SOS siccità: le soluzioni dall’agricoltura 4.0

Vanessa Pompili
08/07/2022

L’allarme era stato lanciato già qualche settimana fa in occasione della Giornata mondiale contro la desertificazione. I fatti degli ultimi giorni – costante assenza di precipitazioni, temperature al di sopra della media, crollo del ghiacciaio della Marmolada – hanno solo confermato una situazione molto preoccupante, destinata a peggiorare nel tempo. L’associazione ambientalista Legambiente, riportando i dati del centro Emdat (the International disaster database) sottolinea che negli ultimi 25 anni la nostra Penisola è stata colpita da quattro grandi eventi legati alla siccità (nel 1997, nel 2002, nel 2012 ed infine nel 2017), costati oltre 5 miliardi di dollari, e di queste perdite il 48 per cento è afferente alla crisi idrica del 2017.

“L’emergenza siccità e la scarsità di acqua – ha dichiarato Stefano Cafani, presidente nazionale di Legambiente – sono due problemi con i quali dovremo convivere. Per questo prima di tutto serve rivedere gli usi e i consumi, puntando ad una diminuzione di prelievi ed un efficientamento degli usi. Una siccità prolungata comporta danni diretti derivanti dalla perdita di disponibilità di acqua per usi civili, agricoli e industriali ma anche perdita di biodiversità, minori rese delle colture agrarie e degli allevamenti zootecnici, e perdita di equilibrio degli ecosistemi naturali”.

La gravità e l’importanza della carenza di acqua è stata ben percepita dalla Fao che nell’ormai lontano 1994 lanciò il suo Programma speciale per la Sicurezza alimentare (SPFS), mosso dalla piena consapevolezza che un accesso limitato all’acqua è spesso uno dei principali ostacoli all’incremento della produzione alimentare. Se all’inizio il problema della siccità interessava solo alcune regioni del globo (principalmente alcuni territori dell’Africa e Asia), oggi a causa delle mutate condizioni climatiche, il rischio siccità investe l’intero pianeta. A questo si aggiunge anche un’altra doverosa considerazione da fare. Si stima che entro il 2050 sarà necessario produrre circa il 60 per cento di cibo in più per garantire la sicurezza alimentare globale, cercando al contempo di conservare e migliorare la base di risorse naturali. L’acqua è un input importante nella fornitura di cibo, dalla produzione sul campo a tutte le fasi della catena del valore. È necessaria anche per soddisfare i bisogni personali e domestici, per la produzione energetica e industriale e per mantenere importanti ecosistemi dipendenti dall’acqua e servizi ecosistemici. Con l’aumento della domanda e della concorrenza per l’acqua, tuttavia, le risorse idriche del pianeta sono sempre più sotto stress a causa del cambiamento climatico, della cattiva gestione e dell’inquinamento.

Se bastano dai due ai tre litri di acqua al giorno per soddisfare il fabbisogno giornaliero di liquidi di un individuo, ne occorrono ben 3000 per produrre l’equivalente del nostro fabbisogno quotidiano di cibo. L’agricoltura impegna il 70 per cento di tutto il consumo di acqua potabile a livello mondiale, sebbene esistano differenze a seconda dei diversi livelli di sviluppo dei paesi.

Come hanno sottolineato da Legambiente è assolutamente necessario intervenire attraverso un approccio circolare applicando una gestione equa, razionale e sostenibile dell’acqua.

Agricoltura 4.0: dall’irrigazione di precisione un valido aiuto contro la siccità

Da più parti l’agricoltura viene designata come la chiave per raggiungere con successo gli obiettivi di sviluppo sostenibile e quanto delineato nell’accordo di Parigi sui cambiamenti climatici. È anche fondamentale per il sostentamento di centinaia di milioni di piccoli agricoltori e comunità rurali in tutto il mondo.

Gli agricoltori devono essere al centro di ogni processo di cambiamento in agricoltura. Attraverso politiche appropriate che forniscano incentivi e garantiscano una governance efficace, gli agricoltori possono essere autorizzati a conservare la biodiversità, proteggere gli ecosistemi e ridurre al minimo gli impatti ambientali.

Aumentare l’efficienza dell’irrigazione, ottenere un raccolto maggiore a parità di volumi utilizzati, deve quindi diventare una delle maggiori priorità. In aiuto al mondo agricolo ed ai suoi operatori è arrivata la ricerca scientifica impegnata a trovare soluzioni efficaci per l’utilizzo dell’acqua nei sistemi di irrigazione dei campi.

Per promuovere un’agricoltura sostenibile, i ricercatori finanziati dall’Ue hanno sviluppato un’innovativa piattaforma ad alta tecnologia per l’irrigazione capace di gestire con precisione la quantità di acqua utilizzata, il progetto Figaro che fa ricorso all’irrigazione di precisione, una tecnica che applica una quantità precisa di acqua alle colture in momenti precisi allo scopo di ottimizzare la resa della coltura e la produttività idrica.

“Finalizzata a fornire agli agricoltori gli strumenti necessari per prendere la giusta decisione riguardante l’irrigazione e aumentando in tal modo la loro produttività e riducendo il loro utilizzo di acqua – spiega il coordinatore del progetto Lior Doron – la piattaforma di gestione dell’irrigazione di Figaro combina una piattaforma software, hardware e sensori già esistenti con un modulo Dss (Sistema di supporto alle decisioni) appena sviluppato”. Nel suo insieme, il sistema fornisce all’utente le migliori raccomandazioni sull’irrigazione a livello di fattoria.” Le funzionalità includono un evoluto programma di supporto alle decisioni, un modello di crescita delle colture integrato, sensori per piante e suolo, analisi di dati basati su satelliti e algoritmi di previsione.

Le informazioni vengono raccolte da sensori per suolo, acqua e piante collocati nel campo in posizioni fondamentali. Queste informazioni vengono combinate con misurazioni meteorologiche locali provenienti da stazioni meteorologiche, immagini satellitari da lontano, servizi di previsioni meteorologiche e modelli idraulici e delle colture. Il sistema poi analizza i dati al fine di fornire all’agricoltore delle raccomandazioni accurate, precise e affidabili riguardanti quanto e quando dovrebbero irrigare le sue coltivazioni. “Con Figaro, l’agricoltore sa l’esatto volume irriguo richiesto, il numero di volte in cui irrigare e la corretta tempistica dell’irrigazione per ottimizzare utilizzo dell’acqua e consumo energetico,” afferma Doron.

La struttura della piattaforma Figaro è stata progettata per essere in grado di integrare qualsiasi tipo di tecnica di rilevamento e di modello di gestione, e questo consente all’utente di ampliare e personalizzare le sue funzioni in base alle proprie necessità particolari. Di conseguenza, la piattaforma può utilizzare sia i sistemi di rilevamento che le reti di un modello regolati in base alle condizioni locali e alle migliori prassi.

Per di più, tecnologie emergenti come ad esempio i sensori robotici e meccatronici possono essere tutte integrate facilmente in versioni successive della piattaforma.

Il progetto Figaro rappresenta l’evoluzione dell’irrigazione di precisione tradizionale, attualmente utilizzata dalla maggior parte dei coltivatori. L’irrigazione di precisione o microirrigazione si avvaledi infrastrutture idrauliche importanti aventi come recapito finale l’irrigazione a goccia, direttamente mirata alla pianta da irrigare. Questo tipo di irrigazione permette di somministrare l’acqua, o l’acqua addizionata a nutrienti (fertirrigazione di precisione) direttamente alle piante, in modo da ridurre l’utilizzo della risorsa idrica in maniera importante e non nutrire il terreno circostante. Questo permette di portare un globale risparmio d’acqua, che si traduce in un beneficio finanziario unito ad un beneficio sociale e ambientale.

Sempre nell’ottica di riduzione e contenimento dello spreco idrico, si muove l’utilizzo delle acque reflue per l’irrigazione delle colture. Il riuso delle acque reflue in agricoltura, una volta processate e depurate, potrebbe rappresentare una risposta efficace allo stress idrico che stiamo vivendo in questi ultimi decenni.

Il riutilizzo permette di limitare il prelievo dai corpi idrici, in particolare da quelli sotterranei, riducendo la pressione antropica sugli ecosistemi, mitigando i conflitti sull’utilizzo della risorsa e consentendo di destinare una maggiore quantità della stessa a fini potabili, con un saldo netto positivo in termini di risparmio d’energia rispetto al prelievo. Inoltre, il riuso prolunga il ciclo di vita dell’acqua fornendo una risorsa idrica aggiuntiva e meno sensibile alla stagionalità dei fenomeni meteorologici, garantendo così al settore agricolo la disponibilità di acqua anche in situazioni di siccità.

Inoltre, una minore re-immissione in natura delle acque reflue serve anche a tutelare la qualità dei corpi idrici (laghi, fiumi e mare) che generalmente le accolgono. Infatti, la presenza di azoto e fosforo – conseguenze della depurazione – è responsabile di processi di eutrofizzazione (cioè dello sviluppo di vegetazione acquatica). Al contempo, le acque trattate possono apportare benefici alle proprietà fisiche del suolo, veicolando una giusta dose di nutrienti (principalmente azoto, fosforo e potassio) e altri elementi migliorativi della fertilità del terreno, permettendo di ridurre l’uso di fertilizzanti minerali, con vantaggi ambientali ed economici per le aziende agricole.

Infine, lo scarico di acque depurate può fungere da importante stabilizzatore qualitativo e quantitativo di corsi d’acqua in zone aride e zone umide da ripristinare.

Soluzioni efficaci e innovative nella ricerca di metodi di irrigazioni alternativi arrivano dalla pioneristica Israele, che come spiega il professore Antonio Saltini studioso di Storia dell’Agricoltura, la “scarsità delle acque e l’estrema povertà dei suoli, combinati alla disponibilità finanziaria assicurata dalla comunità ebraica internazionale, hanno sospinto la ricerca di soluzioni sperimentali che per cinque decenni  si sono collocate all’avanguardia del progresso internazionale della tecnologia irrigua”.

Israele è al primo posto nel mondo nell’agricoltura di precisione. L’innovazione storica della tecnologia idrica israeliana ha facilitato lo sviluppo della forza di Israele nell’agricoltura di precisione. La competenza preesistente di Israele nell’ICT, nel data mining e nel software, insieme all’esperienza nel campo dei droni e dei satelliti, permette l’adattamento delle tecnologie esistenti in soluzioni agricole innovative come la mappatura del suolo, i sistemi di irrigazione e fertirrigazione intelligenti e i satelliti per l’agricoltura di precisione.

Una delle ultime frontiere dell’irrigazione di precisione, pensata in Israele e già esportata ed applicata in alcune realtà agricole italiane, è la subirrigazione o interrata, molto utile al fine di un risparmio idrico. È una delle tecniche irrigue più avanzate e consiste nell’interramento di ali gocciolanti ad una profondità tale da irrigare le piante in prossimità del loro apparato radicale attivo. Permette di mantenere umido il terreno e dare luogo ad una risalita capillare dell’acqua. Utilizzando la subirrigazione e immettendo l’acqua non in superficie ma direttamente alle radici, l’evapotraspirazione, cioè l’evaporazione dell’acqua dovuta all’irraggiamento solare al vento ed agli altri fattori, è più lenta. Abbattendo il consumo di acqua dal 30 al 50 per cento rispetto alla tradizionale irrigazione a pioggia e riducendo i problemi legati al drenaggio e al ruscellamento, la subirrigazione si dimostra la soluzione ideale per l’irrigazione di terreni, anche in pendenza.

Vanessa Pompili