Risultati della Ricerca Titolo Modellizzazione dei consumi idrici delle colture Descrizione estesa del risultato Il software DSSAT, comprendente i due modelli colturali CERES-Wheat e CROPGRO, è stato utilizzato in un area della Capitanata di circa 2000 km2, simulando per 45 anni il pomodoro e il frumento duro. Gli scenari irrigui simulati sono stati: asciutto e tre soglie di contenuto di acqua nel suolo che attivano l irrigazione automatica. Per il frumento duro, l irrigazione ha incrementato la produzione del 19% rispetto all asciutto e ne ha ridotto la variabilità temporale. È stato possibile individuare le zone (interazione suolo x clima ) dove questo incremento è stato più marcato. Per il pomodoro la tesi non irrigata non è risultata proponibile, mentre i tre livelli di umidità del suolo non si sono differenziati tra loro. DSSAT ha consentito anche valutazioni di tipo economico: la redditività dell irrigazione è risultata molto alta per il pomodoro, mentre per il frumento, considerando la variabilità del prezzo, è risultata positiva se si utilizza il prezzo del 2007 (320,00 /t), negativa al prezzo 2009 (160,00 /t). L attività di calibrazione e validazione è stata effettuata anche tramite il modello CropSyst ed ha permesso la definizione di parametri colturali per il favino e frumento duro in Capitanata. CropSyst è stato anche utilizzato per valutare nel lungo periodo gli effetti che la rotazione biennale frumento-favino e la triennale frumento-frumento-favino, sistemi colturali a basse esigenze idriche, possono avere sulla resa in granella del frumento e sull eventuale arricchimento di azoto nel terreno. Le simulazioni eseguite hanno mostrato un incremento di resa del frumento avvicendato del 6% rispetto a quello in monosuccessione, attribuibile ad una maggiore disponibilità idrica al momento della semina. Infatti, grazie ad una maggiore profondità radicale ed un efficienza d uso dell acqua superiore nel favino rispetto al frumento si ha un minor consumo di acqua a vantaggio della coltura seguente. Nell area della Piana del Sele e dell arco Ionico-Metapontino, applicazioni del modello SIMODIS (SImulation and Management of On-Demand Irrigation Systems), che utilizza informazioni sulla funzione di ritenzione e conducibilità idraulica del suolo, hanno permesso di stimare i volumi irrigui di colture a diverse scale spaziali e temporali. In questo modo, per le varie classi di suolo, si è calcolato un indicatore di efficienza irrigua, utile per individuare il beneficio di una certa programmazione irrigua e localizzare eventuali sprechi. Le possibili utilizzazioni riguardano il confronto di scenari agrotecnici (colture, epoche di semina, fertilizzazione, irrigazione,..) su territori ampi e con dati meteorologici di lungo periodo oppure dati climatici futuri, in un ottica di cambiamenti climatici. Questi confronti permettono di scegliere la migliore strategia colturale per potere ottimizzare le produzioni (organizzazioni di imprenditori agricoli), ridurre la lisciviazione di nitrati (agenzie di protezione ambientale), ottimizzare la pratica irrigua (enti gestori dell acqua irrigua). Il risultato è maturo per l utilizzo. Occorre un training per insegnare all utente l uso del modello, personal computer, software e dati di input. Responsabile del risultato MICHELE RINALDI 1/5
S.S. 673 km 25,200, 71121 FOGGIA () Tel.: +39-0881-742972 E-mail: michele.rinaldi@crea.gov.it Anno 2009 Classificazione del risultato Comparto produttivo: Produzioni non alimentari PRODUZIONI NON ALIMENTARI IN GENERALE Particolari categorie di prodotti/comparti produttivi: Categorie di ambiti di ricerca: PARTICOLARI CATEGORIE DI PRODOTTI IN GENERALE Particolari categorie di prodotti/comparti produttivi in generale TEMI DI INTERESSE COLLETTIVO E POLITICHE DI SVILUPPO Ambiente e gestione risorse naturali (energie rinnovabili (energia), cambiamenti climatici (clima), biodiversità, risorse idriche, ecc.) RISORSE IDRICHE Risorse idriche in generale (incluse acque irrigue) Parole chiave tutela risorse idriche, consumi idrici, modellistica Trasferibilità del risultato Si, trasferibilità immediata Natura del risultato di processo Aree interessate Basilicata Calabria Campania Puglia Sardegna Sicilia Impatto dal punto di vista tecnico gestione delle informazioni su scala territoriale e per diversi scenari Impatto dal punto di vista socioeconomico aumento capitale 2/5
Impatto dal punto di vista ambientale risparmio risorse idriche Presupposti di contesto formazione imprenditori/lavoratori dotazione hardware e software di alto livello Soggetti istituzionali da coinvolgere Assessorati agricoltura, ambiente, ricerca Servizi sviluppo agricolo Enti di sviluppo regionali Organizzazioni di produttori Organizzazioni professionali Consorzi di bonifica Agenzie di sviluppo e innovazione in agricoltura ALSIA Basilicata Potenziali utilizzatori Divulgatori Tecnici agricoli Consorzi di bonifica Modalità di diffusione Sito web/internet Da individuare di concerto con i referenti istituzionali e non che occorre coinvolgere Attraverso convenzioni operative per specifiche attività Pubblicazioni Rinaldi, M.; Ubaldo, R.; Ruggieri, S. (2009): Spatial and seasonal simulations of irrigated processing tomato, Vol. p. 225-240 Garofalo, P.; Di Paolo, E.; Rinaldi, M. (2009): Durum wheat (Triticum durum Desf.) in rotation with the faba bean (Vicia faba var minor L.). A long-term simulation case-study, Vol. p. 240-250 Rinaldi, M.; Vonella, A.V.; Ubaldo, R.; Garofalo, P.; Ruggieri, S. (2008): La simulazione dei sistemi colturali a scala territoriale, Vol. p. 147-162 Rinaldi, M. (2007): Irrigation strategies in tomato using long term weather analysis, Vol. p. 219-226 Di Paolo, E.; Garofalo, P.; Rinaldi, M. (2007): Il Favino (Vicia faba var. minor L.) per uso 3/5
zootecnico sottoposto a regimi irrigui, calibrazione e validazione del modello Cropsyst, Vol. p. 223-224 Rinaldi, M.; Ubaldo, R. (2007): Spatial and temporal analysis of simulation rainfed and irrigated wheat. On: Farming Systems Design 2007, Vol. p. 98-99 Garofalo, P.; Di Paolo, E.; Rinaldi, M. (2007): Faba bean in rotation with durum wheat: a long term simulation case-study, Vol. p. 31-32 Rinaldi, M.; Ubaldo, R. (2007): Simulation at regional level of irrigated wheat and tomato in a Mediterranean environment, Vol. 103 p. 569-581 Rinaldi, M.; Ubaldo, R. (2007): Spatial simulation of water use efficiency in a Mediterranean environment, Vol. p. 121-141 Rinaldi, M.; Ventrella, D.; Gagliano, C. (2007): Comparison of nitrogen and irrigation strategies in tomato using CROPGRO model. A case study from Southern Italy, Vol. p. 91-105 Titolo del progetto Progetto / Ricerca di riferimento Supporti decisionali per la conservazione e la gestione delle risorse idriche in aree vulnerabili del sud d'italia - AQUATER Coordinatore del progetto MICHELE RINALDI S.S. 673 km 25,200, 71121 FOGGIA () Tel.: +39-0881-742972 E-mail: michele.rinaldi@crea.gov.it Ente finanziatore DISR 5 - Servizio fitosanitario centrale, produzioni vegetali Breve descrizione del progetto e dei suoi obiettivi L obiettivo generale è quello di sviluppare, validare e rendere operative metodologie congiunte di telerilevamento e simulazione, finalizzate alla gestione delle risorse idriche in aree vulnerabili o potenzialmente vulnerabili dal punto di vista sia dell effettiva disponibilità idrica (danni da deficit o eccesso idrico) ed ai rischi di salinizzazione che possono derivare da non corrette pratiche irrigue. Le principali linee di ricerca sono: caratterizzazione ambientale delle aree esaminate in funzione delle colture, dei suoli, del clima e dei fabbisogni irrigui per aumentare l efficacia della programmazione generale degli enti preposti all erogazione delle risorse idriche e sulla pianificazione di interventi volti ad accrescere o a conservare la sostenibilità dell attività agricola nel Mezzogiorno nei prossimi decenni; stima, su scala territoriale, a cadenza settimanale dei consumi idrici delle colture. Tale stima avverrà attraverso la correzione dei bilanci idrici con le informazioni ottenute direttamente dal satellite, attraverso la loro assimilazione in un modello di simulazione e di altri indicatori di stress idrico che permetteranno di prevedere situazioni di emergenza idrica. 4/5
In particolare: - verificare e calibrare le relazioni tra informazioni telerilevate e verità a terra, come ad esempio, le relazioni tra temperatura di brillanza superficiale e stato idrico della coltura, tra NDVI (Normalized Differences Vegetation Index), LAI (Leaf Area Index) e indice di copertura vegetale. Con i sensori radar ad apertura sintetica (SAR) sarà possibile stimare direttamente il contenuto idrico dei primi 5 cm di suolo e della copertura vegetale; - realizzare un GIS che possa costituire un importante strumento nelle aree di indagine per la gestione delle informazioni spaziali (uso del suolo, risorse idriche) e loro restituzione sotto forma di mappe tematiche e di rischio; - fornire le metodologie e gli algoritmi necessari per estendere le misure locali alla scala territoriale nell ambito della stima dei consumi idrici di colture di interesse agrario nelle aree d interesse; - fornire le metodologie per estendere le variabili telerilevate dalla scala temporale istantanea a quella della stagione di crescita; - creare una sinergia tra reti agrometeorologiche standard gestite dagli enti di sviluppo coinvolti nel progetto e le immagini (più precisamente i parametri ricavabili da esse) ottenute da satellite; - inserire periodicamente le informazioni telerilevate in un modello di simulazione, per potere ottenere previsioni di resa e di altri indicatori agro-ambientali con una maggiore accuratezza; - realizzare un sistema di supporto alle decisioni che possa fornire informazioni utili ai decisori politici e tecnici per la pianificazione territoriale e la gestione delle risorse idriche. U.O. / Partner coinvolti nella realizzazione del risultato CNR - Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l'automazione - ISSIA - Sede Bari Unità di ricerca per i sistemi colturali degli ambienti caldo aridi (SCA) Referenti istituzionali già coinvolti nella ricerca Non sono presenti Referenti già coinvolti per il risultato 5/5