002, Acireale 6-7 giugno. Ghinassi G., Cecchi S., Gerbino M., Tavanti C. (2010) Assessment of a simplified soil-crop water balance to support irrigation management, Workshop on Water Saving Practices in Agriculture, 61 st IEC of the ICID, Oct , Yogyakarta. Giannini A., Bagnoni V. (2000) Schede di tecnica irrigua per l agricoltura toscana, ARSIA-Regione Toscana, Firenze. Hargreaves G.H., Samani Z.A. (1985) Reference crop evapotranspiration from temperature, Applied Eng. in Agric. 1 (2), Regione Emilia-Romagna (2007) Il risparmio dell acqua in agricoltura, Supplemento ad Agricoltura n. 4, Aprile USDA (1970) Irrigation water requirements, Technical Release n. 21, USDA Soil Conservation Service. Viglione, A. (2004) Stima dell'evapotraspirazione media mensile sul territorio Piemontese, Working Paper , Aprile 2004, Dipartimento di Idraulica, Trasporti e Infrastrutture Civili, Politecnico di Torino. 14

19 3 ASPETTI ECONOMICI 3.1 Metodologia di analisi Schema generale del confronto tra i due metodi Il confronto economico tra i due metodi irrigui e stato eseguito considerando l output complessivo di ciascun processo produttivo (Produzione lorda vendibile - Plv) e gli inputs relativi alla sola operazione irrigazione (Costo dell irrigazione - Costi), assumendo che gli altri input siano uguali o comunque non influenti sui risultati produttivi (Cosentino et al., 1979). I criteri di scelta degli appezzamenti posti a confronto hanno permesso in generale questa ipotesi (Figura 3.1). Irrigazione (Costo irrigazione) Altri fattori (costanti) Processo produttivo (colture a confronto) Produzione (PLV) Figura Presupposti del confronto economico tra i due metodi irrigui L analisi economica (Begg et al., 2005; Petrocchi e Zedde, 1991) è stata condotta sia esaminando i dati semplici (Plv e Costi), sia considerando la quantità di acqua utilizzata e rapportandoli a questa (ovvero per m 3 di acqua distribuita), permettendo così di valutare anche le differenze dei due metodi d irrigazione rispetto all impiego del fattore produttivo acqua (Ghinassi e Zammarchi, 2009; Ghinassi e Zammarchi, 2010), come illustrato in Figura 3.2. Risultati economici semplici Produttività economica confronto PLV confronto Costi confronto relazione tra PLV e Costi Valutazione economica dell'uso dell'acqua (per mc) confronto consumi d'acqua confronto efficienza agronomica confronto efficienza del metodo confronto produttività dell'acqua Valutazione energetica (per mc) confronto energia utilizzata Figura Elementi del confronto economico tra i due metodi irrigui I valori assoluti dei parametri calcolati dipendono anche da altre variabili, oltre che dal metodo di irrigazione: tipo di coltura, tecnica colturale complessiva attuata, condizioni meteo-climatiche, specifiche caratteristiche agronomiche degli appezzamenti. Pertanto, per potere rendere confrontabili tra loro i risultati di colture, aziende e anni diversi, i dati sono stati indicizzati calcolando, per ogni caso esaminato, la differenza percentuale di ciascun parametro economico di un metodo irriguo sull altro, differenza che viene chiamata vantaggio (Ghinassi et al., 2011). 15

20 Come riferimento per questo confronto si è scelto arbitrariamente il metodo a goccia, dato che ad un esame preliminare dei costi dell irrigazione il metodo a pioggia appariva più conveniente. E stata quindi considerata la differenza Pioggia - Goccia per la produzione (vantaggio pioggia su goccia) e Goccia - Pioggia per i costi (minori costi pioggia = vantaggio pioggia), entrambi rapportati ai rispettivi parametri del metodo a goccia, secondo il seguente schema generale: Indice vantaggio output = Indice vantaggio input = Otput Output Output Pioggia Goccia. 100 Goccia v Out Input Input Input Goccia Pioggia. 100 Goccia v Inp Nei casi di studio in cui le colture sono state irrigate solo per aspersione, il confronto diretto tra i due metodi non è stato ovviamente possibile e quindi neanche il calcolo degli indici. I dati economici di base sono stati comunque utilizzati per validare i risultati degli altri casi e per una migliore comprensione delle caratteristiche dell irrigazione a pioggia. I dati economici sono stati rilevati per ciascuna unità produttiva, costituita dagli appezzamenti oggetto di studio, e poi riferiti all ettaro. Calcolo delle produzioni Il confronto della Plv consente di apprezzare gli effetti dei due metodi irrigui sulla produzione fisica della coltura e sul diverso livello qualitativo della stessa, sia riguardo alla quantità di scarti non vendibili sia ai parametri qualitativi che incidono sul prezzo di mercato, come il grado Brix per il pomodoro ed il calibro per la cipolla. Le quantità, le qualità e i prezzi sono quelli di ciascun anno per ogni appezzamento considerato. In particolare si è considerato: per il pomodoro, gli importi effettivamente percepiti dal produttore in base alle condizioni stabilite dalla propria organizzazione di conferimento, calcolato in base al Brix e agli scarti effettivi; per tabacco e cipolla, che nelle aziende esaminate sono normalmente lavorati dopo la raccolta (concia; lavaggio e calibratura), il prezzo medio sul mercato locale del prodotto fresco, applicato alle quantità e qualità effettive; per il silomais il prezzo medio della zona del prodotto in piedi. Per ogni caso esaminato, il confronto è stato eseguito calcolando il seguente indice (impostato come sopra descritto) che misura il vantaggio del metodo a pioggia (v.plv) rispetto a quello a goccia: Plv Plv Plv P G. 100 G v Plv Calcolo dei costi Il costo complessivo dell irrigazione è composto da costi specifici e da una quota di costi comuni relativi ai fattori utilizzati anche nelle altre operazioni colturali, come ad esempio per l uso delle trattrici e del capitale fondiario (Figura 3.3). Costo dell'irrigazione = Costi specifici + quota costi comuni Costi specifici = Costi a livello di appezzamento + costi a livello di azienda Costi appezzamento = Costi monetari + Costi calcolati Figura Componenti del costo dell'irrigazione Nei casi esaminati, si è osservato che le tecniche colturali attuate rendono l uso dei fattori comuni non apprezzabilmente diverso con i due metodi irrigui. Pertanto, dovendo per il confronto calcolare la differenza dei costi, si è ritenuto sufficiente considerare i soli costi specifici. Per lo stesso motivo è stata trascurata anche la quota dei costi dovuta ai fattori che interessano 16

21 l intera azienda, come le pompe e gli impianti di adduzione idrica primaria, limitando la rilevazione solo a quanto di pertinenza degli appezzamenti oggetto di studio. Sono stati invece comprese le quote di ammortamento, dei filtri per il metodo a goccia e dell intera macchina per quello a pioggia, calcolate per ettaro di superficie dominata da ciascuna macchina o impianto. Nello schema di Figura 3.4 è riportato il dettaglio delle voci che compongono il costo dell irrigazione e quelle utilizzate par il calcolo. Voci di costo considerate per il confronto Ripartizione costi comuni ad altre operazioni Macchine motrici ed operatrici Spese generali Costi specifici irrigazione Costi monetari Installazione impianto macchine motrici e operatrici materiali manodopera Gestione impianto macchine materiali acqua energia mandopera Rimozione impianto macchine motrici e operatrici mandopera smaltimento Costi calcolati trattrice a punto fisso assimilata a motopompa sono le stesse (solo per goccia) normalmente abbinata al trapianto manichetta ed accessori considerata solo quota riferibile alla posa della manichetta; allacciamento trascurabili (es. spostamenti) trascurabili dovuto sopratutto a quota bonifica, comunque irrisorio e non percepito gasolio o eletticità avvio impianto, controlli (solo per goccia) trascurabili Quote ammortamento e manutenzione (rotolone e impianto irrigazione fino alla coltura) impianto distribuzione normalmente è lo stesso non considerati gruppo pompante normalmente è usata la stessa pompa gruppo filtrante rotolone ricambi e materiali di consumo manodopera per rimessaggio e manutenzioni Costo spcifico dell'irrigazione (solo per goccia e barra) 17 Note non apprezzabilmente diversi, non considerati non considerati considerati non considerati considerati non considerati considerati Ripartiti per ettaro di superficie dominata Figura Schema del calcolo del costo dell'irrigazione usato per il confronto tra i due metodi irrigui Con le premesse fatte, i costi considerati per il confronto sono solo i costi specifici dell irrigazione e per appezzamento (Costi specifici per l appezzamento - Csa). Questi sono costituiti da Costi monetari (Cm) e Costi calcolati (Cc). I costi monetari sono quelli per la manodopera, per le materie prime e di consumo, per i servizi ed il costo dell energia. I costi calcolati sono le quote di ammortamento dei rotoloni e dei filtri dove presenti (irrigazione a goccia e a pioggia con barra). Tra i costi calcolati non sono stati considerati gli interessi sui capitali, poiché le aziende esaminate sono prevalentemente contadine e l analisi si è quindi limitata alla considerazione dei risultati economici espressi dal Reddito netto e non dal Profitto. Resta invece da computare il costo del lavoro familiare come costo monetario esplicito, in quanto il riferimento dimensionale non è l Azienda ma il singolo processo produttivo, dove il fattore lavoro può avere allocazioni alternative. Pertanto, per la manodopera si è assunto un costo orario standard (12,00 Euro/ora), corrispondente grossomodo alla media tra quelli del lavoro dipendente ed avventizio. Tra i costi è stato intenzionalmente omesso quello dell acqua, dal momento che essa è praticamente gratuita in tutte le aziende rilevate e che comunque come tale è percepita dagli agricoltori. Infatti l approvvigionamento avviene o da pozzi di proprietà o da canali gestiti da Consorzi di bonifica, ma anche in questo caso l agricoltore è assoggettato a un contributo basato sulla superficie irrigata e non sulla quantità di acqua prelevata. E stato invece considerato il costo complessivo per il sollevamento (consu-

22 mo di gasolio o di energia elettrica) che dipende anche dal volume irriguo effettivamente distribuito. Per il calcolo dei costi, si sono applicati alle quantità rilevate i prezzi del 2010, in quanto anno centrale del periodo di indagine. In particolare, per la voce energetica (gasolio, energia elettrica) si sono riscontrati prezzi diversi tra zona e zona e nel tempo. Dato il peso che questa voce ha sul costo totale, per garantire una maggiore uniformità tra i casi di studio e scorporarne l effetto sui risultai economici da quello del metodo irriguo, è stato utilizzato un prezzo standard ottenuto come media di quelli rilavati nelle aziende, sempre riferiti al 2010 (0,739 Euro/litro per il gasolio, 0,175 Euro/kWh per l energia elettrica). Le quote di ammortamento sono state calcolate per deprezzamento lineare, dividendo per gli anni di durata economica i valori a nuovo delle macchine e degli impianti. I valori a nuovo sono stati rilevati per modelli uguali o più simili a quelli usati in ciascuna azienda e riferiti al 2010, mentre la durata economica è stata considerata pari a 12 anni. Sono stati computati anche i costi di manutenzione (manutenzione, riparazioni e materiali di consumo) stimandoli per ciascun caso assieme all agricoltore in base alla propria esperienza. Le quote di ammortamento e manutenzione annue sono poi state riportate all ettaro, dividendole per la relative superfici effettivamente dominate in ciascun caso. Per confrontare i costi dell irrigazione dei diversi casi di studio, è stato calcolato l indice vantaggio costi (v.csa) che esprime il vantaggio in termini di costi del metodo a pioggia rispetto alla goccia: Csa Csa Csa G P. 100 G v Csa Indice di produttività economica La valutazione della sola operazione irrigazione non permette un confronto diretto in termini di efficienza economica. Essa richiede il confronto tra i redditi e quindi il calcolo del costo economico complessivo di tutte le operazioni di ciascun processo produttivo, attuato con i due diversi metodi irrigui (Zuppiroli, 1990; Romano, 1991). La quantificazione monetaria della differenza tra ricavi e costo dell irrigazione, consente comunque una valutazione dei differenti effetti economici dei due metodi. Questa differenza rappresenta la quantità di risorse economiche disponibili (Rd) per la remunerazione dei fattori produttivi impiegati nelle altre operazioni colturali: Rd Plv Csa Per le ipotesi assunte, le altre operazioni colturali ed i loro costi (Altri costi = Ac) sono equivalenti e quindi la differenza tra gli Rd dei due metodi corrisponde alla differenza dei redditi (dr), seppure nei limiti delle semplificazioni adottate. dr Plv P Csa P Ac P Plv G Csa G Ac G Rd P Rd G Se questo permette una prima valutazione della convenienza relativa di un metodo sull altro all interno di ogni caso (dove si può ritenere valida l eguaglianza degli Ac dei due metodi), non è però possibile il confronto tra i redditi di casi diversi, dato che anche il valore assoluto di dr dipende dal tipo di coltura, dalle condizioni agro-ambientali e dagli altri costi dell intera tecnica colturale applicata. Occorre quindi limitarsi al confronto tra i vantaggi dei diversi casi espressi come differenza degli Rd dei due metodi. Per questo si è calcolato l indice vantaggio valorizzazione economica (v.rd), che misura il vantaggio del metodo a pioggia in termini di capacità dell irrigazione a valorizzare i fattori produttivi impiegati nelle altre operazioni colturali: Rd Rd Rd P G. 100 G v Rd Indici d uso dell acqua Come detto in precedenza, nei casi esaminati il costo dell acqua è nullo o comunque trascurabile. Il confronto tra i due metodi non può però prescindere dall esame del razionale uso dell acqua, il cui valore collettivo travalica ogni altro apprezzamento quale fattore produttivo a livello aziendale. Ovvero si è cercato di stabilire le differenze tra i due metodi irrigui rispetto alla valorizzazione della risorsa acqua. Per primo è stato esaminato il volume irriguo stagionale 11 (Vis), espresso in m 3 /ha. Per il confronto 11 In questo lavoro definito anche come fabbisogno irriguo lordo. 18

23 il parametro è stato indicizzato come indice vantaggio consumo d acqua (v.vis), con i criteri utilizzati in precedenza: v Vis Vis Vis G P. Vis 100 G Il giudizio sul corretto sfruttamento della risorsa idrica deve considerare anche i risultati del suo uso. Per questo il consumo d acqua è stato confrontato con i parametri economici definiti in precedenza: Plv/m 3, Csa/m 3 e Rd/m 3. Da questi rapporti sono stati calcolati i relativi indici di confronto tra i due metodi irrigui, sempre in termini di vantaggio del metodo a pioggia su quello a goccia. Efficienza agronomica (EfnAgr) - Misura il rendimento dell acqua utilizzata con una determinata tecnica agronomica, ovvero la capacità del metodo irriguo di adattarsi a quella tecnica colturale ai fini della produzione. L indice vantaggio è espresso come: 100 Plv / m Plv / m Plv / m 3 3 P G. 3 G v EfnAgr Efficienza del metodo (EfnMet) - Indica la validità economica del metodo nella somministrazione dell acqua, indipendentemente dai risultati ottenuti. L indice vantaggio è: 100 Csa / m Csa / m Csa / m 3 3 G P. 3 G v EfnMet Efficacia economica (RdEfc) - Mostra l efficacia del metodo, ovvero la sua capacità di valorizzazione economica dell acqua impiegata, con l indice vantaggio definito come: Risultati e discussione Confronto delle produzioni v RdEfc 3 3 Rd / m P Rd / m G G Rd / m Nei casi esaminati si osserva una notevole variabilità della differenza di Plv tra i due metodi (Figura 3.5) con un vantaggio di quello a pioggia che varia da - 22% a +34%. Nella maggioranza dei casi (10 contro 5) il metodo a pioggia è risultato svantaggiato rispetto a quello a goccia, in media lo svantaggio è pressoché nullo (- 0,8%). Tra le diverse colture, il risultato produttivo del tabacco è stato generalmente migliore con la goccia, viceversa per il mais. Sono anche stati rilevati più casi di risultati opposti, tra un anno e l altro, sulla stessa coltura e nella stessa azienda. Figura Confronto indici produzione (v.plv) La notevole variabilità delle risposte produttive dei due metodi, in base anche a quanto osservato 19

24 circa gli aspetti agronomici e idraulici di ogni singolo caso, fa ritenere che esse possano essere dovute a tre cause principali: - la diversa risposta dei due metodi nelle specifiche condizioni agronomiche di ogni caso (come ad esempio per particolari combinazioni di suolo e andamento climatico); - diversa efficacia delle tecniche produttive tra colture ed aziende diverse; - differenze tra le colture nell ambito dello stesso confronto. I primi due punti sono quasi sicuramente dovuti alla variabilità insita nelle caratteristiche stesse del campione, ritenuto rappresentativo della realtà che la ricerca ha inteso esaminare, che rispecchiano la molteplicità di situazioni che si verificano nella pratica operativa. Il terzo punto è invece dovuto ad un limite del metodo di analisi. In effetti l uso di alcuni fattori produttivi non è stato sempre lo stesso nelle tecniche colturali con i due metodi di irrigazione e quindi gli altri fattori non risultano completamente ininfluenti nell ottenimento di un dato livello di produzione, come invece era stato ipotizzato inizialmente. Per esempio la miglior efficacia produttiva della fertirrigazione attuata con il sistema a goccia (influenza che non è stato possibile indagare compiutamente in questo studio) è certamente importante per spiegare alcuni casi di minor vantaggio della pioggia. L esiguità del campione esaminato e le numerose variabili influenti sul questo risultato, non permettono un giudizio complessivo che vada oltre una sintetica valutazione di equivalenza tra l irrigazione a pioggia e a goccia rispetto al valore della produzione. In effetti anche gli agricoltori interpellati non percepiscono, sulla base della propria esperienza in campo, una differenza significativa tra le produzioni con i due metodi irrigui. Confronto dei costi Anche il confronto tra i costi dell irrigazione con i due metodi risulta molto variabile (Figura 3.8), ma in tutti i casi esaminati l irrigazione a pioggia è stata meno costosa di quella a goccia. I valori dell indice v.csa variano da un minimo di 0,6% ad un massimo di 88%, con una media di circa il 48%. Figura Confronto indici costi (v.csa) La composizione dei costi specifici dell irrigazione (Csa) è notevolmente diversa tra i due metodi (Figura 3.7). Nel metodo a pioggia prevalgono i costi per la voce energetica (gasolio o energia elettrica) pari a oltre la metà (54,5%), seguita dal costo per gli ammortamenti delle macchine per circa un terzo (34%). Bassa è invece la spesa per la manodopera (11,5%) richiesta per la movimentazione dei rotoloni. Nella goccia oltre la metà dei costi è dovuta all acquisto ed allo smaltimento della manichetta (52,5%) ed alta è anche l incidenza del costo del lavoro per l installazione e la rimozione dell impianto (29,3%) mentre la quota energetica incide solo per il 13,9%. Gli ammortamenti costituiscono il 4,4% del costo complessivo che, come detto, si riferiscono agli impianti di filtraggio. Questa notevole differenza della componente energetica dei costi non trova riscontro nei suoi valori assoluti, che sono normalmente maggiori nella pioggia ma non così dissimili da quelli della goccia 12, sul cui costo totale incide pesantemente quello per i materiali e, in misura minore, per la manodopera. 12 Si veda la Tabella

25 100% 34,0% 80% 52,5% 60% 40% 54,5% 4,4% 13,9% 20% 0% 11,5% Piogga Manodopera Ammortamenti 29,3% Goccia Energia Materiali e Servizi Figura Composizione dei costi specifici dell'irrigazione per l'appezzamento (Csa) Confronto della produttività I risultati economici complessivi sono apprezzabili solo nella differenza dei valori assoluti dei redditi (dr), come detto in precedenza. Il confronto di dr tra i due metodi irrigui (Figura 3.8) mostra che con l irrigazione a pioggia sono stati ottenuti generalmente risultai migliori. Per il pomodoro il confronto tra i redditi rispecchia quello della Plv, confermando come questa coltura si sia avvantaggiata più spesso dell irrigazione a goccia (2 casi su 6). Viceversa per la cipolla, il silomais e il tabacco, dove anche le peggiori performance produttive ottenute con la goccia in alcuni casi sono state compensate da minori costi, tanto che risultano più remunerative con l irrigazione a pioggia. Figura Confronto della differenza dei redditi tra i due metodi irrigui (dr) Quanto osservato può fornire indicazioni di massima sull adeguatezza di un metodo utilizzato su ciascuna coltura, ma occorre sempre considerare che il confronto risente delle caratteristiche delle colture stesse e della quantità complessiva di input propri di ciascuna di esse e di ciascun caso. Per superare questo limite occorre considerare il relativo indice di vantaggio (v.rd) come definito in precedenza. Il confronto di questo indice (Figura 3.9), che misura la diversa capacità dei due metodi di valorizzare l apporto degli altri fattori della produzione, conferma e rafforza quanto visto in precedenza circa i migliori risultati dell irrigazione a pioggia (in media del 72,3%), in particolare per la cipolla (33-40%) ed il silomais, dove si hanno i valori massimi (661%). Risulta evidente anche un certo appiattimento delle differenze sulla stessa coltura e soprattutto una forte attenuazione dei casi negativi, compresi entro il valore minimo di -2,4%. Questi risultati possono essere interpretati come una migliore attitudine complessiva del metodo a 21

26 pioggia a sostenere efficacemente tecniche colturali ad elevato livello di input, indipendentemente dalle specifiche caratteristiche tecnico-economiche delle singole colture. Figura Confronto indici valorizzazione economica (v.rd) Volumi irrigui distribuiti La valutazione dei due metodi irrigui è stata fatta iniziando dal confronto dei volumi distribuiti (Vis) tramite l indice di consumo d acqua (v.vis). I dati (Figura 3.10) mostrano un generale vantaggio della pioggia, sia per il valore medio dell indice (7,3%) sia per la frequenza dei casi (11 su 15). Questo metodo irriguo sembrerebbe dunque consentire un maggior risparmio idrico. Figura Confronto indici di consumo d'acqua (v.vis) I volumi erogati dipendono solo in parte dalle caratteristiche intrinseche del metodo, essendo influenzati anche in maniera rilevante dalla capacità tecnica dell agricoltore (gestione) e dalla bontà degli impianti per effetto della progettazione, realizzazione e gestione. Inoltre, particolari condizioni agroclimatiche contingenti possono rendere necessarie variazioni al numero degli interventi o ai volumi specifici previsti 13, al punto che i volumi irrigui stagionali finiscono per discostarsi in maniera anche rilevante rispetto ai fabbisogni effettivi. La correttezza dell irrigazione è stata valutata utilizzando il parametro surplus irriguo, definito come differenza tra l acqua effettivamente erogata (Vis) e il fabbisogno irriguo netto (Fin). Per poter confrontare 13 Si veda il Capitolo 1 22

27 tra loro i diversi casi di studio, questo parametro è stato reso indipendente dal valore assoluto degli specifici fabbisogni di ciascuna coltura calcolando il seguente indice surplus irriguo relativo (Sir): Vis Fin Sir Fin 100 Nei quattro casi relativi alle aziende gestite da Enti pubblici, l irrigazione è stata eseguita in base al bilancio idrologico e per questi si assume che il surplus risulti necessariamente nullo. Negli altri casi, i volumi erogati sono stati sempre in eccesso e generalmente molto diversi dai fabbisogni. Inoltre, come già evidenziato nel Capitolo 1, il surplus è stato minore per la pioggia in 10 casi su 11 (Figura 3.11). Figura Surplus irriguo relativo delle colture poste a confronto (Sir) L entità dei surplus rilevati fa presumere che siano causati in gran parte dall errata valutazione dei volumi distribuiti, ma le differenze tra i due metodi inducono a ritenere che l irrigazione a pioggia presenti una migliore attitudine all erogazione di volumi irrigui corretti, ovvero che risulti di fatto più facile da gestire in tal senso o che quantomeno permetta di attenuare questi errori, aspetto particolarmente importante nella pratica irrigua delle normali aziende agricole. Valutazione economica dell uso dell acqua Per una giusta valutazione dei risultati circa l uso dell acqua, ottenuti confrontando i dati economici con i volumi somministrati, occorre tenere conto della scarsa correttezza nell esecuzione dell irrigazione rispetto ai fabbisogni effettivi. Gli indici che seguono sono calcolati in base ai volumi effettivamente distribuiti, generalmente eccedenti i fabbisogni, ma che proprio per questo motivo riescono a esprimere un giudizio sintetico anche sulla adattabilità del metodo irriguo alle condizioni complessive di contesto, compresa la capacità tecnica dell agricoltore, e quindi sulla sua bontà rispetto alle esigenze pratiche degli agricoltori. Confronto dell efficienza agronomica ed economica dei due metodi irrigui L efficienza agronomica del metodo irriguo rispetto all uso dell acqua (Figura 3.12) risulta quasi sempre maggiore per la pioggia (11 casi su 15), con valori variabili da -30,2% a 52,3% e una media di 11,5%. L andamento degli indici tra i diversi casi rispecchia grossomodo quello dei consumi idrici, come era prevedibile per i motivi suddetti. I valori percentuali, generalmente più alti, sembrano imputabili alle caratteristiche proprie del metodo irriguo. In altri termini, e limitatamente ai casi studio analizzati, sembra che con l irrigazione a pioggia sia possibile rendere complessivamente più produttiva l unità di risorsa idrica impiegata rispetto a quella distribuita con il sistema a goccia. 23

28 Figura Confronto indici di efficienza agronomica (v.efnagr) L efficienza economica risulta quasi sempre migliore per l irrigazione a pioggia (Figura 3.13), in media del 43,3%, con solo due casi negativi (minimo di -33,3%) e con valori positivi che variano da 13,8% a 87,1%. I due casi negativi non trovano corrispondenza nella risposta produttiva, che risulta piuttosto alta. Considerato che si riferiscono alla stessa azienda (PR.1) si può ipotizzare che ciò sia dovuto a specifiche caratteristiche aziendali corrispondenti ad un eccessivo costo della gestione dell irrigazione a pioggia o, viceversa, ad una particolare economicità di quella a goccia. Circa il rapporto con i volumi distribuiti, si osserva che un uso più razionale dell acqua avrebbe ridotto i vantaggi della pioggia, dato che per la goccia è stato riscontrato un eccesso maggiore di acqua somministrata. Al contempo sarebbero però diminuiti maggiormente i costi di somministrazione per aspersione, data l alta incidenza del costo energetico per questo metodo. L esame della efficienza economica dimostrerebbe dunque una maggiore economicità del metodo a pioggia nella distribuzione dell acqua irrigua. Figura Confronto indici di efficienza economica del metodo (v.efnmet) Confronto dell efficacia economica La combinazione dei precedenti effetti dei due metodi irrigui è sintetizzata dalla efficacia economica (EfcRd) che indica la capacità di valorizzazione economica dell acqua impiegata. Nei casi esaminati (Figura 3.14) l irrigazione a pioggia ha dato risultati quasi sempre notevolmente migliori. Solo in tre casi è risultata peggiore con un minimo del -31,9%, contro un massimo di oltre l 800% ed una media di 104,3%. Il confronto di questo indice con quello di valorizzazione economica (v.rd) mo- 24