Arturo Alvino Roberto Tognetti Stefano Marino. Le piante e l acqua

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Davide Rinaldi
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1 Arturo Alvino Roberto Tognetti Stefano Marino Le piante e l acqua

2 Copyright MMIX ARACNE editrice S.r.l. via Raffaele Garofalo, 133 A/B Roma (06) ISBN I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento anche parziale, con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi. Non sono assolutamente consentite le fotocopie senza il permesso scritto dell Editore. I edizione: maggio 2009

3 L acqua è più importante dell indipendenza. Mahatma Gandhi 5

4 6 Indice

5 Indice Introduzione... 9 Presentazione Capitolo 1 Evaporazione e sudorazione: cosa hanno in comune con l asciugatura dei panni? Principi basilari Capitolo 2 Pianta Meccanismi di dissipazione del calore da parte delle piante Valori critici per la sintesi proteica delle piante Fattori Morfologici Architettura della pianta Architettura della canopy Fattori fisiologici Bilancio energetico Fotosintesi Efficienza dell uso dell acqua Relazioni idriche Potenziale idrico della pianta Misure dello stato idrico Capitolo 3 EvapoTraspirazione Evapotraspirazione di riferimento Evapotraspirazione della coltura Coefficienti colturali Coefficienti di stress Metodi di misura Penman Monteith Metodi della radiazione Metodi di temperatura Vasca evaporimetrica

6 8 Indice Capitolo 4 Parametri climatici Atmosfera Radiazione Bilancio nell atmosfera Radiazione diretta e diffusa Radiazione terrestre ad onde lunghe ed atmosferica Bilancio nella coltura Penetrazione della luce nella canopy Riflettanza, assorbanza e trasmittanza Umidità Umidità assoluta Umidità relativa Deficit di pressione di vapore Vento Velocità e direzione Effetti sulla traspirazione Pioggia Distribuzione spazio temporale della pioggia Pioggia utile Implicazioni agronomiche Disponibilità dell acqua nell ambiente Capitolo 5 Suolo Proprietà Tessitura Struttura Porosità Ritenzione idrica Processi Movimento dell acqua Evaporazione dal suolo Trasporto di calore nel suolo Capitolo 6 Conclusioni Una corretta pratica irrigua Remote sensing Volumi d adacquata e turno irriguo Rapporti costi/benefici dell irrigazione Gestione dei metodi irrigui Bibliografia

7 Introduzione Dalla terra nasce l acqua, dall acqua nasce l anima. Eraclito L acqua bene primario e fonte di vita, come è stato riconosciuto dalla Convenzione Internazionale sui Diritti dell Infanzia (Convention on the Rights of the Child) ratificata dall Assemblea Generale dell Onu delle Nazioni Unite il 20 novembre Per sensibilizzare l opinione pubblica, ogni anno il 22 marzo, le Nazioni Unite celebrano la Giornata Mondiale dell acqua che nel 2009 ha avuto come titolo Condividere l'acqua - condividere le opportunità e si è posta l obiettivo di favorire lo sviluppo delle opportunità di cooperazione tra le diverse nazioni per le acque di confine. Nel 2008 si è posto l accento sull Acqua diritto di tutti, auspicando una gestione sostenibile, efficiente ed equa delle risorse idriche, rimarcando altresì il riconoscimento del diritto universale all acqua quale elemento centrale per lo sviluppo umano e strumento di lotta alla povertà. È così proseguita nel 2008 un azione affrontata nel precedente anno, che aveva come obiettivo quello di Fronteggiare la scarsità d acqua, attraverso una maggiore cooperazione a livello internazionale e locale per assicurare una gestione sostenibile, efficiente ed equa delle scarse risorse idriche. Nel corso della cerimonia, il Direttore Generale della FAO, Jacques Diouf, definiva la scarsità d acqua la sfida del secolo. Per affrontare questa sfida si dovranno trovare modi più efficaci per conservare, usare e preservare le risorse idriche del pianeta. Si prevede, infatti, che nel 2025 la popolazione mondiale raggiungerà 8.1 miliardi di persone. Affrontare l accresciuta domanda di cibo, 9

8 10 Introduzione dei prossimi 30 anni, vorrà dire destinare all agricoltura un 14 per cento in più d acqua. Il cambiamento climatico, indicato negli ultimi anni come Global Warming, comporta nuove sfide. Il riscaldamento globale è, infatti, il principale responsabile dei periodi di siccità sempre più frequenti. A causa del cambiamento climatico si sono intensificati uragani ed inondazioni, che distruggono coltivazioni, contaminano le falde acquifere e danneggiano le strutture dove si conserva e si trasporta l acqua. I piccoli contadini, che costituiscono la maggioranza dei poveri rurali del mondo, spesso occupano terre marginali e poiché dipendono dalle piogge per la propria sopravvivenza, sono particolarmente vulnerabili ed esposti alla variabilità del clima. Il cambiamento d uso del suolo (deforestazione, abbandono delle campagne, incendi, urbanizzazione, infrastrutture, ecc.) che accompagna il cambiamento climatico intensifica i tratti negativi del riscaldamento globale. Il ruolo dell acqua in tutti i processi vitali è ampiamente conosciuto, così com è noto ai più che, il pianeta che ci ospita, è formato per tre quarti d acqua. Solo una piccolissima parte di questo bene è però costituita da acqua dolce (meno del 3%, includendo ghiacciai, calotte polari, paludi, fiumi, laghi, falde), e di questa piccola porzione, ben il 70% viene impiegato per la produzione agricola. Un numero sempre maggiore di regioni soffre per mancanza cronica d acqua, ed il problema si acuisce nelle aree aride, dove vivono più di due miliardi di persone. I cambiamenti climatici limiteranno molto probabilmente la disponibilità d acqua dolce o diminuiranno la qualità delle risorse idriche, fino a renderle non idonee all alimentazione umana e degli allevamenti zootecnici. Le risorse idriche sono sempre più sfruttate per soddisfare le richieste irrigue in ambito agricolo, per opere di urbanizzazione e per uso industriale. Inoltre lo sviluppo industriale e la crescita urbanistica provocano danni ai corpi d acqua dolce a causa dell inquinamento. Per quel che riguarda i consumi agricoli va evidenziato che, l 80% della superficie agricola mondiale dipende dagli apporti naturali e solamente il 20% dall irrigazione, che è però in grado di generare il 40% della produzione agricola totale. La sfida che il settore agricolo deve cogliere è quella di trovare un modo per incrementare la produzione, u- tilizzando meno acqua e riducendo i potenziali danni ambientali.

9 Introduzione 11 Ponendo attenzione invece, ai consumi urbani, è possibile notare che il semplice uso dello sciacquone determina un consumo pro-capite di 50 litri d acqua ogni giorno, tuttavia più di 1.1 miliardi di persone, in pratica una persona su sei, non dispone neanche del fabbisogno giornaliero di un individuo, che l ONU ha indicato in litri d acqua dolce pulita, per svolgere i bisogni primari, quali bere, lavarsi, cucinare. Un terzo della popolazione mondiale non ha accesso all acqua potabile e a servizi igienico sanitari adeguati, 3800 bambini muoiono per la mancanza d acqua potabile e, per l anno 2025, si stima che circa 1.8 miliardi di persone vivranno in Paesi o regioni con assoluta mancanza d acqua, e che oltre due terzi dell intera popolazione mondiale potrebbero dover fronteggiare una situazione di scarsità. I principali problemi in cui s incorre a causa dei cambiamenti climatici sono: desertificazione, siccità, inondazione. Per avere un idea sul fabbisogno giornaliero basti pensare che per la produzione di un chilo di manzo alimentato con mangimi sono necessari circa litri di acqua, per un chilo di grano 1500 litri. In Europa viene utilizzato in media solo il 21% dell acqua disponibile, e quindi la disponibilità delle risorse idriche supera di gran lunga i consumi. La maggior parte dell acqua prelevata ma non consumata risulta nuovamente disponibile, previo trattamento adeguato o depurazione naturale. L acqua prelevata in Europa viene usata per il 18% per l approvvigionamento idrico pubblico, per il 14% dall industria esclusa l acqua di raffreddamento, per il 38% nel campo dell energia (energia idraulica, acqua di raffreddamento) e usi vari non definiti, e per il 30% in agricoltura. Tale percentuale risulta più elevata circa il 50% del prelievo totale nei paesi mediterranei, sia a causa di maggiori esigenze idriche delle colture sia per una bassa efficienza di alcuni sistemi irrigui. Il presente libro non si propone di essere un trattato sulle emergenze idriche, tantomeno si propone di risolvere in toto l argomento che necessita dello sforzo e dell autoregolamentazione di ognuno. Lo scopo è appunto quello di consentire ai tecnici, agli studenti ed al lettore di comprendere perché, e come, le piante usano enormi quantità d acqua, e come le moderne tecniche sono in grado di migliorare l efficienza dell uso idrico.

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