Flussi regionali di fosforo
Monitoraggio regionale del suolo nel Programma nazionale di ricerca Suolo
Lo sfruttamento agricolo del suolo influenza i cicli delle sostanze e, di conseguenza, importanti funzioni del suolo. Con la concimazione vengono aggiunti in modo mirato al suolo quantitativi di sostanze nutritive che le colture assorbono. La gamma di concimi è ampia. Mediante i concimi nel suolo non giungono soltanto sostanze nutritive, bensì potenzialmente anche sostanze nocive inorganiche e organiche. Alcuni concimi minerali fosforici presentano per esempio contaminazioni di uranio (U) o cadmio (Cd), i concimi aziendali possono contenere, a seconda del tipo di azienda agricola da cui provengono e dei foraggi utilizzati, tenori molto elevati di rame (Cu) e zinco (Zn) nonché residui di medicamenti veterinari. L’eccessiva concimazione e l’immissione di sostanze nocive possono avere effetti negativi sulla qualità del suolo e sulle sue prestazioni (funzioni del suolo). Per uno sfruttamento sostenibile del suolo a fini agricoli occorre pertanto puntare su cicli delle sostanze il più possibile equilibrati in combinazione con strumenti che forniscono informazioni territoriali e temporali per il controllo del successo delle misure. Dalla valutazione intermedia degli obiettivi ambientali dell’agricoltura 2016 sono emersi, per esempio, chiari deficit e margini di manovra per ulteriori misure a sostegno di un utilizzo sostenibile del suolo.
Nell’ambito del Programma nazionale di ricerca PNR 68 «Risorsa Suolo» è stato sviluppato uno strumento di monitoraggio regionale del suolo per cicli delle sostanze equilibrati su suoli utilizzati a scopo agricolo (Della Peruta e Keller, 2016).Il quesito principale era a quali condizioni, in ambito agricolo, è possibile ottimizzare i cicli delle sostanze nutritive a livello regionale ed evitare emissioni di sostanze nocive nei suoli. Lo strumento di monitoraggio regionale dovrebbe inoltre consentire di esprimere, per le regioni selezionate, considerazioni dal profilo territoriale e temporale relative alle elevate immissioni di sostanze nei suoli. L’approccio regionale per il bilanciamento delle sostanze funge da complemento a Suisse-Bilanz, che è un metodo efficace per il bilancio delle sostanze nutritive a livello aziendale in quanto consente di tener conto delle condizioni quadro regionali e del commercio di concimi aziendali all’interno di una regione. Nell’utilizzo degli strumenti di monitoraggio si può individuare quali obiettivi perseguire, per esempio come ottimizzare l’uso di sostanze nutritive nel contesto regionale, come ridurre su ampie porzioni del territoriole immissioni di sostanze nutritive, come riconoscere i rischi per i suoli utilizzati a scopo agricolo o come l’utilizzo agricolo influenza le funzioni del suolo.
Simulazione regionale del fosforo
Il modello regionale si fonda principalmente sui dati disponibili in Svizzera, tra cui quelli georeferenziati tratti dai censimenti agricoli, dalle cartine dell’utilizzo del suolo, dal telerilevamento, dai Principi per la concimazione, dalle analisi della qualità dei concimi, dagli indicatori pedologici e climatici nonché dai fattori socioeconomici. Il modello regionale è stato concepito a moduli, sono state implementate interfacce per vari modelli esistenti:
il modello socioeconomico SWISSLand;
un modello di utilizzo del suolo, che calcola la distribuzione geografica con l’ausilio di dati del telerilevamento;
un modello di gestione del suolo che rappresenta la pratica relativa alla concimazione delle aziende; nonché
il modello dei processi del suolo EPIC che collega le proprietà e i processi del suolo con la gestione e l’utilizzo.
Il modello di gestione del suolo considera colture, pratiche di concimazione e tipi di azienda comuni in Svizzera in base a serie di dati pluriennali. Fornisce bilanci delle sostanze annuali medi per le immissioni di concimi aziendali e minerali e le emissioni tramite il raccolto (bilanci delle superfici), ovvero importanti valori indicativi territoriali e temporali per i cicli regionali delle sostanze: fabbisogno e carenze di sostanze nutritive, volumi di concimi minerali e aziendali, commercio di concimi aziendali, numero di animali e volumi dei raccolti nonché utilizzo delle superfici.
Sono state calcolate le immissioni e le emissioni annuali di sostanze nutritive (azoto, fosforo) e le tracce di metalli (rame, zinco e cadmio), dal 2000 al 2015, per i suoli di due regioni oggetto di studio nei Cantoni Zurigo (71 km2 con 41 km2 di terreni agricoli) e Berna (circa 300 km2 con 158 km2 di terreni agricoli) dopodiché i bilanci delle sostanze nutritive e nocive sono stati riportati su cartine specifiche. Il comprensorio del Canton Zurigo comprende 250 aziende agricole (principalmente aziende che detengono bestiame da latte e aziende combinate), quello del Canton Berna 1070 (aziende combinate, campicoltura). Le due regioni presentano una densità di animali media di 1,1 – 1,2 UBG/ha.
Con l’aiuto del telerilevamento sono state processate e classificate otto immagini LANDSAT e l’utilizzo delle superfici coltive e di quelle inerbite è stato segmentato con una delimitazione spaziale di 30 m x 30 m per i comprensori dei casi di studio. Inizialmente i cicli delle sostanze relativi a ogni azienda agricola sono stati calcolati in base alle colture presenti, al tipo di azienda e ai bilanci delle sostanze della detenzione animale. Successivamente sono state valutate nel contesto regionale le opzioni possibili per uno scambio di concimi aziendali tra le aziende. Il fabbisogno di sostanze nutritive per le colture delle aziende è differenziato a seconda dell’intensità di gestione dell’azienda e dell’intensità di concimazione della coltura.
I due comprensori hanno evidenziato un quadro molto diverso a livello territoriale per i suoli con una concentrazione scarsa o eccessiva di nutrienti. Mediante lo strumento regionale sono state identificate le zone critiche che presentano un rischio per l’arricchimento di sostanze nutritive nei suoli.
Nel comprensorio del Canton Zurigo il 20 % circa della superficie agricola presenta un’eccedenza di fosforo > 20 kg P per ettaro e anno e il 50 % circa un’eccedenza di azoto > 40 kg N per ettaro e anno. Per il comprensorio del Canton Berna si sono ottenuti dati analoghi. A seconda del tipo d’azienda e dell’utilizzo della superficie (campo, superficie inerbita), le immissioni di fosforo riconducibili ai concimi aziendali (cfr. figura seguente), per esempio, sono risultate molto eterogenee sul piano territoriale.
Il comprensorio del caso di studio Berna-Lyss presenta bilanci fosforici equilibrati o persino negativi, ovvero è stato apportato meno fosforo tramite i concimi aziendali e minerali rispetto al fabbisogno delle colture. Le cartine realizzate con il modello regionale dei bilanci delle sostanze nutritive evidenziano il quadro molto eterogeneo nell’agricoltura svizzera (cfr. figura seguente). Ciò consente di elaborare misure mirate per la riduzione e l’ottimizzazione dei flussi di sostanze per ogni regione.
Nel bilancio del fosforo sono state considerate gli apporti tramite i concimi aziendali e minerali e i prelievi tramite il raccolto.
Strumento di monitoraggio regionale del suolo per cicli delle sostanze sostenibili su suoli utilizzati a scopo agricolo
Con lo strumento di monitoraggio del suolo possono essere individuate soluzioni specifiche a livello regionale, come per esempio il potenziale di una regione di evitare eccedenze di sostanze nutritive sul piano locale grazie al commercio di concimi aziendali oppure di sostituire parzialmente i concimi minerali con concimi aziendali. È altresì possibile stimare l’uso di concimi fosforici ottenuti dal riciclaggio nei cicli regionali di sostanze nutritive e nocive oppure calcolare l’effetto dei concimi fosforici minerali contaminati con cadmio e uranio sulle immissioni di sostanze nocive. Se per una regione sono disponibili informazioni sufficienti concernenti i tenori delle sostanze nutritive nei suoli, a seconda degli scenari relativi alla concimazione si può stimare com’è possibile raggiungere a medio termine una riduzione delle eccedenze delle sostanze nutritive tramite un’adeguata pianificazione della concimazione.
Lo strumento di monitoraggio regionale del suolo dovrebbe servire, nella pratica, quale aiuto decisionale per un utilizzo del suolo sostenibile. Permette di riconoscere tempestivamente gli sviluppi non sostenibili in una regione e di pianificare misure di prevenzione. Un punto di forza di questo modello consiste nel fatto che a seconda degli scenari possono essere elaborate misure adeguate a livello regionale e forniti indicatori che permettono di prendere decisioni per una gestione del suolo sostenibile.
Bibliografia
Della Peruta e Keller, 2016. Assessing the risk of nutrient accumulation in agricultural soils using a regional modelling tool. BGS Bulletin, 37, 9 – 15.
Armin Keller, Agroscope
Michael Zimmermann, UFAG, Settore Sistemi agroambientali e sostanze nutritive, michael.zimmermann@blw.admin.ch
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