L’innovazione tecnologica per un uso sostenibile della risorsa idrica in agricoltura

L’innovazione tecnologica per un uso sostenibile della risorsa idrica in agricoltura

Introduzione

L'irrigazione ha rappresentato uno dei fattori fondamentali nello sviluppo dell’agricoltura negli ultimi decenni, non solo perché ha consentito di ottenere produzioni elevate e di qualità, ma soprattutto perché ha reso possibile una maggiore flessibilità nella scelta degli ordinamenti produttivi da parte degli imprenditori agricoli, svincolandoli dalla scarsità ed incertezza degli apporti idrici derivanti dalle precipitazioni. In anni più recenti, il processo di modernizzazione degli impianti di distribuzione, sia a scala consortile che aziendale, ha consentito di incrementare l’efficienza dell’uso dell’acqua in agricoltura, attraverso un maggior controllo nella quantificazione dei volumi erogati ed una riduzione delle perdite idriche. Tuttavia, la crescente domanda d’acqua, nel settore irriguo come in quello civile, in un contesto di cambiamenti climatici, potrebbe intensificare i problemi di carenza idrica e di soddisfacimento dei fabbisogni irrigui nelle regioni caratterizzate da elevata siccità (quali quelle italiane del bacino Mediterraneo), mentre, per aree tradizionalmente non affette da carenza idrica (quali quelle italiane del centro-nord, che hanno visto accentuarsi fenomeni siccitosi sconosciuti in passato) si potrebbe porre il problema di una revisione delle politiche di gestione finora adottate (Ipcc, 2007). Una valutazione accurata delle richieste di risorsa idrica per irrigazione (così come per altri usi) è quindi un requisito fondamentale per una gestione più razionale dell'acqua (Maton et al., 2005), al fine di contribuire allo sviluppo di adeguate politiche e strategie di gestione, volte ad incrementare ulteriormente l’efficienza dell’irrigazione mediante un’attenta programmazione degli interventi irrigui e la determinazione dei volumi di adacquamento a scala aziendale.
L’esigenza di un uso più consapevole e razionale delle risorse idriche ha orientato le linee di indirizzo della Commissione europea, prima attraverso la Direttiva Acqua 2000/60/CE, e poi nella definizione della Pac verso il 2020 (Commissione Europea, 2011), con l’obiettivo di coniugare la competitività del sistema agricolo con una più spinta tutela delle risorse ambientali. Le recenti comunicazioni sulla carenza delle risorse idriche e sulla siccità (Commissione Europea, 2007), nonché il documento “Blueprint” per la salvaguardia delle risorse idriche europee (Commissione Europea, 2012) hanno portato ad un ampliamento dei criteri di condizionalità degli aiuti per incentivare il risparmio d’acqua in agricoltura.
Nel nuovo regolamento CE 1305/2013 relativo al sostegno allo sviluppo rurale (Commissione Europea, 2013), numerosi articoli fanno riferimento alla risorsa idrica, tra questi l’art. 15, relativo, tra l’altro, alla promozione dell’avviamento di “servizi di consulenza, di sostituzione e assistenza alla gestione delle aziende agricole in materia di protezione delle acque”. Rientrano in tale contesto i servizi di consulenza ed assistenza all’irrigazione in grado di fornire conoscenze più dettagliate sulle richieste idriche delle colture in vari stadi di sviluppo e in determinate condizioni agro-climatiche a livello aziendale.
La gestione dell’irrigazione va quindi inserita in un contesto più ampio, ove accanto alle esigenze di funzionamento dei sistemi irrigui, si guarda anche a problematiche di carattere ambientale in un’ottica di “sostenibilità” dell’irrigazione stessa. In questo contesto, lo sviluppo di nuove tecnologie, unitamente ad una migliore comprensione dei processi fisici presenti in un sistema irriguo, consente la messa a punto di strumenti per il supporto alle decisioni che i gestori della risorsa idrica (Autorità di bacino, Consorzi di Bonifica, ecc) dovrebbero assumere.
Con riferimento agli aspetti legati alla gestione irrigua, in ambito europeo ed internazionale si è quindi assistito allo sviluppo e diffusione dei servizi di consulenza all’irrigazione1(Martín de Santa Olalla et al., 2003), dalla scala di campo a quella di un intero bacino idrografico, in grado di offrire strumenti per generare informazioni sull'utilizzo più efficiente dell'acqua e meccanismi di comunicazione (sms, mms, internet, ...) per trasmettere in maniera veloce ed efficace l’informazione agli utenti finali (gestori ed agricoltori).
Tale sviluppo è stato ulteriormente agevolato dalla diffusione di Internet e dalla possibilità di accesso in tempo reale a basi di dati georeferenziati (immagini satellitari, dati agrometeorologici, dati statistici sulla distribuzione delle colture, mappe catastali ecc.).
Il presente lavoro nasce dall’esperienza del progetto Sirius2 (con particolare riferimento all’area test italiana) al fine di evidenziarne i principali obiettivi, di seguito riassunti:

  • illustrare il contributo che le tecniche di Osservazione della Terra (OT), in combinazione con i Sistemi di Informazione Geografica (Gis), applicate alla conoscenza dei processi fisici presenti in un sistema irriguo, possono dare in termini di monitoraggio delle aree irrigate, dei loro fabbisogni irrigui, nel miglioramento della gestione delle risorse idriche in agricoltura;
  • rendere le informazioni prodotte facilmente disponibili a gestori ed agricoltori (utenti finali), attraverso le Tecnologie dell’Informazione e Comunicazione (Tic);
  • analizzare gli elementi chiave per lo sviluppo operativo e sostenibile dei servizi di consulenza per la gestione dell’irrigazione, basati su tecniche di OT.

Concetti base e definizioni per il calcolo dei fabbisogni irrigui delle colture

Il fabbisogno idrico delle colture rappresenta, secondo l’International Commission on Irrigation and Drainage (Icid), il "totale di acqua necessaria per evapotraspirazione, dalla semina al raccolto per una determinata coltura in uno specifico regime climatico, quando l'acqua del suolo è adeguatamente mantenuta da piogge e/o dall’irrigazione in modo da non limitare la crescita delle piante e la piena produzione delle colture".
La metodologia di base per valutare i fabbisogni irrigui massimi3(evapotraspirazione di riferimento colturale, ETc) delle colture è quella codificata dalla Fao (Allen et al. 1998). Questo calcolo si basa sul prodotto fra l’evapotraspirazione di riferimento ETo (mm), parametro climatico che esprime le perdite idriche di un’ipotetica superficie di riferimento (caratterizzata da una struttura morfologica e fisiologica standard) e il valore di un coefficiente colturale Kc (adimensionale). Questa grandezza dipende dalle caratteristiche e dallo sviluppo del manto vegetale che ingloba e sintetizza tutti gli effetti sull’evapotraspirazione legati alle caratteristiche morfo-fisiologiche delle diverse specie colturali, alle diverse fasi fenologiche, al grado di copertura del suolo, che le rendono differenti dalla superficie di riferimento (Figura 1).

Figura 1 - Relazioni tra ETo, Kc ed ETc

Fonte: Allen et al., 1998

Conoscendo l’apporto di pioggia Pn (mm), al netto del quantitativo d’acqua intercettato dall’apparato fogliare, il fabbisogno irriguo massimo (ETc - mm), è quindi definito dalla seguente relazione e indica il quantitativo d’acqua che si dovrebbe apportare alla pianta attraverso l’irrigazione.

ETc = (ETo*Kc) – Pn     (1)

L’informazione relativa al coefficiente colturale Kc è estremamente variabile, anche all’interno della stessa tipologia colturale, poiché dipende da numerosi fattori, quali data e densità di semina, apporto di sostanze nutrienti, natura dei suoli e pratiche agronomiche. La conoscenza dei dati relativi allo sviluppo effettivo delle colture richiede la raccolta di osservazioni in ciascuna parcella in cui occorre effettuare il calcolo di ETc, con più ripetizioni nel corso della stagione irrigua, anche ai fini dell’attribuzione del valore del coefficiente colturale nella relazione (1). La raccolta di queste informazioni mediante rilievi di pieno campo può risultare difficile se non impossibile nel caso di vaste aree di studio. Anche avendo a disposizione cartografie di uso del suolo delle colture presenti, si possono infatti verificare forti disomogeneità di sviluppo e di stadi di crescita, che non consentono di assegnare il valore di Kc considerando soltanto la tipologia colturale. Tali difficoltà possono essere superate ricorrendo alle tecniche di OT (o telerilevamento da satellite) unitamente ai sistemi informativi geografici (Gis). Numerosi studi hanno infatti dimostrato che tali tecniche possono essere impiegate a costi ragionevoli e con relativa affidabilità nella gestione delle risorse idriche in aree di grande estensione, consentendo di dedurre informazioni sui fabbisogni idrici delle colture (Fao, 1995; D’Urso et al., 1995; Schultz and Engman, 2000; D’Urso, 2010).

Applicazioni del telerilevamento da satellite per la valutazione dei fabbisogni irrigui4

Il telerilevamento si basa sull’acquisizione ed analisi di misure di energia elettromagnetica emessa, riflessa o trasmessa dalla superficie terrestre, al fine di individuare, per via diretta o indiretta, informazioni qualitative e quantitative che la caratterizzano (Brivio et al., 2006). I sensori a bordo dei satelliti misurano la radiazione riflessa (ed emessa) dalla superficie terrestre in intervalli più o meno ampi dello spettro elettromagnetico (bande spettrali). In funzione delle bande in cui il sensore effettua le misure, si ha una capacità maggiore o minore di distinguere tra differenti tipi di superficie (suolo, vegetazione, acqua) in base alla loro risposta spettrale, consentendo di costruire un grafico, denominato firma spettrale (Figura 2).

Figura 2 - Firma spettrale (generica) della vegetazione

Fonte: Nostra elaborazione

La risposta tipica della vegetazione nel fenomeno di riflessione della radiazione solare, illustrata nella figura 2, è strettamente legata allo sviluppo ed alla struttura del manto vegetale, oltre che ai pigmenti fogliari. Le principali regioni spettrali che caratterizzano la risposta della vegetazione sono quelle corrispondenti alle lunghezze d’onda del blu (intorno a 0,45 μm) e del rosso (0.63-.69 μm), ove si ha il valore minimo (correlato alla presenza di pigmenti fogliari, in particolare della clorofilla, che in questa regione assorbe l’energia necessaria alla sua attivazione) e dell’infrarosso prossimo (0.76-0.90 μm), ove si osserva invece la massima riflessione, in una percentuale variabile fra il 40 ed il 60% dell'energia incidente. Partendo da tali osservazioni, Tucker (1978) ha proposto di utilizzare le regioni spettrali del rosso e infrarosso prossimo per monitorare lo sviluppo della vegetazione da osservazioni satellitari, attraverso la definizione di Indici di Vegetazione, tra i quali il Normalized Difference Vegetation Index (Ndvi) è tra quelli più utilizzati. Esso è dato dalla seguente equazione:

NDVI = (pir - pr)/(pir + pr)       (2)

con pir, pr i valori di riflessione nell’infrarosso prossimo e rosso, rispettivamente.
Vari studi (Bausch, 1995; D’Urso and Calera, 2006) hanno portato ad una correlazione lineare tra Kc e l’indice di verde Ndvi; ciò ha permesso di arrivare alla definizione di mappe di evapotraspirazione. Le mappe dei fabbisogni irrigui, ottenute con l’ausilio delle tecniche descritte, possono poi essere messe a disposizione degli agricoltori e dei Consorzi di Bonifica mediante le nuove tecnologie d'informazione e comunicazione, anche in tempo reale, per aiutarli a gestire l’irrigazione in maniera più razionale. Integrando fra loro strumenti quali dispositivi di controllo e di telerilevamento, software di simulazione e di gestione di dati territoriali (Gis), è oggi possibile sviluppare sistemi di supporto alle decisioni (Figura 3), basate sulle seguenti componenti:

Figura 3 – Fasi di realizzazione consiglio del irriguo

Fonte: Nostra elaborazione

1) Il modulo di OT si basa principalmente sulla definizione di procedure standard per l’elaborazione delle immagini satellitari e la realizzazione di mappe e dati statistici sul fabbisogno irriguo, con le metodologie descritte.
2) Il modulo di interfaccia on line del servizio WebGis. Consiste in un database centrale e diversi moduli basati su tecnologia WebGis Open Source per il caricamento, la visualizzazione e l’analisi dei dati (immagini satellitari, mappe vettoriali, dati alfanumerici, testi e altro).
3) Il Modulo di distribuzione delle informazioni, tramite gli strumenti di Itc (Mms, Sms e Internet/e-mail), agli utenti finali.

Caratteristiche tecnico-economiche dei servizi di consulenza all’irrigazione

E’ stato dimostrato in diverse occasioni come il concetto di servizio di consulenza sia una potenziale applicazione nel quadro del Monitoraggio Globale per l'Ambiente e la Sicurezza (Gmes), sfruttando dei set di dati satellitari commerciali attualmente disponibili nel Data Warehouse Gmes.
Il concetto generale alla base del servizio di consulenza operativo si basa sui seguenti elementi chiave:

  • migliorare e personalizzare i servizi di consulenza di irrigazione tradizionali rendendoli più utilizzabili, convenienti ed attraenti;
  • aiutare gli agricoltori nel migliorare l’efficienza dell'irrigazione – attraverso l’integrazione fra la loro personale esperienza e i dati di osservazione della terra (OT) – e di conseguenza ridurre i costi di produzione;
  • fornire accessibilità al servizio di consulenza per grandi aree e per più utenti.

Un elemento fondamentale nella definizione dei servizi di consulenza è relativo all’identificazione degli utenti, dei loro interessi e delle loro esigenze. Nel contesto di diversi progetti di ricerca internazionali, con il termine di utente si fa riferimento a tutti coloro che utilizzano/gestiscono le risorse idriche per l'irrigazione e coloro che prendono decisioni o definiscono politiche in tale settore, interessando diverse scale spaziali (dal campo allo schema irriguo al bacino idrografico fino ad un intero Paese) e temporali (settimanale, mensile, annuale, pluriannuale). Sostanzialmente gli utenti possono essere suddivisi in tre grandi segmenti: utilizzatori (agricoltori), gestori (Enti irrigui) e decisori politici (quali Regioni, Distretti idrografici, Ministeri).
Dalle esperienze effettuate in vari progetti di ricerca5si evidenzia come una componente fondamentale nella gestione dei servizi di consulenza all’irrigazione sia la comunicazione e l’interazione tra gli sviluppatori del servizio e gli utenti finali, infatti tali servizi non devono essere visti come imposti dall’alto, bensì come strumenti di condivisione delle conoscenze.
La maggior parte degli agricoltori che usufruiscono dei servizi di consulenza viene informata direttamente dagli utenti di livello superiore, come ad esempio i gestori delle risorse idriche regionali, compresi gli Enti Irrigui, o da altri agricoltori e/o associazioni di agricoltori. Dalle indagini fatte all’interno delle aree pilota6del progetto Sirius risulta che uno dei canali di comunicazione più comuni segue la "legge del vicino di casa", con il 27% degli agricoltori informati da altri agricoltori o da gestori di acqua (31%). Incontri faccia a faccia, Internet e social network rappresentano un altro 15% di ciascuno dei possibili canali di comunicazione. Un piccolo segmento di utenti vengono a conoscenza dei servizi da parte dei media tradizionali (TV e giornali). Riguardo l'interazione tra gli utenti e i fornitori di servizi, la maggior parte degli utenti sono interessati a svolgere un ruolo attivo nella fornitura di servizi. Alcuni di loro sono interessati a comunicare (23%) i problemi incontrati, a contribuire con la partecipazione tecnica (23%) e con il lavoro a livello di comunità locale (18%). Altri preferiscono una interazione più passiva e richiedono un sistema di supporto automatizzato o un help-line dedicato.
Per un uso sostenibile della risorsa idrica, sul territorio nazionale, negli ultimi anni, si sono sviluppati vari sistemi di consulenza all’irrigazione che si basano su metodi tradizionali e/o alternativi più o meno complessi. Questi ultimi possono fornire il fabbisogno idrico delle colture o informazioni analoghe per la gestione delle acque. Si possono identificare tre principali prodotti alternativi a scala aziendale:

  • servizi di consulenza aziendale: si basano sulla guida di professionisti assunti direttamente dagli agricoltori per la gestione specifica dell’acqua o, più in generale, per la gestione integrata delle colture, tra cui piani di concimazione, lotta alle malattie/infestanti, il monitoraggio della qualità della produzione, ecc.;
  • gestione dell'irrigazione basata su sensori: comprende l'installazione di stazioni agro-meteorologiche dedicate, tra cui misure in campo dell’umidità del suolo. Questa tecnica è spesso applicata per attività di ricerca o di tecniche di irrigazione deficitaria di colture ad alto valore aggiunto, come ad esempio nel caso di vigneti;
  • servizi di consulenza per l'irrigazione non basati su tecniche di OT: il calcolo dei fabbisogni irrigui delle colture si basa sulla applicazione dei coefficienti colturali standard riportati nel quaderno Fao56. La conoscenza della distribuzione spaziale dei tipi di coltura è necessario per l'applicazione di questo approccio.

Ciò che caratterizza principalmente il sistema di consulenza sviluppato nell'ambito del progetto Sirius è l'utilizzo di dati telerilevati e la loro integrazione con le misurazioni di campo agro-meteorologiche e di approcci partecipativi.
Ma quanto costa un servizio di consulenza all’irrigazione usando le immagini da satellite? E quali benefici se ne possono ottenere? Per rispondere a queste domande si presenta nel successivo paragrafo l’analisi costi-benefici effettuata nell’area pilota italiana.

Il caso studio dell’area pilota italiana

L’area pilota italiana è localizzata nella media valle del fiume Volturno, all’interno dei confini amministrativi del Consorzio di Bonifica e irrigazione Sannio Alifano. La superficie totale regolarmente irrigata è di circa 10.000 ha. Le più importanti colture irrigue sono: mais da insilato, erba medica (utilizzate come foraggere per l'allevamento bufalino) ed in misura minore frutteti, ortive, oliveti e vigneti. I dati acquisiti (relativamente al mais ed ad alcune aziende con colture miste) nel corso del progetto in alcune aziende campione dell’area, hanno confermato in molti casi l’uso eccessivo della risorsa “acqua”, determinato da una valutazione soggettiva dei fabbisogni irrigui. Infatti dal confronto fra i dati misurati, tramite i contatori, di volume irriguo [media di 3.792 mc/ha] consegnato effettivamente dal Consorzio alle aziende campione nel corso della stagione irrigua 2012 ed il volume irriguo stimato da satellite [media di 3.309 mc/ha], si è evidenziato un surplus di irrigazione del 24% come valore medio, a parità di resa produttiva. Considerando che tale percentuale può essere affetta da particolari condizioni locali (ad. es. suoli particolarmente permeabili, con scarsa capacità di ritenzione idrica, eccesiva ventosità che può disperdere quantitativi di acqua, soprattutto nei sistemi per aspersione), o di scarsa efficienza dei sistemi di irrigazione irrigui aziendali, esistono ampi margini di miglioramento per un uso più efficiente delle risorse idriche, a livello di azienda agricola e di riflesso di un intero comprensorio.  

Analisi costi benefici dei servizi di consulenza all’irrigazione7

Per la quantificazione dei costi del servizio e dei potenziali benefici economici ottenibili (riduzione del costo per l’irrigazione derivante da una corretta applicazione dei volumi irrigui), si è fatto riferimento ad un orizzonte temporale di 5 anni (ritenuto idoneo alla copertura del servizio di tutta l’area irrigata). Non vengono considerati i costi sociali e ambientali, in quanto possono variare notevolmente e la loro quantificazione è al di là del campo di applicazione del progetto. I costi sociali e ambientali infatti esprimono il valore della distribuzione delle risorse idriche per usi alternativi e l’impatto sulle risorse idriche, inquinamento, degrado del suolo e modifiche del paesaggio dovute ad un’agricoltura irrigua intensiva (Commissione Europea, 2000)8, mentre l’analisi finanziaria si basa solo sullo schema di irrigazione, o sui costi aziendali che gli agricoltori in genere pagano per l'acqua, così come per tutti gli altri costi di produzione, come ad esempio sementi, macchinari, manodopera, manutenzione ecc. La letteratura indica che queste due categorie di costi (sociali ed ambientali) siano tutt'altro che trascurabili (Garrido & Calatrava, 2010).
Analogamente ai sopracitati costi, non sono stati considerati i benefici dovuti al risparmio energetico (minore spese per pompaggio), ed alla migliore gestione da parte del Consorzio nell’allocazione (gestione delle prenotazioni irrigue) dell’acqua dovuta ad una migliore conoscenza (nello spazio e nel tempo) del fabbisogno irriguo. Inoltre non sono stati considerati i benefici ambientali derivanti da una corretta gestione delle risorse idriche in agricoltura.

Analisi dei costi

Nella struttura dei costi sostenuti dal fornitore (rappresentato da una Pmi, specializzata nel settore dell’analisi ed interpretazione di immagini satellitari, Gis e WebGis, già operante sul mercato, con infrastrutture in fase operativa, si escludono quindi i costi di avviamento del servizio), per attivare e sviluppare il servizio nell’area, si sono considerati i seguenti aspetti: la spesa in conto capitale (Capital Expenditures Capex, costo necessario per gestire un prodotto/servizio) e le spese di funzionamento (Operating Expense Opex, costo per sviluppare il prodotto/servizio), per un orizzonte temporale di 5 anni. I costi Capex sono ammortizzati in questo periodo e includono il set-up del Gis e del database degli agricoltori. I costi Opex coprono tutte le spese che il fornitore sostiene nell’attivazione e sviluppo del servizio (personale, costo delle immagini satellitari9, visite in campo, costi relativi alla trasmissione delle informazioni agli utenti finali). Un tasso forfettario del 20% è considerato per i costi indiretti (inclusi gli stipendi per il personale di supporto, informatica, gestione) e il costo delle utenze (segretaria, telefono, energia elettrica, locali).
Inoltre sono state considerate le seguenti categorie di costo:

  • costi variabili, che variano con il numero di ettari e degli utenti serviti e includono la costruzione del Gis iniziale, l’implementazione del database relativo agli agricoltori (principale componente dei costi Capex), il Web-Gis dedicato e il servizio di trasmissione delle informazioni (una parte del costo Opex);
  • costi fissi, sono la componente principale dei costi Opex e includono l’acquisto dei dati satellitari e la loro elaborazione (che dipendono dalla dimensione di ordine minimo di acquisto dei dati satellitari).

Il costo unitario del servizio – considerando una superficie di 10.000 ha - varia tra 55.000 (anno 1 - 4,6 €/ha) e 67.000 € (anno 5, 6,1 €/ha) per stagione di crescita.
Considerando che i costi marginali del servizio sono decrescenti al crescere della copertura, a parità di costo delle immagini, maggiore è l’area coperta, minore è il costo unitario, e che l’ordine minimo delle immagini satellitari è di 10.000 km2, si è estesa l’analisi fino a considerare una superficie coperta dal servizio di 80.000 ha, il cui costo risulta essere di circa 2€/ha.

Analisi dei potenziali benefici

Al fine di quantificare i potenziali benefici economici derivanti dall’applicazione del servizio di consulenza, si è considerato un surplus di irrigazione del 15% della pratica irrigua tradizionale basata sull’esperienza pratica degli agricoltori, rispetto a quanto stimato da satellite.
Inoltre si è considerato un valore minimo e massimo 0,03 e 0,10 €/mc rispettivamente, di contributi per l'irrigazione, in funzione delle diverse tipologie di reti irrigue presenti nel Consorzio di Bonifica (a gravità, bassa ed alta pressione).
Il beneficio netto risultante è risultato in media di (min. 14, max. 60), considerando una superficie di 10.000 ha e di 44 40 €/ha (min. 18, max. 64) passando ad una estensioni di 80.000 ha.
La tabella seguente riporta una sintesi dei costi del servizio nelle otto aree test del progetto Sirius. La variabilità dei costi è dovuta in primo luogo alla differente area di attuazione del servizio, ma anche alle diverse dimensioni medie degli appezzamenti irrigui. Nel caso dell’area pilota egiziana, in cui si registra il costo ad ettaro maggiore, le dimensione medie dei campi sono talmente ridotte (media di 0,40 ha) da imporre l’utilizzo di immagini satellitari ad alta risoluzione, che hanno costi decisamente superiori a quelle utilizzate in altre aree.

Tabella 1 - Sintesi del costo del servizio per ogni area pilota

Fonte: nostra elaborazione

Considerazioni conclusive

Le potenzialità e i risultati offerti dalle tecniche di telerilevamento per monitorare l’evoluzione della vegetazione nel tempo sono molteplici:

  • visione sinottica del territorio;
  • osservazione ripetuta e costante, a intervalli di tempo regolari, che possono evidenziare le modificazioni delle condizioni agricolo – ambientali del territorio;
  • aggiornata disponibilità dei dati;
  • maggiore economicità complessiva rispetto ai metodi di rilevazione convenzionali.

In particolare l’applicazione di tecniche di OT per l’assistenza irrigua rappresenta un notevole salto di qualità nel livello d’informazione oggi disponibile, anche in considerazione del fatto che il loro sviluppo è ulteriormente agevolato dalla diffusione di Internet e dalla possibilità di accesso in tempo reale a basi di dati georeferenziati (immagini satellitari, dati agrometeorologici, dati statistici sulla distribuzione delle colture, mappe catastali ecc.). Le tecniche di OT, oggi sempre più facilmente disponibili, ed i nuovi strumenti della tecnologia della comunicazione consentono di fornire un fabbisogno irriguo legato ad una valutazione quantitativa dell’effettivo sviluppo colturale, in linea con le indicazioni metodologiche fornite anche in ambito Fao.
La metodologia sviluppata presenta aspetti di notevole innovazione rispetto alle caratteristiche tradizionali dei servizi di assistenza irrigua. In primis, l’inserimento di tecniche di OT nell’operatività giornaliera di assistenza all’irrigazione apre l’accesso ad una dimensione territoriale del servizio, poiché il monitoraggio è svolto su tutta l’area del comprensorio, oltre che nelle singole aziende. Inoltre, è possibile distribuire informazioni personalizzate alle aziende, non soltanto legate ai fabbisogni irrigui ed alla programmazione degli interventi, ma anche di valutare, attraverso l’osservazione delle mappe di indice di vegetazione, l’effettiva uniformità di distribuzione su parcelle di adeguate dimensioni. L’informazione può poi essere completata con indicazioni sull’ andamento meteorologico e fornendo consigli di tipo agronomico.
Integrando informazioni ottenute dai satelliti, i nuovi sistemi di comunicazione (rete internet, cellulari, ecc) e le conoscenze agronomiche è possibile fornire un supporto determinante nella realizzazione delle politiche nel settore dell’irrigazione, con benefici diretti all’economia del settore primario ed alla salvaguardia dell’ambiente.
Infine la possibilità di utilizzare dati satellitari gratuiti (quali il Landsat 8 della Nasa, e Sentinel-2 del programma Europeo Copernico) può contribuire a ridurre i costi del servizio e quindi a favorirne la sua diffusione.

Riferimenti bibliografici

  • Allen R. G., Pereira L. S., Raes D., Smith M., (1998), Crop Evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Water Requirements. Fao Irrigation and Drainage Paper No. 56, Rome, Italy, 300 pp. Isbn 92-5-104219-5 [link]

  • Bausch W. C. (1995), “Remote sensing of crop coefficients for improving the irrigation scheduling of corn.” Agric. Water Manage., 27, 55–68

  • Brivo P.A., Lechi G., Zilioli E., Principi e metodi di telerilevamento. Città Studi Edizioni Milano, 2006

  • Commissione Europea (2000), Pricing Policies for Enhancing the Sustainability of Water Resources. Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, and the Economic and Social Committee. Com (2000) 477 final. European Commission, Brussels [link]

  • Commission of the European Communities (Cec) (2000), Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. Official Journal of the European Communities L327. Office for Official Publications of the European Union, Luxemburg [link]

  • Commission of the European Communities (2007), Communication from the commission to the european parliament and the council - Addressing the challenge of water scarcity and droughts in the European Union (Com/2007/0414) [pdf]

  • Commissione Europea (2011), Proposta di Regolamento del Parlamento Europeo e del Consiglio sul sostegno allo sviluppo rurale da parte del Fondo Europeo agricolo per lo sviluppo rurale (Feasr) Com(2011) 627/3 [pdf]

  • Commissione Europea (2012). Comunicazione della commissione al parlamento europeo, al consiglio, al comitato economico e sociale europeo e al comitato delle Regioni - Piano per la salvaguardia delle risorse idriche europee. (Com/2012/673) [pdf]

  • Comunicazione della commissione al parlamento europeo, al consiglio, al comitato economico e sociale europeo e al comitato delle regioni La Pac verso il 2020: rispondere alle future sfide dell'alimentazione, delle risorse naturali e del territorio (Com/2010/0672) [link]

  • Communication from the commission to the european parliament and the council Addressing the challenge of water scarcity and droughts in the European Union. Com/2007/0414 [link]

  • Communication from the commission to the european parliament, the council, the european economic and social committee and the committee of the regions a Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources. Com/2012/0673 [link]

  • Calatrava J., Garrido A. (2010), Agricultural water pricing: EU and Mexico, Oecd [pdf]

  • D’Urso G., Menenti M. (1995), Mapping crop coefficients in irrigated areas from Landsat TM images; Proceed. European Symposium on Satellite Remote Sensing II, Europto, Paris, sett.’95; SPIE, Intern. Soc. Optical Engineering, Bellingham (Usa); (2585) 41-47; ISBN 0-8194-1949-4

  • D’Urso G. (2010), Current Status and Perspectives for the Estimation of Crop Water Requirements from Earth Observation. Italian Journal of Agronomy/Rivista di Agronomia, 2010, 5:107-120 [pdf]

  • D’Urso G. and Calera A. (2006), Operative Approaches To Determine Crop Water Requirements From Earth Observation Data: Methodologies And Applications. Earth observation for vegetation monitoring and water management. Aip Conference Proceedings, vol. 852, p.p. 14-25, 2006

  • Fao 1995, Use of remote sensing techniques in irrigation and drainage. Proceed. Expert Consultation Fao-Cemagref, Montpellier, Nov. 1993; Food and Agriculture Organis., Water Report, nr. 4, 201 pp

  • Ipcc, (2007), Climate Change 2007: The Physical Science Basis – Summary for Policymakers. Contribution of Wgi to the 4th Assessment Report of the Ipcc. Geneva [pdf]

  • Icid-Ciid (2000), Multilingual Technical Dictionary on Irrigation and Drainage. - CD Version September 2000, International Commission on Irrigation and Drainage, New Dehli [link]

  • Martín de Santa Olalla F., Calera A., Domínguez A., “Monitoring irrigation water use by combining Irrigation Advisory service, and remotely sensed data with a geographic information system”, in Agricultural Water Management n. 61, 111-124, 2003

  • Maton L., Leenhardt D., Goulard M., Bergez J.-E. (2005), Assessing the irrigation strategies over a wide geographical area from structural data about farming systems. Agricultural systems 86, Volume 86, Issue 3, December 2005. Pages 293-311

  • MONTEITH J.L., UNSWORTH M.H. (1990), Principles of Environmental Physics, Edizioni E. Arnold, pp.290

  • Regolamento (ue) n. 1305/2013 del parlamento europeo e del consiglio [pdf]

  • Schultz G.A., Engman E.T. (eds.) 2000, Remote Sensing in Hydrology and Water Management. Springer-Verlag Inc., New York, Usa, 473 pp

  • Tucker C.J. 1978, A comparison of satellite sensor bands for vegetation monitoring. Photogram. Engin. And Remote Sens., 44:1369-137

  • 1. Vedasi ad esempio:
    Il progetto Irrisat, Regione Campania - [link]
    Il progetto Irriframe, Anbi - [link]
    L'iniziativa della Nasa (Usa) - Tops Satellite Irrigation Management Support. [link]
    L'iniziativa del Csro (Australia) - IrriGateway [link]
    L’iniziativa Francese Farmstar - [link]
  • 2.Sustainable Irrigation water management and River-basin governance: Implementing User-driven Services” (Sirius), finanziato nell’ambito del VII programma quadro della ricerca dell’U.E. bando Spa.2010.1.1.04 - Stimulating the development of Gmes services in specific areas. Il Gmes (Monitoraggio globale per l'ambiente e la sicurezza), attualmente denominato Copernico, è il programma europeo per lo sviluppo della capacità europea nel settore dell’ Osservazione della Terra.
  • 3. Si utilizza il termine fabbisogno irriguo massimo in quanto la metodologia è adeguata per colture considerate in condizioni standard di crescita, cioè che non presentano stress (idrici, nutrizionali, sanitari), raggiungono la piena copertura nella fase di sviluppo massimo. Inoltre non si considerano eventuali apporti dalla riserva idrica del suolo, né perdite dovute a percolazione o ruscellamento.
  • 4. Nel presente lavoro non vengono trattate altre procedure, quali l’approccio analitico, basato sull’applicazione diretta dell’equazione Penman-Monteith con parametri della vegetazione (Leaf Area Index, albedo, altezza) stimati da immagini satellitari, pur essendo state oggetto di ricerca nell’ambito del progetto Sirius (D'Urso, 2010, cui si rimanda per eventuali approfondimenti).
  • 5. Demonstration Of Earth Observation Technologies in Routine Irrigation Advisory Services   (Demeter) - R&D and demonstration project (UE FP5).Participatory multi-Level EO-assisted tools for Irrigation water management and Agricultural Decision-Support (Pleiades) – Specific Targeted Research Project (UE FP6). Il progetto Irrisat, Regione Campania.
  • 6. Lo studio e l'analisi sono state realizzate in otto aree pilota situate in Spagna, Italia, Romania, Turchia, Egitto, India, Messico e Brasile.
  • 7. L’analisi è stata fatta a costi costanti (media 2011-2012), pertanto i valori non sono corretti  per l’inflazione.
  • 8. EC (2000). Pricing Policies for Enhancing the Sustainability of Water Resources. Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, and the Economic and Social Committee. Com (2000) 477 final. European Commission, Brussels.
  • 9. La stagione irrigua inizia a giugno e termina in agosto/settembre (circa 90-120 giorni). Considerando un tempo medio di rivisitazione (periodo di tempo che intercorre tra due riprese successive di una stessa area) di 10-15 giorni, che di solito è sufficiente per monitorare l'evoluzione delle colture, un totale di 12 immagini sono necessarie per tutta la stagione irrigua. La dimensione di ordine minimo di acquisto per i dati satellitari utilizzati - Deimos-1 [link], è di 10.000 km2.
Tematiche: 
Rubrica: 
Non cliccare su questo link in quanto e accentata per gli spammers e verresti messo nelle blacklist