La distribuzione dell’acqua è una pratica millenaria e alcuni popoli antichi hanno messo a punto tecniche sofisticate a cui si richiamano alcuni sistemi irrigui tuttora in uso. L’irrigazione è divenuta una pratica agricola irrinunciabile per il contrasto alla siccità e per supportare i crescenti consumi alimentari mondiali. Negli ultimi decenni si è assistito a un notevole incremento delle superfici irrigue a livello globale, soprattutto in Asia per la coltivazione del riso. L’acqua viene distribuita alle colture principalmente con tre metodi: a scorrimento (è la tecnica più diffusa), a pioggia (o aspersione) e localizzata (o micro-irrigazione). L’impiego di metodi irrigui in pressione (aspersione e goccia) riduce fortemente le perdite d’acqua perché consente delle efficienze elevate, inoltre permette di effettuare interventi irrigui tempestivi, precisi e automatizzabili.
L’irrigazione e le tecniche di distribuzione dell’acqua sono state messe a punto circa 7500 anni fa in Mesopotamia, successivamente in Egitto, un millennio più tardi in Asia per la coltivazione del riso e due millenni dopo in Messico e in Perù con il mais. Nell'Occidente l'irrigazione si è sviluppata lentamente a partire dal Mediterraneo ad opera degli arabi (in Andalusia e in Sicilia), poi nel Basso Medioevo e nel Rinascimento si è diffusa nella pianura Padana. Dal 1900 al 2000 l’irrigazione ha registrato una crescita esponenziale, sospinta dalla crescita demografica.
La disponibilità di acqua ai fini potabili e per l’irrigazione (e più recentemente per la produzione di energia) è uno dei principali fattori di sviluppo delle civiltà: è probabile che le principali opere civili collettive siano stati la costruzione dei canali irrigui e ancora oggi molti paesi hanno realizzato e progettano per il futuro dighe, pozzi e condotte di dimensioni ed estensione imponenti.
Superfici irrigate
L'agricoltura irrigua rappresenta il 21% della superficie totale coltivata, ma contribuisce per il 40% del cibo totale prodotto nel mondo, essa ha un ruolo significativo nella riduzione della denutrizione.
In tutto il mondo oltre 324 milioni di ettari, nel 2012, sono attrezzati per l’irrigazione (nel 1970 erano 184 milioni di ha, 258 nel 1990) di cui circa 260 milioni sono effettivamente irrigati. Dalle aree irrigate, grazie alla maggiore intensità di coltivazione (doppie colture in contesti di clima favorevole), si ottengono raccolti equivalenti a oltre 346 milioni di ettari. (FAO, 2012).
Il continente asiatico ospita il 70% della superficie irrigua di tutto il mondo (coltivate principalmente a riso): primeggiano Cina (69,4 milioni di ha) e India (66,7 milioni di ha), mentre al di fuori del continente asiatico le maggiori superfici irrigate si hanno negli USA (26,4 milioni di ettari), in Italia (3,95 milioni di ha secondo la FAO, 2,49 secondo l’ISTAT), in Egitto (3,65 milioni di ha) e in Australia (2,55 milioni di ha) Analizzando le carte di Figura 1 e 2 emerge come nella fascia temperato-tropicale dell’Asia vi sia la maggior incidenza delle aree irrigate rispetto al totale di quelle coltivate (41%), mentre il rapporto è molto più basso negli altri continenti (variabile tra il 13% dell’America e il 55% dell’Africa).
figura 1 - Superficie irrigua per paese (1000 di ha).
figura 2 - Incidenza percentuale della superficie irrigua rispetto alla superficie totale coltivata.
Secondo il 6° Censimento generale dell’agricoltura in Italia le colture per cui si ricorre maggiormente all’irrigazione sono il mais, le foraggere avvicendate e le ortive. Le regioni con più superficie irrigua sono Lombardia, Emilia, Piemonte e Puglia, mentre il metodo più diffuso è quello per aspersione (42% della superficie irrigua), seguito da scorrimento (30%) e micro-irrigazione (29%).
Metodi di distribuzione dell’acqua
Le fonti di approvvigionamento per l’irrigazione sono le acque superficiali (corsi d’acqua, canali irrigui, laghi, bacini artificiali) e quelle sotterranee (falde idriche, sorgenti e fontanili).
I metodi di irrigazione (ossia le modalità con l’acqua irrigua è somministrata alle colture) sono suddivisibili in tre categorie:
- metodi in cui l’operatore ha pieno controllo dei tempi e dei modi (“full control irrigation”):
- irrigazione a scorrimento (“surface irrigation”), viene praticata su 280 milioni di ettari nel mondo (86% della superficie coltivata), è il sistema più diffuso in Cina e India. E’ caratterizzata da un basso costo e da un’efficienza media;
- irrigazione a pioggia (“sprinkler irrigation”), viene praticata su 35 milioni di ettari (11% della superficie totale irrigua), è molto diffusa negli USA. Ha un costo intermedio rispetto agli altri metodi ed una buona efficienza;
- irrigazione localizzata o micro-irrigazione (“localized irrigation”), viene praticata su 9 milioni di ettari (3%), è molto costosa, ma garantisce efficienze irrigue elevate. L'irrigazione localizzata è cresciuta rapidamente dopo l'invenzione, nel 1970, delle manichette: si è passati da 0,5 milioni di ettari nel 1981 a quasi 9 milioni di ettari nel 2010 a livello mondiale.
- metodi irrigui in cui è possibile un controllo parziale dell’irrigazione
- “equipped lowland irrigation” zone umide di pianura e di fondovalle dotate di strutture di controllo dell'acqua per l’irrigazione e il drenaggio, zone lungo i fiumi dove la coltivazione avviene facendo uso di acqua da inondazioni e dove sono state costruite strutture per trattenere l’esondazione o delta di mangrovie opportunamente attrezzati;
- “spate irrigation” prevede la raccolta acque di inondazione di un corso d'acqua normalmente asciutto (“wadi”) per la coltivazione. L’acqua può essere trattenuta con sbarramenti entro il letto del fiume in cui sono praticate le colture, oppure viene deviata nei campi adiacenti al fiume.
- Altre modalità di gestione dell’acqua, in cui non vi è un ruolo attivo nella gestione dell’acqua sono:
- “flood recession”: aree coltivate lungo i fiumi o i laghi dopo il ritiro delle alluvioni;
- “cultivated wetlands”: coltivazione delle zone umide.
Per il prelievo, trasporto e distribuzione dell'acqua i moderni sistemi di irrigazione fanno uso di condotte, serbatoi, tubazioni, pompe, irrigatori e attrezzature accessorie (valvole, filtri, ecc.).
I metodi di irrigazione propriamente detti (“full control irrigation”) sono gli unici praticati nei paesi sviluppati e in Tabella 1 è riportata una sintesi delle modalità di distribuzione dell’acqua e dei contesti in cui trovano applicazione. L’efficienza di adacquamento è un parametro fondamentale per valutare la tecnica di distribuzione dell’acqua: essa è il rapporto percentuale tra il volume di acqua irrigua utilizzata dalle piante (o trattenuta nello strato utile del terreno) e il volume di acqua che arriva negli appezzamenti da irrigare. Questa, insieme alle perdite di consegna extra aziendali ed aziendali prima dell’arrivo dell’acqua negli appezzamenti, definisce l’efficienza irrigua totale.
figura 3 - Metodi irrigui e loro caratteristiche.
Le grandi macchine per l’irrigazione sono state introdotte nel ’53 negli Stati Uniti e da allora hanno conosciuto una grande diffusione in molte parti del mondo (Fotografia 1), esse sono costituiti da lunghe tubazioni (ali) sospese su carrelli, azionati da motori, che portano gli irrigatori: i pivot sono imperniati sulla presa d’acqua, descrivono un cerchio bagnando da 50 a 120 ettari, i ranger (Wheel line, lateral move) hanno un’unità principale che corre parallela a un canale e l’impianto lineare si muove in linea retta.
figura 4 - Pivot per l'irrigazione a Tabuk, nel deserto dell'Arabia Saudita
Evoluzione dei metodi di distribuzione dell’acqua
La ricerca in questo campo mira a migliorare l’efficienza irrigua, con minor richiesta di acqua per unità di prodotto, impiego ridotto di manodopera e possibilmente al contenimento dei costi di esercizio (mentre il costo iniziale di acquisto degli impianti pare difficilmente contenibile). In particolare i metodi di microirrigazione che portano l’acqua in prossimità delle radici delle singole o di gruppi di piante, e che attualmente rappresentano i sistemi più efficienti di distribuzione, sono nati in Israele negli anni ’70 per poi diffondersi rapidamente soprattutto nel settore orto-frutticolo.
La meccanizzazione dell’irrigazione a goccia ha consentito di velocizzare la posa e la rimozione delle manichette aprendo prospettive interessanti per l’applicazione su seminativi con interfila ampia (mais). Gli incrementi di resa sono interessanti, ma occorre valutare i costi, la qualità dell’acqua a disposizione e l’applicabilità sui suoli sciolti.
Altre evoluzioni dell’irrigazione a goccia sono il sistema ULDI (Ultra Low Drip Irrigation) con irrigazione a goccia a ultra bassa portata e il sistema ADI (Aerated Dip Irrigation) con irrigazione a goccia interrata ed areata che abbina l’aerazione radicale.
Per i metodi ad aspersione si punta alla micro-aspersione su seminativi e, soprattutto, su orticole con l’impiego di piccoli ugelli semifissi così da introdurre i vantaggi dei sistemi a goccia e maggiore efficienza in caso di vento.
Nelle grandi macchine è stato introdotto il montaggio sulle ali di ugelli a bassa pressione e a bassa intensità di pioggia che bagnano l’interfila delle colture ad altezze ridotte da terra (LESA, Low elevation spray application) o a contatto con il terreno (LEPA, low energy precision application) ed è in fase sperimentale l’irrigazione a rateo variabile, secondo lo stato delle colture e la capacità di trattenuta dell’acqua del terreno (irrigazione di precisione).
Al fine del contenimento dei costi è allo studio la possibilità di applicare anche sui seminativi, oltre che alle colture orto-floricole, la fertirrigazione con distribuzione di concimi (minerali e organici) disciolti nell’acqua di irrigazione.
collegamento consigliato
Superficie irrigua per paese (1000 di ha).
(Fonte http://www.fao.org/nr/water/aquastat/globalmaps/World-Map.EqIrr_eng.htm)
Incidenza percentuale della superficie irrigua rispetto alla superficie totale coltivata.
(Fonte http://www.fao.org/nr/water/aquastat/globalmaps/World-Map.Irr.cult_eng.htm)
Pivot per l'irrigazione a Tabuk, nel deserto dell'Arabia Saudita
(Fonte: Google Earth)
Metodi irrigui e loro caratteristiche.
L’irrigazione è divenuta una pratica agricola irrinunciabile per l’adattamento al cambiamento climatico (contrasto alla siccità) e fondamentale per supportare i crescenti consumi alimentari mondiali, seppure difficilmente le superfici irrigue potranno aumentare con il ritmo degli ultimi decenni a motivo di limiti pedoclimatici e perché i fiumi su cui era possibile costruire dighe sono già stati sfruttati. Inoltre la risorsa acqua sarà sempre più contesa tra l'agricoltura, le città e le industrie.
Nel futuro la distribuzione dell’acqua ai fini irrigui deve pertanto perseguire i seguenti obiettivi:
- Ridurre le perdite di trasporto dell’acqua: la fase di trasporto dell’acqua dalla fonte di prelievo al campo comporta perdite consistenti (seppure contribuisca alla ricarica delle falde) ed è pertanto necessario intervenire sull’efficienza del trasporto a favore di una maggiore disponibilità idrica per le colture;
- Modernizzare i metodi e sistemi irrigui aziendali: l’impiego di metodi irrigui in pressione (aspersione e goccia) riduce fortemente le perdite d’acqua rispetto ai metodi irrigui gravitazionali (scorrimento e infiltrazione laterale da solchi), potendo raggiungere efficienze del 95-98%. Detti metodi irrigui permettono di effettuare interventi irrigui tempestivi, precisi e automatizzabili.
- Irrigare in base alle reali esigenze della pianta con l’ausilio di strumenti predittivi e di bilanci idrici suolo/pianta/atmosfera, abbandonando le decisioni prese con semplici osservazioni della coltura e del terreno.
Peraltro va evidenziato come, seppure gli interventi capaci di migliorare la distribuzione dell’acqua sono tecnicamente disponibili, spesso siano costosi perché, al miglioramento dell’efficienza, corrisponde un incremento dei costi dell’impiantistica.
L’obiettivo di programmare e coordinare la gestione dell’acqua ai fini irrigui va comunque perseguito per evitare che si ripetano casi drammatici di cattiva gestione dell’irrigazione come il prosciugamento del lago d'Aral in Asia centrale: il livello del lago è sceso di 17 metri e la linea di costa si è spostata di 70 km dal 1960 a motivo delle derivazioni di acqua per l'irrigazione di cotone e per la produzione di elettricità. Un altro esempio è quello dello stato indiano di Tamil Nadu dove l’eccessivo pompaggio ha abbassato il livello dell'acqua nei pozzi da 25 a 30 metri in un decennio. D’altra parte è probabile che il declino delle civiltà della Mesopotamia sia dovuto all’accumulo di sali nel suolo per il cattivo uso dell’acqua irrigua.
FAO, 2014. Area equipped for irrigation. Prepared by AQUASTAT, FAO’s global water information system
FAO, 2014. Irrigated crops. Prepared by AQUASTAT, FAO’s global water information system
Giardini L., 2002. Agronomia generale, ambientale e aziendale. Patron Editore.
ISTAT, 2014. Utilizzo della risorsa idrica a fini irrigui in agricoltura. 6° Censimento Generale dell’Agricoltura. Roma
Mannini P., 2004. L’uso corretto dell’acqua una priorità ineludibile. Ecoscienza Numero 5
