Nel ciclo dell'acqua, le piante si collocano all'interfaccia tra il suolo e l'atmosfera, giocando un ruolo centrale nel passaggio del vapore acqueo tra il terreno e l'aria. I volumi d'acqua che passano attraverso gli organismi vegetali sono sorprendentemente elevati. Come viene utilizzata quest'acqua dalle piante?
- L'acqua entra in modo essenziale nella composizione dei tessuti vegetali, rappresentando dal 50 al 90% del loro peso. Salvo casi particolari, una diminuzione del contenuto idrico al di sotto del 50% provoca la morte dell'organismo vegetale.
- L'acqua svolge una funzione meccanica, permettendo, grazie alla pressione interna alle cellule, la distensione dei tessuti, la penetrazione delle radici nel suolo e il portamento della parte aerea delle piante. Manifestazione visibile di questo ruolo è che nelle piante in cui l'acqua comincia a scarseggiare, le foglie perdono il loro turgore ed avvizziscono.
- L'acqua è un elemento essenziale (insieme all'anidride carbonica) per la realizzazione della fotosintesi, che produce i composti organici necessari allo sviluppo ed alla crescita delle piante, attraverso la reazione schematizzata di seguito:
acqua + anidride carbonica " ossigeno + carboidrati
- L'acqua rappresenta il mezzo nel quale si effettuano l'assorbimento minerale, il trasporto e le reazioni biochimiche dei vegetali. I sali minerali, infatti, sono assorbiti dalle radici insieme alla soluzione circolante del suolo e sono trasportati verso le parti aeree per mezzo dell'acqua. Anche i composti organici, elaborati principalmente nelle foglie grazie alla fotosintesi, sono trasportati dall'acqua verso gli organi in crescita attiva e verso gli organi di riserva.
- L'acqua, infine, regola la temperatura della pianta, soprattutto disperdendo il calore in eccesso durante le calde giornate estive e mantenendo i tessuti vegetali in condizioni termiche vicine a quelle ottimali.
CONSEGUENZE DEGLI SQUILIBRI IDRICI
Se i fabbisogni idrici non sono soddisfatti da un adeguato rifornimento, la pianta tende a ridurre la sua crescita: la pressione interna alle cellule diminuisce, limitando la distensione dei tessuti, contemporaneamente gli zuccheri ed alcuni sali si concentrano nei succhi cellulari, contribuendo così a diminuire la disidratazione. Diminuisce o si arresta l'attività fotosintetica, così come il trasporto delle sostanze elaborate verso gli organi di riserva. Per le piante i cui prodotti sono i frutti o i semi, la diminuzione della resa è tanto più forte quanto più il periodo di siccità coincide con gli stadi di fioritura, fecondazione e inizio fruttificazione.
In caso di eccesso idrico, invece, per esempio a causa di un prolungato periodo piovoso, si possono avere altre conseguenze negative. Un suolo saturo d'acqua contiene poco ossigeno ed espone i vegetali all'insorgere di asfissie radicali. L'acqua in eccesso nel terreno, inoltre, tende a dilavare i sali minerali più solubili, impoverendo ed acidificando il suolo. I tessuti vegetali eccessivamente turgidi, poi, sono più fragili meccanicamente e più esposti agli attacchi dei patogeni, anche favoriti da un'elevata umidità ambientale. Possono quindi svilupparsi malattie della parte aerea e marciumi a livello radicale. Si possono, ancora, avere turbe alla fecondazione, se il periodo piovoso coincide con lo stadio di fioritura.
Per colture del tutto particolari, quali i prati ed i pascoli permanenti, le conseguenze di particolari condizioni idriche, sia in difetto sia in eccesso, si traducono anche nella diversa presenza relativa delle singole specie dell'associazione vegetale. Ogni specie vegetale, infatti, è più o meno competitiva a seconda delle condizioni ambientali (luce, temperatura, disponibilità di elementi nutritivi, acidità del suolo, disponibilità idriche), oltre che in funzione delle tecniche di utilizzazione (precocità e frequenza degli sfalci, per esempio). Conseguentemente, la composizione delle praterie naturali, come i più alti pascoli d'alpeggio, o semi-naturali, come i prati permanenti di fondovalle, tende ad adattarsi alle condizioni ecologiche. Prendendo qualche esempio dalle ricerche condotte dall'Institut Agricole Régional sui prati valdostani, si possono indicare come esempio di vegetazioni caratteristiche di ambienti più secchi i prati a graminacee a foglie fini (fig. 1), mentre i prati ad ombrellifere bianche dominanti (fig. 2) sono più diffusi in condizioni di umidità medio-alta.
IRRIGAZIONE DEI PRATI
Poiché in Valle d'Aosta, a differenza di quanto avviene in altre regioni, un elemento che caratterizza la maggior parte dei prati è rappresentato dalla pratica dell'irrigazione, è bene cercare di ottimizzarne la gestione.
Dal confronto dei due sistemi comunemente adottati, si evidenziano numerosi vantaggi dell'irrigazione a pioggia rispetto a quella a scorrimento. Essa permette, infatti, una riduzione dei consumi d'acqua per ettaro, in conseguenza di minori perdite per evaporazione e assorbimento durante il percorso con canalizzazioni aperte, per il mantenimento della permeabilità del terreno e la migliore penetrazione dell'acqua e per la necessità di minori quantità d'acqua per coprire la stessa superficie. Si riduce, inoltre, la necessità di sistemazioni del terreno, così come si limitano le tare, cioè le superfici di suolo sottratte alla coltivazione. L'erogazione dell'acqua può essere effettuata in modo più controllato e preciso, e con un minore impegno lavorativo.
Per razionalizzare gli apporti irrigui, commisurandoli alle reali esigenze della vegetazione dei prati e per valorizzare le potenzialità offerte dai sistemi informatizzati di controllo delle reti irrigue che si stanno diffondendo nella regione occorre migliorare gli strumenti tecnici a disposizione dei gestori degli impianti d'irrigazione. A tale scopo, l'Institut Agricole Régional, in collaborazione con il SUACI di Chambéry, l'Assessorato Regionale all'Agricoltura e l'impresa Fratelli Ronc di Introd, ha avviato lo sviluppo di un modello informatico di simulazione dell'umidità del suolo, chiamato "Égance". Sulla base delle caratteristiche idrologiche del suolo, della profondità di radicazione delle piante e dell'andamento meteorologico (temperatura e umidità dell'aria, radiazione solare, vento, piovosità), il modello permette di valutare il grado di soddisfacimento del fabbisogno idrico dei prati e di dare avvio, se necessario, alla rete di aspersori. Si prevede che il modello, inizialmente testato positivamente ad Introd, sia sottoposto ad ulteriori verifiche in altre zone della regione, così da permetterne un'applicazione a più larga scala.
Per saperne di più:
Grosclaude G. (coord.), 1999. L'eau. Tome I: milieu naturel et maîtrise. INRA Éd., Paris, 204 p.
Roumet J.P., Pauthenet Y., Fleury Ph., 1999. Tipologia dei prati permanenti della Valle d'Aosta. Documento IAR, Aosta, 24 p. + 18 schede.
Trevisan D., Pauthenet Y., 2000. Égance: pilotage des réseaux d'aspersion des prairies naturelles en Vallée d'Aoste. Documento IAR-SUACI, Aosta, 27 p.
Quanta acqua!
La produzione dei vegetali è espressa, convenzionalmente, in termini di sostanza secca (s.s.), intendendo con questa definizione la sostanza realmente prodotta dalla pianta, senza tener conto dell'umidità che contiene, poiché l'acqua presente nei tessuti vegetali può variare anche molto e, in ogni caso, non è il risultato dell'elaborazione diretta da parte delle piante.
Il consumo idrico unitario, ossia la quantità d'acqua necessaria per la produzione di tessuti da parte di un vegetale, viene misurato in litri per chilogrammo di sostanza secca. Esso può variare sensibilmente nel corso dell'anno, secondo l'andamento stagionale e secondo lo stadio di sviluppo delle piante, ma ciascuna coltura ha un consumo idrico unitario medio caratteristico. Presentiamo, a titolo d'esempio, quelli di alcune specie:
mais 350 l/kg di sostanza secca
frumento 500 l/kg di sostanza secca
patata 575 l/kg di sostanza secca
trifoglio violetto 760 l/kg di sostanza secca
erba medica 850 l/kg di sostanza secca
Come tradurre questi dati in informazioni utili nell'applicazione pratica?
Ipotizziamo una produzione di 5 t/ha di grano. A questa quantità occorrerà aggiungere anche la produzione di paglia corrispondente, pari a circa altre 5 t/ha. Il tenore d'umidità nella granella e nella paglia può essere stimato in circa il 15%. La sostanza secca totale prodotta sarà quindi di circa 8,5 t/ha, con un consumo idrico totale di 4.250.000 l/ha, pari a 425 mm di pioggia. A questi fabbisogni, dati in gran parte dalla traspirazione fogliare delle piante, occorrerà aggiungere anche le perdite per evaporazione dal suolo, valutabili in un ulteriore 40%: la quantità totale di precipitazioni necessarie per raggiungere la produzione ipotizzata sarà stata quindi di circa 600 mm di pioggia. Il grano viene coltivato dall'autunno all'estate successiva.
Dunque, in linea di massima, gli sono sufficienti gli apporti meteorici: i cereali vernini, come il frumento, l'orzo e la segale, infatti, di norma non sono irrigati.
Il mais, invece, pur avendo un consumo idrico unitario più basso, richiede notevoli apporti irrigui. Ciò è dovuto a due ragioni: innanzi tutto è una coltura più produttiva e quindi la quantità totale d'acqua necessaria è più elevata; in secondo luogo, il suo ciclo si svolge in un periodo caldo e secco, durante il quale, nei mesi di luglio e agosto, il volume giornaliero totale d'acqua traspirata dalle piante ed evaporata a livello del suolo può essere di circa 5 l/m2.