La gestione irrigua in ambiente protetto

La coltivazione in ambiente protetto, e più in particolare quella in serra, rappresenta certamente una delle principali innovazioni concepite in ambito agrario in continua evoluzione. Il concetto stesso di agricoltura infatti, sin dalla sua comparsa, vede imprescindibilmente legata la possibilità di ottenere “i prodotti della terra” all’andamento delle variabili climatiche e, più in generale, alle condizioni ambientali caratteristiche di una particolare area geografica e di una particolare stagione. L’obiettivo primario della coltivazione in ambiente protetto è proprio quello di mitigare entro una certa misura tale dipendenza, attraverso modificazioni del microclima a livello della coltura via via più importanti, passando dai mezzi di protezione più semplici (pacciamatura, agrotessili) fino alle moderne serre dotate di complessi sistemi di controllo climatico. In questo contesto, la corretta gestione irrigua delle colture assume un’importanza cruciale per diversi ordini di motivi: i) a causa del mancato o ridotto contributo degli apporti naturali, il soddisfacimento del fabbisogno idrico della coltura è legato esclusivamente alla gestione irrigua adottata dal coltivatore; ii) le colture di serra sono da considerarsi ad alto reddito (principalmente afferenti al settore dell’orticoltura, del vivaismo e della floricoltura) quindi gli effetti dell’irrigazione sulla quantità e sulla qualità delle produzioni hanno ripercussioni dal forte impatto economico; iii) gli effetti dell’apprestamento protettivo determinano condizioni eco-fisiologiche peculiari rispetto a quelle del pieno campo, influenzando il bilancio idrico e i rapporti suolo-pianta-atmosfera, rendendo necessaria una attenta valutazione della richiesta evapotraspirativa e del conseguente fabbisogno idrico della coltura; iv) la sostenibilità dei processi produttivi in serra, spesso messa in discussione in passato, è fortemente legata alla gestione razionale dell’irrigazione, anche in ragione del frequente ricorso alla pratica della fertirrigazione. Sebbene nell’immaginario collettivo la serricoltura venga spesso associata ad un forte impatto ambientale, i dati che emergono dagli studi effettuati negli ultimi decenni dimostrano, invece, come sia possibile ottenere in serra un incremento nell’efficienza d’uso delle risorse, difficilmente raggiungibile nei processi produttivi di pieno campo (Stanghellini, 2014), con particolare riferimento all’efficienza d’uso dell’acqua (WUE). Rispetto al pieno campo, le motivazioni di tale incremento sono da ricercare in tre principali fattori (De Pascale et al., 2017): • ridotta evaporazione potenziale dovuta al minore irraggiamento solare, più bassa ventosità e maggiore umidità relativa dell’aria all'interno della serra; • maggiore produttività delle colture attribuita a un migliore controllo fitopatologico e dei parametri climatici, in particolare l'irraggiamento globale e la temperatura dell'aria; • ricorso quasi esclusivo ad irrigazione localizzata e microirrigazione, con possibile applicazione di tecniche ad elevata efficienza d’uso della risorsa idrica, come la coltura fuori suolo a ciclo chiuso. A titolo di esempio, in un’analisi LCA (Life Cycle Assessment) condotta in Spagna, confrontando la produzione di pomodoro in pieno campo e in serra multi-tunnel in condizioni tipiche dell’ambiente mediterraneo, sono stati riportati valori di Water Footprint (un indice di stima del fabbisogno idrico) pari a circa 68 e 32 m3/t di prodotto, rispettivamente (Martínez-Blanco et al., 2011). La coltivazione in serra, poi, si caratterizza più di altri settori per una dinamica predisposizione all’innovazione, che si concretizza nell’adozione di strategie di gestione dei processi produttivi e di soluzioni tecnologiche del tutto particolari. Si pensi alla coltivazione fuori suolo, con la quale la produzione agraria è stata completamente svincolata dalla presenza del terreno, sostituito dall’impiego di substrati di coltivazione organici o minerali (torba, fibra di cocco, corteccia di albero, lana di roccia, perlite, etc.) o, in misura meno rilevante in termini di diffusione, dalla coltivazione idroponica in mezzo liquido. Tali sistemi si contraddistinguono per indiscutibili vantaggi produttivi e qualitativi, anche se negli ultimi anni, in linea con la crescente sensibilità collettiva verso il tema della sostenibilità ambientale dei processi produttivi, è stato posto l’accento sul grande potenziale della coltivazione fuori suolo in termini di efficienza d’uso delle risorse. Con specifico riferimento all’impiego dell’acqua, ad esempio, è stato messo in risalto come la coltivazione fuori suolo possa costituire una valida opportunità in aree in condizioni di limitata disponibilità idrica, per via dell’incremento di WUE che si registra rispetto alla tradizionale coltivazione su terreno per un gran numero di colture (Sambo et al., 2019). Anche in questo caso, tuttavia, è opportuno evidenziare come, affinché tale potenzialità trovi piena realizzazione, è necessario che la gestione irrigua e nutrizionale delle colture fuori suolo avvenga secondo principi di risparmio idrico, ad esempio attraverso la gestione della soluzione nutritiva a ciclo chiuso, l’opzione che in linea teorica garantisce i più elevati livelli di sostenibilità, o ricorrendo all’impiego di sensori e sistemi di supporto alle decisioni (DSS) in grado di dosare l’apporto della risorsa idrica e dei fertilizzanti in maniera razionale. In generale, sebbene gli elementi sopra richiamati delineino un contesto sostanzialmente favorevole alla possibilità di impiego efficiente dell’acqua, anche per la serricoltura, in particolare per quella delle aree dell’Europa Mediterranea, si registra attualmente un consumo idrico eccedente il reale fabbisogno irriguo delle colture. In alcune analisi condotte nella regione di Almeria in Spagna, particolarmente vocata alla produzione di ortaggi in serra, si stima che per colture orticole coltivate su terreno, l’acqua somministrata ecceda mediamente del 22% quella realmente richiesta dalle colture, con punte fino a cinque volte superiori al reale fabbisogno irriguo, in particolare nelle fasi iniziali del ciclo colturale (Fernández et al., 2007; Peña-Fleitas et al., 2013). Anche nel campo delle coltivazioni fuori suolo, la gestione della soluzione nutritiva a ciclo aperto, di gran lunga la più adottata nelle regioni Mediterranee, in particolare se associata ad approcci empirici per il pilotaggio della fertirrigazione (ad esempio sulla base di programmazioni temporali fisse operate con l’uso del timer), mette fortemente in discussione la sostenibilità ambientale di queste tecniche, per via dell’eccessivo rilascio nell’ambiente di soluzioni nutritive esauste distribuite in eccesso, e per il conseguente spreco di risorse (acqua e nutrienti) (Massa et al., 2020). Sulla base di queste premesse, anche nel settore della coltivazione in serra si registra un crescente interesse verso l’adozione di strategie a supporto della gestione irrigua basate su approcci scientifici, che consentano di superare l’empirismo o l’esperienza degli operatori nella programmazione degli interventi irrigui. Le continue innovazioni tecnologiche legate alla disponibilità di nuovi sensori, piattaforme informatiche, DSS e strumenti digitali, unitamente a conoscenze sempre più approfondite e ad azioni mirate di trasferimento verso gli utilizzatori finali, rendono concreta la possibilità di adozione su larga scala di tali approcci per l’ottimizzazione della gestione irrigua a livello aziendale (Incrocci et al., 2020; Costa et al., 2019). Nel presente capitolo, si provvederà in prima battuta a riportare un sintetico quadro di riepilogo sui dati salienti della serricoltura Europea, con specifico riferimento alla gestione dell’irrigazione delle colture orticole, sulla base di dati aggregati e resi disponibili in interessanti lavori di review recentemente pubblicati. Saranno poi sintetizzati i principali avanzamenti scientifici in materia di strategie e strumenti per la gestione della programmazione irrigua delle colture di serra su terreno. Un’ampia sezione sarà infine dedicata alla gestione irrigua delle colture fuori suolo, in ragione della peculiare e pressoché esclusiva collocazione di questa tematica nell’ambito della gestione irrigua delle colture di serra.