Suggerimenti per il migliore utilizzo di sistemi esperti per l’irrigazione

Economia e tecnica

I coefficienti colturali utilizzati per la stima del fabbisogno idrico dei frutteti possono e devono essere modificati in relazione alle diverse condizioni agronomiche e impiantistiche, ma, come insegna il 2012, anche in funzione delle condizioni climatiche generali.


Bartolomeo Dichio et al., Frutticoltura
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Attualmente sono disponibili per tecnici ed agricoltori numerosi software e piattaforme informatiche di supporto alle decisioni finalizzate alla gestione dell’irrigazione. Questi strumenti si basano sul bilancio idrico del suolo derivato da parametri legati alla coltura (es. età, sesto di impianto, presenza/assenza di inerbimento, fase fenologica), al suolo (es. tessitura, pendenza, presenza di falda, contenuto di sostanza organica) e alle condizioni climatiche (es. evapotraspirazione di riferimento, piovosità). Negli ultimi anni si è assistito ad un incremento di flessibilità di tali strumenti con la possibilità di selezionare numerose variabili del singolo appezzamento; tuttavia, presentano ancora delle criticità applicative/gestionali che ne limitano la diffusione capillare. Riteniamo importante affrontare in questo contributo alcune delle criticità dei sistemi esperti per l’irrigazione il cui superamento potrebbe aumentarne l’”appeal” verso tecnici ed imprenditori agricoli e quindi la loro diffusione.

Criticità nella stima del fabbisogno idrico

Il fabbisogno idrico della coltura e la stima del volume di suolo esplorato dalle radici ed interessato dall’irrigazione rappresentano due parametri su cui viene calcolato il volume di acqua da apportare con l’irrigazione; da qui la loro importanza e la necessità di stimarli con la massima accuratezza. La stima del fabbisogno idrico della coltura (ETc) è basata su evapotraspirazione di riferimento (ET0) e coefficiente colturale (Kc) combinati nell’equazione ETc = ET0 × Kc. I valori Kc disponibili derivano in massima parte da valori tabulati nel Quaderno FAO n. 56 (Allen et al., 1998) che occasionalmente sono stati validati o corretti negli innumerevoli ambienti di coltivazione. Inoltre, i valori di Kc disponibili non discriminano le varietà (es. precoci o tardive) o i portinnesti (vigorosi o nanizzanti) anche se recentemente un tentativo di correggere alcuni di questi punti deboli è stato percorso dalla comunità scientifica (Steduto et al., 2012). I valori di ET0 rappresentano anch’essi una fonte di variabilità e di errore in quanto vengono stimati con metodi diversi (es. Penman-Monteith, Hargreaves, Priestley-Taylor, evaporato da vasca) che spesso portano a risultati diversi per uno stesso ambiente a meno di opportune calibrazioni su scala locale (Di Lena e Acutis, 2002) (Fig. 1). L’importanza e la definizione dei volumi di suolo (contenitori) interessati dallo sviluppo delle radici e bagnati dall’acqua di irrigazione ed il calcolo della relativa quantità di acqua in essi immagazzinabile (acqua disponibile, AD) è stata riportata in un precedente articolo (Xiloyannis et al., 2012). La conoscenza della profondità dell’apparato radicale è fondamentale nel calcolo del volume di suolo totale a disposizione della pianta. Conosciamo fin dove si spingono le radici delle piante che coltiviamo? Sono pochi i dati disponibili, che andrebbero sicuramente integrati con altri studi. Inoltre, il volume del contenitore è influenzato dalla presenza/assenza della falda. È del tutto evidente che in terreni asfittici e/o con falda superficiale, lo sviluppo dell’apparato radicale è più superficiale rispetto a quello di un terreno sabbioso o di medio impasto, pertanto per il calcolo del volume di suolo è necessario conoscere la profondità reale dell’apparato radicale. Per esempio, in molte aree frutticole dell’Emilia-Romagna dove la falda è superficiale (circa 1 m) l’apparato radicale delle piante non si approfondisce. In queste condizioni le piante hanno un’ottima ripresa primaverile (quando il fabbisogno idrico è basso) e sviluppano una superficie fogliare ottimale e eventuali errori di calcolo di volumi irrigui hanno un impatto sulle piante trascurabile. In estate, quando la domanda di acqua è elevata e considerato il ridotto volume di suolo esplorato dalle radici, eventuali errori di gestione dell’irrigazione (frequenza e/o volumi di adacquamento) possono innescare fenomeni di stress idrico molto accentuati. In assenza di falda superficiale l’apparato radicale si sviluppa anche in profondità ed utilizza la risorsa idrica di un volume di suolo maggiore e pertanto le piante risultano meno vulnerabili a brevi periodi di carenza idrica dovuti ad errori nella gestione dell’irrigazione. Imprecisioni, talvolta inevitabili, nella definizione di questi due fondamentali elementi di calcolo (il fabbisogno idrico ed il volume di suolo) possono determinare errori (in eccesso o in difetto) nella definizione dei volumi e turni di adacquamento. Tali errori, anche se possono apparire trascurabili per una singola irrigazione, si sommano con l’avanzare della stagione irrigua e pertanto il bilancio idrico computato dal sistema esperto è totalmente diverso da quello reale. In tal caso, può determinarsi una condizione di stress idrico per eccesso o deficit. Pertanto, suggeriamo di attuare delle opportune verifiche del contenuto idrico del suolo e delle correzioni in corso di esecuzione degli interventi irrigui. E’ possibile correggere i dati del bilancio idrico? Il metodo del bilancio idrico del suolo stima indirettamente la quantità di acqua presente nel volume di suolo esplorato dalle radici e bagnato dall’irrigazione. Disporre di misure dirette della quantità di acqua presente in tale volume di suolo rappresenta sicuramente uno strumento vantaggioso per il supporto alle decisioni nella gestione irrigua. Sarebbe auspicabile disporre di misure di umidità relative a due profondità dei due diversi volumi di suolo (Figg. 2-3). Il suggerimento è quello di integrare le informazioni provenienti dal bilancio idrico rilasciato dal sistema esperto con quelle proveniente dal monitoraggio dell’umidità del suolo eseguito in azienda. In questo modo si possono correggere anche le informazioni provenienti dal sistema esperto ed effettuare una sorta di allineamento tra la situazione stimata dall’applicativo e quella misurata attraverso le sonde di umidità. Questa operazione potrebbe essere effettuata ad intervalli di 2-3 settimane. È possibile correggere i valori del coefficiente colturale? Si tratta di una procedura complessa e che può essere fatta da tecnici esperti di irrigazione con l’ausilio di attrezzature scientifiche anche sofisticate. Tuttavia, in frutticoltura si potrebbe utilizzare un metodo semplificato per individuare un correttivo per il Kc. Vale la pena ricordare che il coefficiente colturale, definito con procedure scientifiche, tiene conto degli aspetti dell’evapotraspirazione legati allo stadio di sviluppo della coltura (in particolare dell’area fogliare) e che include una media dell’evaporazione dal suolo ma non la traspirazione da parte dell’eventuale inerbimento, tranne i casi in cui questo sia espressamente indicato. Inoltre, il risultato della stima del fabbisogno irriguo mediante la formula dell’evapotraspirazione ETc = ET0 × Kc, esprime le necessità idriche della coltura in condizioni non limitanti o “standard”; andrebbero previste situazioni particolari (es. carica di frutti, potature di ringiovanimento) in grado di influenzare lo sviluppo vegetativo (e quindi i fabbisogni irrigui) ed elaborati dei correttivi. Quando si ha la possibilità di utilizzare l’umidità del suolo e/o il potenziale idrico fogliare della pianta per aggiustare il volume irriguo da apportare (V) (per raggiungere un dato livello di umidità nel suolo o il valore ottimale di potenziale idrico) è possibile ricavare un più corrispondente valore di Kc appositamente corretto per il frutteto in esame. Infatti, dal rapporto tra il volume irriguo corretto (Vc) e distribuito in un dato arco temporale e il valore di ET0 relativo allo stesso periodo si ricava un valore di Kc così corretto (Kc’) Vc / ET0 = Kc’ In questo modo si otterrebbe, per il periodo considerato, un Kc’ medio adeguato delle reali condizioni dell’impianto in esame (sviluppo area fogliare, epoca di maturazione, portinnesto, vigoria, eventuale necessità di ridurre l’apporto di acqua in determinate fasi, ecc.), inclusa la traspirazione da parte dell’inerbimento, qualora presente. L’adozione di valori Kc’ corretti (quasi personalizzati delle singole aziende) permetterebbe minori errori nella stima dei volumi irrigui per sopperire alla domanda di acqua da parte delle piante.

Concetti non applicati nella pratica

Riteniamo vi sia ancora una forte necessità di formazione e “training on the job” . Molti operatori tecnici non sono in grado di intervenire, con opportuna cognizione di causa, nel gestire gli strumenti innovativi oggigiorno a disposizione, che comunque necessitano di essere collaudati ed implementati in situ al fine di raggiungere una reale ottimizzazione della gestione dell’irrigazione. Occorre pertanto la presenza sul posto di reti di assistenza tecnica operanti velocemente, meglio se interattive e con trasmissione dei dati in tempo reale con le singole imprese. È molto rischioso operare alla cieca ed empiricamente se non si vogliono ripetere gli errori e le insufficienze emerse in annate come quella 2012.

La fase di collaudo

Spesso il lancio di sistemi esperti e di assistenza all’irrigazione non è preceduto da un’adeguata fase di collaudo ed implementazione eseguita su scala aziendale congiuntamente da esperti, ricercatori, tecnici di campo e imprenditori agricoli. Tale fase permetterebbe di affrontare le questioni critiche con i tecnici, renderli partecipi di questo processo, in modo da trasferire anche le conoscenze e le modalità di interazione. Se queste fasi di collaudo e implementazione venissero fatte anche con alcuni degli utenti finali, questi sarebbero più consapevoli e pronti a recepire ed applicare le innovazioni. Esperienze passate testimoniano la disaffezione degli operatori chiamati ad usare un qualsiasi sistema esperto (senza una fase di collaudo/addestramento) al verificarsi della prima difficoltà o errore del sistema in termine di calcolo dei volumi irrigui. Infatti, di fronte al consiglio di irrigare quando il terreno era ancora bagnato, o di irrigare con volumi di acqua irrealistici, gli operatori hanno talvolta perso fiducia nella tecnologia ed abbandonato definitivamente l’uso di tale applicazione. Ci auguriamo dunque che, zona per zona, venga introdotta una rete di assistenza per orientare i frutticoltori. Da soli, infatti, è difficile che possano intervenire senza conoscere le problematiche e le tecnologie disponibili.

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