L. Bechini

AIR Universita degli studi di Milano

LA MODELLISTICA DEI SISTEMI COLTURALI UTILIZZATA PER INTERPRETARE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA SUOLO-COLTURA E PROPORRE INTERVENTI DI MITIGAZIONE DELL'INQUINAMENTO DA NITRATI Bechini L.  Dipartimento di Produzione Vegetale, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, 20133 Milano tel. 02.5031.6590, fax 02.5031.6576, e-mail luca.bechini@unimi.it Introduzione I modelli di simulazione dei sistemi colturali possono essere utilizzati per la valutazione degli impatti ambientali delle attività agricole a scala territoriale (es. valutazione delle misure agroambientali; determinazione della condizionalità ecologica dell'azienda agricola: Commissione Europea, 2003; valutazione del rischio di inquinamento con nitrati delle acque profonde). Un limite frequentemente riscontrato in applicazioni di questo tipo è la mancanza di dati di dettaglio relativi alle attività agricole. Il SITPAS (Sistema Informativo Territoriale per il Parco Agricolo Sud Milano; PASM, 2002) contiene un database originale con dati strutturali e gestionali delle circa 1000 aziende agricole del Parco (48.000 ha) e diversi strati informativi ambientali contenuti in un GIS. Scopo di questo lavoro è mostrare, in via preliminare e su poche aziende, come può essere utilizzato un modello di simulazione che, integrando le informazioni contenute nella banca dati, facilita la comprensione del sistema a livelli di dettaglio crescenti. Materiali e metodi Le informazioni sugli avvicendamenti, le agrotecniche e il carico di bestiame per tre aziende, diverse per indirizzo produttivo e intensità zootecnica (Tabella 1), sono state rilevate con intervista diretta. I suoli di riferimento (ERSAL, 1993) sono sottili, con substrato ghiaioso, tessiture franche o franco-sabbiose, presenza frequente o abbondante di scheletro e quindi relativamente vulnerabili. Tabella 1. Descrizione delle aziende studiate e dei suoli su cui esse operano Azienda Indirizzo produttivoSAU(ha)Avvicendamento studiato Superficie avvicendamento  studiato (ha)Carico bestiame(kg p.v. ha-1)Carico azoto(origine animale)(kg N ha-1)Carico azoto(origine minerale)(kg N ha-1)Carico totale di azoto(kg N ha-1)Acqua utile stimata(mm)Sostanza organica(g kg-1)A Latte eCarne (bovini)59,1 mais trinciato 1°racc. - loglio italico / mais trinciato 2° racc. - prato avvicendato polifita - set-aside53,6 2057 281 142 423 50 26B Cerealicolo 13,3 mais granella 1° racc. 13,3 - - 214 214 130 22C Latte 20,0 mais trinciato 2° racc. - loglio italico 10,2 2840 410 115 525 38 35 Il modello CropSyst (Stockle e Nelson, 2002) è stato utilizzato per condurre simulazioni trentennali dei tre sistemi colturali. Per il mais e il prato è stato utilizzato l'algoritmo di irrigazione automatica. Vengono riportati e commentati i valori medi (annuali e mensili) per i componenti dei bilanci dell'acqua e dell'azoto (N) minerale nel suolo. Risultati e discussione Primo livello di dettaglio: carichi di N. Le aziende più a rischio sono quelle zootecniche; la C, in particolare, si situerebbe oltre i limiti fissati dalla attuale legislazione del bacino del Po (ordine di rischio decrescente: C>A>B). Secondo livello di dettaglio: bilancio simulato dell'N. I risultati medi del bilancio annuale dell'N minerale nel suolo simulato dal modello (Tabella 2) integrano l'informazione pedo-climatica e colturale e consentono: i) di comprendere l'importanza della dotazione di sostanza organica stabile, che contribuisce sostanzialmente al bilancio azotato (in particolare nell'azienda C), e della vulnerabilità dei suoli studiati (ridotta capacità di ritenzione idrica); ii) di collocare in diverso ordine di rischio le aziende: per quanto riguarda la lisciviazione di N, infatti, ora l'ordine è: C>B>A. È importante sottolineare che i dati presentati, a causa delle molte stime di parametri necessarie per l'applicazione del modello, consentono solo confronti relativi e non costituiscono stime dei valori assoluti delle variabili studiate. Tabella 2. Principali componenti del bilancio annuale dell'N minerale nel suolo (medie simulate trentennali, kg N ha-1) Azienda N apportato in forma mineraleN mineralizzato(residui, humus, reflui)di cui:N mineralizzato dai refluidi cui:N mineralizzato dall'humusN volatilizzato in forma ammoniacaleN lisciviato N asportato dalla colturaA 293 246 89 135 61 203 272B 218 352 0 206 0 255 301C 437 412 123 266 81 392 367 Terzo livello di dettaglio: cause della lisciviazione dei nitrati. La lisciviazione di N può essere spiegata osservando che: i) il drenaggio è molto elevato (ad es., per l’azienda A costituisce in media il 45% degli apporti idrici), a causa della ridotta efficienza del metodo irriguo adottato (scorrimento); ii) i nitrati accumulatisi nel terreno durante il periodo primaverile (cause: mineralizzazione della sostanza organica; concimazioni di copertura; quota ammoniacale dei reflui distribuiti in primavera) vengono lisciviati in occasione del primo intervento irriguo (es. Figura 1). Episodi di lisciviazione meno intensi si verificano anche in autunno. 020406080100120gen apr lug ott gen apr lug ott gen apr lug ottAzoto lisciviato (kg N ha-1 )mais loglio maismais Figura 1. Episodi di lisciviazione (azienda A) simulati durante un triennio con presenza di loglio italico e mais da trinciato 0100200300400N t.s.N mineraleLisciviazioneN t.r.Colturakg N ha-1  anno-1NormaleRidotta Figura 2. Confronto tra i bilanci dell'N per la gestione normale e per quella caratterizzata da una ridotta concimazione minerale (azienda A). N t.s. ed N t.r.= N nel terreno alla semina e alla raccoltaQuarto livello di dettaglio: misure di mitigazione. Per ridurre la lisciviazione dei nitrati si è simulata una gestione agronomica che, lasciando inalterato il carico di bestiame aziendale, modulava invece la concimazione minerale di copertura al mais in funzione del contenuto di N minerale del terreno (modulo per la concimazione automatica di CropSyst). I risultati (Figura 2) dimostrano che in questo modo è possibile ottenere una effettiva riduzione della lisciviazione, anche se a scapito di una concomitante diminuzione delle rese (del 6 e 3% per i mais da trinciato) e dell'N asportato. Conclusioni Un modello di simulazione è utilizzabile per integrare dati di diversa provenienza, studiare le dinamiche delle variabili del sistema, ordinare situazioni diverse in base al rischio e valutare alternative gestionali per la riduzione degli impatti; esso consente quindi di valorizzare i dati disponibili e fornisce indicazioni di supporto alle decisioni di tipo strategico. Il lavoro sta proseguendo con la valutazione di altre misure di mitigazione (distribuzione di reflui solo su prato e mais, aumento delle colture di copertura, redistribuzione dei reflui su base comprensoriale per diminuire il carico, passaggio al metodo irriguo per aspersione). Bibliografia Commissione Europea, 2003. http://europa.eu.int/comm/agriculture/mtr/index_it.htm ERSAL, 1993. Progetto "Carta pedologica", SSR 15, Milano, 196 pp. PASM - Parco Agricolo Sud Milano, 2002. Atti convegno SITPAS, 10 ottore 2002, Milano. Stockle, C.O., Nelson, R.L., 2002. CropSyst User's Manual. BSYSE-WSU, Pullman (WA), USA. Ringraziamenti Desidero ringraziare i professori Tommaso Maggiore e Stefano Bocchi, Università degli Studi di Milano, i dottori U. Biino, D. Bergamo, M. Penati, M.A. Polestra, S. Silvestri, I. Zanichelli del progetto SITPAS e i conduttori delle aziende prese ad esempio in questo lavoro. 

La modellistica dei sistemi colturali utilizzata per interpretare il funzionamento del sistema suolo-coltura e proporre interventi di mitigazione dell'inquinamento da nitrati

https://air.unimi.it/retrieve/handle/2434/13059/88236/bechini_sia_2003.pdf

La modellistica dei sistemi colturali utilizzata per interpretare il funzionamento del sistema suolo-coltura e proporre interventi di mitigazione dell'inquinamento da nitrati

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