Efficienza d'uso dell’acqua: bilancio e risparmio idrico in una prova agronomica di pieno campo nella provincia di Rovigo

Water is a fundamental resource for our lives, but climate change has made its availability increasingly precarious. Since agriculture is the sector that accounts for most water consumption in Italy, the development of strategies that allow for an efficient usage of this resource has become very critical. This study aims at comparing the water use efficiency of two irrigation regimes (a variable one and a constant one) to determine whether precision irrigation is a valid method to improve agriculture in the future. Additionally, the water balance model was used and compared with field sensors to determine soil water reserves. The data used in this thesis are referred to a study carried out at the pilot and demonstration farm “Sasse Rami” of Veneto Agricoltura in Ceregnano (RO). Specifically, the site included a corn field irrigated using a Rainger. The sensor system consisted of 12 humidity stations, each connected to three sensors placed at different depths in order to measure the water content of the soil. Through granulometric analysis using the Mastersizer 2000 laser diffractometer and subsequent use of RETC open-source software, the field capacity, wilting coefficient and readily available water capacity values of the soil were identified. The water balance equation was applied to each of the stations in the field, using temperature and precipitation data collected by the ARPAV agrometeorological stations in Villadose and Sant'Apollinare. From the initial comparison between the sensors and the balance model, an underestimation of the latter was observed, which was corrected by calibrating the crop coefficients values to determine the evapotranspiration. This allowed for a better overlap of the two humidity curves: the one estimated by the balance and the one measured by sensors. Despite it’s simple and with some limitations due to the heterogeneity of the system analysed, the model can be considered a good alternative to field sensors and it can also be helpful in irrigation design. For the comparison of the irrigation regimes, yields were evaluated based on the volume of water used and it was observed that the averaged values for the two regimes are similar; however, considering the standard deviation, the variable regime resulted to be 15% and 6% more efficient than the constant regime.

L’acqua è una risorsa fondamentale in ogni ambito della nostra vita, i fenomeni legati al cambiamento climatico, tuttavia, hanno reso la sua disponibilità sempre più precaria. Essendo l’agricoltura il settore che in Italia occupa la maggior parte dei consumi idrici, è nata la necessità di sviluppare strategie che consentano un uso più ragionato di tale risorsa. Questo lavoro si propone di confrontare l’efficienza d’uso dell’acqua per due regimi irrigui, uno variabile e uno costante, al fine di determinare se l’irrigazione di precisione sia un valido metodo a sostegno dell’agricoltura del futuro. Inoltre, è stato utilizzato il modello del bilancio idrico e confrontato con la sensoristica di campo per la determinazione della riserva idrica del suolo. I dati utilizzati nella presente tesi sono relativi a uno studio effettuato presso l’Azienda Pilota e Dimostrativa Sasse Rami di Veneto Agricoltura ubicata nel comune di Ceregnano (RO). Nello specifico il sito comprendeva un campo di mais irrigato tramite Rainger. La sensoristica era composta da 12 stazioni dell’umidità collegate ciascuna a tre sonde poste a diverse profondità che avevano lo scopo di misurare il contenuto idrico del suolo. Tramite un’analisi granulometrica con l’uso del diffrattometro laser Mastersizer 2000 e con il successivo utilizzo del software open source RETC sono stati individuati i valori di capacità di campo, coefficiente di avvizzimento e riserva facilmente utilizzabile del suolo. L’equazione del bilancio idrico è stata applicata a ciascuna delle stazioni presenti sul campo e a tale scopo sono stati utilizzati i dati relativi a temperatura e precipitazione rilevati dalle stazioni agrometeorologiche ARPAV di Villadose e di Sant’Apollinare. Dal primo confronto tra i sensori e il modello del bilancio si è osservata una sottostima di quest’ultimo che è stata corretta tramite calibrazione dei coefficienti colturali per la determinazione dell’evapotraspirazione. Ciò ha permesso di raggiungere una migliore sovrapposizione delle curve relative all’umidità stimata dal bilancio e quella misurata dalle sonde. Il modello, seppur semplificato e presentando dei limiti dovuti all’eterogeneità del sistema analizzato, è risultato essere una buona alternativa alla sensoristica di campo. Ha quindi dimostrato di essere un valido aiuto per la progettazione delle irrigazioni. Per il confronto dei regimi irrigui sono state valutate le rese in funzione del volume di acqua utilizzato. Si è osservato che mediamente i valori per i due regimi sono simili. Tuttavia, ponendo attenzione alla deviazione standard del regime variabile si sono osservate efficienze superiori del 15% e del 6% rispetto al regime costante.