Nitrati e irrigazione

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1 Lisciviazione (kg ha -1 N-NO3) Irrigazioni (m 3 ha -1 ) Nitrati e irrigazione L irrigazione può diventare una pratica colturale in grado di influenzare negativamente l ambiente mediante il movimento dell'acqua irrigua sia in verticale, dalla superficie agli strati più profondi, sia in orizzontale per scorrimento superficiale, determinando, rispettivamente, la lisciviazione ed il ruscellamento dei nitrati. OBIETTIVO Spiegare come diminuire le perdite di azoto dovute alla pratica irrigua. DI COSA PARLIAMO Con l irrigazione viene apportata acqua ad un terreno che ne difetta per compensare lo squilibrio che si crea tra gli apporti idrici naturali e le perdite per evapotraspirazione e percolazione. Esistono due principali tipologie di irrigazione: per gravità (scorrimento superficiale, sommersione, infiltrazione laterale); per pressione (aspersione, localizzata). IN SINTESI Una buona pratica irrigua diminuisce il rischio di lisciviazione ed il ruscellamento di elementi fertilizzanti. Va in ogni caso tenuto presente che le perdite di nitrati sono generalmente proporzionali ai volumi di adacquamento utilizzati Irrigazioni Lisciviazione giornaliera Grafico dell andamento della lisciviazione giornaliera dei nitrati misurata in un campo coltivato a mais da granella, a seguito della pratica irrigua; si osserva, in particolare, come il primo evento di lisciviazione sia strettamente correlato con l irrigazione.

2 CRITICITA La lisciviazione dei nitrati dai terreni è in parte controllata dai movimenti dell acqua nel suolo e quindi dipende in larga misura anche dal tipo e dalla quantità dell apporto irriguo. Le irrigazioni, soprattutto se abbondanti, possono causare eventi di percolazione dell acqua e conseguente lisciviazione dell azoto presente nel terreno in forma nitrica che può raggiungere gli strati più profondi di suolo e in seguito le falde. Una buona pratica irrigua può quindi diminuire il rischio di lisciviazione: nella valutazione della pratica irrigua bisogna considerare la quantità d acqua effettivamente distribuita e l efficienza dell irrigazione. L efficienza di irrigazione è data dal rapporto tra il volume di acqua trattenuta dallo strato di terreno ed utilizzabile dalla coltura e il volume di acqua prelevata nel punto di approvvigionamento. Maggiore è l efficienza di irrigazione e minori sono i rischi di perdite per lisciviazione. Questo rapporto è funzione di fattori sia ambientali sia gestionali: volume di acqua apportato; metodo di irrigazione adottato; momento della distribuzione in campo; tipologia di suolo; tipologia di coltura interessata dell irrigazione.

3 SOLUZIONE Effetto del volume di acqua apportato alla coltura Irrigazione per gravità Irrigazione per pressione Aumentando il volume di adacquamento oltre la capacità del suolo di trattenere l acqua (capacità di campo), si determinano perdite idriche e di nitrati in profondità verso le falde. La relazione tra perdite di nitrati e volumi di acqua impiegati, è generalmente lineare. Di conseguenza è importante utilizzare volumi appropriati di acqua e, se possibile, distribuzioni più frequenti nel tempo, piuttosto che fare pochi interventi con grossi volumi. Per calcolare un corretto volume d adacquamento (V) e riportare il suolo alla capacità di campo, bisogna considerare: lo spessore dello strato di suolo da bagnare, che è dipendente dalla profondità radicale (H; in metri); il contenuto idrico del suolo al momento dell intervento (CI; in m 3 m -3 ); la capacità idrica di campo del suolo (CC; in m 3 m -3 ); l umidità critica di intervento, che è definita come il contenuto d acqua nel suolo al di sotto del quale non si deve scendere per non provocare situazioni di stress alla coltura; l efficienza del metodo irriguo adottato (Eff; riferimento tabella valori efficienza ). 3 1 ( CC CI) H V ( m ha ) ( Eff /100) Esempio: si abbia un terreno con le seguenti caratteristiche: CC=0.35 m 3 m -3, CI=0.20 m 3 m -3. Si voglia intervenire bagnando i primi 0,50 m di suolo con un sistema per scorrimento (Eff=0.40): Valori orientativi di efficienza dei vari metodi di irrigazione ( ) V m ha equivalenti a 175 mm Metodo irriguo Efficienza massima di distribuzione acqua (Eff) Sommersione < 25% Scorrimento 30-40% Infiltrazione laterale a solchi 50-60% Aspersione 70-80% Goccia 85-90% Effetto del momento della distribuzione dell acqua Simulazioni quindicinali per sistemi maidicoli della pianura padana indicano, in terreni a medio impasto, valori di lisciviazione dei nitrati inferiori del 5-10% con una irrigazione ad aspersione rispetto ad una a scorrimento; nel caso di terreni sciolti la lisciviazione dei nitrati può risultare inferiore anche del 15-20%. Per limitare la lisciviazione consigliabile risulta importante irrigare lontano da eventi piovosi, per non dilavare ulteriormente il quantitativo di azoto rimasto Nel caso di irrigazione a scorrimento caratterizzata da bassa efficienza è consigliabile irrigare il più possibile lontano dalle concimazioni.

4 Effetto del metodo di irrigazione adottato Effetto della tipologia di suolo Effetto della tipologia della coltura Irrigazione per gravità L irrigazione per scorrimento superficiale, caratterizzata da un movimento dell'acqua sia verticale, che orizzontale sul terreno può dare luogo a perdite di nitrati per lisciviazione e per colature terminali soprattutto quando grandi volumi d acqua vengono apportati con un singolo intervento. L irrigazione per sommersione, tipica della risaia, determina nel terreno un moto dell'acqua verticale, dalla superficie verso gli strati profondi, spostando nella stessa direzione sostanze solubili, con possibilità d'inquinamento delle acque di falda. Per lo scorrimento superficiale e per l infiltrazione laterale, allo scopo di evitare colature terminali, è bene rispettare la norma di interrompere l irrigazione prima che la lama d acqua raggiunga il termine del campo; la distanza di interruzione è variabile da 2/3 (terreni poco permeabili) a 3/4 (terreni permeabili) della lunghezza del campo. Si deve pertanto dimensionare l appezzamento sia in funzione del corpo idrico utilizzato per l approvvigionamento, sia in funzione della permeabilità del suolo, o ricorrere a turbine che concentrino il flusso su una sola parte dell appezzamento. Irrigazione per pressione L irrigazione per aspersione prevede l'applicazione dell'acqua in modo più omogeneo e con volumi ridotti rispetto agli altri metodi irrigui. In questo caso il rischio di lisciviazione dei nitrati in falda risulta inferiore e le colature terminali sono assenti. Nel caso si pratichi una irrigazione per aspersione, allo scopo di evitare perdite di nitrati per lisciviazione e ruscellamento superficiale bisogna porre particolare attenzione all'intensità di pioggia rispetto alla permeabilità del terreno e, nel caso di impianti fissi, alla distribuzione degli irrigatori sull appezzamento. L irrigazione localizzata a bassa pressione (irrigazione a goccia e con spruzzatori) si adatta a tutte le situazioni di terreno e non dà generalmente luogo a perdite di nitrati. In funzione del tipo di suolo esistono differenti livelli di rischio di inquinamento per i corpi idrici recettori. Per la lisciviazione, l elevata permeabilità del suolo, associata principalmente alle caratteristiche di tessitura, è il fattore che incide maggiormente sul flusso di nutrienti in profondità verso la falda. Il ruscellamento è invece favorito da una bassa permeabilità e dalla maggior pendenza dei suoli. Per queste ragioni i suoli a granulometria grossolana (sabbiosi, sabbiososcheletrici) sono più suscettibili a fenomeni di lisciviazione in profondità dei nitrati, mentre i suoli a granulometria fine (argillosi, limoso-argillosi) e in pendio tendono maggiormente ad essere soggetti a ruscellamento e trasporto di nutrienti nelle acque di superficie. Le reali esigenze idriche e lo sviluppo dell apparato radicale delle colture variano in funzione della fase di sviluppo delle piante; il volume di acqua apportato deve pertanto essere calibrato anche in funzione della fase di sviluppo della coltura e dello strato esplorato dalle radici.

5 IRRIGAZIONE PER GRAVITA VANTAGGI: Minore dispendio energetico per l irrigazione; Bassi investimenti iniziali. SVANTAGGI: Bassa efficienza di irrigazione (utilizzo di alti volumi di adacquamento); Maggiori rischi di lisciviazione di nitrati in falda; Erosione superficiale; Richiede sistemazioni idraulico agrarie. IRRIGAZIONE PER PRESSIONE VANTAGGI: Alta efficienza di irrigazione (utilizzo di bassi volumi di adacquamento). Minore lisciviazione di nitrati in falda. Bassa erosione superficiale. SVANTAGGI: Alti investimenti iniziali. Alto dispendio energetico per la pratica irrigua.