Home

Seminario modelli suolo - centro tematico nazionale

1. o A 5 4 E 4 N S A S A AAT Y r r Figura 4 Villa Gaida andamento del potenziale idrico misurato e simulato profondit 60 cm Figura 5 Villa Gaida andamento delle concentrazioni di nitrati misurate e simulate alla base del profilo gt 00009 og ere on cl 20000400 0 gt 00000 arene iae M Parcella A Parcella B ParcellaC Medie Modello Per quanto riguarda le voci del bilancio dell azoto queste indicano relativamente ai due periodi considerati estesi da gennaio 1997 all agosto 1999 e all agosto 2001 che le perdite complessive di azoto nitrico alla base del profilo simulato a 180 cm di profondit sono rispettivamente di 124 e 310 kg N ha valori che rappresentano il 12 ed il 23 5 dell input complessivo Per i medesimi periodi le perdite alla base del profilo simulato a 600 cm di profondit sono rispettivamente di 0 002 e 9 6 kg N ha che rappresentano una frazione trascurabile e lo 0 7 dell input complessivo All approfondimento del fronte idrico e dei nitrati corrisponde una diminuzione dell entit dell azoto nitrico presente nel terreno tra 0 e 180 cm che passa da 546 kg N ha al 31 08 99 a 455 kg N ha al 31 08 00 valori confermati da dati misurati in campo rispettivamente compresi per i due momenti tra 520 e 695 e tra 338 e 499 kg N ha Il confronto tra le simulazioni sul breve e lung
2. Il sistema SuSAP fa riferimento a questi modelli e a queste norme per poter estendere l applicazione del sistema a tutta la realt europea e ha identificato PELMO 3 0 PEsticide Leaching Model Klein et al 1995 e la combinazione di PESTLA 3 4 PESticide Leaching and Accumulation Van Den Berg et al 1998 con SWAP 2 07d Soil Water Atmosphere Plant Kroes et al 1999 l indice di rischio EPRIP Environmental Potential Risk Indicator for Pesticides CAPER 1999 invece dedicato a livello aziendale al calcolo del rischio ambientale potenziale dei prodotti fitosanitari PELMO 3 0 un modello deterministico e gestionale che non richiede un numero di input troppo elevato e che quindi pu essere agevolmente utilizzato alle scale prescelte Il modello adottato in Germania per la registrazione dei prodotti fitosanitari dalle competenti autorit Esso stato gi validato con successo anche in scenari italiani PELMO dispone inoltre di una interfaccia che semplifica e velocizza l immissione dei dati e impiega tempi sufficientemente limitati per eseguire le simulazioni Tutti i modelli consigliati dal FOCUS sono applicabili a gran parte delle colture agricole lombarde con l eccezione del riso Infatti nessuno dei modelli in grado di simulare il destino dei prodotti fitosanitari contemporaneamente nel suolo nella falda e nelle acque di sommersione scenario tipico del riso Per ovviare a questo inconveniente il sistema SuSAP nelle a
3. 1997 Soil persistence models and EU registration Guidance document 7617 VI 96 CEC VI B II 1 pp 74 KLEIN M amp JENE B 1995 PELMO version 2 01 3 00 Staatliche Lehr und Forschungsanstalt fiir Landwirtschaft Weinbau und Gartenbau Fachbereich Okologie Neustadt Germany KROES J G VAN DAM J C HUYGEN J VERVOORT R W 1999 User s Guide of SWAP version 2 0 Technical Document 53 SC DLO Wageningen The Netherlands REGOLAMENTO CEE n 2078 92 Criteri per la definizione delle norme tecniche di difesa delle colture nell ambito del regolamento 30 giugno 1992 REPUBBLICA ITALIANA 1999 Attuazione della direttiva CEE n 271 91 e 676 91 concernenti la tutela delle risorse idriche D Lvo 29 Maggio 1999 n 152 Roma REPUBBLICA ITALIANA 2000 Disposizioni correttive e integrative del decreto legislativo 11 maggio 1999 n 152 in materia di tutela delle acque dall inquinamento a norma dell articolo 1 comma 4 della legge 24 aprile 1998 n 128 D Lvo 18 agosto 2000 n 258 Roma RESULTS OF THE EUROPEAN CAPER PROJECT 1999 Comparing environmental risk indicators for pesticides Centre for Agriculture amp Environment Utrecht The Netherlands STOCKLE C amp NELSON R CROPSYST VERSION 2 02 30 1999 Department of Biological Systems Washington State University USA VAN DEN BERG AND J J T I BOESTEN 1998 Pesticide Leaching and Accumulation model PESTLA version 3 4 Technical Document 43 SC DLO W ageningen The Ne
4. Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente MODELLISTICA E QUALITA AMBIENTALE DEI SUOLI RTI CTN_SSC 1 2001 ANPA Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente Dipartimento Stato dell Ambiente Controlli e Sistemi Informativi MODELLISTICA E QUALITA AMBIENTALE DEI SUOLI Coordinamento Renzo BARBERIS ARPA Piemonte Antonio PUGLIESE ANPA Roma Gruppo di lavoro Gianluca ALESSIO ARPA Piemonte Daniela BALLARDINI ARPA Emilia Romagna Meri BARBAFIERI Istituto per la Chimica del Terreno CNR Pisa Paolo BAZZOFFI Istituto Sperimentale Studio Difesa Suolo Firenze Danila BEVILACQUA ARPA Emilia Romagna Paola BOSCHETTI ARPA Piemonte Nicoletta DOTTI ARPAL Liguria Gabriele FABIETTI ARPA Piemonte Nicoh FILIPPI European Soil Bureau Ispra VA Rosa FRANCAVIGLIA Istituto Sperimentale Nutrizione Piante Roma Paolo GIANDON ARPAV Veneto Carlo JACOMINI ANPA Roma Monica LAZZARI ARPAL Liguria Luca MONTANARELLA European Soil Bureau Ispra VA Pina NAPPI ARPA Piemonte Marcello PAGLIAI Istituto Sperimentale Studio Difesa Suolo Firenze Aldo PANZIA OGLIETTI ARPA Piemonte Gianniantonio PETRUZZELLI Istituto per la Chimica del Terreno CNR Pisa Federico REGIS ARPA Piemonte Carlo RIGHINI ARPA Toscana Carlo ROAGNA ARPA Piemonte Licia RUBBI ARPA Emilia Romagna Ezio RUSCO European Soil Bureau Ispra VA Paolo SEQUI Istituto Sperimentale Nutrizione Piante Roma
5. SOMMARIO PREMESSA 4 oi alii leleine et I I Centri Tematici Nazionali seoir eiieeii daia cice eee ceci I Il CTN Suolo e Siti Contaminati iii eric II SOMMZARIO 3 illa La ule Casta lle ete ee aaa T V INFRODUZIONE ale Lanna barone LL Arai 1 Il modello per la simulazione di sistemi colturali CROPSYST e gli strumenti collegati Marcello Donatelli Gianni Bellocchi ieina aes daere ee e aea aariin iaaea an 3 Economia e sostenibilita ambientale dei sistemi agricoli italiani Giuseppe Palladino Marco Setti cccccccccccccscscccessceceesecsscsecessnececseeeecssseeeeeseeesseeceesseeesenseeeeseeeeees 17 Il progetto LIFE 98 SuSAP Stefano Brenna e Carlo Riparbelli iii Errore Il segnalibro non definito Uso del modello CRITERIA per la valutazione del rischio di inquinamento agricolo dei corpi idrici Franco Zinoni Giorgio Ducco Vittorio Marletto Margot Van Soetendael 67 I modelli MACRO e SOILN l esperienza del progetto SINA Carta pedologica in aree a rischio ambientale Costanza Calzolari Fabrizio UNG AI dessero 79 Il censimento dei principali modelli utilizzati per il suolo Renzo Barberis Gianluca Alessio Gabriele Fabietti Federico Regis Carlo Roagna 105 INTRODUZIONE L ANPA sta organizzando il nuovo sistema nazionale conoscitivo e dei controlli ambientali SINANet Nell ambito di tale sistema i CTN Centri Tematici Nazionali r
6. SoilFug ha un interfacia user friendly e funziona in ambiente Windows 3 1 e successive versioni Si ha la possibilit di costruire grafici con i valori predetti e gli eventuali valori misurati Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche assorbimento degradazione volatilizzazione pioggia e portata dei canali Numero delle variabili cinetiche circa 8 Variabili di stato Fugacit nel suolo Numero delle variabili di stato 1 Dati di input propriet chimico fisiche delle sostanze chimiche peso molecolare coefficiente di partizione ottanolo acqua o coefficiente di partizione carbonio organico acqua coefficiente di partizione acqua sostanza minerale tensione di vapore solubilit in acqua propriet del suolo profondit del suolo temperatura frazione volumetrica di aria acqua fase organica e minerale area del bacino dati sugli eventi piovosi pioggia e portate dei canali durata degli eventi dati sull applicazione quantit e data di applicazione area trattata Numero dati diinput circa 20 Dati di output concentrazione nella fase suolo concentrazione nelle acque superficiali perdite per ciascun periodo e meccanismo coinvolto volatilizzazione degradazione runoff Numero dati dioutput circa 20 Scala temporale numero illimitato di eventi piovosi ciascuno variante da 1 girono a pochi giorni Scala spaziale Ha Pubblicazioni Di Guardo A Calamari D Zanin G Consalter A Mackay D 1994 A FugacityMode
7. 2000c secondo quanto riportato nella tabella 2 Nel caso della sperimentazione del Centro Ricerche Produzioni Animali Fumagalli et al 1999 i dati sono relativi a sperimentazioni di pieno campo tabella 2 Tabella 2 Data set utilizzati per la calibrazione dei modelli MACRO e SOILN Esperimento Progetto Periodo Scala Variabili Fertilizzante Input N em Lisimetri CEE Effluents from intensive 1976 Parcella 3 suoli sabbia Liquame 0 142 284 426 livestock 1981 ImxImxIm 5 colture 1976 79 3 dosi controllo Piacenza RER Prov PC CRPA 1987 Campo 3 suoli mais Liquame 203 valore medio Valutazione dell attitudine dei 1991 700 m 2 staz climatiche 1976 79 per i tre siti suoli allo spandimento dei urea 3 dosi Urea 20 70 115 liquami suinicoli liquame 1 dose 1987 91 5 calendari di spandimento San Prospero PANDA MiPAF Bilancio 1993 Campo Liquame x urea Liquame L x 0 56 L 67 dell azoto sulle colture di mais 1995 224 m Controllo Urea U U 125 LU e di erba medica trattate con mais liquami suini ed urea di sintesi in terreno argilloso di pianura Gaida Controllo della genesi 1997 Campo Liquame 2 dosi Liquame 20 25 trasformazione e migrazione dei 2001 4000 m controllo nitrati dal suolo alle acque superficiali e sotterranee Ge Tra Mi N Il bilancio idrico effettuato con MACRO richiede la definizione delle variabili guida relative al clima la parametrizzazione delle caratteristiche fisico idrologic
8. CS 0 405 A a act092 n x act 0405 C 0 204 z z CS 0 6 08 0 4 act 0 204 0 E TA z i act 0 608 84 A74 264 364 THO 3614 840 474 264 354 BO A71 260 361 Julian day Julian day 4 Sod NOH treatment L4C1 el Sod HON treatment L4C4 CS 0 405 sat 3 1 act 408 3 050204 z C50698 g satoa a act 06 08 BIO A74 264 364 MO A70 26 981 MO 174 264 364 A 170 M Julian day Julian day n C5092 n CS 0 406 o a Soi HO treatment LIC4 1 act 002 a act 0405 D D x x x c50204 7 CS 0608 5 z 4 act0204 act 0 6 08 z z 4174435484 BO A W i M M a Julian day Julian day L uso integrato di CropSyst con il software GIS ArcView e con il generatore climatico ClimGen stato fatto in Italia da Francaviglia et al 2001 in un area della provincia di Frosinone Con il generatore climatico sono stati prodotti dati giornalieri di precipitazione e di temperatura aerea massima e minima per un cinquantennio a partire da dati rilevati nel corso di 15 anni Con CropSyst sono stati simulati avvicendamenti tradizionalmente attuati nella zona oggetto di studio esaminando prevalentemente il bilancio idrico e dell azoto nei diversi sistemi I risultati sono riferiti in termini di percolazione di acqua e lisciviazione di azoto al fondo del profilo di suolo La cartografia derivata per ogni combinazione suolo avvicendamento colturale livello di concimazione carta della percolazione di acqua e del
9. Eliana TASSI Istituto per la Chimica del Terreno CNR Pisa Silvia TRIVELLATO ARPAV Veneto Marinella VITO ARPA Campania N Responsabile di progetto ANPA da a a i gt Responsabile CTN_SSC Antonio Pugliese TN SS Renzo Barberis Informazioni legali L Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente o le persone che agiscono per conto dell Agenzia stessa non sono responsabili per l uso che pu essere fatto delle informazioni contenute in questo rapporto Informazioni addizionali sull argomento sono disponibili nei siti Internet http www sinanet anpa it http www arpa piemonte it ctn Supervisione editoriale a cura di ARPA Piemonte Riproduzione autorizzata citando la fonte Stampato in Italia Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente Dipartimento Stato dell Ambiente Controlli e Sistemi Informativi Via Vitaliano Brancati 48 00144 Roma Centro Tematico Nazionale Suolo e Siti Contaminati c o Arpa Piemonte Sede Centrale Via della Rocca 49 10123 Torino CONTRIBUTI Coordinamento Renzo BARBERIS ARPA Piemonte Antonio PUGLIESE ANPA Roma Realizzazione Marcello DONATELLI Gianni BELLOCCI Istituto Sperimentale per le Colture Industriali Giuseppe PALLADINO Marco SETTI Alma Mater Studiorum Universita di Bologna DIPROVAL Sezione Economia Stefano BRENNA Carlo RIPARBELLI ERSAL Servizio del Suolo Marco TREVISAN Ettore CAPRI Universit Cattolica S
10. MH 8 20 5 20 100 300 2 10 VH lt 8 lt 5 lt 100 lt 2 Per quanto riguarda la capacita protettiva nei confronti delle acque profonde sulla base dei risultati dell analisi condotta sugli output delle simulazioni vengono proposti i limiti di classe riportati nella tabella 10 Anche in questo caso i limiti sono espressi sia in termini di valori medi annui che in termini degli stessi relativizzati agli input di precipitazioni ed irrigazioni e di unit di concime minerale somministrato Tabella 10 Limiti proposti per la capacit protettiva acque profonde VL gt 40 gt 20 gt 600 gt 8 ML 29 40 11 20 320 600 5 8 MH 12 28 6 10 140 320 2 5 VH lt 12 lt 5 gt 140 2 3 4 3 Applicazioni a scala territoriale Sulla base delle simulazione di bilancio idrico effettuate per suoli capisaldo nel caso dei fogli 200 e 204 e ogni punto della griglia di stima nel caso del foglio 181 possibile produrre una serie di carte derivate rappresentanti le diverse voci di bilancio cumulate al termine del periodo di simulazione La valutazione funzionale in termini di propriet fisico idrologiche delle unit tipologiche di suolo presenti in tre aree ad elevato rischio ambientale dalle Pianura Emiliano Romagnola stata effettuata applicando il modello di simulazione MACRO ai profili rappresentativi delle diverse unit tipologiche di suolo presenti nel caso dei fogli cartografici 200 e 204 ed in corrispondenza dei nodi di una maglia regolare
11. Per la valutazione della simulazione del contenuto idrico sono stati messi insieme i dati relativi alle misure in strati di profilo di 20 cm fino 180 cm rappresentati graficamente fino ad 80 cm in figura 1 rilevate con densit diversa di campionamento nel triennio In questo caso l efficienza di simulazione stata elevata sia per l andamento del contenuto idrico nel suolo sia per l andamento della falda Anche per l esperimento di San Prospero SOILN stato calibrato presupponendo l immobilizzazione e o umificazione dell N del liquame Il modello applicato a questo data set ha sovrastimato poco il livello di nitrati per il trattamento con urea e molto quello per liquame urea figura 2 L errore aumentato all aumentare dell apporto complessivo di N e non si ridotto calcolando le medie di profilo quindi non imputabile a limitata migrazione simulata dei nitrati come nel caso dell esperimento di Piacenza Figura 1 Andamento del contenuto idrico misurato e simulato a San Prospero 70 70 0 2 0 4 m 60 A 60 50 cant At AR 50 40 RA TERRA TE 40 30 ini 30 20 20 Contenuto idrico vol gen lug dic lug dic giu dic gen lug dic lug dic giu dic 93 93 93 94 94 95 95 93 93 93 94 94 95 95 Stime Misure Stime Misure Figura 2 San Prospero Contenuto di nitrati nel terreno misurato e stimato strato 0 0 2 m 30 Controllo 30 Liquame 25 25 20 20 15 15 10 10 a 3 5 0 0 D
12. incorporato o iniettato Gli effetti della tecnica di aratura possono essere considerati Il modello usato per la registrazione dei pesticidi in Olanda Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche flussi dei pesticidi velocit di traslocazione trasformazione e adsorbimento del pesticida Numero di variabili cinetiche 5 Variabili di stato concentrazione del pesticida nel suolocontenuto di pesticida adsorbito al sito di non equilibrio Numero di variabili di stato 2 Dati di input profilo di sostanza organica densit apparente lunghezza della dispersione dati sulla trasformazione e sull adsorbimento del pesticida solubilit in acqua e tensione di vapore alla saturazione del pesticida parametro per la traslocazione radicale Numero dati diinput Circa 20 Dati di output Vedi Variabili di stato pi valori cumulativi delle variabili cinetiche concentrazione del pesticida in falda e nelle acque di drenaggio perdite per volatilizzazione Numero dati dioutput circa 50 Scala temporale 1 giorno Scala spaziale da 1 nf a l ha Pubblicazioni Boesten J J T I amp A M A van der Linden 1991 Modeling the influence of sorption and transformation on pesticide leaching and persistence Journal of Environmental Quality 20 425 435 Boesten J J T I 1994 Simulation of bentazon leaching in sandy loam soil form Mellby Sweden with the PESTLA model Journal of Environmental Science and Health A29 1231 1253 Boesten J J T I amp
13. l acqua rimanente considerata persa per percolazione Un parametro empirico identificato come coefficiente di by pass variabile tra 0 e 1 incide sul trasporto dei soluti L infiltrazione a cascata calcolata solo quando intervengono eventi piovosi o irrigui Questo approccio stima la risalita capillare e assume come limite superiore del contenuto idrico il valore a capacit di campo La concentrazione di azoto nell acqua che rimane e dell acqua che lascia lo strato viene calcolata in tre modi diversi a seconda della quantita di acqua contenuta nello strato e della quantita che arriva nello strato l acqua che entra nello strato sufficiente a portare lo strato a capacit di campo sostituendo l acqua che era nello strato prima dell evento l acqua che raggiunge lo strato non sufficiente a sostituire quella presente ma comunque maggiore di quella necessaria per portare il contenuto idrico del suolo a capacit di campo l acqua in entrata inferiore a quella necessaria per portare il contenuto d acqua dello strato a capacit di campo In alternativa all approccio a cascata CropSyst prevede l applicazione di un metodo numerico alle differenze finite soluzione finita dell equazione di Richard che consente di stimare i flussi idrici nel suolo Il metodo numerico divide il profilo del suolo in elementi separati da nodi a cui corrispondono il potenziale idrico il contenuto idrico la concentra
14. ol o 30 Urea 30 Liquame Urea z 25 25 Z 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 01 01 93 01 01 94 01 01 95 01 01 96 01 01 93 01 01 94 01 01 95 01 01 96 Stime Misure Stime Misure Nel caso del sito di Villa Gaida seguito dal CRPA MACRO ha condotto a risultati che hanno dimostrato un ottima congruenza del modello con la realt con un andamento dei valori simulati di contenuto idrico e di potenziali matriciali alle diverse profondit che ben nflette le fasi di inumidimento e disseccamento osservate in campo figure 3 e 4 I risultati ottenuti dal modello SOILN per quanto riguarda la concentrazione di azoto nitrico nelle acque di ritenzione sembrano indicare un peso predominante del fenomeno di trasporto legato ai micropori sui dati rilevati in campo negli orizzonti pi superficiali fino a circa 60 cm mentre al crescere della profondit assume sempre maggiore rilevanza il fenomeno di trasporto legato ai macropori In particolare le simulazioni effettuate rispecchiano quanto osservato in campo dimostrando in particolare una ottima congruenza a 400 cm di profondit Figura 5 pur presentando una sovrastima dei valori limitatamente agli orizzonti pi superficiali e ad un periodo finale in cui tali orizzonti presentano nella realt forti diminuzioni dei valori di concentrazione forse legate a dilavamento e o a denitrificazione 91 Figura 3 Villa Gaida andamento del contenuto idrico misurato e simulato profondita 60 cm
15. 0 121 0 263 0 497 0 581 Barco Misure 29 0 008 0 024 0 077 0 234 0 172 0 060 0 185 0 476 n s Confine PTF 23 0 001 0 002 0 072 0 227 0 624 0 058 0 181 0 539 0 411 F F ME Barco PTF M 29 0 009 0 027 0 083 0 255 0 270 0 067 0 205 1 273 n s M M Confine Misure M 23 0 023 0 072 0 065 0 203 0 765 0 050 0 157 1 145 _0 682 Sono stati quindi selezionati 51 suoli ed un certo numero di scenari colturali e climatici rappresentativi di diverse aree della pianura Padano Veneta e di differenti livelli di input sia in termini di tipo di conduzione agricola agricoltura pi o meno intensiva che climatologici regimi idrici da ustici a udici le simulazioni effettuate sono relative al triennio 1994 96 A titolo di esempio si considerino i risultati relativi a tre suoli diffusi nella Pianura Emiliano Romagnola Roncole Verdi Udertic Ustochrept fine Confine Typic Ustochrept loamy skeletal e Lamone Fluventic Ustochrept coarse loamy caratterizzati da un contrastante comportamento fisico idrologico come si pu desumere dal valore dei parametri riportati nella tabella 8 Gli andamenti dei valori cumulati relativi al drenaggio riportati nella figura 6 potrebbero apparire in contrasto con le attese in quanto l entit del flusso cumulato in uscita alla base del profilo risulta essere minore 102 mm per il suolo caratterizzato dalla una tessitura pi grossolana che per il suolo a tessitura pi fine 170 mm I risultati delle simulazion
16. 150 euro ai manzi conferito due volte nella vita dell animale un premio annuale pari a 190 euro pre le vacche nutrici Un premio alla macellazione o all esportazione assegnato ai bovini adulti nella misura di 80 euro per capo ed ai vitelli di 50 euro Una dotazione nazionale 65 6 Meuro di cui 54 1 ai bovini maschi e la restante quota alle vacche nutrici Set aside obbligatorio pari al 10 elevabile ad un massimo del 12 8 Superficie piante proteiche e semi oleosi soggetta agli accordi di Blair House per un totale di 542 mila ettari Superficie massima garantita per il frumento duro per un totale di ettari 1636 mila Numero di bovini masch adulti ammessi al premio speciale pari a 598 746 unit Numero di vacche nutrici ammesse al premio pari a 621 611 unit Aumento quota latte regionale per un totale di 600 000 tonnellate Decreto MIPAF 4 aprile 2000 Decreti MIPAF 16 marzo 2000 e 25 maggio 2000 10 In riferimento al decreto legge n 8 del 4 febbraio 2000 la distribuzione regionale prevista per la prima tranche di 384 mila tonnellate stata utilizzata per ripartire la restante quota tra le regioni 32 Regione Aumento quota latte Superficie F duro 1 ha Piemonte 46953 o oS Valle dA 2 656 Lombardia 209 __ Trentino AA 271400 O Vento 659 __ Friuli v Giula Bse __ Lista o so Ema R toner Lazio 29 063 80 616 33 3 2 Analisi economica 3 2 1 Seminativi Gli interventi prev
17. 386 0271 Bwl 50 7 1514 0 9 48 43 16 12 89 0 006 0 500 0 427 0 330 Bw2 70 9 1514 0 15 45 40 15 12 00 0 006 0 500 0 427 0 330 BCKI 90 130 1675 0 22 46 32 07 2 01 0 005 0 458 0 402 0 307 BCk2 130 150 1675 0 8 59 33 07 7 24 0 068 0 413 0 370 0 236 TTT Tocalita Gariga PC Suolo Confine Typic Ustochrept loamy skeletal 7T Ap 0 30 1003 0 21 56 23 19 2464 0 056 0 553 0 333 QST Ap2 30 5 137 0 21 56 23 19 148 63 0 048 0 528 0 395 0 256 Bw 55 75 137 0 40 34 26 07 1209 0 191 0 536 0 412 0 226 BC 75 100 142 60 49 27 34 09 14 92 0 186 0 454 0 412 0 233 c 100 140 1 42 70 52 23 25 05 31 04 0 285 0 453 0 397 0 198 totale macro e micropori XMPOR contenuto idrico a saturazione dei micropori WILT contenuto idrico al punto di appassimento Oltre a ci va considerato che nel caso di P4 la forte aggregazione che caratterizza tutti gli orizzonti fa si che i flussi avvengano prevalentemente via macropori non interessando se non con un certo ritardo la matrice del suolo infatti l indice di flusso preferenziale dato dal rapporto tra il flusso in uscita via macropori ed il flusso totale alla base del profilo pari a 0 6 nel caso del P4 nentre per P6 e P7 si abbassa a 0 26 e 0 00 rispettivamente 3 3 Definizione delle classi di capacita protettiva Come gi detto in precedenza la definizione delle classi di capacit protettiva si basata sull analisi e sul raggruppamento dei casi in funzione degli output del modello di simulazione di bilanci
18. 67 perdite di umidita che si verificano a livello del terreno Questo concetto viene illustrato nella Figura 1 dove sono rappresentati i seguenti fenomeni pioggia irrigazione 3 risalita capillare dalla falda ruscellamento o scorrimento ovvero quantit d acqua che non riesce ad infiltrarsi e scorre sulla superficie del terreno o nei primi strati scorrimento ipodermico confluendo poi nei canali evaporazione ovvero quantit d acqua evaporata direttamente dal terreno traspirazione ovvero quantit d acqua evaporata per effetto delle colture percolazione e ridistribuzione nella matrice porosa del terreno flusso preferenziale attraverso macroporosit e crepacci _ drenaggio profondo ovvero quantit d acqua che non pu essere trattenuta dal terreno e che percola in verticale Figura 1 Schema di bilancio idrico nel modello CRITERIA Precipitazioni TET Infiltrazione Invaso superficiale Scorrimento superficiale Flusso preferenziale Evaporazione Scorrimento ipodermico Acque superficiali Suolo e Traspirazione Drenaggio profondo Risalita capillare ggio prof _ rrrrrrrecrrcrc Alcune di queste quantit come la pioggia e l irrigazione sono facilmente misurabili le altre vengono normalmente stimate mediante algoritmi pi o meno complessi a partire dai dati meteorologici dalle caratteristiche del terreno e dalle caratteristiche delle colture
19. 98 12 CAPRI research project University of Bologna Bologna Nasuelli P Palladino G Setti M Zanasi C 1999 An Integrated Approach to Simulate the Economic and Environmental Relationships of Cropping Systems poster presentato all International Symposium Modelling Cropping Systems 21 23 Giugno 1999 Lleida E Nasuelli P Palladino G Setti M Zanasi C 1999 Regional Economics and Environmental Impact of Livestock Breeding in the EU poster presentato al IX European Congress of Agricultural Economists EAAE European Agriculture facing the 32 st Century in a Global Context 24 28 Agosto 1999 atti pp 91 92 Warsaw PL Nasuelli P Palladino G Setti M Zanasi C 1999 Analisi integrata dei sistemi agro ambientali il modello ELBA poster presentato al 3 Convegno Nazionale sulla Protezione e Gestione delle Acque Sotterranee 13 15 Ottobre 1999 atti vol 1 pp 1243 1250 Parma Palladino G et al 1997 Feed module Requirement functions and Restriction Factors Working paper 97 12 CAPRI research project University of Bologna Bologna Palladino G et al 1998 A regionalized analysis of the environmental impact of the animal production activities nitrogen and methane emissions Working paper 98 11 CAPRI research project University of Bologna Bologna Palladino G Setti M Tampellini V 1998 Impatto ambientale e politiche agrozootecniche il modello di simulazione CAPRI per le regioni italiane Primi risultati
20. B Gottesbueren 1997 Testing PESTLA by two modellers for bentazone and ethoprophos in a sandy soil Agr Water Management submitted Caratteristiche tecniche Hardware PC con almeno 4 MB di RAM e operante sotto Windows Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN e Delphi per l interfacia grafica Altro software richiesto SWAP 2 0 Contatti F van den Berg Indirizzo DLO Winand Staring Centre P 0 Box 125 6700 AC Wageningen The Netherlands 117 PESTRAS Nome e versione PESTRAS 3 1 Titolo PEStTcide Transport ASsessment Ultima revisione Febrraio 1998 Scopo del modello Ricerca didattica gestione aziendale Nuova versione in preparazione si PESTRAS and PESTLA saranno uniti in un nuovo modello PEARL Soggetto scienza ambientale Scala campo Descrizione PESTRAS descrive il comp ortamento dei pestcidi nel suolo includendo il modello SWIF per simulare il flusso dell acqua ae il modello HEATRAS per simulare il flusso del calore nel terreno descritto con le leggi di Darcy e Fourier PESTRAS basato sull equazione di convezione dispersione per il trasporto nella fase liquida e sull equazione di diffusione per il trasporto di tipo diffusivo nelle fasi liquida e gassosa seconda legge di Fick L adosrbimento descritto secondo il modello di equilibrio di Freundlich Il coefficiente di adsorbimento posto proporzionale al contenuto di sostanza organica del suolo La trasfromazione descritta con una cinetica del prim
21. Centro Internazionale per la Sicurezza degli Antiparassitari L Istituto di Chimica Agraria e Ambientale dell Universit Cattolica di Piacenza e l Ufficio Europeo del Suolo ha realizzato un sistema di supporto alle decisioni denominato SuSAP Supplying Sustainable Agriculture Production per la valutazione dei possibili rischi ambientali derivanti dall utilizzo dei prodotti fitosanitari in agricoltura SuSAP organizzato in tre livelli di indagine regionale locale e aziendale corrispondenti ad altrettanti livelli decisionali AI livello regionale il sistema fornisce un supporto all individuazione e alla gestione delle zone vulnerabili all uso dei prodotti fitosanitari focalizzando l attenzione sulla potenziale contaminazione delle acque sotterranee D L vo 152 99 e sulla pianificazione in campo agricolo ed ambientale con ricadute a livello comunitario nazionale e di bacino idrografico AI livello locale Parchi ASL ARPA Consorzi di Bonifica Servizi provinciali per l agricoltura Organizzazioni Professionali agricole SuSAP pu costituire un valido supporto alle azioni di sviluppo agricolo e di assistenza tecnica o di esercizio delle funzioni di controllo e monitoraggio ambientale secondo le diverse e specifiche competenze di ciascun organismo La valutazione segue lo stesso schema del livello regionale la differenza risiede nel grado di dettaglio dei dati e nella risoluzione degli output Le mappe della sensibilit
22. Dei Suoli Tema 18 riguarda la rappresentazione del suolo attraverso le sue caratteristiche intrinseche che meglio lo caratterizzano come matrice naturale in grado di svolgere le numerose e ben note funzioni Degradazione fisica e biologica del suolo Tema 19 considera gli aspetti di degradazione della matrice suolo che soprattutto nell ultimo secolo hanno portato o rischiano di portare ad una perdita di parte del suolo o delle sue funzionalit a causa del verificarsi di fenomeni degradativi o di utilizzo del suolo che possono considerarsi irreversibili almeno nella scala temporale umana Contaminazione dei suoli da fonti diffuse Tema 20 considera quegli aspetti qualitativi del suolo che possono essere progressivamente compromessi da un utilizzo dello stesso soprattutto da parte dell uomo con modalit tali da non rispettare i naturali tempi di riequilibrio vale a dire tali da compromettere la funzione del suolo come filtro biologico Contaminazione puntuale del suolo e siti contaminati Tema 21 considera uno dei fenomeni pi preoccupanti degli ultimi decenni vale a dire il moltiplicarsi di situazioni di forte contaminazione di superfici ben definite di suolo da parte di attivit antropiche con II necessita di interventi di bonifica che spesso non sono in grado di restituire al suolo la sua piena funzionalita Il CTN SSC esplica inoltre diverse attivit di supporto al ANPA sulle tematiche specifiche IV
23. Dipende da n trattamenti dose applicata intercettazione coltura profondita interramento perdite per deriva P E Csw aritt Derivata da tabelle di drift tedesche e olandesi per le varie colture Approccio empirico come nel sistema EUPHIDS dipende da pendenza tessitura PE Cow runott suolo intensita piogge distanza fossi dalle aree trattate tempo intercorrente tra applicazioni ed inizio precipitazioni Approccio di fugacita con trasporto descritto dalla prima legge di diffusione di Fick PE Cair tasso di diluizione nell aria dipendenti da velocit del vento ed altezza di miscelazione Nel secondo stadio si individuano i parametri di tossicit o ecotossicit per ciascun comparto derivati dal database di SuSAP per ogni principio attivo Per il suolo si considera LCso dei lombrichi mg kg di sostanza secca per le acque superficiali si prende in considerazione la tossicit acuta per alghe crostacei e pesci EC o per alghe e Daphnia e LCso per pesci mg l di acqua per l aria si prende in considerazione LCso ricavata dagli studi di tossicit acuta e inalazione sui ratti 4 ore mg l d aria per il comparto delle acque sotterranee al momento EPRIP considera il limite di legge per i fitofarmaci pari a 0 1 ug l Nel terzo stadio si calcola l ETR nel seguente modo ETR PEC tossicit Per le acque superficiali sono previsti sei ETR dovuti alle possibili combinazioni tra i PEC di deriva e scorrimento e i parametri di e
24. Falda Il bilancio viene normalmente calcolato ogni giorno Figura 2 e la somma dei vari termini deve sempre produrre un risultato nullo Ciascuno dei termini del bilancio pu risultare interessante in relazione al contesto operativo Per esempio l acqua residua lungo il profilo del suolo costituisce il risultato pi importante quando necessario determinare il momento in cui intervenire con l irrigazione mentre il drenaggio che determina la ricarica delle falde ed il rischio potenziale di un loro inquinamento risulta essenziale in applicazioni agroambientali Come si vede dalla Figura 3 CRITERIA consente di associare informazioni derivate dalla carta dei suoli alle variabili meteorologiche e ai dati colturali allo scopo di fornire elaborazioni territoriali mediante modelli matematici basati sull equazione del bilancio idrico Le informazioni necessarie provengono da banche dati aggiornate dai servizi regionali dell Emilia Romagna Il programma restituisce i risultati in diversi formati nel formato mappa le informazioni relative ad una quantit sono mostrate in un determinato giorno oppure cumulate in un periodo ad una scala compresa tra la carta regionale e quella della singola azienda nel formato grafico e tabulare viene invece rappresentata l evoluzione temporale di una o pi variabili relative ad un punto del territorio selezionato a piacere dall utente Figura 2 Il ciclo principale giornaliero in CRITERIA prevede la lettu
25. In funzione di ci e non essendo stata considerata alcuna variazione del prezzo del latte il margine lordo del comparto evidenzia un aumento del 30 Tenendo conto che il 77 della produzione nazionale di latte si realizza nell area settentrionale del paese va osservato come l atteso incremento del margine lordo sia in larga parte riconducibile alla relativa variazione 28 registrata nelle province dell area padana i cui processi di produzione caratterizzati da un maggior grado di specializzazione e di efficienza manageriale riescono a sfruttare al meglio i vantaggi offerti dal mercato e nella fattispecie dall uso degli insilati nell alimentazione delle vacche da latte Vacche da latte 000 di capi ITALIA NORD CN SUD E ISOLE T ANNO BASE 2267 83 1684 8 217 1 365 93 AGENDA 2000 2202 25 1622 16 216 16 363 93 2 Nel calcolo del margine lordo non si tiene conto del superprelievo dovuto in caso di sforamento della quota di riferimento essendo tale limite impiegato quale vincolo alla produzione dell azienda aggregata 39 Bovini da carne 000 di capi 2 500 00 2 000 00 1 500 00 1 000 00 500 00 om ITALIA NORD CENTRO SUD E ISOLE O ANNO BASE 2 126 03 1495 59 227 11 403 33 AGENDA 2000 2 232 61 1528 266 248 765 455 579 Aumenti del margine lordo si registrano anche per i comparti delle province del centro 44 e per quelle del sud e dell
26. Janssen 1994 Sensitivity analysis of a model for pesticide leaching and accumulation p 471 484 In J Grasman and G van Straten eds Predictability and non linear modelling in natural sciences and economics Kluwer Academic Publishers Dordrecht The Netherlands Caratteristiche tecniche Hardware PC pentium operante sotto windows95 o windos NT Workstation lavorante sotto UNIX RAM consigliata 16 MB o pi Windows NT 64 MB raccomandato Linguaggio di programmazione Selford FORTRAN77 Altro software richiesto SWIF distribuito con PESTRAS Contatti A Tiktak Indirizzo RIVM Soil and Groundwater Laboratory P O Box 1 3720 BA Bilthoven The Netherlands 118 PLM Nome e versione PLM 3 Titolo Pesticide Leaching Model Ultima revisione Gennaio 1996 Scopo Aiuto nella ricerca e nella gestione Ricerca gestione aziendale didattica Nuova versione in preparazione Si Soggetto Scienza del suolo protezione delle colture scienze ambientali altro Scala da lisimetro a campo Descrizione Il modello simula la percolazione e la degradazione di pesticidi ed altre sostanze organiche attraverso il suolo sino alla profondit di circa 3 metri Esso simula la rapida percolazione di residui di composti anche per drenaggio nei macropori del suolo E particolarmente utile per la simulazione di esperimenti lisimetrici Il movimento dell acqua simulato mediante metodi empirici La degradazione dei pesticidi calcolata come funzio
27. Lleida Spain 293 294 Francaviglia R Bartolini D 1997 Calibrazione del modello CROPSYST su una rotazione mais da granella frumento tenero nella bassa Pianura Padana Agricoltura Ricerca 171 73 80 Francaviglia R Donatelli M St ckle C O Marchetti A 2001 Applicazione del sistema ArcView CropSyst nella valutazione della percolazione di acqua e della lisciviazione di nitrati Bollettino della Societ Italiana della Scienza del Suolo 50 157 164 Francaviglia R Marchetti D 1999 Comparison of cropping systems models in the simulation of crop biomass and green leaf area index development 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June 1999 Lleida Spain 181 182 Francaviglia R Mecella G Scandella P Marchetti A 1999 Model comparison to evaluate the soil moisture content in different pedoclimatic regions 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June 1999 Lleida Spain 179 180 Giardini L Berti A Morari F 1998 Simulation of two cropping systems with EPIC and CropSyst models Ital J Agron 1 29 38 Leenhardt D Voltz M Ranbal L 1995 A survey of several agroclimatic soil water balance models with reference to their spatial application Eur J Agron 4 1 14 Marchetti R Spallacci P Ceotto E Papini R 1998 Predicting yield variability for corn grown in a silty clay soil in Northern Italy 4 Int ASA CSSA SSSA Conf Precision Agriculture 19 22 July St Paul MN USA 467 4
28. Lombardia oltre che consultare le informazioni su propriet e uso dei prodotti fitosanitari figure 8 9 10 11 12 Figura 8 Pianura della Lombardia Inventario Pedologico scala 1 250 000 Permeabilit dei suoli Classi di parmanbilit levata Moderata nia sali cela Megara ria ban a So 10i t r 00 Kamen Era Repora di Pianura della Lombardia A 5 eerie Inventario Pedologico scala 1 250 000 PI dal Furio riferita al primo metro di suolo A 20005 Bressana OE gabtinao ransa Moder grossolana FS Franco ssbbiosa lupi Franza Medi EI France ima ESE Franco seth agii Modes fina DEA France agiies ELA Franza lim argil IR Fi DAD Ary sr imasa Figura 10 Pianura della Lombardia Inventario Pedologico scala 1 250 000 Suck Capacit protettiva dei suoli nei confronti delle acque profonde Capaci Protetta ME 1 Gorse TO S Moderata ME Elevaia a So 10E EE 00 Kisman a y lmm i Figura 11 CARTA DELL USO DEL SUOLO E SEMINATIVO IRRIGUO PIANURA LOMBARDA SCALA 1 250 000 N SEMINATIVO NON IRRIGUO RISAJE RIS DON SEMINATIVO I LEGNOSE AGRARIE fe PRATI Mm BOSCHI ul VEGETAZIONE NATURALE _ AREE STERILI ME AREE IDRICHE AREE URBANIZZATE A scala aziendale una serie di interfacce permette all utilizzatore di preparare la simulazione selezionando la propria azienda i cui dati anche geografici possono essere agevolmente inseriti in SuSAP la co
29. Ricerca International Wellesbourne Warwick CV35 9EF UK 116 PESTLA Nome e versione PESTLA 3 3 Titolo PESTicide Leaching and Accumulation Ultima revisione Febbraio 1998 Scopo Ricerca didattica gestione aziendale Soggetto Scienze ambientali Scala campo Descrizione PESTLA descrive il comportamento dei pesticidi nel suolo Esso collegato con il modello SWAP 2 0 per la simulazione del movimento dell acqua e del calore nel terreno descritti tramite rispettivamente la legge di Darcy e di Fourier PESTLA basato sull equazione di convezione dispersione per il trasporto nella fase liquida e sulla seconda legge di Fick per il trasporto diffusivo nella fase vaopre e in quella liquida Il drenaggio laterale simulato assumendo una distribuzione esponenziale nella zona satura per il tempo di passaggio La costante di Henry funzione della temperatura L adsorbimento descritto con il modello di Freundlich a due siti il sito 1 di equilibrio mentre qulleo 2 cinetico 1 ordine Ambedue i coefficienti di adsorbimento quello di equilibrio e quello di non equilibrio sono considerati proporzionali al contenuto di sostanza organica La trasformazione considerata come un processo con cinetica del primo ordine e dipende da temperatura umidit e profondit del suolo E possibile simulare sino a tre prodotti di degradazione La traslocazione radicale considerata come un processo passivo il pesticida pu essere applicato al suolo
30. Silsoe Bedfordshire MK45 4DT UNITED KINGDOM 108 ACCESS II Titolo Agro Climatic Change and European Soil Suitability Ultima revisione Autumn 1995 Tipo di programma Simulation model module Soggetto Crop science soil science farming systems and land use studies Livello di aggregazione Farm Descrizione A detailed mechanistic model of crop growth crop water use and soil moisture conditions for climate change and land suitability studies Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Soil parameters up to 10 layers crop parameters Numero di variabili cinetiche 100 Variabili di stato Soil moisture conditions crop stage height leaf area root length Numero di variabili di stato 20 Dati di input Soil data by horizon crop data crop sequence meteorological input precipitation temperature PET Numero dati diinput 100 daily meteorological data Dati di output Crop and soil moisture states user defines daily monthly or annual output Numero dati dioutput 12 time step output Intervallo di tempo della simulazione Daily Scala spaziale Ha Pubblicazioni Loveland P J M Rounsevell J P Legros D de la Rosa A Armstrong J Glinski K Rajkai C Simota Eds 1995 ACCESS Agro Climatic Change and European Soil Suitability a spatially distributed soil agro climatic and soil hydrological model to predict the effects of climate change on land use within the European Community Volume I a Descrizione o
31. SuSAP figure Tramite SuSAP cos possibile elaborare carte di 59 vulnerabilita dei suoli alla lisciviazione di specifici principi attivi figure 45 6 7 Il grado di vulnerabilita dei suoli cresce al crescere dei valori di concentrazione di ciascuna sostanza previsti alla base del suolo espressi in una legenda che va dai toni del verde bassa vulnerabilit ai toni del giallo arancione e rosso corrispondenti a livelli di vulnerabilit sempre pi elevati con concentrazioni superiori a 0 1 ug l Confrontando questi risultati con carta della capacit protettiva dei suoli nei confronti delle acque sotterranee si riscontrano evidenti analogie Con riferimento al territorio della pianura e collina lombarda si pu notare che le aree dell alta pianura ghiaiosa e della Lomellina che mostrano valori di capacit protettiva generalmente bassi coincidono a grandi linee con i suoli pi vulnerabili alla lisciviazione di prodotti fitosanitari moderatamente persistenti Questo esempio conferma da un lato l utilit e la validit delle cartografie di capacit protettiva come strumento di zonazione preliminare dei suoli lombardi per individuare le aree di criticit ambientale e dall altro l utilit del sistema SuSAP per un analisi pi approfondita relativa a specifiche sostanze Figura 4 SuSAP SCALA REGIONALE Vulnerabilit dei suoli alla lisciviazione di prodotti fitosanitari Sostanza Koc 42 dm3 kg DT50 12 gg Concentra
32. Tillage database provided user must input specific management dates Rill Inter rill Erodibility texture OM CEC rocks Model input data source Climate CLIGEN Soil SCS soils database Slope Topographic map of field measurements of soil map Management Site Region specific Numero dati diinput gt 200 Dati di output Daily model output includes runoff volumes and peaks plant canopy biomass residue cover roots buried residue soil detachment along hillslope channel deposition sediment yield soil water by layer snow melt frost lenses sediment size distributions In addition to the daily information the model also provides the user with the option of average annual detailed annual and monthly runoff and erosion summary reports Numero dati dioutput gt 200 Intervallo di tempo della simulazione Single storm or continuous 1 100 years or more Scala spaziale Spatial scale Small up to 640 acres No perennial stream or classical gully processes Parentage Some portions of WEPP were derived from other models including CREAMS and Epic Caratteristiche tecniche Hardware IBM or compatible PC Run time on 486 machine approximately 10 seconds per year Requires 386 to run the interface w co processor Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN for model C for interface file builders Altre Contatti Mr D C Flanagan Indirizzo United States Department of Agricultural Agricultural Research Service USDA ARS Midwest Area Na
33. caratterizzati da tecniche e strategie di protezione delle colture che salvaguardino la qualit delle risorse idriche e degli ecosistemi acquatici nel loro complesso diventata pertanto una delle problematiche prioritarie che investono l agricoltura Le pi recenti politiche ambientali ed agricole nazionali e della Comunit Europea si fanno ora carico di questi aspetti e cercano di favorire lo sviluppo di strategie che integrino le problematiche ambientali nella gestione delle risorse e del territorio agricolo La previsione della concentrazione di prodotti fitosanitari nei diversi comparti ambientali dunque indispensabile per la valutazione e la gestione dei possibili rischi derivanti dall utilizzo di queste sostanze in agricoltura A tale proposito sono stati sviluppati numerosi modelli matematici 51 che simulano i vari processi fisici e chimici che si verificano sulla superficie e nel suolo Essi rappresentano ormai uno strumento indispensabile e sempre pi utilizzato per valutare i processi di migrazione di queste sostanze verso le acque sotterranee come stabilito dal D L vo 152 99 che definisce la disciplina generale per la tutela delle acque superficiali e sotterranee affidando alle Regioni il compito di identificare le zone vulnerabili da prodotti fitosanitari allo scopo di proteggere le risorse idriche Nell ambito di un progetto LIFE Ambiente LIFE 98ENV IT 000010 coordinato dall ERSAL e in collaborazione con il
34. centro meridionali sono caratterizzate da un pi elevato costo di produzione determinato dalla tipologia di animali allevati incrementi ponderali ed indici di conversione bassi da sistemi pi estensivi e a volte dal carattere secondario che tale attivit riveste in alcune aree Pertanto il sostenuto aumento del premio per capo ha reso l allevamento in tali province pi redditizio e in relazione alla disponibilit di animali da allevare ha determinato l aumento dei capi allevati Infatti la variazione del margine lordo prevista nel sud e nelle isole pari al 60 nel centro al 47 e nel nord al 40 L aumento dei capi allevati determina di conseguenza un aumento pari all 11 della quantita di carne prodotta 3 2 4 Suini Com noto il comparto suinicolo non interessato dai regolamenti comunitari compresi da Agenda 2000 in questo contesto lo scenario di simulazione assunto dal modello intende evidenzia perci le ripercussioni sull attivita di allevamento di suini determinate dall applicazione dei regolamenti introdotti per gli altri comparti produttivi Suini ingrasso 000 di capi 15 000 00 10 000 00 5 000 00 a SUD E ITALIA NORD CENTRO OF GE ANNO BASE 11 688 81 8623 05 1840 80 1224 96 AGENDA 2000 12 168 47 9066 44 1867 79 1234 24 Come avviene per tutti i comparti di produzione animale la riduzione dei prezzi dei cereali determina una riduzione del costo di alimentazione Per
35. coincidente con l area di studio nel caso del foglio 181 Gli output del modello espressi in termini di unit tipologica di suolo forniscono gli elementi necessari ad una prima valutazione quantitativa delle qualit del suolo influenti sulla vulnerabilit delle acque e quindi sulla capacit protettiva dei suoli nei diversi contesti agro ambientali A titolo di esempio nelle figura 7 si riporta la carta di drenaggio totale cumulato alla base del profilo dei suoli del foglio 204 Ferrara Figura 7 Distribuzione del drenaggio totale cumulato 1995 1997 nel foglio 204 Ferrara input 2130 mm Foglio 204 FLUSSO TOTALE CUMULATO ALLA BASE DEL PROFILO mm 200 100 109 0 0 01 100 200 00 400 500 01 00 01 700 800 SPE1 VIL2 SCN1 SMaVSECT Profili simulat PROVGCS1 1140000 La procedura di stima adottata nel foglio 181 per derivare le grandezze in input alle PTF necessarie alla stima dei parametri richiesti dal modello ha permesso di tenere esplicitamente conto della variabilita spaziale delle caratteristiche pedologiche e conseguentemente di valutare la sua influenza nella variabilita riscontrata negli output del modello Nella figura 8 a titolo di esempio rappresentato il drenaggio totale cumulato nel caso dei suoli del foglio 181 mentre nella figura 9 i risultati delle simulazioni per il medesimo output sono aggregati in termini di unit tipologica suolo riportando i range di variabilit osserv
36. colturale possono essere visualizzati sotto forma di mappe interattive Il sistema stato recentemente integrato con le funzioni necessarie alla simulazione del trasporto dell azoto associato ai flussi idrici ed in corso lo sviluppo delle procedure per la valutazione dei tassi di crescita delle colture e delle rese unitarie Altri sviluppi previsti riguardano la simulazione del bilancio idrico e del trasporto su terreni in pendenza la valutazione dell erosione e del trasporto associato l integrazione nel sistema di mappe dell uso reale del suolo la gestione delle informazioni e dei risultati in forma aggregata per comprensorio o bacino INTRODUZIONE L agricoltura talvolta indicata tra i colpevoli del degrado ambientale In particolare un fattore produttivo essenziale come l acqua da una parte costituisce un bene limitato sempre pi conteso fra usi agricoli civili e industriali e dall altra pu essere veicolo di trasporto di sostanze chimiche di origine agricola e partecipare all inquinamento dei corpi idrici superficiali e delle falde in relazione alle caratteristiche degli eventi piovosi ed alla conduzione agronomica Per affrontare scientificamente la questione delle relazioni tra acqua e l attivit agricola bisogna far uso di tecniche modellistiche In questo campo fondamentale l equazione del bilancio idrico Determinare il bilancio idrico di un suolo a coltura significa considerare tutti gli apporti idrici e le
37. consumi intermedi intra ed interregionali Il modulo di domanda cos come sviluppato dal modello CAPRI e da esso mutuato un modello multi prodotto e sviluppato su base nazionale non spaziale ed in grado di riprodurre i fenomeni di consumo industriale ed umano ed il commercio internazionale di beni finali Seguendo un processo iterativo il modulo di offerta fornisce i quantitativi dei beni prodotti aggregati su base nazionale al modulo di mercato il quale a sua volta assume tali volumi in qualit di input esogeni ridefinendo sulla base di elasticit di domanda assunte dalla letteratura i prezzi di equilibrio impiegati di nuovo dal primo modulo per ridefinire i quantitativi offerti fino alla definizione di un equilibrio statico comparato 2 3 Modulodiofferta ed approccio metodologico Il modulo di offerta costituito da un insieme di singoli modelli di programmazione multi prodotto 103 province italiane Come descritto in maggiore dettaglio in seguito solamente per i comparti di produzione animale e per i reimpieghi intrasettoriali intra ed interregionali i modelli di programmazione operano a livello regionale L approccio metodologico adottato dal sistema di modelli di offerta riferito alla programmazione matematica positiva PMP nella formulazione descritta da Howitt R E Howitt 1995 ed ampiamente adottata in diversi studi rivolti in particolare all economia e politica agraria Basata su una specifica pro
38. dei suoli alla percolazione di prodotti fitosanitari che si ottengono vengono prodotte a scale diverse a seconda del livello considerato AI livello dell azienda agricola SuSAP fornisce informazioni calibrate sulla specificit ambientale e gestionale di ciascuna azienda utili per certificare la qualit delle scelte e delle tecniche colturali adottate Reg CEE 1257 99 Piani di Sviluppo Rurale sotto il profilo ambientale A questo livello la valutazione dell impatto dei prodotti fitosanitari sulle acque sotterranee viene combinata con la valutazione dell impatto sugli altri comparti ambientali acque superficiali aria suolo e sugli organismi non bersaglio pesci crostacei alghe lombrichi ratti si ottiene in questo modo una valutazione complessiva dell impatto sull ambiente di ogni possibile strategia di trattamento fitosanitario delle colture agrarie SuSAP si configura in pratica come un software prototipale che avvalendosi anche di funzioni tipiche dei GIS Geographical Information Systems permette di valutare attraverso semplici interfacce sia la sensibilit dei suoli alla lisciviazione di specifici fitofarmaci che indirizzare le aziende agricole nelle scelte agronomiche pi efficaci e contemporaneamente pi sicure per 52 l ambiente nell ottica di una programmazione mirata dell uso consapevole dei prodotti fitosanitari sulle colture agricole Le funzionalit del GIS ArcView 3 1 ESRI inc integrato in SuSA
39. di programma Simulation model module Soggetto Crop science soil science farming systems and land use studies Livello di aggregazione Region and supra region Descrizione A mechanistic model of crop development crop growth water use and soil moisture status on a monthly time step The model was built for climate change impact studies and land suitability issues Caratteristiche scientifiche Numero di variabili cinetiche 75 Numero di variabili di stato 104 Dati di input Climate control crop diary options perturbation region soil Numero dati diinput 65 Numero dati dioutput 38 Intervallo di tempo della simulazione Monthly Scala spaziale Soil unit Pubblicazioni Rounsevell M D A T R Mayr amp P J Loveland 1994 The ACCESS project Part 1 background and the simple modelling approach Transactions of the 15th World Congress of Soil Science Acapulco Mexico International Society of Soil Science Commission V poster sessions Volume 6b 4 5 Rounsevell M D A P J Loveland T R Mayr A C Armstrong D de la Rosa FP Legros C Simota amp H Sobezuk 1996 ACCESS a spatially distributed soil water and crop development model for climate change research Aspects of Applied Biology No 45 Parentage SIBIL AFRCWHEAT Caratteristiche tecniche Hardware PC 486 Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN Altre richieste di software No Contatti Dr T Mayr Indirizzo Soil Survey and Land Research Centre
40. economica consente infatti di misurare e simulare gli effetti sui media naturali derivanti dalle attivit antropiche e fornisce una base conoscitiva non prescindibile per analisi di carattere pi strettamente ambientali A loro volta strutture funzionali in grado di descrivere i fenomeni di natura bio fisica offrono preziose specificazioni alle analisi di carattere economico e politico In quest ottica lo sviluppo di modelli integrati economico ambientali sulla base di un approccio interdisciplinare pu determinare rilevanti ricadute operative E in questo contesto generale che il modello ELBA si propone quale sua finalit ultima e nella sua qualita di Web tool come un congruente ed attendibile strumento di analisi descrittiva e predittiva rivolto ai sistemi agro ambientali dell intero territorio nazionale sotto i vari profili di causa effetto e di consequenzialit economica L approccio sistemico del modello ELBA quale suo elemento caratterizzante intende inoltre fornire un analisi a livello aggregato delle ripercussioni derivanti dalla gestione e dalla regolamentazione delle attivit agricole e zootecniche sull ambiente e in primo luogo sui suoli e delle ricadute sulla sfera economica al fine di promuovere uno sviluppo sostenibile dei comparti presi in esame Pur presentando nella sua attuale configurazione alcune limitazioni che non ne condizionano tuttavia la capacit informativa quali ad esempio la mancata este
41. evitando il ricorso 24 agli stessi vincoli Ci garantisce inoltre al modello la capacit di realizzare proiezioni analisi ex ante con maggiore flessibilit salvaguardandone nel contempo il grado di rispondenza al periodo assunto a riferimento I valori duali dei vincoli di calibrazione elementi centrali nella formulazione della PMP possono essere definiti in estrema sintesi come la risultante della differenza tra il valore marginale prezzo meno costo variabile delle attivit preferite sulla cui base la funzione di costo variabile non lineare e convessa tende a calibrarne i livelli a quelli osservati e la derivazione algebrica espressa dall analogo valore prezzo meno costo variabile delle attivit marginali e dal sistema di vincoli T Heckelei 1997 Sulla base dell impiego dei valori duali dei vincoli di calibrazione secondo l approccio metodologico offerto dalla PMP il modulo di offerta deriva una funzione quadratica di costo variabile multi prodotto per ogni regione 16 categorie animali e singola provincia italiana 47 colture vegetali secondo la formulazione generalizzata dall espressione C d x x Qx dove d n 1 vettore di parametri associati alla componente lineare Q n n matrice simmetrica positiva semidefinita di parametri associati alla componente quadratica 4 Dato un canonico problema di ottimizzazione vincolata quale Max Z p x c x sogge
42. finalit di analizzare l impatto determinato dalle politiche agricole ed ambientali a diversi livelli di aggregazione spaziale e in un ultima istanza di favorire lo sviluppo sostenibile delle attivit di produzione primaria stato sviluppato il sistema ELBA Environmental Liveliness and Blent Agriculture un modello settoriale e di equilibrio parziale esteso all intero territorio nazionale Nello specifico il modello ELBA descrive in maniera analitica i parametri tecnicoeconomici ed i risultati reddituali di 47 comparti di produzione vegetale e di 16 attivit zootecniche e sviluppa le complesse interazioni tecniche economiche commerciali bio fisiche che ne caratterizzano l attivit In riferimento alla dimensione spaziale il modello ELBA assume ad oggetto di studio le 20 regioni e le 103 province italiane suddividendole in celle territoriali di 1 km considerando per ognuna di queste ultime non solo il riparto colturale ma anche l insieme delle variabili di natura climatica pedologica orografica In tal modo ELBA offre l opportunit di svincolare le proprie analisi da ambiti territoriali delimitati da confini amministrativi e altres di estendere il proprio campo di osservazione ad aggregati spaziali diversi e di maggiore significativit rispetto ad analisi di sviluppo sostenibile aree vulnerabili bacini idrografici Essendo rivolto alla promozione di uno sviluppo sostenibile dei comparti agricoli e
43. i suini come per gli avicoli tale effetto pi marcato in quanto la razione alimentare costituita prevalentemente da cereali e la sua formulazione influenzata in generale da una attesa minore competizione con il comparto bovino da latte nell impiego di tali risorse Il numero dei capi allevati sul territorio nazionale aumenta del 4 ed interessa l area nord del paese dove vengono allevati il 75 dei capi nazionali 4l Il mancato aumento nelle altre aree del paese dovuto alla prevalenza di allevamenti a ciclo aperto il cui numero di scrofe allevate rappresenta il 25 del patrimonio scrofe nazionale Ci configura pertanto un problema di ordine strutturale caratterizzato da un minor approvvigionamento di suinetti pur risultando consolidati gli osservati flussi di import di queste aree Gli effetti sulla redditivit del comparto sono sostanziali il margine lordo prodotto aumenta del 14 determinato da un aumento l 5 della produzione e dalla riduzione dei costi di produzione Nelle aree centro meridionali isole comprese l aumento del margine lordo varia dal 4 al 9 per il prevalente effetto del minor costo di alimentazione 3 3 Analisi ambientale Con Agenda 2000 lo sviluppo sostenibile del settore agricolo viene garantito tramite un processo di integrazione tra politica ambientale ed agricola da attuare in primo luogo attraverso vincoli di cross compliance e in secondo luogo mediante gli interventi previsti ne
44. in the Georgia Coastal Plain A GLEAMS model validation and simulation J of Soil Water Conserv 46 6 450 456 Knisel F M Ed 1993 GELAMS Groundwater Loading Effects of Agricultural Gestione Systems Version 2 10 University of Georgia Coastal Plain Experimental Station Biological amp Agricultural Engineering Department Publication BAED No 5 260 pp Shirmahammadi A and W G Knisel 1994 Evaluation of the GLEAMS model for pesticide leaching in Sweden J Environ Sci Health A29 6 1167 1182 Knisel W G M C Smith and S R Wilkinson 1995 Validation of GLEAMS model for poultry litter gestione Environ Resources Center Georgia Inst of Tech Atlanta Tech Completion Rep No ERC 01 95 36 pp Morari F and W G Knisel 1997 Modifications of the GLEAMS model for crack flow Trans of the Amer Soc of Agri Engrs 40 5 1337 1348 Esistono moltissime pubblicazioni internazionali sul GLEAMS Caratteristiche tecniche Hardware PC almeno 386 Linguaggio di programmazione FORTRAN 77 eC Contatti Walter G Carsel 1606 Rutland Road Tifton Georgia USA 31794 111 LEACHM Nome e versione LEACHM Titolo Leaching Estimation and Chemistry Model Ultima revisione Gennaio 1995 Scopo Ricerca gestione aziendale Soggetto sienza del suolo dinamica dei nutrienti salinit destino dei pesticidi Descrizione LEACHM un modello di simulazione usato come strumento di ricerca o di gestione esamina il movimento di sostanze chimi
45. input per CropSyst e per testare i risultati delle simulazioni Del primo gruppo si segnalano WeatherFile Fontana e Donatelli 1999 RadEst Donatelli e Bellocchi 2001 e SOJLPAR Acutis e Donatelli 2001 Per la valutazione dei risultati delle stime si segnala il software IRENE Fila et al 2001 I quattro software sono disponibili al sito http www isci ittools WeatherFile una utility sviluppata per convertire file di dati climatici in una variet di formati diversi Driver per formati specifici possono essere creati dall utente e salvati WeatherFile pu essere impiegato per produrre di vario formato nel formato richiesto da CropSyst Il software RadEst include diverse opzioni per la stima di dati giornalieri di radiazione solare in funzione della temperatura aerea Si rivela pertanto utile nei siti in cui sono disponibili dati giornalieri di piovosit e temperatura ma mancano i rilievi di radiazione solare RadEst esporta i propri output su file del formato richiesto da CropSyst SOILPAR include opzioni per la stima di variabili idrologiche del suolo mediante funzioni di pedotransfer Tali funzioni fanno uso di variabili comunemente misurate come la tessitura il carbonio organico il pH e la capacit di scambio cationico Altre variabili come la capacit di campo e il punto di appassimento vengono pi raramente rilevate bench siano importanti input di molti modelli come CropSyst Variabili di questo tipo possono essere stimat
46. modelli che il CTN SSC aggiorna costantemente grazie ad un Osservatorio appositamente creato Ci anche al fine di promuovere l informazione sulle attivit del CTN e favorire l impiego dei prodotti realizzati IL MODELLO PER LA SIMULAZIONE DI SISTEMI COLTURALI CROPSYST E GLI STRUMENTI COLLEGATI Marcello Donatelli Gianni Bellocchi Istituto Sperimentale per le Colture Industriali INTRODUZIONE CropSyst Cropping Systems Simulation Model St ckle e Nelson 2001 uno dei modelli pi diffusi a livello mondiale per la simulazione dei sistemi colturali Il modello relativamente semplice generic crop simulator e di facile impiego sviluppato come strumento analitico per lo studio degli effetti prodotti dagli interventi agronomici sulla produttivit di una o pi colture avvicendate e sull ambiente I processi simulati da CropSyst sono implementati secondo un approccio per lo pi meccanicistico e con un livello di dettaglio sostanzialmente bilanciato tra i diversi moduli In particolare il modello simula il bilancio idrico del suolo il bilancio azotato del sistema suolo coltura la crescita radicale aerea e la produttivit delle colture l evoluzione dei residui colturali l erosione del suolo in corso di sviluppo il modulo per la simulazione del destino ambientale dei diserbanti Tutti i processi simulati sono influenzati dalle condizioni climatiche e pedologiche dalle caratteristiche morfo fisiologiche delle colture
47. pedofunzioni forniscono valori vicini a quelli reali tanto migliore la simulazione del bilancio idrico Sono state pertanto selezionate le pedofunzioni di trasferimento che meglio approssimano i valori dei parametri idrologici misurati nei profili rappresentativi ottimizzando in tal modo le prestazioni modellistiche La rete di profili rappresentativi stata inoltre utilizzata unitamente alle serie di dati climatici per determinare le condizioni di simulazione in presenza di irrigazione e per la definizione del comportamento idrologico della coltura del riso Per modellizzare la variabilit climatica dell area in esame sono state identificate 20 stazioni meteorologiche della rete Agrometerologica ERSAL scelte sulla base della localizzazione e rappresentativit geografica e della durata e completezza della serie storica disponibile per ciascuna di esse per completare limitati periodi di mancanza di dati per alcune di queste sono stati interpolati i dati con stazioni limitrofe I dati archiviati con frequenza giornaliera sono precipitazioni temperature massime minime e medie evapotraspirazione potenziale umidit relativa vento e radiazione globale I risultati di elaborazioni geostatistiche effettuate sui quantitativi di precipitazione media decimo e novantesimo percentile mensili e annui hanno permesso di suddividere la pianura lombarda in aree caratterizzate da condizioni climatiche omogenee ciascuna delle quali fa riferimento a un
48. situazioni di surplus su tutto il territorio nazionale che variano da un minimo di 5 10 kg per ettaro di alcune province meridionali ad un massimo di 180 190 kg delle province padane con andamento decrescente da nord a sud Si tenga conto che gli indicatori cos calcolati sono valori medi su tutta la superficie provinciale concimabile e che pertanto ci sono realt in cui la pressione molto pi elevata 14 Il bilancio dell azoto stato effettuato sulla base della superficie agricola concimabile cereali proteolaginose erbai prati pascoli ed orticole 15 Nel valutare la presente analisi si deve considerare che il modello non considera trasferimenti tra province di letame o liquami e pertanto nel bilancio si assume che essi vengono reimpiegati 43 I risultati che scaturiscono dalla previsione al 2003 descrivono uno scenario in cui la pressione ambientale delle varie attivita produttive nella quasi totalita delle province aumenta In linea generale tutte le voci del bilancio evidenziano l aumento della superficie a set aside la diminuzione della superficie COP e l aumento seppur lieve della superficie destinata ad orticole che determinano una pi estesa area su cui non consentito lo spargimento degli effluenti zootecnici determinano una diminuzione della superficie concimabile pari al 2 5 la riduzione dei prezzi dei cereali determina una composizione delle razioni alimentari in cui preponderante la presenza di mater
49. test condotti nel corso della ricerca e in particolare il concomitante ed analogo tentativo di pervenire ad una soluzione di equilibrio tra le componenti di offerta e di domanda esperito nell ambito del progetto CAPRI con cui il modello ELBA integrato a livello regionale hanno suggerito l opportunit di distinguere tecnicamente i due momenti di analisi La struttura del modello ELBA stata cos organizzata sulla base di una concezione modulare articolata in funzione pi in generale delle singole tematiche considerate e delle esigenze computazionali emerse Sulla base di tale impostazione il modulo di offerta ed il modulo di domanda costituiscono la componente economica centrale del modello Il modulo di offerta strutturato in singoli modelli di programmazione matematica pluri attivit per ognuna delle 103 province italiane fanno eccezione in tale impianto i comparti di produzione animale ed i flussi commerciali intrasettoriali analizzati dal modello ELBA a livello regionale e delle corrispondenti aggregazioni territoriali regioni macroregioni Paese Il modulo di offerta comprende inoltre una serie di sotto moduli tra loro interrelati tesi allo sviluppo dei processi di gt Lo sviluppo tecnico del modello ELBA stato realizzato mediante il sistema di programmazione General Algebraic Modelling System GAMS ottimizzazione ed alla specificazione di fenomeni di particolare complessita quali ad esempio i
50. 1 city database the city database contains climate parameter and variable values for hundreds of United States cities 2 crop database the crop database contains plant data representing above ground and below ground characteristics and 3 operation database the operations database contains farming and soil disturbing factors The crop and operations databases contain information describing a variety of agronomic crops and a wide range of field operations Model input data source User defined data files may be used to supplement and modify existing model databases city crop and operations Dati di output Annual soil loss and values for the five model parameters R K LS C and P Intervallo di tempo della simulazione Temporal scale Average annual soil loss but simulation done on twice monthly basis Scala spaziale Spatial scale Hill slopes on a per unit width basis Parentage RUSLE is a modified version of the USLE model Caratteristiche tecniche Hardware IBM 386 PC or compatible with hard disk and math co processor Linguaggio di programmazione C Contatti Mr K Renard United States Department of Agricultural Agricultural Research Service USDA ARS 2000 East Allen Road Tucson AZ 85719 UNITED STATES 120 SHIELD 1 0 Titolo Simulation of Hedgerows Intervention against Erosion and Land Degradation Ultima revisione November 30th 1994 Soggetto Soil science and environmental science Descrizione SHIELD calculate
51. 1 96 10 1 96 Precipitazioni ed apporti irrigui mm stazione di San Pietro Capofiume BO 1994 1996 1 1 94 4 1 94 6 30 94 9 28 94 12 27 94 3 27 95 6 25 95 9 23 95 12 22 95 3 21 96 6 19 96 9 17 96 12 16 96 A ci si aggiunge il fatto che nel P7 l acqua si muove prevalentemente per flusso in matrice e con equilibrio pressoch immediato con i flussi nei macropori dovuto all assenza di aggregazione negli orizzonti sottosuperficiali e che pur essendo la conducibilit dei micropori maggiore che nel caso del P4 le condizioni prevalenti in cui avvengono il flusso sono quelle di non saturazione per cui risulta complessivamente maggiore e continuo nel caso dei profili a tessitura pi fine che in quelli a tessitura pi grossolana nei quali si assiste piuttosto ad una ridistribuzione del contenuto idrico all interno del profilo che non ad un flusso alla sua base Tabella 8 Caratteristiche fisico idrologiche di tre suoli oggetto di simulazione con MACRO Orizzonte Profondit MVA Skel S L A SO Ksam Ksatmi TPORV XMPOR WILT mm dtm3 mmh mmr VOL nim ST Localit Tebano RA Suolo Lamone Fluventic Ustochrept coarse loamy Ap 060 1 35 0 33 52 15 141 3690 0 06 0 569 0 369 0 138 Bw 60 120 149 0 40 SI 9 1 11 2958 0 24 0 485 0 444 0 161 c 120 165 1 59 0 37 46 17 1 01 3 90 013 0491 0417 0 158 a et Localit Castel S Pietro BO Suolo Roncole Verdi Udertic Ustochrept fine AD 0 50 142 0 9 48 43 19 13486 0 006 0 622 0
52. 78 Meinke H Baethgen W E Carberry P S Donatelli M Hammer G L Selvaraju R St ckle C O 2001 Increasing profits and reducing risks in crop production using participatory systems simulation approaches Agr Syst in stampa Pala M St ckle C O Harris H C 1996 Simulation of durum wheat Triticum durum growth under differential water and nitrogen Agr Syst 51 147 163 Rinaldi M Ventrella D 1997 Uso dei modelli EPIC e CROPSYST in sistemi colturali del Sud Italia Agricoltura Ricerca 171 47 58 Sharpley A N Williams J R 1990 EPIC Erosion productivity impact calculator 1 Model documentation U S Department of Agriculture Technical Bullettin 1768 14 Silvestri N Bellocchi G Mazzoncini M Menini S 1999 Evaluation of the CropSyst model for simulating soil water soil nitrate green area index and above ground biomass of maize under different management 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June 1999 Lleida Spain 253 254 Stdckle C O Cabelguenne M Debaeke P 1997 Comparison of CropSyst performance for water management in southwestern France using submodels of different levels of complexity Eur J Agron 7 89 98 St ckle C O Campbell G S 1989 Simulation of crop response to water and nitrogen an example using spring wheat Trans of ASAE 66 68 St ckle C O Debaeke P 1997 Modelling crop nitrogen requirements a critical analysis Eur J Agron 7 161 169
53. 89 1 37 3 21 13 10 101 4 CONCLUSIONI L utilizzo dei modelli MACRO e SOILN applicati in diversi contesti agro ambientali della pianura padano veneta nell ambito del progetto SINA Carta Pedologica in aree a rischio ambientale ha portato ad una buona efficienza nella simulazione dei flussi idrici percolazione e contenuto idrico nel terreno con poche eccezioni Le simulazioni sono state generalmente pi efficienti per i sistemi caratterizzati da presenza di falda nel profilo e nel caso in cui i parametri in input del modello fossero direttamente misurati piuttosto che derivati da pedofunzioni di trasferimento Anche in questo caso tuttavia le prestazioni del modello di bilancio idrico sono per da considerare pi che accettabili Il modello MACRO pu essere quindi considerato un valido strumento di analisi e previsione agro ambientale il cui uso pu essere esteso a nuovi contesti con un buon margine di accuratezza Nel caso del bilancio azotato l efficienza nella simulazione dei flussi azotati lisciviazione e contenuto di nitrati stata nel complesso discreta con alcune situazioni tuttavia ancora problematiche che hanno messo in luce quanto sia necessaria una maggiore conoscenza dei processi relativi alla dinamica azotata nel terreno Tuttavia anche in questo caso una corretta parametrizzazione del modello di bilancio idrico si rilevata un elemento indispensabile per una corretta e plausibile simulazione dei flussi azotati n
54. Biomassa colture Ritenzione idrica Conducibilit satura idrica ogni spandimento asportazioni colturali N Kjeld del terreno Composizione liquami a ogni spandimento asportazioni colturali N Kjeld del terreno Composizione liquami asportazioni colturali N del terreno primi 1 2 m di profilo strati di 0 2 m Livello falda Contenuto idrico gravim nei primi 1 8 m di profilo strati di 0 2 m 251 oss Livello falda 140 oss Valori di potenziale Contenuto idrico Percolazione Deflussi superficiali primi 1 2 m di profilo strati di 0 2 m Contenuto di N nitrico nei primi 1 8 m di profilo strati di 0 2 m celle sbilanciate Concentrazione nitrati nel suolo e nelle acque Volatilizzazione NH3 agli spandimenti di liquame In questo caso la taratura dei modelli stata ottenuta mediante la verifica della congruenza delle loro risposte con quanto misurato in campo utilizzando in particolare i dati relativi al regime del potenziale matriciale e del contenuto idrico alle diverse profondit per MACRO ed i dati relativi al prelievo da parte della vegetazione ed alle analisi delle variazioni del contenuto in azoto nelle acque di ritenzione N NO3 N NH 4 e nel terreno N NO3 per SOILN 2 2 2 Validazione a scala di campo Il modello MACRO parallelamente alla calibrazione e validazione sperimentale in condizione di parcella e di campo in condizioni controllate stato utilizzato per la simulazione del bila
55. LF leaching model Nicholls et al Pesticide Science 13 484 494 1982 Il suo principale uso quello di simulare il movimento dei pesticidi verso gli strati profondi sebbene pu anche simulare la quantit di pesticida percolata alla profondit di 1 metro Il movimento dell acqua simulato con un approccio capacitativo ma incorpora il concetto di acqua mobile immobile con una divisione delle due a un potenziale 200 kPa Il bilancio idrologico prevede anche perdite di acqua per evaporazione dal suolo Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Degradazione adsorbimento Numero di variabili cinetiche 2 Variabili di stato Contenuto di acqua nel suolo e sua distribuzione concentrazione e distribuzione del pesticida Numero di variabili di stato 2 Dati di input Parametri del suolo contenuto di acqua a 10kPa densit apparente Dati climatici valori giornalieri di temparatura dell aria massima e minima e pioggia Variabili di sito altitudine e latitudine Parametri del pesticida tempo di semivita coefficiente di adsorbimento solubilit in acqua Numero dati diinput 12 Dati di output Contenuto di acqua nel terreno acqua drenata concentrazione del pesticida alle diverse profondit e quantit percolata quantit totale persa per percolazione Numero dati dioutput 6 Scala temporale 0 01 giorni Scala spaziale Modello puntuale Pubblicazioni Pesticide Science 13 484 494 1982 Weed Research 27 143 152 1987 Weed Rese
56. Meteorologico Regionale Maggio 1994 MARLETTO V 1994 CRITERIA Descrizione del modello versione 1 01 Bozza del Manuale luglio 1994 MARLETTO V ZINONI F TONELLI T 1995 Il progetto CRITERIA un ambiente geografico per modellare il bilancio idrico di suoli coltivati Atti del Congresso annuale AICA Chia Cagliari 27 29 9 1995 785 787 LEGA P LIB A RAGGI C TONELLI T MARLETTO V ZINONI F 1995 Applicazione del modello CRITERIA a due aree test della provincia di Piacenza Nota interna dell Amm Provinciale di Piacenza pp 70 ZINONI F MARLETTO V LIBE A RAGGI C TONELLI T TREVISAN M CAPRI E 1996 Pesticide transport simulated within the CRITERIA model poster 10th Symposium Pesticide Chemistry Environmental Fate of Xenobiotics Castelnuovo Fogliani PC Italy 30 9 2 10 1996 MARLETTO V ZINONI F 1996 The Criteria project integration of satellite radar and traditional agroclimatic data in a GIS supported water balance modelling environment Proc COST 77 79 711 Int Symp on Applied Agrometeorology and Agroclimatology Volos Grecia 24 26 april 1996 pp 173 178 GHERARDI M LARUCCIA N MARLETTO V VIANELLO G ZINONI F 1998 Possibili applicazioni di un modello di simulazione del bilancio idrico dei suoli come supporto nella valutazione del rischio di inquinamento di acque superficiali e profonde In Sensibilita e vulnerabilita del suolo Metodi e strumenti di indagine a cura di P Sequi e G
57. OLO Tra i processi del suolo assume una importanza consistente la stima delle componenti del bilancio idrico Per azoto salinit e diserbanti che prevedono processi di decadimento e assorbimento vengono stimati bilanci di massa in interazione con il bilancio idrico Tutti i bilanci inclusi nel modello sono completamente controllati sia temporalmente a ogni passo di integrazione che spazialmente strato per strato e per l intero profilo Gli eventuali errori sono riportati in caso di scostamento da un insieme di valori soglia Il bilancio idrico include le precipitazioni l irrigazione il ruscellamento superficiale l intercettazione dell acqua da parte delle colture la re distribuzione dell acqua nel profilo del suolo la traspirazione colturale e l evaporazione CropSyst prevede opzioni alternative per calcolare la distribuzione dell acqua nel profilo del suolo e l evapotraspirazione di riferimento Il trasporto dell acqua nel suolo governato da un semplice approccio a cascata o da un approccio alle differenze finite Il primo approccio interpreta il suolo come una riserva idrica alimentata dalle piogge e dall irrigazione e le cui perdite sono date dall evapotraspirazione e dal drenaggio Leenhardt et al 1995 L acqua che si infiltra nel suolo passa da uno strato a quello sottostante non appena lo strato superiore raggiunge la capacit di campo Una volta portato l intero profilo del suolo alla capacit di campo
58. P consentono all utilizzatore di visualizzare i risultati delle elabora zioni ottenuti a livello regionale e locale in forma cartografica e di personalizzare i propri dati a scala aziendale con la digitalizzazione e l inserimento dei dati relativi alla propria azienda Nelle figure 1 2 sono decritti i due schemi di funzionamento di SuSAP rispettivamente a scala regionale locale e aziendale gli schemi evidenziano dati di input e output e i passi che l utente del sistema deve compiere per costruire lo scenario di applicazione e pervenire cos alla valutazione finale Figura 1 Schema di funzionamento di SuSAP a scala regionale locale Livello regionale e locale orate Ss 7 Selezione Scelta 74 ata pics pre ae m attivo e modalit di applicazione Simulazione li per la previsione azione PESTLA SWAP PEMO 3 riso 5 a E altre asiera gt TABELLE quontit di antiparossitari previste dai medelli a diverte profondit gt GRAFICI andamento temperate delle quastit di entiparassitari alle base del suslo gt MAPPE TEMATICHE aeesibilit olla percolazione degli astiparcasitari olla base del suslo Figura 2 Schema di funzionamento di SuSAP a scala aziendale Livello aziendale SENIO szienase ANA Digitalizzazione Unit di Paesaggio Scelta della Aziendale UPA e attribuzione dati IM coltura a su suolo e colture i irrigazione Riconoscimento Ps Individuazione i foto 0 tabelle dell avversit n lle so
59. Questo strato considerato indipendente dagli altri strati e la temperatura e l umidit sono simulati con una serie di empiriche funzioni validate da osservazioni sperimentali Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Degradazione Numero di variabili cinetiche 1 Variabili di stato Concentrazione dei residui Numero di variabili di stato 1 Dati di input Parametri del suolo contenuto di acqua a 10kPa densit apparente Dati climatici valori giornalieri di temparatura dell aria massima e minima e pioggia Variabili di sito altitudine e latitudine Parametri del pesticida tempo di semivita Parametri che tengono conto dell infleunza di temperatura e umidit del terreno sulla velocit di biodegradazione opzionali valori di default sono incorporati nel codice Numero dati diinput 10 Dati di output Contenuto di acqua e temperatura del suolo nei primi 0 5 cm concentrazione del pesticida Numero dati dioutput 3 Scala temporale 0 01 giorni Scala spaziale Modello puntuale Pubblicazioni Pesticide Science 7 41 49 50 58 and 59 64 1976 Weed Research 18 305 313 1978 Pesticide Science 12 123 132 1981 Weed Research 23 373 383 1983 Pesticide Science 35 109 116 1992 Caratteristiche tecniche Hardware Qualsiasi computer che supporta FORTRAN Linguaggio di programmazione Lahey FORTAN 77 Altre richieste di software No Referenze tecniche Alcune informazioni nella bibliografia Contatti Dr Allan Walker Horticulture
60. SAM MIPAP si possa comunque pervenire alla valutazione integrata ambientale BIBLIOGRAFIA Britz W 1997 Regionalization of EU data in the CAPRI project Working paper 97 02 CAPRI research project Institut fiir Agrarpolitik Universitat Bonn Brouwer F Crabtree B 1998 Environmental Indicators and Agricultural Policy CABI Publishing Hazell P B R and R D Norton 1986 Mathematical Programming for Economic Analysis in Agriculture New York MacMillan Publishing Company 17 La banca dati fotointerpretazione di immagini satellitari anno 2001 stata realizzata specificatamente nell ambito del progetto di ricerca ELBA e commissionata al Consorzio ITA Nel dettaglio per ciascuna unit territoriale di riferimento celle di 1 km x 1 km riportata la suddivisione della SAU in cereali invernali mais soia colza girasole tabacco pomodoro barbabietola oliveti frutteti vigneti foraggiere ed altri seminativi 49 Heckelei T 1997 Positive Mathematical Programming Review of the Standard Approach Working paper 97 03 CAPRI research project Institut f r Agrarpolitik Universit t Bonn Howitt R E 1995 Positive Mathematical Programming in America Journal of Agriculture Economy 77 pp 329 342 Nasuelli P Palladino G Setti M Zanasi C Zucchi G 1998 Estimation of the Elasticity of Substitution between Imported and Domestically Produced Goods An Application of the Armington Approach Working paper
61. St ckle C O Donatelli M 1997 The CropSyst model a brief description In Plentiger M C Penning de Vries F W T eds Rotation models for ecological farming CAMASE PE workshop report 35 43 Quantitative approaches in systems analysis no 10 DLO Research Institute for Agrobiology and Soil Fertility The C T de Wit Graduate School for Production Ecology Wageningen The Netherlands St ckle C O Martin S Campbell G S 1994 CropSyst a cropping systems model water nitrogen budgets and crop yield Agr Syst 46 335 339 St ckle C O Nelson R L 2001 Cropping systems simulation model User s online manual Biological Systems Engineering Dept Washington State University Pullman WA USA disponibile sul sito http www bsyse wsu edu cropsyst Van Genuchten R J Hutson J L 1989 Leaching estimation and chemistry model a process based model for water and solute movement transformation plant uptake and chemical reactions in the unsaturated zone continuum Water Resources Inst Center for Environ Research Cornell Univ New York NY USA 15 16 ECONOMIA E SOSTENIBILITA AMBIENTALE DEI SISTEMI AGRICOLI ITALIANI Giuseppe Palladino Marco Setti Alma Mater Studiorum Universit di Bologna DIPROVAL Sezione Economia 1 INTRODUZIONE Nell arco degli ultimi quaranta anni l agricoltura nel mondo occidentale cambiata drasticamente Da una agricoltura a basso input con schemi rotazionali ben defi
62. Universit di Bologna Bologna SUSAP UN SISTEMA DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER UN USO SOSTENIBILE DEI PRODOTTI FITOSANITARI Stefano Brenna Carlo Riparbelli ERSAL Servizio del Suolo Marco Trevisan Ettore Capri Universit Cattolica Sacro Cuore di Milano Facolt di Agraria Domenica Auteri Centro Internazionale per la Sicurezza degli Antiparassitari Busto G INTRODUZIONE La protezione delle colture da infestanti e parassiti pratica agronomica da sempre essenziale per assicurare una produzione agricola competitiva A tal fine nell agricoltura moderna e in particolare nelle aree di coltivazione intensiva si fa come noto ampio ricorso a molecole organiche di sintesi Tuttavia l uso di prodotti fitosanitari pu causare rischi per la salute umana l ambiente e gli organismi non bersaglio Tra i comparti ambientali a rischio di contaminazione assumono una particolare rilevanza le acque sia superficiali che sotterranee dato il loro possibile utilizzo per il consumo umano In questi anni concentrazioni di residui di prodotti fitosanitari talora in quantit superiori ai limiti ammessi per la potabilit delle acque sono state in effetti registrate in molti acquiferi in Europa e in generale si pu ritenere che tutte le aree dove l agricoltura intensiva come ad esempio la pianura della Lombardia presentano potenziali rischi di contaminazione delle acque Lo sviluppo di sistemi agricoli sostenibili
63. Vianello Franco Angeli 213 238 MARLETTO V ZINONI F VENTURA F 1998a Bilancio idrico dei suoli agricoli Relazione sullo stato dell ambiente del Comune di Sassuolo A cura di ARPA Sezione provinciale di Modena 331pp 221 229 MARLETTO V ZINONI F VENTURA F 1998b Bilancio idrico dei suoli agricoli Terza relazione sullo stato dell ambiente del Conune di Castelnuovo Rangone A cura di ARPA Sezione provinciale di Modena 350 pp 200 208 ZINONI F MARLETTO V DUCCO G 1998 CRITERIA un sistema per la gestione territoriale del bilancio idrico Atti Seminario AIAM 98 Firenze 2 aprile 1998 67 74 ZINONI F MARLETTO V 1998 CRITERIA progetto per ridurre l impatto ambientale di origine agricola Rivista ARPA Luglio Agosto 1998 76 MARLETTO V ZINONI F 1999 CRITERIA bilancio idrico e GIS per la prevenzione dell impatto ambientale di origine agricola In C Giupponi a cura di 1999 I sistemi informativi territoriali per la gestione agroambientale del territorio Collana Quaderni MiPA PANDA Ismea Roma 215 pp UNGARO F VAN SOETENDAEL M CALZOLARI C ZINONI F MARLETTO V BUSONI E GUERMANDI M 1999 Calibrazione e verifica di modelli matematici per la simulazione del bilancio idrico nei suoli dell Emilia Romagna poster Atti del convegno nazionale L agrometeorologia per il monitoraggio dei consumi idrici Sassari 3 4 novembre 1999 IMAes ERSAT CeSIA 339 348 DUCCO G 2000 Completamento ed at
64. a attivit di censimento costantemente aggiornata grazie ad un Osservatorio appositamente creato di modelli e progetti che prevedono l applicazione di modelli considerati utili e coerenti alle finalit ed agli obiettivi del progetto soprattutto in funzione della possibilit di recuperare o elaborare dati relativi agli indicatori individuati 105 Particolare attenzione viene rivolta a quei modelli in grado di restituire risultati a livello nazionale regionale o provinciale L utilizzo di tali strumenti non ha infatti come scopo finale solo la realizzazione di carte tematiche di immediato interesse applicativo ma anche l individuazione per successivi livelli di approssimazione di un criterio unificante nella definizione della quantit e qualit dei dati e delle informazioni disponibili sul suolo e sull agroecosistema Per il suolo risultano particolarmente studiati casi quali l erosione idrica l erosione eolica l acidificazione la salinizzazione il flusso di inquinanti la variazione della sostanza organica la ritenzione idrica altre propriet idrologiche correlate all inquinamento delle falde Wind erosion model Water erosion model Organic matter simulation model Contaminant transport model Salinization model Soil water retention model Leaching estimation model Chemistry model Spesso inoltre il suolo viene preso in considerazione come fattore di vulnerabilit intrinseca nella valutazione previsione e rapprese
65. a delle 20 stazioni meteorologiche figura 3 Lo strato informativo relativo ai prodotti fitosanitari consiste in un database contenente 215 principi attivi dei quali sono sistematizzati i dati chimicofisici ecotossicologici e d uso e 357 formulati commerciali Questi prodotti fitosanitari pur rappresentando solo una parte delle sostanze attualmente in commercio sono stati selezionati fra quelli maggiormente impiegati in Lombardia sul mais cereali autunno vernini soia barbabietola da zucchero pero e vite principali coltivazioni presenti sul territorio lombardo A livello aziendale per ogni coltura considerata sono state identificate strategie di intervento fitosanitario diverse ed alternative sia per il diserbo che per la difesa contro crittogame ed insetti nel caso dei fruttiferi Le strategie di difesa tengono conto della fase fenologica della pianta del patogeno da contrastare della sua presenza e soglie di tolleranza ai trattamenti secondo il documento 55 approvato il 30 12 96 dalla Commissione Europea Criteri per la definizione delle norme tecniche di difesa delle colture nell ambito del regolamento CEE 2078 92 Per ogni patogeno sono indicate le fasi fenologiche nelle quali consigliato effettuare i trattamenti e i principi attivi pi opportuni Ad ogni principio attivo associato almeno un formulato commerciale autorizzato all uso sulla coltura tabella 1 Tabella 1 Stralcio del database strategie di difesa p
66. a riduzione del costo di alimentazione di particolare significativit nel comparto bovino Nell ambito delle proteolaginose si assiste ad un aumento della superficie occupata a soia 67 mila ettari a scapito delle produzioni di girasole e colza tenuto conto della variazione positiva della superficie totale destinata a proteolaginose ed a cereali mais escluso si desume un ulteriore sostituzione tra il mais e la soia Di conseguenza tali effetti si ripercuotono sul posizione reddituale degli operatori del settore primario il margine lordo realizzato dal settore cerealicolo diminuisce in media del 13 5 un risultato economico controbilanciato dall aumento del margine lordo delle proteolaginose pari al 15 e dai maggiori interventi di sostegno previsti dalla PAC a favore dell estensione delle superfici ritirate set aside Centro La variazione della superficie a set aside pur essendo positiva 14 ma non interessando molti ettari non cos preponderante nella ridefinizione dell uso della superficie agricola L effetto caratterizzante dell intervento PAC nelle province centrali del Paese la riduzione del 53 della superficie a proteolaginose contro un aumento della superficie totale destinata a cereali del 10 In riferimento al primo dei due settori di produzione la riduzione riguarda in misura maggiore il girasole 64 che in questa area rappresenta negli schemi rotazionali la principale coltura in successione ai cereali rid
67. acro Cuore di Milano Facolt di Agraria Domenica AUTERI Centro Internazionale per la Sicurezza degli Antiparassitari Busto G Franco ZINONI Giorgio DUCCO Vittorio MARLETTO Margot VAN SOETENDAEL ARPA Emilia Romagna Servizio Meteorologico Regionale Bologna Costanza CALZOLARI Fabrizio UNGARO CNR IGES Istituto per la Genesi e l Ecologia del Suolo Rosa MARCHETTI Pasquale SPALLACCI Istituto Sperimentale Agronomico Sezione ricerche agronomiche applicate all ambiente settentrionale Gilda PONZONI Marina GUERMANDI Regione Emilia Romagna Ufficio Pedologico Letizia FUMAGALLI Paolo MANTOVI Centro Ricerche Produzioni Animali Renzo BARBERIS Gianluca ALESSIO Gabriele FABIETTI Federico REGIS Carlo ROAGNA Arpa Piemonte Centro Tematico Nazionale Suolo e Siti Contaminati PREMESSA I CENTRI TEMATICI NAZIONALI I Centri Tematici Nazionali CTN rappresentano il principale strumento di supporto operativo al ANPA per l espletamento di quelle attivit di pertinenza nazionale e di coordinamento generale delle attivit di alimentazione della base conoscitiva Nell ambito di un sistema informativo distribuito a rete come si caratterizza il SINANet assume grande importanza la definizione di regole condivise per la realizzazione ed il funzionamento del sistema a tutti i livelli territoriali Proprio per questo il compito principale dei CTN il supporto all ANPA nella definizione delle regole che si esplicita nella definiz
68. adino G et Al 1997 e da vincoli di natura composita quali ad esempio la massima capacit di ingestione Date la prevalente derivazione dei fabbisogni nutrizionali da equazioni tratte dalla letteratura scientifica e definite in condizioni sperimentali va evidenziato come i valori da esse derivati descrivano una frontiera tecnologica il cui significato ha un prevalente carattere teorico Tali vincoli appaiono pertanto indispensabili nella differenziazione delle scelte imprenditoriali nei diversi comparti e regioni ma d altra parte non risultano sufficienti a riprodurre le pratiche zootecniche osservate Alla luce di tali considerazioni appare evidente come un processo di ottimizzazione dei consumi alimentari vincolato dai soli fabbisogni teorici tenda inevitabilmente a sottostimare le quantit dei materiali reimpiegati in zootecnica se comparati una volta opportunamente aggregati per le diverse categorie animali e regioni con i volumi rilevati a livello nazionale Al fine di pervenire ad una corretta stima delle scelte degli operatori il sotto modulo alimentazione quantifica mediante l applicazione della cross entropia i fabbisogni empirici di nutrienti assunti dagli allevatori quali valori di riferimento per le diverse attivit di produzione animale nelle singole regioni Su tali basi e di nuovo col ricorso all approccio metodologico della PMP il sotto modulo deriva una soluzione simultanea per le singol
69. ake and P H Nicholls Warwick 155 160 Jarvis N J Stahli M Bergstroem L amp Johnsson H 1994 Simulation of dichlorprop and bentazon leaching in soils of contrasting texture using the MACRO model J Environ Sci amp Health A29 1255 1277 Jarvis N J 1995 Simulation of soil water dynamics and herbicide persistence in a silt loam soil using the MACRO model Ecol Model 81 97 109 Jarvis N J Larsson M Fogg P Carter A D 1995 Validation of the dual porosity model MACRO for assessing pesticide fate and mobility in soil In Proc BCPC Symposium Pesticide movement to water eds A Walker R Allen S W Bailey A M Blair C D Brown P Gunther C R Leake and P H Nicholls Warwick U K 161 170 Saxena R K Jarvis N J amp Bergstroem L 1994 Interpreting non steady state tracer breakthrough experiments in sand and clay soils using a dual porosity model Journal of Hydrology 162 279 298 Caratteristiche tecniche Hardware PC 486 640 KB di memoria interna meglio PC Pentium Linguaggio di programmazioneFORTRAN C MACRO Visual Basic MACRODB Contatti Nicholas Jarvis Dept Soil Sciences Box 7014 SLU 750 07 Uppsala Sweden 113 MASQUE 1 0 Nome e versione MASQUE 1 0 Titolo Mulch Application Simulation to Quench Unchecked Erosion Tipo di programma Simulation model module Soggetto Soil science environmental science and land use studies Livello di aggregazione Cropping system animal husbandr
70. ali scenari alternativi riferiti sia all alimentazione animale sia alle consuetudini di allevamento tecnologie estensive misure politiche possono essere anche in quest ambito valutate per ogni provincia e categoria animale il sotto modulo offre l opportunit di effettuare un ulteriore controllo di tipo feedback tanto sulla stima delle analitiche razioni alimentari quanto sul contenuto nutritivo degli alimenti consumati Facendo particolare riferimento alla stima delle emissioni di azoto organico per provincia e comparto di produzione animale 6 due differenti approcci sono stati adottati Per alcune categorie animali ad esempio le bovine da latte l output di azoto direttamente stimato in funzione delle caratteristiche fisiologiche e produttive del comparto provinciale Per altre categorie animali ad esempio bovini da carne l emissione di azoto derivata per le singole province dalla differenza tra l ingerito ed il ritenuto secondo il cosiddetto concetto dell empty body In riferimento a quest ultimo approccio necessario operare una distinzione tra animali adulti e giovani Nel primo caso infatti sufficiente considerare il contenuto proteico dei relativi prodotti AI fine di derivare correttamente le ricadute sull ambiente il livello di assimilazione proteica destinata all accrescimento fetale non deve inoltre essere considerata alla stregua delle emissioni ma sottratta dal quantitativo consumato Nella
71. alidazione dei due modelli sono quelli relativi al sito sperimentale di Villa Gaida per il quale disponibile la serie pi consistente di dati di monitoraggio con inizio nel 1997 In questo sito vengono seguite normali pratiche colturali con distribuzioni autunnali e primaverili di liquami suini e coltivazione di cereali generalmente primaverili estivi mais sorgo In tre parcelle sperimentali localizzate all interno dell appezzamento trattato omogeneamente tensiometri e lisimetri a coppa porosa permettono di monitorare il flusso idrico nel suolo fino a 180 cm e di campionarne le acque di ritenzione fino a 600 cm Tabella 3 Misure disponibili per la calibrazione e la validazione dei modelli MACRO e SOILN Esperimento Definizione dei parametri del modello Validazione output del mode Ilo MACRO SOILN MACRO SOILN Lisimetri Granul C org BD WP Composizione liquami a Percolazione mensile Concentr mensile di N nel biomassa colture resa ogni spandimento percolato residui asportazioni colturali Variazione riserva N Kjeldahl C N residui colturali nel periodo 1976 1980 N Kjeld del terreno Piacenza Descriz profilo granul Composizione liquami a Contenuto idrico gravim nei Contenuto di N nitrico nei San Prospero Gaida C org BD e 7 punti curva di ritenzione fino a 1m biomassa colture resa residui Descriz profilo granul C org BD biomassa colture resa residui Descriz profilo granul C org BD
72. an be input from a text file Currently there are many management files that exist for EPIC and an effort is underway to catalogue these files and provide them to users Output data The model provides output on crop yields economics of fertilizer use crop values nutrient and pesticide movement and erosion and sediment yield Intervallo di tempo della simulazione 1 day Temporal scale Annual seasonal Scala spaziale Farm field Pubblicazioni Bryant K J V W Benson J R Kiniry J R Williams amp R D Lacewell 1992 Simulating corn yield response to irrigation timings validation of the EPIC model J Prod Agric 5 237 242 Cabelguenne M C A Jones J R Marty P T Dyke amp J R Williams 1990 Calibration and validation of EPIC for crop rotations in southern France Agricultural Systems 33 153 171 Williams J R P T Dyke W W Fuchs V W Benson O W Rice amp E D Taylor 1990 EPIC Erosion Productivity Impact Calculator 2 User Manual U S Department of Agriculture Technical Bulletin No 1768 127 pp Parentage CREAMS and GLEAMS Caratteristiche tecniche Har dware 640K about 3 megabytes Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN Altre richieste di software UTIL Contatti Dr J R Williams United States Department of Agricultural Agricultural Research Service USDA ARS Grassland Soil and Water Research Laboratory 808 East Blackland Road Temple TX 76502 UNITED STATES 110 GLEAMS Nome e versio
73. ano disponibili un numero sufficiente di osservazioni In questo caso al fine di aumentare l accuratezza della stima e di supplire alla non uniforme distribuzione dei dati sul territorio le osservazioni contenute nella banca dati regionale dei suoli e relative al foglio 181 sono state trattate utilizzando una procedura di stima simple kriging with varying local means Goovaerts 1999 in grado di prendere in considerazione a priori l informazione relativa a ciascuna unit tipologica di suolo disponibile su tutto il territorio regionale Ungaro e Calzolari 2000 Con questa procedura sono stati stimati ed interpolati su di una griglia di stima di 1km per km i valori di carbonio organico densit apparente e frazioni granulometriche necessari per la stima dei parametri fisico idrologici utilizzando le pedofunzioni precedentemente validate In entrambi gli approcci seguiti le simulazioni sono state effettuate per uno scenario colturale bietola soia frumento non irriguo per gli anni dal 1995 al 1997 utilizzando come variabili guida i dati relativi alla stazione meteorologica di San Pancrazio PR per quanto riguarda i fogli cartografici 200 e 181 e alla stazione di S Pietro Capofiume BO m per quanto riguarda il foglio 204 Nel caso del foglio 181 stato infine utilizzato un modello gerarchico di analisi delle componenti della varianza Snedecor e Cochran 1967 per valutare il contributo delle diverse fonti di variabilit differ
74. appresentano il principale strumento di supporto operativo dell ANPA per l espletamento di quelle attivit di formazione delle regole per favorire l integrazione territoriale e tematica delle informazioni ambientali e di coordinamento generale delle attivit di alimentazione della base conoscitiva a livello nazionale In particolare il CTN Suolo e Siti Contaminati opera su dati e informazioni che sono ritenuti utili per descrivere la matrice ambientale suolo a livello nazionale e pertanto propedeutiche alla implementazione delle politiche di salvaguardia ambientale ed utilizzo del territorio secondo i criteri dello sviluppo sostenibile La possibilit di potere rappresentare la realt utilizzando modelli matematici gioca oggi un ruolo notevole nel processo conoscitivo e nella protezione della salute umana e dell ambiente L evoluzione della modellistica continua e sempre nuovi modelli vengono proposti agli utenti ricercatori legislatori industrie ecc Lo sviluppo degli elaboratori ha permesso di giungere a risultati sorprendenti attraverso l uso di modelli matematici nello studio previsionale di fenomeni naturali ivi compresi quelli correlati direttamente o indirettamente al suolo Questo volume occasione di presentazione di alcuni dei pi importanti lavori di ricognizione e validazione di modelli per il suolo condotti in questi ultimi anni in Italia Un congruo spazio riservato alla presentazione della rassegna dei
75. arch 36 37 47 1996 Caratteristiche tecniche Hardware Qualsiasi computer che supporta FORTRAN Linguaggio di programmazione Lahey FORTRAN 77 Altre richieste di software No Contatti Dr Allan Walzer Horticulture Ricerca International Wellesbourne Warwick CV35 9EF UK 125 WAVE 2 0 Nome e versione WAVE 2 0 Titolo A mathematical model for simulating Water and Agrochemicals in the soil and Vadose Environment Ultima revisione Novembre 1995 Scopo Ricerca didattica gestione aziendale Nuova versione in preparazionesi Soggetto Agronomia scienza del suolo e dell ambiente Scala Azienda agricola Descrizione WAVE un modello che descrive il flusso dell acqua del calore e dei soluti in particolare agrochimici nella zona rdicale del terreno Il modello contiene 6 moduli movimento dell acqua flusso dei soluti flusso del calore crescita delle colture trasformazione dell azoto e trasformazione dei pesticidi Il flusso dell acqua modellato utilizzando l equazione di Richards La parametrizzazione idraulica comprende opzioni per considerare l isteresi e la porosit duale Il trasporto dei soluti considera flusso in condizioni di non equilibrio Il modulo dell azoto considera sia un pool organico che inorganico La sostanza organica del suolo divisa in tre frazioni Il destino dei pesticidi descritto con una cinetica del primo ordine La crescita delle colture governata dalla fotosintesi e dai parametri fen
76. are con buona approssimazione quanto avviene nella realt esso pu essere utilizzato per simulare la realt stessa a costi decisamente inferiori delle prove sperimentali in campo ed in tempi sicuramente pi brevi Del Re 1991 L evoluzione della modellistica continua ed ogni anno nuovi modelli vengono proposti agli utenti ricercatori legislatori industrie ecc Lo sviluppo dell informatica ha permesso di giungere ultimamente a risultati sorprendenti nello studio revisionale di fenomeni naturali attraverso l uso di modelli matematici utilizzati in numero sempre maggiore anche per la previsione di fenomeni di diverso tipo correlati direttamente o indirettamente al suolo Questi modelli variano ampiamente nell approccio concettuale e nella loro complessit e sono fortemente influenzati dall ambiente in cui sono stati sviluppati dalla formazione dei modellisti e dai loro interessi immediati nell applicazione del modello generalmente simulano processi fisici chimici e fisicochimici che avvengono nel terreno trasformando input numerici in approssimazioni quantitative di determinati processi Modelli in cui il ruolo del suolo sia centrale si configurano come un indispensabile strumento di indagine e valutazione della qualit di questa matrice delle sue attitudini e della sua vulnerabilit nei confronti dei principali fenomeni di degradazione in determinati contesti territoriali ed agricoli Il CTN_SSC ha da tempo avviato un
77. ate a livello nazionale queste ultime indifferenziate in relazione alle categorie animali Dato l impiego del vettore di prezzi dei beni reimpiegati nelle attivit di produzione animale i quantitativi consumati garantiscono inoltre la congruenza con i costi di alimentazione nazionali indicati nella EAA Anche in sede previsionale i modelli regionali dei comparti animali hanno evidenziato una elevata capacit di simulare coerenti comportamenti in relazione agli scenari di simulazione imposti In tale contesto si assume infine che la domanda ex ante di ogni singolo alimento derivata dai singoli modelli regionali dei comparti animali determini una volta aggregata a livello nazionale e per ognuno dei materiali consumati almeno una equivalente offerta ex ante nazionale interna ottenuta per sommatoria dei quantitativi determinati dai modelli provinciali dei comparti vegetali e di origine estera importazioni 2 3 3 Sotto modulo Ambiente Il sotto modulo ambiente costituito da un sistema di equazioni in grado di effettuare una duplice serie di bilanci per animale e per coltura dei nutrienti di interesse ambientale al fine di quantificare in maniera flessibile e con un alto grado di dettaglio le emissioni di elementi di natura organica ed inorganica In un maggiore dettaglio il sotto modulo deriva il percorso che dall impiego nelle attivit di produzione prima al rilascio nei media naturali caratterizza i principali nut
78. ati diversi scenari colturali e climatici Tabella 7 Indici di errore delle simulazioni AE average error NAE normalized average error RMSE rooted mean square error NRMSE normalized rooted mean square error IoA index of agreement MAE mean absolute error NMAE normalized mean absolute error r coefficiente di correlazione significativo al 5 significativo al 1 suolo colture n oss AE NAE RMSE NRMSE IoA MAE NMAE ME r SinaP1 RSD PTF B M 93 0 007 0 017 0 068 0 170 0 702 0 055 0 136 0 233 0 499 SinaP1 RSD Misure B M 93 0 036 0 089 0 080 0 198 0 640 0 064 0 158 0 168 0 489 SinaP1 RSD PTF B F 96 0 020 0 057 0 066 0 186 0 809 0 052 0 146 0 380 0 723 SinaP1 RSD Misure B F 96 0 040 0 107 0 079 0 211 0 775 0 061 0 163 0 173 0 702 Sina P4 RNV PTF F 98 0 024 0 071 0 074 0 216 0 682 0 058 0 170 0 323 0 481 Sina P4 RNV Misure F 98 0 001 0 003 0 050 0 140 0 840 0 039 0 108 0 288 0 716 Sina P6 CON PTF M M 80 0 041 0 135 0 098 0 324 0 601 0 072 0 237 0 343 0 357 Sina P6 CON Misure M M 80 0 007 0 024 0 066 0 218 0 739 0 049 0 163 0 325 0 578 Sina P6 CON PTF P F 79 0 022 0 075 0 082 0 278 0 769 0 067 0 227 0 257 0 615 Sina P6 CON Misure P F 79 0 013 0 043 0 067 0 229 0 827 0 055 0 187 0 015 0 695 Pilastri falda 35 0 051 0 129 0 074 0 188 0 611 0 067 0 171 2 825 0 346 Pilastri s falda 30 0 107 0 255 0 129 0 307 0 335 0 110 0 262 8 527 n s Le C ntane 70 0 015 0 032 0 189 0 411 0 750
79. ati per ciascuna di esse Figura amp Foglio 1818 1 50 0000 regione Emilia Romagna distribuzione del drenaggio totale cumulato 1995 1997 input 2130 mm 600 550 500 450 400 350 Northing 300 250 200 150 100 n N 580000 585000 590000 595000 600000 Easting 100 Figura 9 Drenaggio totale cumulato 1995 1997 Box amp Whisker plot per le unita tipologiche di suolo presenti nel foglio 181 della carta dei suoli 1 50 000 della regione Emilia Romagna di studio Flusso cumulato 1995 1997 micro macropori Scenario colturale 1 Bietola Soia Frumento _L Min Max C 25 75 o Median value Unita tipologiche L analisi delle componenti della varianza tabella 11 utilizzando un disegno gerarchico nidificato ha infine reso possibile verificare l influenza dei vari fattori che determinano la dispersione degli output consentendo non solo di valutare l incidenza della variabilit dei suoli sia tra unit tipologiche che all interno delle singole unit e della falda sulle singole componenti del bilancio idrico ma anche una valutazione funzionale delle pedofunzioni quantificando l entit dell errore commesso con 1l loro utilizzo Tabella 11 Componenti della varianza osservata nell area di studio per le varie voci di bilancio idrico Unit tipologica 88 30 2 21 0 00 73 78 76 05 63 36 Delineazione 7 07 0 00 1 92 15 40 12 63 16 54 Falda 1 98 88 37 84 18 9 45 8 11 7 00 Errore 2 65 9 42 13
80. atible PC AT gt 640 Kb RAM Linguaggio di programmazione FST Altre richieste di software FORTRAN 77 TTUTIL and CABO TPE Weather System Contatti Dr P Kiepe Indirizzo Grevingaheerd 166 9737 ST Groningen THE NETHERLANDS 121 SIMULAT Nome e versione SIMULAT Titolo SIMULAT non un acronimo Ultima revisione Gennaio 1998 Scopo Ricerca gestione aziendale didattica Soggetto Scienza del suolo dinamica dei nutrienti e dell acqua destino dei pesticidi crescita delle colture Descrizione SIMULAT un sistema composto da diversi modelli matematici che simulano il trasporto di sostanze bio degradabili nel suolo SIMULAT accoppia i processi fisici e chimico fisici con i processi biologici a livello della popolazione microbica che avvengono nel suolo SIMULAT composto da modelli matematici fatti da equazioni differenziali parziali ed ordinarie che descrivono i seguenti processi trasporto dell acqua nel suolo saturo insaturo equazione di Richards a diverse condizioni del limite inferiore trasporto dei soluti solo di quelli mobili utilizzando l quazione di convezione dispersione trasporto di acqua e soluti nei macropori temperatura del suolo fusione della neve evaporazione e traspirazione dell acqua intercettazione delle colture crescita delle colture dinamica dell azoto e dello zolfo bio degradazione dei pesticidi Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche velocit di degradazione e di trasformazio
81. cedura di esatta riproduzione della realt osservata la PMP attenua la distinzione in precedenza richiamata tra modelli econometrici e di analisi quantitativa Ed proprio tale capacit della PMP di calibrare con precisione la situazione di riferimento ad ovviare ai problemi in genere riscontrati nell impiego dei modelli di programmazione ad es programmazione lineare Ci che infatti normalmente si verifica nei processi di ottimizzazione di funzioni obiettivo soggette ad una serie di vincoli di carattere tecnico e o politico il conseguimento di soluzioni per il periodo di base considerato in cui i livelli di attivazione dei processi produttivi differiscono sensibilmente da quanto empiricamente rilevato La scarsit di informazioni circa la disponibilit e l impiego delle risorse comparata alla numerosit delle attivit osservate scarto ancora pi marcato negli studi rivolti a realt aggregate determina di fatto un forte impedimento alla fissazione di giustificate limitazioni al comportamento del modello e di conseguenza una fisiologica tendenza al conseguimento di risultati di ottimo condizionati da fenomeni di sovraspecializzazione produttiva Il problema superato dalla PMP mediante l impiego del contributo informativo offerto dai valori duali dei vincoli di calibrazione per derivare funzioni obiettivo non lineari in grado di rendere il modello congruente ai livelli delle attivit di produzione osservati
82. che attraverso la zona radicale sino a 2 3 metri Il modello contiene 5 sottomodelli un modulo che descrive il drenaggio dell acqua LEACHW uno i pesticidi e i tracccianti LEACHP uno la dinamica dell azoto LEACHN uno i microorganismi LEACHB e uno i sali solubili LEACHC quali Ca Mg Na K C1 S0 CO HCO LEACHM stato con successo legato a GIS Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Velocit di degradazione trasfromazione ed adsorbimento conduttivit idraulica Numero di variabili cinetiche dipende dalle scelte Variabili di stato Contenuto di acqua e di sostanze chimiche nel suolo quantit distribuite Dati di input parametri del suolo propriet fisiche densit apparente distribuizone delle particelle curva di retenzione idrica dati meteo temperatura massima e minima pioggia evapotraspirazione tipi di trasfromazione chimica Scala temporale step orario Da 1 giorno ad alcuni anni Scala spaziale modello puntuale Caratteristiche tecniche Hardware Computer che supporta FORTRAN In 3 minuti con un Pentium simula 1 anno Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN 77 Contatti Dr J L Hutson Cornell University College of Agriculture and Life Sciences Department of Soil Crop amp Atmospheric Sciences Bradfield Hall Tower RD Ithaca NY 14853 2901 UNITED STATES 112 MACRO DB Nome e versione MACRO 4 0 MACRODB 1 0 Titolo MACROpore Ultima revisione Gennaio 1998 Scopo Rice
83. con efficacia dal termine agricoltura sostenibile La sostenibilit l idea centrale del Programma comunitario di azione a favore dell ambiente nel quale lo sviluppo sostenibile definito come quello sviluppo che soddisfa le esigenze attuali senza compromettere la possibilit per le future generazioni di soddisfare le proprie esigenze Ci significa preservare l equilibrio generale e il valore del patrimonio naturale e adottare una prospettiva a lungo termine dei costi e dei profitti socioeconomici reali del consumo e della conservazione l Via Rosselli 107 42100 Reggio Emilia e mail palladino stpa unibo it msetti stpa unibo it Sebbene la ricerca e la stesura del contributo siano state realizzate in comune dagli autori il paragrafo 1 2 2 2 3 1 2 3 2 2 3 3 e 3 stato in particolare curato da Giuseppe Palladino i paragrafi 2 1 2 3 e 4 da Marco Setti 17 Nel concetto di agricoltura sostenibile si devono riflettere tanto l insieme delle attivit di produzione quanto le funzioni ambientale e sociale dei comparti primari essa pu essere considerata come il processo in cui la domanda dei propri beni soddisfatta da tecniche di produzione che siano economicamente efficienti compatibili con l ambiente e socialmente accettabili La dimensione economica concerne la capacit di mantenere la produttivit potenziale sufficiente a soddisfare il consumo attuale e futuro di beni agricoli attraverso l uso efficiente delle risor
84. cotossicit gli ETR vengono successivamente trasformati in punti di rischio RP usando una scala da 1 a 5 Infine si ottiene il valore dell indice EPRIP moltiplicando i valori di RP dei diversi comparti acque superficiali sw e sotterranee gw suolo s e aria a come contributi al rischio ambientale complessivo e aggiungendo opportune correzioni EPRIP RP gw RPs w RPs RPa 25 N4 50 N 5 dove RP y il pi elevato punteggio di rischio tra i sei diversi valori per le acque superficiali N4 il numero di valori RP uguali a 4 e NS il numero di valori di RP uguali a 5 I valori di EPRIP 58 variano tra 1 e 825 e sono ripartiti in classi di rischio potenziale sulla base di valutazioni di esperti tabella 4 Si sono introdotti alcuni fattori di correzione 25 N4 e 50 N5 come solitamente necessario in un indicatore di rischio globale essi alzano il valore di EPRIP quando viene valutato un pericolo alto RP gt 3 in un comparto Tabella 4 classificazione EPRIP Valore EPRIP Classificazione del rischio potenziale 1 nessuno 2 16 trascurabile 1781 scarso 82 256 presente 257 400 elevato gt 400 molto elevato Cosa permette di fare SuSAP SuSAP un software che permette la memorizzazione e gestione di dati la possibilit di effettuare calcoli e simulazioni con caratteristiche user friendly sviluppato con programmi commerciali di largo utilizzo e in grado di funzionare su personal computer A scala regionale
85. d soil under alternative crop production systems 3 Examine effects of changes in CO2 and other climate variables on crop production hydrology and environmental variables 4 Examine sustainable agricultural systems This model has been developed for a number of crop species including wheat and has been re calibrated for conditions in south west France Charpenteau et al 1986 Subsequent development has been for crops other than wheat Cabelguenne et al 1986 Biomass is incremented daily in response to soil weather and management A major weakness for operation at an EC scale appears to be that calibration is necessary for individual pedo climatic zones Management features Drainage irrigation water yield erosion control weather fertilizer lime applications pest control planting dates tillage and crop residue management Keywords soil erosion crop production hydrology soil temperature Global change implications EPIC has been used widely for the study of global change Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Processes involved in erosion applicable to a wide range of soils climates and crops Variabili di stato Rotation crop fertilizer irrigation pesticides tillage Numero di variabili di stato Yes Dati di input The model required input includes soil series size of field slope and weather data although the model can generate the necessary weather parameters The model also requires management information that c
86. database sugli indicatori Definizione di un set pi ridotto di indicatori giudicati significativi per rispondere alla domanda di informazione nazionale ogni CTN ha provveduto ad identificare tale set costituito da alcune decine di indicatori seguendo criteri comuni concordati con l ANPA per ognuno di questi indicatori sono state compilate delle linee guida o manuali per la loro costruzione Censimento delle fonti dei dati presenti sul territorio con particolare riferimento a quelle utili per la costruzione degli indicatori significativi come risultato di tale censimento stato creato il Catalogo italiano delle fonti dei dati ambientali FONTI inteso anche come contributo nazionale al Catalogue of Data Sources CDS europeo Identificazione delle carenze informative emerse attraverso il confronto fra la domanda di dati da utilizzare per l elaborazione degli indicatori significativi e la disponibilit effettiva di dati rilevati attraverso l analisi delle fonti In una fase transitoria e sussidiaria i CTN stanno anche svolgendo i compiti di reperimento dei dati necessari alla costruzione degli indicatori in una fase a regime tale compito spetter ai PFR mentre i CTN dovranno vigilare sulla correttezza dei flussi dei dati verso l ANPA Un ulteriore compito dei centri tematici quello di supportare ANPA nelle attivit di reporting ambientale generale e tematico Queste attivit si sono per ora esplicitate sia in occasion
87. ddistinguono le province italiane meridionali hanno definito negli ultimi anni schemi rotazionali che prevedono generalmente cereali in monosuccessione della durata di tre o quattro anni e succeduti da produzioni di pomodoro di barbabietola da zucchero di colture orticole di girasole ed altre leguminose Tali sistemi presenti soprattutto nelle zone di pianura assicurano un elevato reddito dovuto in misura maggiore alla coltura in successione al cereale La scarsa redditivit dei cereali dovuta alla bassa produttivit media ed alla mancata possibilit di coltivare proteolaginose normalmente pi redditizie dei cereali ha determinato negli anni dell applicazione MacSharry una forte adesione al set aside come alternativa ai cereali stessi la cui percentuale sul totale dei seminativi nell anno base gi prossima al 10 e la cui variazione prevista positiva ma minima Nello scenario Agenda 2000 si evidenzia un minimo aumento della superficie investita a cereali 1 ed un notevole aumento 56 della superficie investita a proteolaginose che interessa la coltivazione di leguminose minori ed aree marginali legate all allevamento ovi caprino e pertanto destinate all alimentazione animale I margini lordi dei seminativi registrano un incremento pari al 15 beneficiando in maniera sensibile degli aumenti dei relativi sussidi per ettaro previsti dalle misure di politica comune ed in grado di compensare la prevista riduzione del prezzo dei c
88. dello che si basasse prevalentemente sulle caratteristiche dei suoli e ne valutasse la sensibilit o capacit protettiva nei confronti degli inquinanti e lo studio e la definizione delle pedofunzioni di trasferimento utili a definire il comportamento idrologico del suolo e necessarie al funzionamento del modello Il presente lavoro riporta i risultati derivanti dall utilizzazione dei modelli di simulazione di bilancio idrico MACRO Jarvis 1994 e di bilancio azotato SOILN Eckersten et al 1996 Larsson et al 1999 applicati in diversi contesti agroambientali della Pianura Padano Veneta La scelta dei due modelli stata dettata dall importanza data al loro interno alle propriet morfologico strutturali del suolo e all influenza della macroporosita nel determinare l entit effettiva del flusso idrico e del trasporto di soluti ed inquinanti alla base del suolo Le simulazioni sono state effettuate a diversa scala e a livelli differenziati in termini di quantit e qualit dei dati di controllo dalle diverse unit operative coinvolte nel progetto l IGES Istituto per la Genesi e l Ecologia del Suolo di Firenze PISA Istituto Sperimentale Agronomico di Modena ed il CRPA Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia Dai risultati ottenuti emerge chiaramente l importanza delle caratteristiche pedologiche e delle condizioni al contorno del sistema nel determinare l entit delle singole voci del bilancio idrico e nell influenzare l
89. di fertilizzazione organica stata testata da Donatelli et al 1996 Quattro livelli di azoto minerale e di letame suino Tab 2 sono stati applicati a colture di mais condotte in irriguo a Modena CropSyst ha dato risultati soddisfacenti nel simulare l influenza degli stress ambientali su produzioni e biomassa aerea mentre alcune incertezze sono emerse nella simulazione dell azoto nitrico nelle tesi in cui stata applicata Vurea I risultati delle simulazioni di acqua disponibile PAW e azoto nitrico sono riportati rispettivamente in Fig 2 e Fig 3 Tabella 2 Quantit di azoto minerale urea e organico letame suino applicate al mais o NH Org N NH Org N he dala kg N ha kg N haty 2e daia kg N ha kg N ha 1 marzo 1993 112 4 maggio 1994 117 118 2 maggio 1993 189 34 5 maggio 1994 112 3 maggio 1993 113 6 giugno 1994 113 Figura 2 Valori di acqua disponibile simulati da CropSyst CS linee continue e misurati act simboli nel corso degli anni 1993 1994 PAW mm 84 174 264 354 SI 171 261 351 Julian day Figura 3 Contenuto di azoto nitrico ne 1 suolo nel corso degli anni 1993 1994 per i quattro trattamenti simulati L1C1 nessuna fertilizzazione L1C4 fertilizzazioni no 1 3 5 6 L4C1 fertilizzazioni no 2 4 L4C4 tutte le fertilizzazioni CS valori simulati da CropSyst linee continue act valori misurati simboli CS 0402 a Soi NOH treatmentL4C4 4 Sol HOH treatment L1C4
90. e dinamiche di trasporto e di trasformazione dei composti azotati Le risposte dei modelli sono state con poche eccezioni buone soprattutto nella simula zione della percolazione e dei flussi idrici ed in modo particolare nel caso di sistemi caratterizzati da presenza di falda nel profilo Nel caso dei flussi azotati l efficienza di simulazione stata discreta e le elaborazioni modellistiche pur mettendo in luce la necessit di approfondire con ulteriori sperimentazioni la conoscenza dei processi relativi alla dinamica azotata nel terreno hanno fornito un indispensabile chiave di lettura ed analisi dei fenomeni in atto supportandola con elementi quantitativi Questo rende possibile l estensione dei modelli utilizzati a scenari differenti con un buon grado di affidabilit ed efficienza per fornire ulteriori indicazioni utili alla definizione del ruolo protettivo del suolo nei confronti delle acque e della regolamentazione dell utilizzo dei composti azotati 2 MATERIALI E METODI 2 1 I modelli di simulazione La scelta dell accoppiata fra il modello MACRO ed il modello SOILN stata determinata dall importanza attribuita alle propriet strutturali degli orizzonti pedologici del suolo e all influenza della macroporosit nel regolare il flusso idrico ed il conseguente trasporto di soluti ed inquinanti nel profilo di suolo MACRO un modello numerico per la simulazione del bilancio idrico e del trasporto di soluti nel suolo Il mode
91. e atmosferica mentre impoverito da immobilizzazione in materiale organico dall ossidazione a nitrati e dall assorbimento radicale da parte delle piante Il pool nitrico si arricchisce a seguito di nitrificazione di composti ammoniacali apporti di fertilizzanti risalita capillare di acqua dal subsoil e deposizione atmosferica viene invece impoverito a seguito di lisciviazione denitrificazione e assorbimento radicale Le perdite per lisciviazione vengono distinte in termini di quantit e concentrazioni tra i due domini di porosit che caratterizzano il profilo di simulazione L utilizzo dei due modelli piuttosto oneroso in termini dei parametri in input che caratterizzano il suolo in quanto entrambi i domini di flusso devono essere caratterizzati fisicamente e le caratteristiche morfologiche e strutturali del profilo da simulare devono essere accuratamente descritte e misurate oltre che nella definizione dei parametri che descrivono i pool azotati del suolo e le loro trasformazioni Nel complesso occorre definire 48 parametri per l utilizzo di MACRO e 43 per quello di SOILN In tabella 1 soro riassunte le richieste dei due modelli 81 2 2 Calibrazione e validazione dei modelli Nell ambito del sottoprogetto 1 modelli di simulazione sono stati utilizzanti in condizioni assai distinte in termini di qualit e quantita del dato di controllo La calibrazione dei modelli stata effettuata a scala di lisimetro e di parcella speri
92. e attivit zootecniche regionali e produce una corrispondente serie di razioni alimentari congruenti ai dati nazionali per il periodo assunto a riferimento I singoli modelli regionali di ottimizzazione alimentare sono risolti in maniera indipendente e descrivono i valori duali dei singoli quantitativi regionali di input alimentare Allo stato attuale di avanzamento dello studio i valori duali intervengono nella definizione dei termini lineari della funzione di costo di alimentazione per ogni singolo alimento f complessivamente consumato a livello regionale i termini quadratici q sono determinati dal prodotto tra un elasticita di f al prezzo pari a 0 5 ed il rapporto per lo stesso f tra prezzo e quantita domandata i parametri lineari della funzione sono espressi di nuovo per ogni f regionale dalla differenza tra il prodotto quantitativo consumato e q minuendo ed il valore duale sottraendo La funzione quadratica di costo di alimentazione infine incorporata nella funzione obiettivo impiegata nel processo di ottimizzazione realizzato dal modulo di offerta per ognuno dei modelli regionali rivolti alle attivit di produzione animale nelle fasi di calibrazione e proiezione La calibrazione assicura che il consumo zootecnico regionale di ogni singolo prodotto materia prima sotto prodotto e nutriente derivato dai modelli regionali per le attivit di produzione animale sia congruente con le statistiche riport
93. e con SOJLPAR laddove non siano disponibili valori misurati Gli output di SOILPAR sono esportabili nel formato richiesto da CropSyst IRENE un software che confronta le stime prodotte da un modello con i rispettivi valori misurati mediante un sef esteso di strumenti statistici Il programma legge file in formato Microsoft Excel Gli output di CropSyst prodotti su foglio elettronico possono essere facilmente adattati per la lettura da parte di IRENE VALIDAZIONI DI CROPSYST CropSyst stato testato su molte colture barbabietola da zucchero colture foraggere frumento mais soia sorgo ecc e in diverse aree Argentina Australia Francia Italia Russia Siria Spagna Stati Uniti Tunisia Ucraina generalmente con buoni risultati secondo quanto riportato da diversi autori St ckle et al 1994 Ferrer Alegre 1995 Pala et al 1996 St ckle e Debaeke 1996 Donatelli et al 1996 1997 Francaviglia e Bartolini 1997 Rinaldi e Ventrella 1997 St ckle et al 1997 Giardini et al 1998 Marchetti et al 1998 Silvestri et al 1999 Ferrer Alegre et al 1999a b Francaviglia e Marchetti 1999 Francaviglia et al 1999 Bechini et al 2000 Bellocchi et al 2000 Donatelli e St ckle 2000 Francaviglia et al 2001 Meinke et al 2001 Alcuni problemi sono stati registrati St ckle e Donatelli 1997 principalmente in applicazioni eseguite sotto condizioni non espressamente considerate dal modello es simulazione del bila
94. e dagli interventi agronomici Il software scritto in linguaggio C richiede il sistema operativo Windows 9x NT 2000 Un interfaccia user friendly permette agli utenti di manipolare facilmente i file di input assegnare valori ai parametri di input creare simulazioni eseguire simulazioni singole o in batch personalizzare gli output produrre report grafici e di testo collegare programmi di foglio elettronico e selezionare un linguaggio di dialogo a preferenza tra l italiano l inglese il francese lo spagnolo e il catalano Le simulazioni possono essere personalizzate richiamando solo i moduli interessanti per particolari applicazioni per esempio l erosione e la simulazione dell azoto possono essere opzionalmente disattivate cos da incrementare l efficienza delle simulazioni e semplificare la parametrizzazione del modello Dall interfaccia possibile la consultazione del manuale Input del modello Quattro file separati di input sono richiesti per eseguire una simulazione di CropSyst Localit Suolo Coltura Management Il file Localit include informazioni relative allo specifico sito in cui si svolgono i processi da simulare latitudine file climatici di input parametri relativi all intensit di pioggia parametri relativi al congelamento del suolo e opzioni per la stima dell evapotraspirazione Il file Suolo consiste di tre sezioni caratteristiche generali del suolo tessitura e proprieta idrauliche Richi
95. e della preparazione dei documenti relativi alla terza ed alla quarta Conferenza Nazionale delle Agenzie ambientali sia nella redazione di report tematici specifici IL CTN SUOLO E SITI CONTAMINATI I soggetti partecipanti al CTN SSC sono Leader Co leader Partecipanti IPR ARPA Piemonte ARPA Liguria ARPA Emilia Romagna ARPA Toscana ARPA Veneto ARPA Campania Istituto di Chimica del Terreno del CNR di Pisa CNR_PI Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante di Roma ISNP_RM Istituto Sperimentale per lo Studio e la Difesa del Suolo di Firenze ISSDS_FD European Soil Bureau Joint Research Center ISPRA VA ESB_IS Dipartimento di Chimica Analitica dell Universit di Torino DICA_TO Dipartimento di Protezione e Valorizzazione Agroalimentare della Facolt di Agraria dell Universit di Bologna sede distaccata di Reggio Emilia DIPROVAL_RE Ente di Sviluppo Agricolo della Regione Lombardia ERSAL_MI Istituto Nazionale di Economia Agraria INEA_RM Il Comitato di Gestione del CTN SSC al momento costituito dai seguenti componenti in rappresentanza di tutti i soggetti Istituzionali partecipanti dott Renzo Barberis responsabile del CTN per l ARPA Piemonte struttura leader ing Antonio Pugliese responsabile per l ANPA dott sa Nicoletta Dotti referente per l ARPA Liguria struttura coleader dott sa Licia Rubbi referente per ARPA Emilia Romagna partecipante dot
96. e di prevalente approccio di tipo puntuale difficilmente generalizzabile ad estesi casi di studio La realizzazione del modello ELBA si colloca in una pi estesa attivit di ricerca realizzata nell ambito di una rete universitaria europea progetto CAPRI 2 a sua volta tesa alla realizzazione di un omonimo modello settoriale esteso alle 200 regioni amministrative NUTS2 dei 15 Paesi membri per conto della Commissione Ue E in questo contesto che il contributo conoscitivo e metodologico che caratterizza ELBA ha trovato applicazione anche a livello europeo con particolare riferimento alla modellizzazione dei comparti di produzione animale moduli di alimentazione di evoluzione demografica zootecnica e di analisi ambientale e dei fenomeni connessi ai sistemi agro ambientali In maniera speculare va d altra parte sottolineato come anche ELBA abbia ampiamente beneficiato di preziosi arricchimenti implementazione metodologica entropia consumo colture pluriennali architettura modulare offerti dall esperienza condotta col modello CAPRI e dal contributo offerto dalle universit europee coinvolte I modelli ELBA e CAPRI risultano pertanto strettamente correlati tra loro tanto in termini di congruit della base di dati di approccio metodologico quanto di comparabilit dei risultati sebbene ELBA mantenga nel contempo una specifica originalit in grado di riflettere le peculiarit dei sistemi agro ambientali italiani et
97. e isole 41 il cui incremento riconducibile oltre che ad una pit modesta posizione reddituale iniziale se comparata in termini assoluti con quella delle province settentrionali ad un pi sensibile contenimento dei costi di alimentazione Poich infatti in tali province risulta in pratica assente l impiego di insilati nel razionamento delle vacche da latte il largo consumo di cereali in termini percentuali sugli apporti nutritivi complessivi previsto per il soddisfacimento dei fabbisogni energetici delle bovine ed il livello dei relativi prezzi attesi comportano un sensibile contenimento del loro costo d uso 3 2 3 Bovini da carne La compensazione a saldo positivo tra aumento del premio per capo e riduzione del prezzo insieme ad una maggiore e generalizzata disponibilit di vitelli da carne determinata dall aumento delle vacche nutrici allevate per effetto dell incremento del premio ad esse corrisposto hanno determinato un aumento del numero dei capi portati a macellazione pari al 5 Nella definizione dello scenario Agenda 2000 non si tenuto conto dei cali di consumo dei prodotti carnei che si sono registrati negli ultimi mesi dovuti alla cosiddetta vicenda BSE Gli aumenti relativi maggiori si sono manifestati nelle province del sud e del centro del Paese rispettivamente del 13 e del 10 contro un pi contenuto aumento pari al 2 previsto per le province settentrionali La produzione di carne bovina nelle zone
98. e locale una serie di interfacce consente all utilizzatore di creare il proprio scenario di applicazione selezionando l area di studio la coltivazione di interesse la profondit di simulazione e infine il principio attivo da avviare alla simulazione con i modelli integrati nel sistema PELMO e PESTLA le dosi dei trattamenti vengono automaticamente calcolate come la quantit pi elevate presenti tra i formulati commerciali che contengono il principio attivo considerato caso peggiore La e data e di trattamento sono derivate automaticamente dal database oppure possono essere modificate dall utente in accordo con le proprie esigenze Le simulazioni vengono effettuate per un periodo di 12 anni i primi due anni sono utilizzati per tarare il sistema senza applicazione di alcun prodotto fitosanitario in modo da preparare dal punto di vista idrologico il sistema suolo warm up Per ogni anno a partire dal terzo viene ripetuta la medesima dose di applicazione e numero di trattamenti fino al 12 anno fra le dieci quantit di pesticida previste alla base del suolo stimate per ogni anno viene calcolato 1 80 percentile che esprime il valore considerato ai fini delle valutazioni di vulnerabilit dei suoli ai prodotti fitosanitari Il risultato delle simulazioni rappresentato dalla quantit di principio attivo che percola alla base del suolo espressa in forma di concentrazione e calcolata per ogni poligono delle carte dei suoli implementate in
99. e produzioni di mais soia e orzo a Modena e di sorgo e girasole a Foggia sono risultate ragionevolmente accurate A Foggia il modello si rivelato insufficiente nel simulare la crescita della soia di secondo raccolto preceduta da frumento duro Tuttavia le principali limitazioni del modello si sono avute con la simulazione delle produzioni dei cereali autunno vernini particolarmente a Foggia La variabilit osservata in questa localit nelle produzioni di frumento duro in avvicendamenti diversi non pu essere spiegata in maniera soddisfacente dal modello Il modello ha simulato in modo adeguato l uso dell acqua da parte delle colture nei vari anni sebbene si siano spesso registrate nella seconda parte dell anno delle sovra stime nei primi strati di suolo e delle sotto stime negli strati pi profondi Presumibilmente questo fenomeno associato a flussi preferenziali dovuti a fessurazione La Fig 1 mostra per la localit di Foggia le fluttuazioni dei valori simulati e misurati di acqua nel corso dell avvicendamento biennale girasole frumento duro Figura 1 Valori simulati linea continua e misurati simboli del contenuto idrico del suolo spessore 0 05 0 5 m nel corso di un avvicendamento biennale girasole frumento duro a Foggia Italia sunflower durum wheat Foggia Italy soil water m3 m 3 0 00 01 04 88 19 02 89 09 01 90 29 11 90 19 10 91 07 09 02 L abilit di CropSyst nel simulare opzioni alternative
100. ede i seguenti parametri capacit di scambio cationico e pH solo per lo strato pi superficiale parametri per la stima del ruscellamento tessitura lungo il profilo e cinque parametri per ogni strato spessore capacit di campo punto di appassimento densit apparente coefficiente di by pass Il file Management include interventi tecnici automatici e a calendario relativamente a lavorazioni gestione dei residui irrigazioni gestione dell azoto taglio delle foraggere Gli interventi possono essere specificati in corrispondenza della data in cui sono stati effettuati oppure sincronizzati rispetto alla fenologia della coltura Il file Coltura permette di rappresentare specie vegetali diverse a partire da un comune insieme di parametri Il file strutturato in 13 sezioni classificazione crescita morfologia fenologia vernalizzazione fotoperiodo raccolta residui azoto salinit CO dormienza resistenza al freddo Un file Simulazione contiene le informazioni per generare le simulazioni combinando i quattro file di input Inoltre determina il giorno di inizio e di fine delle simulazioni le opzioni per diversi moduli infiltrazione dell acqua ruscellamento salinit trasformazioni azotate erosione CO2 definisce la successione colturale e include le variabili che richiedono valori di inizializzazione acqua azoto nitrico e ammoniacale sostanza organica salinit residui colturali SIMULAZIONE DEI PROCESSI DEL SU
101. ediante la quantificazione dei flussi produttivi e l impiego delle risorse sia in termini fisici sia di valore Congruenza dei dati ai vari stadi di aggregazione ed alla contabilit nazionale ufficiale Economic Accounts of Agriculture EAA EUROSTAT Sistematicita della raccolta e completezza dei dati relativi alla produzione e l impiego di mezzi produttivi sulla base di quanto indicato dallo schema di Contabilit Economica EAA ed estensione della base informativa alle variabili dimensionali superficie patrimonio zootecnico di prezzo coefficienti di input ed output bilanci per azienda aggregata e di mercato quali ad esempio flussi commerciali consumi misure politiche e indicatori ambientali Al fine di consentire un efficiente raccolta armonizzazione e verifica dei dati provenienti dalla pluralit di fonti statistiche ufficiali stato sviluppato uno specifico ed originale DBMS la cui applicazione stata estesa a livello europeo nell ambito del progetto CAPRI in grado di automatizzare l aggiornamento e l implementazione dei dati di fonti diverse definire 1 processi di aggregazione e mappatura delle variabili in funzione della prefissata struttura del modello di operare controlli di congruit e di rendere disponibile l impiego dei dati archiviati nei formati necessari alle successive elaborazioni Stante la finalit di analizzare le performance di tipo economico ed ambientale dei comparti di produz
102. ei primi 30 50 cm di suolo le trasformazioni dipendono dalla temperatura per cui la stima della temperatura del suolo inclusa nel modello secondo un approccio derivato da sharpley e williams 1990 Strumenti collegati CropSyst viene distribuito unitamente al software per la generazione climatica ClimGen e all estensione Arc CropSyst Cooperator per l interfaccia con i sistemi di informazione geografica GIS ClimGen utilizza i dati giornalieri o mensili di variabili meteorologiche precipitazioni temperature aeree radiazione solare umidit dell aria e velocit del vento di una localit georeferenziata e calcola i parametri statistici genera valori giornalieri sintetici esporta i dati generati in formati disponibili per altre applicazioni L impiego di ClimGen si rivela utile per eseguire simulazioni con CropSyst in anni per i quali mancano dati climatici e per simulazioni di lungo periodo utili allo studio degli effetti della variabilit climatica entro l anno tra anni per cicli di anni sulle colture e sull ambiente L estensione Arc CropSyst Cooperator opera con i database generati dai software ArcInfo e ArcView Il cooperatore usa i file dei parametri di CropSyst associati ai poligoni GIS per generare gruppi di simulazioni i cui risultati sono usati dal software GIS per produrre mappe comprensive de gli output di CropSyst Altri strumenti informatici risultano di particolare utilit per produrre dati di
103. el terreno Alla luce dei risultati ottenuti la valutazione della capacit protettiva del suolo non pu prescindere dalla conoscenza dei processi interni ad esso il suolo un sistema dinamico complesso ed i flussi al suo interno sono variabili nel tempo e nelle spazio con modalit differenti da suolo a suolo per cui basarsi solo su caratteristiche statiche come ad esempio la composizione granulometrica o eccessivamente semplificate e prescindere dalle condizioni al contorno apporti meteorici e ciclo colturale pu portare a conclusioni errate Per poter correttamente valutare il ruolo del suolo nella protezione delle acque sia superficiali che profonde fondamentale non solo definire le uscite dal sistema in termini di percolazione runoff e drenaggio ma anche valutare caso per caso se i flussi in questione siano avvenuti prevalentemente attraverso macropori e altre vie di scorrimento preferenziali quali fessure e vuoti planari tra aggregati o se abbiano interessato prevalentemente la matrice del suolo BIBLIOGRAFIA BOUMA J 1989 Using soil survey data for quantitative land evaluation In B A Stewart ed Advances in Soil Science 9 Springer and Verlag Berlin pp 177 213 ECKERSTEN H JANSSSON P E AND JOHNSSON H 1996 SOILN model user s manual 3 Ed Comm 96 1 Swedish Univ Agric Sci Dpt of Soil Sciences Uppsala FUMAGALLI L BERETTA G P CORTELLINI L MANTOVI P 1999 Migrazione dei nitrati nel mezzo
104. ella scelta del modello determinare quale la porzione di realt che viene rappresentata dal modello stesso quindi se il modello simula la percolazione lo scorrimento superficiale la volatilizzazione la degradazione ect I modelli sono spesso ottenuti dall assemblaggio di diverse sub routines ciascuna delle quali simula un processo di base processi alle volte di tipo microscopico I modelli sono stati sviluppati per lavorare a diverse scale spaziali e temporali Tutti i modelli sono stati realizzati per operare a specifiche scale spaziali colonna di suolo lisimetro campo bacino distretto regione mondo Le uscite dei modelli sono spesso collegate a sistemi geografici informativi GIS per ovviare al problema delle previsioni a scala maggiore di quella di campo cio bacino regione Gli approcci al momento individuati per ridurre il numero delle simulazioni necessarie per creare mappe a scala di dettaglio sono fondamentalmente due macroplots o metamodelli Nel primo caso si cerca di individuare macro aree con le medesime caratteristiche e dopo si trasferisce il risultato ottenuto per questo macroplot a tutti i punti con uguale caratteristiche Il principale difetto di questo approccio che difficile individuare aree di uguali caratteristiche in numero ragionevole Nel secondo caso si individua il parametro per il quale il modello pi sensibile spesso il contenuto di sostanza organica nel terreno si effettuano diverse simula
105. elle Aziende Agrarie finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali informazioni sul sito http www isci it sipeaa 12 Bibliografia Acutis M Donatelli M 2001 SOJLPAR2 00 software to estimate soil hydrological parameters and functions 2 Int Symp Modelling Cropping Systems 16 18 July Florence Italy 209 210 Annandale J B 1991 Two dimensional simulation of nitrate leaching in potatoes PhD Thesis Washington State University Pullman Washington USA Bechini L De Palma R Romani M Bocchi S 2000 Calibration and validation of the simulation model CropSyst for the growth of Italian rye grass Lolium multiflorum Lam 3 Int Crop Science Conf 17 22 August Hamburg Germany 36 Bellocchi G Ashman M Shevtsova L Donatelli M Smith P Romanenkov V Smith J Dailey G 2000 Using CropSyst and SUNDIAL to simulate soil organic matter dynamics at two sites in Eastern Europe 3 Int Crop Science Conf 17 22 August Hamburg Germany 44 Donatelli M Bellocchi G 2001 Estimate of daily global solar radiation new developments in the software RadEst3 00 2 Int Symp Modelling Cropping Systems 16 18 July Florence Italy 213 214 Donatelli M Spallacci P Marchetti R Papini R 1996 Evaluation of CropSyst simulations of growth of maize and of water balance and soil nitrate content following organic and mineral fertilization applied to maize 4 European Society for Agronomy Co
106. enti per giungere ad un agricoltura sostenibile d d di st t d un It tenibil L elaborazione e l attuazione di tali politiche dovrebbero essere coadiuvate dall utilizzo di specifici indicatori agro ambientali che consentano di individuare i rapporti critici tra agricoltura ed ambiente di definire monitorare e valutare i nessi tra i sistemi di produzione ed i loro effetti sull ambiente di valutare l efficacia delle misure di politica agricola nel promuovere un agricoltura compatibile con l ambiente e di informare i decisori politici ed i cittadini L utilizzo di tali indicatori fondamentale per valutare il grado di integrazione della problematica ambientale Ed pertanto necessario strutturare la valutazione partendo dall analisi delle attivit agricole dello stato dell ambiente e delle misure politiche adottate e definire i complessi rapporti di causa ed effetto che esistono all interno ed all esterno dei suddetti campi di analisi La quantificazione degli effetti benefici o nocivi delle attivit agricole sull ambiente va necessariamente corredata da un attenta analisi delle cause determinanti che consenta l individuazione di una risoluzione del problema all interno ed all esterno del settore agricolo Tale approccio garantisce una valutazione integrata della politica agricola e delle altre politiche settoriali ad essa correlate permette di trasformare gli indicatori in decisione politica e di informare sullo stato dell ambiente Nel se
107. ento L apparente non corretta simulazione da parte del modello della migrazione dell acqua nel profilo pu essere dovuta ad una non adeguata stima dei parametri fisico idrologici tramite pedofunzioni Le prestazioni del modello SOILN sono state valutate rispetto alla simulazione del contenuto di nitrati nel profilo ripartendo i dati in due gruppi in funzione del tipo di fertilizzazione azotata liquame o urea Analogamente a quanto osservato per l esperimento dei lisimetri si verificato che l adeguamento dei coefficienti per le trasformazioni del liquame ha comportato un significativo miglioramento delle prestazioni del modello Il modello nei trattamenti con liquame ha sovrastimato il livello di nitrati in superficie I Fienili o negli strati intermedi Del Fiducia e lo ha sottostimato in profondit mentre nel caso dei trattamenti con urea lo ha sottostimato soprattutto nel suolo argilloso L applicazione degli indici al valore medio di nitrati nel profilo ha consentito di ottenere valori di efficienza del modello pi elevati analogamente a quanto avvenuto per il contenuto idrico Nel terzo caso di studio quello di San Prospero l efficienza stata valutata rispetto a contenuto idrico livello di falda e nitrati nel suolo Il sistema di San Prospero comparabile a que llo di uno dei siti dell esperimento di Piacenza in quanto caratterizzato da falda nel profilo fluttuante durante l anno e drenaggio in scolina
108. enze tra le diverse STU variabilit all interno delle singole STU condizioni al contorno inferiore errore residuo legato all uso delle PTF sulla variabilit globale osservata negli output del modello 3 RISULTATI E DISCUSSIONE 3 1 Validazione e applicazione a scala di parcella e campo controllato Le simulazioni di bilancio idrico con il modello MACRO effettuate con i dati relativi ai lisimetri dell Istituto Sperimentale Agronomico di Modena hanno fornito risultati pi che soddisfacenti considerato soprattutto il fatto che la definizione di tutte le propriet fisico idrologiche stata effettuata ricorrendo a pedofunzioni di trasferimento non essendo disponibili misure dirette dei parametri richiesti in input dal modello e che nessun aggiustamento ulteriore dei parametri si reso necessario per migliorare l accordo tra stime del modello e osservazioni L efficienza della modellizzazione tanto migliore quanto pi vicina a 1 risultata infatti compresa tra un minimo di 0 81 nel caso della sabbia grossolana e un massimo di 0 96 nel caso del terreno a tessitura franca sabbiosa mentre valori di poco inferiori si sono ottenuti per i rimanenti terreni argilloso limoso e franco 0 92 Le misure mensili disponibili erano 72 Meno soddisfacenti in un primo tempo sono stati i risultati della validazione di SOILN le cui previsioni erano caratterizzate da notevole sovrastima della Isciviazione Dall esame dei dati storici a dis
109. er piccole routine quantit eros traslocazione nelle piante e per periodi di simulazione di poche ore il tempo di un temporale come sino a 50 anni Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Conduttivit alla saturazione velocit di dissipazione del pesticida quantit distribuita di pesticida fertilizzante o fango Numero di variabili cinetiche 5 Variabili di stato Profondit delle radici spessore degli orrizonti di suolo curva di retenzione idrica e porosit del suolo contenuto in argilla limo sostanza organica pH saturazione contenuto in azoto e fosforo pendenza dimesioni del campo erodibilit copertura caratteristiche della coltura Numero di variabili di stato 30 Dati di input Pioggia temperatura media giornaliera radiazione solare media mensile Numero dati diinput 2 files giornalieri e 1 5 data set mensili Dati di output Quantit di runoff percolato evaporato traspirato evapotraspirato sedimenti erosi giornalieri perdite di azoto e fosforo e di pesticidi in tutti gli orrizonti di suolo e nell acqua e nei sedimenti Numero dati dioutput Circa 30 Scala temporale 1 giorno Scala spaziale Campo Pubblicazioni Leonard R A W G Knisel F M Davis and A W Jihnson 1990 Validation GLEAMS with field data for fenamiphos and its metabolites Amer Soc of Civil Engrs J of Irr amp Drain Engr 116 1 24 35 Knisel W G R A Leonard F M Davis and J M Sheridan 1991 Water balance components
110. er volatilizzazione sottoforma di ammoniaca che incrementano la caduta di piogge acide Pertanto se si considera che esiste una percentuale di perdita fisiologica il controllo delle emissioni di ammoniaca pu essere effettuato tramite una maggiore efficienza gestionale della fase di stoccaggio e di spandimento e soprattutto evitando situazioni di surplus di azoto Emissioni di ammoniaca t ANNO BASE AGENDA 2000 20 000 00 18 000 00 16 000 00 14 000 00 12 000 00 10 000 00 8 000 00 6 000 00 4 000 00 Le emissioni totali di ammoniaca nell anno base risultano pari a 262500 tonnellate mentre la distribuzione sul territorio nazionale segue l emissione di azoto delle produzioni zootecniche Il 65 delle emissioni dovuto alle produzioni zootecniche delle province settentrionali il 15 a quelle delle province centrali ed il 35 alle meridionali ed insulari Tenuto conto delle considerazioni fatte nel paragrafo precedente nelle previsioni all anno 2003 si registra un aumento pari al 8 delle emissioni totali distribuito sull intero territorio nazionale ed in misura maggiore nelle province meridionali ed insulari 23 del totale che in quelle settentrionali con il 62 del totale emesso 45 3 3 2 Emissioni di metano La sfida principale della comunita internazionale in materia ambientale la riduzione dei gas ad effetto serra Gli accordi presi nell ambito del Protocollo di Kyoto prevedono infatti l abbat
111. ereali Proprio nel prevalente contributo offerto dai comparti cerealicoli alla formazione della capacit reddituale del settore dei seminativi il 92 del relativo margine lordo di fatto determinato dalle attivit di produzione di cereali possibile individuare il decisivo sussidio garantito dagli interventi di sostegno Contributi che tendono inoltre ad orientare le scelte produttive del settore nelle province del sud d Italia la cui superficie investita a frumento duro risulta pari in sede previsionale al 70 della superficie nazionale massima garantita 38 3 2 2 Bovini da latte La previsione al 2003 non permette di valutare tutti gli interventi previsti dal regolamento per questa OCM la riduzione del prezzo di intervento e l aiuto per capo saranno attuati a partire del 2005 ma consente di evidenziare le ripercussioni che derivano per il comparto bovini da latte per effetto dell applicazione degli interventi previsti per le altre OCM Il mantenimento del sistema di contingentamento della produzione di latte l aumento della quota di riferimento nazionale ed il trend positivo dell aumento delle rese determinano una riduzione del numero di capi allevati pari al 3 Le maggiori variazioni si evidenziano sulla redditivit del comparto la riduzione dei prezzi dei cereali determina un costo di alimentazione pi basso rispetto all anno base anche a fronte di un aumento dei fabbisogni nutritivi determinato dall aumento della resa
112. erogeneit dei comparti di produzione diversificazione climatico pedologica delle aree di interesse agricolo Da ultimo ma non per questo meno importante sia per le opportunit di controllo feedback e di ulteriori implementazioni sia per le rilevanti ricadute operative il modello ELBA si propone quale strumento di analisi ad accesso remoto WEB tool per le amministrazioni pubbliche finalizzato di nuovo all assistenza al processo decisionale delle misure amministrative rivolte alle tematiche agro ambientali con l obiettivo di armonizzare perfomances economiche e la tutela e valorizzazione del territorio rurale 2 2 Sviluppo e struttura del modello ELBA A ORGANIZZAZIONE DA TI SETTORIALI Il modello ELBA basato sull organizzazione e lo sviluppo integrato di una banca dati congruente ai diversi livelli di aggregazione territoriale presi in considerazione nazionale regionale provinciale ed areale ed estesa al periodo 1990 1998 Common Agricultural Policy Regional Impact Model http www agp uni bonn de agpo rsrch capri network_e htm 21 Gli elementi caratterizzanti lo sviluppo della base di dati ed insieme i criteri che ne hanno guidato la realizzazione possono essere identificati nella Adozione dell attivit di produzione comparti regionali e provinciali azienda aggregata quale unit in grado di descrivere in maniera compiuta il settore primario per ogni periodo preso in esame anno solare m
113. es The model simulates daily erosion and incorporated aspects such as Climate stochastic weather generator CLIGEN Infiltration 1 layer green ampt infiltration time variant conductivities Water balance up to 1 8 meter soil depth evapotranspiration percolation Winter snowmelt frozen soils fost lenses Runoff kinematic wave for flows Erosion process based rill inter rill source equations Deposition uses Yalin transport capacity deposition Slope curvilinear parabolic slope segments Daily plant growth tillage operations residue and root decay Keywords erosion hydrology plant growth Green and Ampt Infiltration residue decomposition tillage sediment yield decomposition climate generation Global change implications This model is relevant to investigations of land use and conservation of agricultural resources Changing climates can be input to determine the effects of changes in long term soil erosion characteristics of an area Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Detachments transport deposition evapotrans piration infiltration runoff Numero di variabili cinetiche gt 100 Variabili di stato Temperature soil moisture canopy cover residue cover soil roughness Numero di variabili di stato gt 100 Dati di input Climate CLIGEN generated or measured data Soil Effective GA conductivity guidelines and Slope Slope segments along hillslope channel flow path est procedure provided Plant Crop
114. f the ACCESS Project 361 pp Loveland P J M Rounsevell HP Legros D de la Rosa A Armstrong J Glinski K Rajkai C Simota Eds 1995 ACCESS 1995b Agro Climatic Change and European Soil Suitability a spatially distributed soil agro climatic and soil hydrological model to predict the effects of climate change on land use within the European Community Volume II user manual 62 pp 1996 ACCESS Project summary Commission of the European Communities 27 pp In press Loveland P J KP Legros M D A Rounsevell D de la Rosa amp A C Armstrong 1994 A spatially distributed soil agroclimatic and soil hydrological model to predict the effects of climate change on land use within the European Community Transactions of the 15th World Congress of Soil Science Acapulco Mexico International Society of Soil Science Commission V Symposia Volume 6a 83 100 Rounsevell M D A P J Loveland T R Mayr A C Armstrong D de la Rosa FP Legros C Simota amp H Sobezuk 1996 ACCESS a spatially distributed soil water and crop development model for climate change research Aspects of Applied Biology No 45 Parentage MOBIDIC EPIC Caratteristiche tecniche Hardware PC 486 Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN Altre richieste di software No Contatti Dr M D A Rounsevell Cranfield University Soil Survey and Land Research Centre Silsoe Campus Silsoe Bedfordshire MK45 4DT UNITED KINGDOM 109 EPIC T
115. fase effettuata una particolare cluster analysys nota come K means grouping il cui scopo quello di formare un certo numero di gruppi che siano il pi possibile distinti tra loro attraverso 1 la minimizzazione della variabilit all interno dei gruppi e 2 la massimizzazione delle variabilit tra gruppi A livello computazionale ci equivale ad una analisi della varianza invertita Il numero di gruppi stato posto pari a quattro relativi alle seguenti classi di capacit protettiva molto alta VH moderatamente alta MH moderatamente bassa ML e molto bassa VL Successivamente i gruppi individuati sono stati sottoposti a test non parametrici di significativit Tukey Kramer HSD per verificare quanto distinti tra loro fossero sia in termini di flussi che di azoto a questi associato L analisi effettuata ha interessato sia i valori medi annui relativi al triennio oggetto di simulazione sia i valori standardizzati agli input in termini di precipitazioni pi irrigazioni ed in termini di apporti azotati 2 4 Applicazioni a scala regionale I modelli di simulazione di bilancio idrico MACRO e azotato SOILN sono stati utilizzati anche a scala territoriale per definire in termini quantitativi il rischio potenziale ed attuale di lisciviazione di nitrati dal suolo per scenari agronomici e colturali rappresentativi di un area della Pianura Emiliana definita ad elevato rischio ambientale e per la quale era richiesta la produzione di cartogra
116. ffetti per rendere i risultati di CRITERIA utilizzabili anche per monitoraggi ambientali necessario un ulteriore impegno nei seguenti campi produzione di informazioni aggregate a scala territoriale carte e tabelle di scorrimento superficiale e drenaggio profondo calibrazione dei coefficienti utilizzati nel calcolo del trasporto di azoto introduzione dell erosione e del trasporto di nutrienti associato La simulazione del trasporto di azoto con 1 flussi idrici di scorrimento ipodermico e di drenaggio profondo stata realizzata nel corso del 2000 per mezzo del contributo proveniente da progetti finanziati nell ambito del PITA 94 96 e anche grazie ad un apposito finanziamento regionale Sono ancora necessari alcuni interventi per migliorare la gestione dei database relativi agli interventi di concimazione con sostanze minerali e di origine zootecnica Un ulteriore attivit in corso di svolgimento riguarda l uso di CRITERIA per la valutazione della vulnerabilit dei suoli Nell ambito del progetto SINA coordinato dalla Regione Emilia Romagna prevista l integrazione nel modello di procedure per la pi corretta rappresentazione del comportamento idrologico dei suoli regionali sia per quanto riguarda la ritenzione idrica che per quanto riguarda la conducibilit Tra i nuovi progetti che prevedono lo sviluppo e l applicazione di CRITERIA opportuno ricordare il progetto finalizzato CLIMAGRI del Ministero per le Poli
117. ficiale CRITERIA segue l approccio della determinazione dell altezza massima di invaso superficiale Questa grandezza che rappresenta la massima quantit di acqua che il suolo pu stivare nelle pozzanghere dipende dalla pendenza del campo dal tipo di lavorazioni del terreno e diminuisce col passare del tempo Lo scorrimento superficiale presente quando l altezza dell invaso superficiale viene superata dagli apporti idrici al netto dell infiltrazione Alcuni suoli limosi della regione sotto l azione delle piogge battenti manifestano anche il fenomeno dell incrostamento che consiste nella rapida diminuzione dell infiltrabilit superficiale e nel corrispondente aumento dei valori di scorrimento superficiale La formazione di crepacci che si manifesta nei terreni argillosi durante i periodi relativamente aridi provoca invece la comparsa dell infiltrazione preferenziale e la conseguente scomparsa del ruscellamento almeno fino alla chiusura dei crepacci stessi CRITERIA tiene conto di questi fenomeni e quindi si differenzia dalla gran parte dei modelli di bilancio idrico in circolazione generalmente privi di algoritmi di questo tipo Figura 4 Figura 4 Schema a blocchi semplificato dei flussi idrici influenzati dalle condizioni superficiali 71 Lo scorrimento ipodermico Questo fenomeno pu verificarsi nel caso di discontinuit nella velocit di infiltrazione lungo il profilo causata per esempio dall aratura che compa
118. fie tematiche in scala 1 50 000 Come gi stato detto l utilizzo dei modelli MACRO e SOILN piuttosto oneroso in termini di parametri in input 48 e 43 rispettivamente in quanto entrambi i domini di flusso devono essere caratterizzati fisicamente e le caratteristiche morfologiche e strutturali del profilo da simulare accuratamente descritte e misurate I parametri fisico idrologici richiesti dal modello sono stati stimati utilizzando pedofunzioni di trasferimento PTF Jarvis et al 1997 a partire da dati di pi rapida e ordinaria acquisizione quali la tessitura il contenuto in carbonio organico e la densit apparente Le pedofunzioni utilizzate sono state precedentemente validate su dati sperimentali relativi ai suoli capisaldo della Pianura Emiliano Roma gnola Ungaro e Calzolari 1999 2001 Per fare questo sono state seguite due strade distinte La prima stata quella di effettuare la simulazione del bilancio idrico per i profili rappresentativi di ogni unit tipologica di suolo STU presente nei fogli cartografici considerati e di attribuire i risultati delle simulazioni alle unit cartografiche corrispondenti Questo approccio stato seguito nel caso dei fogli cartografici 200 e 204 della Carta dei Suoli in scala 1 50 000 La seconda strada ha seguito invece un approccio di tipo geostatistico Questo secondo approccio stato possibile in un area foglio 181 della carta regionale dei suoli in scala 1 50 000 nella quale er
119. flusso preferenziale dell acqua nel suolo che a sua volta influenza l evoluzione dei soluti Un sostanziale sviluppo nella simulazione dei sistemi colturali potrebbe quindi essere dato dalla implementazione in CropSyst di equazioni interpretative dei flussi preferenziali nel suolo dell effetto delle lavorazioni sulle caratteristiche idrologiche dei suoli e sull evoluzione dei fitofarmaci Un altra area oggetto di sviluppo riguarda il crop simulator che in CropSyst permette la simulazione di diverse colture attraverso una serie di parametri In particolare sono in studio modifiche allo schema di ripartizione dei fotosintetati alla variazione del valore di superficie fogliare specifica ora parametro fisso ecc allo scopo di meglio simulare colture ad accrescimento indeterminato come la barbabietola da zucchero soprattutto in rapporto ad aspetti qualitativi del prodotto Nel suo attuale stadio di sviluppo CropSyst resta ancora una scatola nera in cui di fatto possono intervenire solo il ricercatore e il programmatore che lo hanno sviluppato Questo modello dovrebbe avere la caratteristica di essere implementato in modo trasparente cos da rendere agevoli le modifiche la valutazione delle capacit previsionali e infine l implementazione in software dedicati per usi applicativi In Italia lo sviluppo di questi aspetti prevista nell ambito del progetto SIPEAA Strumenti Informatici per la Pianificazione Eco compatibile d
120. funzioni precedentemente validate Ungaro e Calzolari 2001 Per ognuna delle simulazioni relative ai siti per i quali fossero disponibili i profili di umidit in diversi periodi di diverse annate colturali sono stati calcolati gli indici di errore e di efficienza del modello 2 3 Definizione di scenari agro ambientali e simulazioni per i suoli capisaldo definizione della capacita protettiva Nel corso del progetto SINA sono state acquisiti sia i dati necessari per la caratterizzazione fisico idrologica densit apparente conducibilit e ritenzione idrica modalit di aggregazione di un certo numero di suoli capisaldo tabella 5 sia quelli relativi alle variabili guida meteorologiche precipitazioni temperature evapotraspirazione potenziale su base giornaliera sia i dati relativi allo sviluppo fenologico apparato fogliare e radicale delle colture e ai calendari agricoli rappresentativi della pratica comunemente seguita nei diversi contesti regionali date di lavorazione semina e raccolta irrigazioni concimazioni Nel complesso sono stati descritti campionati ed analizzati 32 profili per un totale di 112 orizzonti pedologici sui quali sono state determinate 234 curve di ritenzione idrica 194 misure di conducibilit idrica satura e 260 misure di densit apparente Questi dati sono stati utilizzati per effettuare un certo numero di simulazioni di bilancio idrico tabella 5 rappresentative dei diversi contesti agro ambientali e pedol
121. gia evapotraspirazione costante di velocit di trasformazione chimica coefficiente di adsorbimento lunghezza dei macropori e altri parametri connessi In MACRODB quasi tutti i parametri sono calcolati utilizzando gli ausilii interni da poche informazioni sul suolo Dati di output Contenuto di acqua drenaggio potenziale idrico e flussi idrici residui e quantit percolata di pesticidi quantit degradata e traslocata nelle piante Scala temporale lt 1 ora Le simulazioni durano al massimo 10 anni Scala spaziale da colonna di suolo a piccolo campo Pubblicazioni Andreu L Moreno F Jarvis N J amp Vachaud G 1994 Application of the model MACRO to water movement and salt leaching in drained and irrigated marsh soils Marismas Spain Agricultural Water Management 25 71 88 Andreu L Jarvis N J Moreno F amp Vachaud G 1996 Simulating the impact of irrigation gestione on the water and salt balance in drained marsh soils Marismas Spain Soil Use and Management 12 109 116 Bergstroem L 1996 Model predictions and field measurements of Chlorsulfuron leaching under non steady state flow conditions Pestic Sci 48 37 45 Gottesburen B Mittelstaedt W amp Fuhr F 1995 Comparison of different models to simulate the leaching behaviour of quinmerac predictively In Proceedings of the BCPC Symposium Pesticide movement to water eds A Walker R Allen S W Bailey A M Blair C D Brown P Gunther C R Le
122. he dei suoli e delle caratteristiche delle colture e delle relative pratiche agronomiche vedi tabella 1 L evapotraspirazione necessaria alla simulazione dell assorbimento idrico della coltura stata stimata secondo il modello di Hargreaves Hargreaves e Samani 1982 Per la definizione dei parametri fisico idrologici dei suoli parametri di ritenzione conducibilit idrica satura nei due domini micro e macroporosit sono state utilizzate misure sperimentali ove disponibili o stime mediante pedofunzioni di trasferimento Jarvis et al 1997 precedentemente validate su un data set locale di misure sperimentali di ritenzione e conducibilit Ungaro e Calzolari 2001 I parametri colturali l indice di area fogliare LAI m m e lo sviluppo radicale sono stati stimati utilizzando i dati disponibili di produzione di biomassa epigeica Ad eccezione dei parametri colturali il modello MACRO stato usato in tutti i casi senza nessuna calibrazione intesa come aggiustamento dei parametri per avvicinare le stime alle misure Nel passaggio dal sistema in lisimetri a quelli in campo stato inoltre necessario confrontarsi con le problematiche relative alla simulazione della falda e del ruscellamento superficiale Nel caso di SOILN i parametri per l assorbimento dell azoto sono stati regolati in modo da adeguare le stime delle asportazioni alle misure Sono stati forniti al modello i dati relativi a concimazioni organiche lavorazion
123. i comparto di produzione per ogni anno di osservazione e di previsione e per singola regione secondo una concezione di flusso anzich di consistenza e nel caso dei comparti di produzione di carne sulla base del concetto di mandria regionale piuttosto che di numero di capi macellati descrive le relazioni esistenti a livello regionale tra le singole fasi dell attivit di produzione animale e ne deriva una serie di coefficienti input ed output ad esempio pesi finali ed accrescimento ponderale giornaliero tassi di rimonta numero di suinetti per scrofa vacche in periodo di asciutta quantifica i flussi commerciali netti di animali vivi e di carne interregionali da a una regione alle dalle altre regioni del paese ed internazionali da a una regione a da altri paesi e l effettivo periodo di allevamento e di accrescimento dei capi nella regione di origine ed in quella di destinazione Il sistema di equazioni del sotto modulo determina simultaneamente la composizione delle attivit zootecniche regionali e dei relativi coefficienti assicurando il bilanciamento tra offerta e domanda di giovani animali Per le analisi di carattere pi strettamente ambientale i livelli flussi calibrati di attivit dei comparti animali regionali sono disaggregati su base territoriale in funzione delle statistiche ISTAT sulla numerosit dei capi provinciali analisi ex post mentre i coefficienti regionali di input output a loro corredo sono ass
124. i di input Weather data and soil water and heat data fertilisation Numero dati diinput 5 4 per layer Dati di output Depends on application Numero dati dioutput gt 100 Intervallo di tempo della simulazione Days years Scala spaziale Ha Pubblicazioni Eckersten H amp P E Jansson 1991 Modelling water flow nitrogen uptake and production for wheat Fertilizer Research 27 313 329 Eckersten H 1994 Modelling daily growth and nitrogen turnover for a short rotation forest over several years Forest Ecology and Management 69 57 72 Johnsson H L Bergstrom P E Jansson amp K Paustian 1987 Simulation of nitrogen dynamics and losses in a layered agricultural soil Agriculture Ecosystems and Environment 18 333 356 Parentage Normally based on SOIL model simulations Caratteristiche tecniche Hardware Preferable 486 processor Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN and C Altre richieste di software PC based IBM MS DOS Contatti Prof P E Jansson Indirizzo Swedish University of Agricultural Sciences Dept of Soil Sciences P O Box 7014 S 75007 Uppsala SWEDEN 123 SOILFUG Nome e versione SoilFug Versione 1 2 Titolo Soil Fugacity model un modello per la previsione della concentrazione dei pesticidi nelle acque superficiali Ultima revisione Dicembre 1996 Soggetto Pu essere usato come strumento gestionale Permette il calcolo della concentrazione di sostanze chimiche nello strato superf
125. i e dati climatici differenziati infine l esperimento a San Prospero seppur di relativamente breve durata si caratterizza per la notevole frequenza dei rilievi sperimentali relativi a terreno falda e coltura Marchetti et al 2000c Gli esperimenti si differenziavano anche per la quantit di N distribuito nel liquame o come urea secondo quanto riportato in tabella 2 Un altra importante differenza relativa agli andamenti climatici gli anni dell esperimento dei lisimetri sono stati molto piovosi quelli dell esperimento di Piacenza sono stati poco piovosi il che ha fatto s che in quest ultimo caso i flussi idrici riguardassero prevalentemente l insaturo A San Prospero due anni su tre sono stati molto piovosi con temporanea risalita estiva della falda a livello delle scoline Nell ambito del progetto coordinato dal Centro Ricerche Produzioni Animali CRPA SpA di Reggio Emilia e finanziato dall Assessorato agricoltura ambiente e sviluppo sostenibile della regione Emilia Romagna sono stati allestiti e monitorati dal 1997 due campi sperimentali attrezzati a Villa Gaida RE e Portile MO collocati nelle aree a rischio zona delle conoidi delle provincie di Reggio Emilia e Modena interessate da un importante fenomeno di contaminazione da nitrati Fumagalli et al 1999 con lo scopo di analizzare la dinamica dei nitrati nel non saturo mettendo in relazione le pratiche agricole e la qualita delle acque I dati utilizzati per la v
126. i e gestione dei residui utilizzando valori misurati di rapporto C N per le varie frazioni organiche previste dal modello i residui sono stati asportati in tutti gli esperimenti per cui dopo la raccolta della coltura l accumulo di sostanza organica fresca stato dovuto solo alla decomposizione degli apparati radicali Per quanto riguarda infine 1 tassi di trasformazione dell azoto inizialmente sono stati utilizzati quelli suggeriti dal manuale del modello Solamente il tasso di mineralizzazione dell humus stato regolato in modo da far combinare le stime con le misure delle asportazioni misurate per i controlli non concimati I dati raccolti nelle sperimertazioni dell ISA e del CRPA sono stati utilizzati per la successiva validazione alle diverse scale sperimentali dei risultati delle simulazioni di bilancio idrico ed azotato Nella tabella 3 sono riportate per ciascun esperimento le misure utilizzate per calibrare e validare i due modelli disponibili nelle diverse sperimentazioni Nel caso dell Istituto Sperimentale Agronomico i tre data set sperimentali sono relativi a tre prove di concimazione e liquamazione secondo quanto riportato nella tabella 2 Nell esperimento pi controllato quello in lisimetri Marchetti et al 2000a b erano disponibili misure dirette di lisciviazione e percolazione il sito di Piacenza a scala di campo risulta quello meno controllato ma ha il pregio principale di confrontare 3 situazioni con suol
127. i sono tuttavia pi che plausibili e fisicamente basati possono essere infatti spiegati considerando da una parte le interazione tra il suolo i flussi al suo interno e gli scambi con la pianta e l atmosfera dall altra le modalit diverse nei tre suoli considerati secondo le quali avviene il movimento dell acqua lungo il profilo Il suolo Lamone P7 innanzitutto caratterizzato da maggiori perdite evapotraspirative 2300 mm rispetto agli altri due suoli 2120 e 1970 mm per il suolo Confine P6 ed il suolo Roncole Verdi P4 rispettivamente e la coltura in grado di supplire in maniera pi adeguata alle proprie esigenze idriche rapporto tra evapotraspirazione attuale e potenziale pari a 0 88 mentre negli altri due casi 0 79 e 0 70 rispettivamente per il suolo Confine ed il suolo Roncole Verdi per questi motivi l acqua che si muove nel profilo complessivamente minore nel P7 che negli altri due casi considerati Figura 6 Drenaggio cumulato in alto evapotraspirazione attuale e potenziale cumulata al centro e precipitazioni ed apporti irrigui in basso per il triennio 1994 1996 Drenaggio cumulato mm 1995 1997 Mais Mais stazione di S Pietro Capofiume BO 50 0 1 1 94 4 1 94 7 1 94 10 1 94 1 1 95 4 1 95 7 1 95 10 1 95 1 1 96 4 1 96 7 1 96 10 1 96 Evaoptraspirazione cumulata mm 1994 1996 Mais Mais stazione di S Pietro Capofiume BO 0 1 1 94 4 1 94 7 1 94 10 1 94 1 1 95 4 11 95 7 1 95 10 1 95 1 1 96 4 1 96 7
128. iazione e la qualit dell aria tramite le emissioni di ammoniaca che incrementano la caduta di piogge acide 13 Di cui il 50 circa viene allevato in Sardegna regione in cui per problemi di ordine sanitario non consentito esportare suini fuori regione 4 Nell ambito delle produzioni vegetali la fonte di approvvigionamento di natura inorganica oppure organica letame e reflui per gli animali invece rappresentata da cereali vegetali e sottoprodotti somministrati in qualit di alimenti l output delle produzioni vegetali in termini di contenuto nutritivo rappresenta l input per quelle animali e viceversa In Italia nell anno base l input medio 14 di azoto per ettaro oscilla da un massimo di 350 kg per ha ad un minimo di 30 kg Come si evidenzia dal grafico gli input medi pi elevati si registrano nelle province settentrionali e diminuiscono scendendo lungo la penisola con valori pi alti nelle aree dove si pratica l orticoltura Input Anno Base Bilancio dell azoto Input Agenda 2000 Surplus Anno Base Surplus Agenda 2000 HAVI TA fava o BARE ag NANA I forti consumi sono giustificati da un lato dalle elevate rese che si realizzano in quelle aree e dall altro dalla necessit di smaltire gli effluenti animali che nella maggior parte dei casi vengono sparsi sul terreno senza tenere conto di esigenze prettanente agronomiche L effettivo utilizzo dell azoto asportato dalle colture determina
129. ichen Fakultat der Rheinischen Friedrich Wilhelms Universitat zu Bonn 154pp Normand B 1996 Etude exp rimental et mod lisation du devenir de l azote dans le syst me sol plante atmosph re UJF Grenoble INPG UJF CNRS 190 pp Droogers P 1997 Quantifying differences in soil structure induced by farm gestione LU Wageningen 134 pp Verhagen J 1997 Spatial soil variability as a guiding principle in nitrogen gestione LU Wageningen 107 pp Caratteristiche tecniche Hardware PC UNIX MAC Linguaggio di programmazione Microsoft FORTRAN Altro software richiesto No Contatti Dr M Vanclooster Universite Catholique de Louvain Dpartement des Sciences du Milieu et de l Amenagement du Territoire Place Croix du Sud 2 Bte 2 B 1348 Louvain la Neuve BELGIUM 126 WEPP 95 7 Titolo The Water Erosion Prediction Project Model Ultima revisione August 1995 Tipo di programma Simulation model module Soggetto Soil science and environmental science Livello di aggregazione Other small watershed level Descrizione Replace USLE RUSLE as erosion prediction tool for United States erosion assessment conservation planning environmental impact WEPP is a continuous simulation model used to predict soil erosion for conservation planning and assessment of environmental impacts The model was developed to replace the USLE and RUSLE as a soil erosion prediction system The model is designed for use on non gauged areas of less than 640 acr
130. iciale del suolo dopo ripetute applicazioni e le sue perdite per volatilizzazione degradazione runoff e percolazione Calcola anche la concentrazione nelle acque di ruscellamento a scala di bacino e di campo Scopo ricerca gestione aziendale didattica Nuova versione in preparazione Si Scala azienda bacino Descrizione SoilFug un modello che permette di predire la contaminazione potenziale delle acque superficiali data dall uso di pesticidi in agricoltura Usa l approccio della fugacit proposto da Mackay a scala di bacino per l ambiente suolo e calcola la partizione delle sostanze chimiche applicate nella fase suolo e le possibili contaminazioni delle acque superficiali durante gli eventi piovosi partendo dall inizio della pioggia e sino a quando i corsi d acqua non ritornano al loro livello iniziale Richiede per il funzionamento un limitato numero di parametri e d come risultato una concentrazione media del pesticida nelle acque in uscita dal bacino considerato SoilFug essenzialmente un modello di non equilibrio ma durante gli eventi piovosi diventa un modello di equilibrio Tiene conto delle perdite di pesticida in accordo con differenti fenomeni degradazione volatilizzazione runoff ma poi calcola la partizione tra le differenti fasi in accordo con il livello 1 di equilibrio durante gli eventi piovosi Il modello considera 4 differenti compartimenti nel suolo suolo aria suolo acqua sostanza organica e sostanza minerale
131. iconoscimento Tabella 2 Stralcio del database strategie di diserbo pero GRAMINACEE dosi Formulato formulato Costo tipo fase fase nitrati Lolium Digitaria Echinocloa Setaria l ha o iniziale finale T multiflorum sanguinalis crus galli spp kg ha inizio inizio Treflan EC 1 9 28 500 T ane e 80 95 80 95 foglie foglie inizio inizio Gallery 1 25 398 750 prevent Caduta caduta 1 10 10 10 10 foglie foglie inizio inizio Amizina50L 2 20 000 PRATTAMENTI caduta caduta 1 80 80 60 80 foglie foglie TRATTAMENTI Frutto Frutto Siden 4 145 200 PREVENTIVI Faas pee 1 80 70 60 70 TRATTAMENTI Frutto Frutto Siden 6 217 800 PREVENTIVI des Fone 1 80 70 60 70 Toterbane TRATTAMENTI Frutto Frutto 50F 4 80 000 PREVENTIVI noce noce i di 2 2 2 L indice EPRIP Nella moderna gestione dei prodotti fitosanitari il processo di valutazione del rischio ha assunto un ruolo essenziale Attraverso tale procedura possibile infatti caratterizzare il rischio per la salute umana o per l ambiente e di conseguenza fornire le basi per opportune azioni di regolazione e gestione di tali sostanze Per esigenze pragmatiche di gestione dei prodotti fitosanitari pu essere indispensabile ricorrere a strumenti sia pure approssimati di valutazione del rischio in maniera che la sua quantificazione sia di facile interpretazione e confrontabilit Questi sistemi prendono in esame le diverse propriet di una sostanza che possono in qualche modo contribuire a determinare il rischi
132. ie prime con elevati contenuti nutritivi ma per contro determina un maggiore apporto proteico che si traduce in un aumento dell azoto emesso Pertanto in relazione anche all aumento dei capi allevati si registra un aumento della quantit di azoto organico prodotto pari a 56 mila tonnellate e tale aumento interessa maggiormente il centro ed il sud del paese in relazione all aumento previsto delle rese vegetali la quantit di azoto assorbito dalle colture resta ai livelli dell anno base L input medio di azoto seguendo la distribuzione presentata per l anno base varia da un massimo di 400 kg ad un minimo di 50 kg il surplus medio varia da un massimo 250 180 kg ad un minimo di 10 L aumento del surplus interessa l intero territorio nazionale una riduzione contenuta si registra in alcune province padane che comunque presentano i surplus pi elevati Le variazioni presenti nelle province centro meridionali anche se elevate determinano ancora surplus minimi che in relazione alle rispettive caratteristiche pedo climatiche terreni forti e scarsa piovosit hanno uno scarso impatto ambientale effettivo 16 La quantit di azoto complessivamente apportata con la concimazione minerale viene fissata agli stessi valori dell anno base quantit vendute per regione riportate nelle statistiche ISTAT 3 3 1 1 Emissioni di ammoniaca Lo stoccaggio le operazioni di spandimento e le caratteristiche pedo climatiche determinano perdite di azoto p
133. ientali ammesse per il sostegno delle pratiche agricole necessarie alla salvaguardia dell ambiente e alla conservazione dello spazio naturale costituiscono un elemento centrale delle riforme gli agricoltori sono tenuti ad intraprendere tecniche di produzione rispettose dell ambiente come parte integrante dei regimi di sostegno mentre scelte e comportamenti particolarmente virtuosi che vanno oltre il livello di base della buona pratica agricola e del rispetto della normativa ambientale andrebbero finanziati dai singoli paesi membri per mezzo di specifici programmi agro ambientali Nel contesto delle organizzazioni comuni dei mercati i pagamenti diretti sono subordinati al rispetto di requisiti ambientali cross compliance Le misure agro ambientali risultano in tal modo rafforzate e costituiscono una parte obbligatoria dei programmi di politica rurale Dette misure si riferiscono ai metodi di utilizzazione dei terreni agricoli compatibili con la tutela e il miglioramento dell ambiente del paesaggio e delle sue caratteristiche delle risorse naturali del 18 terreno e delle risorse genetiche e per le zone svantaggiate alla continuazione delle attivita agricole e al mantenimento di comunita rurali economicamente valide Le riforme intraprese nell ambito dell Agenda 2000 imprimono una forte spinta alla integrazione della problematica ambientale nella politica agricola Gli Stati membri e le autorit locali ispongono di una ampia serie di strum
134. ione dei dati ritenuti indispensabili per la conoscenza delle matrici ambientali nella verifica del funzionamento del sistema di acquisizione e trasmissione di questi dati dal livello locale a quello centrale nel supporto all ANPA nella produzione di reporting ambientale integrato e tematico I CTN attivati sono sei Atmosfera Clima ed Emissioni in aria ACE Acque Interne e Marino costiere AIM Agenti Fisici AGF Conservazione della Natura CON Rifiuti RIF Suolo e Siti Contaminati SSC Ogni CTN costituito da un insieme di pi soggetti a livello regionale o nazionale in cui vengono individuati Una ARPA Leader con la quale ANPA stipula una Convenzione Una o pi ARPA Coleader Altri soggetti ARPA e Istituzioni Principali di Riferimento Gli obiettivi comuni per tutti i CTN sono Rassegna della domanda di informazioni derivante in particolare da leggi e norme europee e nazionali stato creato un metadatabase chiamato ODN Osservatorio della Domanda di informazione proveniente dalla Normativa nel quale sono state catalogate tutte le domande implicite ed esplicite individuate dai CTN Predisposizione di un set di indicatori e indici utili a rappresentare tale domanda le diverse centinaia di indicatori complessivamente individuati dai CTN sono stati catalogati in apposite schede contenenti le metainformazioni relative alla descrizione e costruzione di ciascun indicatore tutte le schede sono raccolte in un
135. ione primaria tenuto conto delle interazioni che ne caratterizzano l attivit si reso necessario strutturare opportunamente il modello per derivarne un ampia serie di variabili non rilevate dalle fonti statistiche ma necessarie alla coerente riproduzione della realt presa in esame ad esempio consumi nell alimentazione zootecnica Diverse serie storiche sono pertanto determinate in maniera endogena dallo stesso modello ed impiegate nell implementazione della base di dati mediante l integrazione delle informazioni offerte dalla statistiche ufficiali con un articolata ed integrata struttura funzionale derivata dalle pi consolidate acquisizioni scientifiche in diversi settori disciplinari Alcune categorie di parametri descrittivi l ambiente ed il territorio rurale sono inoltre comprese nella banca dati quali condizioni climatiche fonte European Centre for Medium Range Weather Forecasts MIPAF uso e profilo del suolo fonte MIPAF orografia per essere impiegate mediante overlay cartografici nelle analisi di carattere pi strettamente ambientale per mezzo dell integrazione del modello ELBA con specifici strumenti per la valutazione dei processi di natura bio fisica La base di dati realizzata rappresenta per l ampiezza delle informazioni sistematicamente organizzate bilancio attivit produttive su scala nazionale regionale e provinciale impiego intermedio e finale delle produzioni flussi commerciali
136. isti nei regolamenti OCM inducono notevoli variazioni dell uso della superficie agricola In particolare l introduzione del set aside obbligatorio con un previsto aumento del 17 5 della superficie interessata determina la diminuzione della superficie nazionale investita a cereali e a proteolaginose rispettivamente dello 0 5 e del 3 Superficie naz seminativi Agenda 2000 F DURO F TENERO O MAIS o SET ASIDE ORZO SOIA RISO O LEGUMINOSE GIRASOLE ALTRI CEREALI AVENA COLZA La diminuzione della superficie a cereali risente della notevole riduzione della superficie a mais 22 dovuta in particolare all aumento della superficie ad insilato attivit anch essa sussidiata e caratterizzata da una elevata produzione con un elevato contenuto nutritivo e da un prezzo per unit energetica basso e anche in funzione di ci stimolata dalla domanda esercitata dai comparti zootecnici Gli altri cereali beneficiando dell aumento del premio ad ettaro e dell incremento delle rese riscontrando un consumo stabile e fronteggiando una diminuzione del prezzo di mercato prevista evidenziano un aumento della superficie investita mediamente pari al 4 concentrato soprattutto nelle attivit di produzione di frumento duro frumento tenero e di orzo Per contro l effetto combinato determinato dall aumento della resa e dalla concomitante diminuzione del premio ad ettaro ridefinisce quasi totalmente il comparto delle proteolaginose A live
137. itolo Erosion Productivity Impact Calculator Environmental Policy Integrated Climate Tipo di programma Simulation model module Soggetto Crop science soil science and environmental science non point source pollution Livello di aggregazione Farm and other field Descrizione Model examines the long term effects of various components of soil erosion on crop production EPIC is a mechanistic simulation model used to examine long term effects of various components of soil erosion on crop production Williams et al 1983 EPIC is a public domain model that has been used to examine the effects of soil erosion on crop production in over 60 different countries in Asia South America and Europe The model has several components soil erosion economic hydrologic weather nutrient plant growth dynamics and crop management Much of model required input such as soil and weather data are provided with the model Daily weather data can used or daily weather can be generated from monthly statistical inputs The model also requires management information that can be input from a text file Currently there are many management files that exist for EPIC and an effort is underway to catalogue these files and provide them to users The model provides output on crop yields economics of fertilizer use and crop values Model components 1 Examine long term effects of soil erosion on crop production 2 Nutrient and chemical movement with water an
138. l nitrogen pools receive nitrogen by mineralization of litter and humus nitrification fertilisation and deposition and lose nitrogen by immobilization to litter nitrification leaching denitrification and plant uptake It is also influenced by vertical redistribution All biological processes depend on soil water and temperature conditions The soil is divided into layers from which plant is taken nitrogen in various rate Uptake depends on plant growth Each plant is divided into two pools biomass and nitrogen Leaves take up carbon and roots take up nitrogen Stem pool is used for storage as is the grain pool during grain development Leaf area captures the radiation to be used in photosynthesis Actual growth is the potential growth which is proportional to radiation intercepted reduced by non optimal temperature leaf nitrogen concentration and transpiration The nitrogen demand is proportional to the daily growth Actual uptake is the lowest value of demand and the amount available in soil which is a fraction of the mineral nitrogen Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Depends on application Numero di variabili cinetiche Soil 19 per layer soil surface 11 plant 6 29 Variabili d stato Carbon and nitrogen fences litter humus nitrate ammonium fertilizer above ground litter leaves stems roots grains perennial pools available assimilates Numero di variabili di stato Soil 7 per layer soil surface 3 plant 6 14 Dat
139. l of Pesticide Runoff to Surface Water Development and Validation Chemosphere 23 511 531 Di Guardo A Williams R J Matthiessen P Brooke D N Calamari D 1994 Simulation of Pesticide Runoff at Rosemaund Farm UK Using the SoilFug Model Environ Sci amp Pollut Res 1 151 160 Barra R Vighi M Di Guardo A 1995 Prediction of Surface Water Input of Chloridazon and Chlorpyrifos from an Agricultural Watershed in Chile Chemosphere 30 485 500 Caratteristiche tecniche Hardware Personal Computer minimo 486 e Windows 3 1 e versioni successive Linguaggio di programmazione Visual Basic Microsoft Corporation Altre richieste di software No Referenze tecniche Published papers Contatti Dr Antonio Di Guardo University of Milan Dept of Structural and Functional Biology VARESE VA 124 VARLEACH Nome e versione VARLEACH Titolo VARiability in LEACHing Ultima revisione Gennaio 1998 Scopo Ricerca Nuova versione in preparazione No Soggetto Scienza del suolo protezione delle colture studio dei pesticidi Descrizione Il modello utilizza inputs climatici giornalieri per simulare la ridistribuzione dei residui di pesticidi lungo il profilo del suolo Il modello considera l influenza di temperatura ed umidit del suolo sulla velocit di trasformazione del pesticida ed assume un coefficiente lineare di adsorbimento che cresce nel tempo nello strato superficiale di terreno Il modello stato sviluppato inizialmente come CA
140. la lisciviazione di azoto stata ottenuta associando i risultati delle simulazioni del modello CropSyst con il software GIS ArcView Un esempio riportato in Fig 4 medie di 40 anni di simulazione La mappatura dei risultati ha 10 consentito di eseguire una valutazione esplorativa di alcuni avvicendamenti colturali in un ambiente pedo climatico rappresentativo dell Italia centrale tenendo conto della variabilit climatica Le possibilit applicative della metodologia utilizzata ne hanno suggerito l impiego come strumento di pianificazione degli ordinamenti colturali e per il dosaggio della concimazione azotata Figura 4 Percolazione di acqua in alto e lisciviazione di nitrati in basso per l avvicendamento mais mais frumento a livello alto di concimazione E assluzione C 300 350 _ 350 400 E 400 450 Gy 50 500 I 500 550 RE 550 coo C esclusione 0 5 5 10 7 10 15 15 20 m2 25 30 30 36 ER 40 4 45 50 50 11 Sviluppi futuri Lo sviluppo di CropSyst un processo in corso finalizzato prevalentemente al miglioramento della simulazione dei processi Un area da esplorare con maggiore dettaglio quella relativa agli effetti delle lavorazioni sull infiltrazione e sull evaporazione dell acqua In diverse condizioni come quelle italiane ove notevole la presenza di suoli con caratteristiche vertiche e regimi idrici variabili inoltre importante poter modellare il
141. land Kubiak Herbert Resseler Helmut Schafer Bernd Stein amp Harry Vereecken Validation of the pesticide leaching model PELMO using lysimeter studies performed for registration Chemosphere 35 1997 No 11 2563 2587 Caratteristiche tecniche Hardware PC minimo 286 con MSDOS su Pentium 10 anni sono simulati in 1 minuto Linguaggio di programmazione Fortran Ryan McFarland 1987 Altre richieste di software no Contatti Michael Klein Fraunhofer Institut fur Umweltchemie und ekotoxikologie P O Box 1260 D57377 Schmallenberg Germany 18 4 Per ciascuna categoria 1 molto importante 2 medio e 3 poco importante 115 PERSIST Nome e versione PERSIST Titolo PERSISTence prediction Ultima revisione Gennaio 1998 Scopo Ricerca Nuova versione in preparazione No Soggetto Scienza del suolo protezione delle colture studio dei pesticidi Descrizione Il modello usa semplici inputs quali dati climatici giornalieri per simulare la degradazione dei residui di pesticidi nel profilo del suolo Il modello considera l influenza della temperatura e dell umidit del suolo sulla velocit di degradazione ma ignora altri processi di scomparsa dei residui Il modello parte integrante del modello VARLEACH Ulteriori dettagli sul modlelo sono pubblicati in Walker amp Barnes Pesticide Science 12 123 132 1981 Il suo principale uso quello di simulare la persistenza di residui nello strato superficiale del suolo 0 5 cm
142. le decisioni utilizzabile sia per la programmazione territoriale Gherardi et al 1998 che per il monitoraggio operativo della situazione in atto durante una particolare stagione La versione geografica di CRITERIA attualmente disponibile ha gi visto un impiego pratico in campo ambientale in sede di redazione di relazioni sullo stato dell ambiente a scala comunale Zinoni et al 1998a e b Marletto et al 2000 In questo caso Figura 6 l uso del modello ha consentito un analisi dei deflussi potenzialmente inquinanti sul territorio di un comune nel corso di un annata tenendo conto delle colture effettivamente presenti nel territorio agricolo di quel comune Questo tipo di impiego a posteriori del modello presso l Arpa Smr potrebbe combinarsi con un suo impiego in ambito locale ove le amministrazioni locali volessero dotarsi dello strumento Contatti in questo senso sono in corso con gli assessorati agricoltura della Regione e delle Province 73 Figura 6 Esempio di mappa dei risultati in CRITERIA tratta dalla relazione sullo stato dell ambiente nel comune di Sassuolo a cura di ARPA Sezione di Modena Criteria Stazioni Mataorologiche Confini Drenaggio Giornaliero mm cello Colturale Prato pana Dal 01 01 1997 al 31 12 1997 000 1743 17 43 34 86 3486 52 TD 52 29 69 72 mu 69 72 87 16 z VI Castelvetro no 74 GLI SVILUPPI IN CORSO E PREVISTI Secondo i programmi di at
143. li Paolo Mantovi Centro Ricerche Produzioni Animali 1 INTRODUZIONE La percezione del ruolo chiave del suolo quale elemento determinante nella regolazione dei flussi all interno degli agro ecosistemi determina un sempre maggiore ricorso a strumenti di analisi monitoraggio e previsione ambientali in grado di valutare le risposte del sistema agli input antropici in funzione delle propriet intrinseche della copertura pedologica Modelli di simulazione in cui sia centrale il ruolo del suolo si configurano quindi come un indispensabile strumento di valutazione delle qualit del suolo influenti sulla vulnerabilit delle acque in determinati contesti territoriali ed agricoli Questi modelli richiedono input spesso di complessa acquisizione e per questo normalmente non rilevati nei comuni rilevamenti La ricerca nel campo delle applicazioni delle informazioni pedologiche si cos sempre pi indirizzata verso la definizione di funzioni che leghino questi parametri complessi a propriet del suolo pi facilmente misurabili le cosiddette pedofunzioni di trasferimento Bouma 1989 Attraverso opportune pedofunzioni i dati pedologici di base vengono trasformati negli input dei modelli Nell ambito del progetto SINA Carta Pedologica in Aree a Rischio Ambientale il sottoprogetto 2 Modelli e pedofunzioni per la stima delle qualita del suolo influenti sulla vulnerabilit delle acque ha avuto fra i suoi obiettivi la scelta e acquisizione di un mo
144. ll equazione di Freundlich necessario fornire l esponente e i limiti di validit dose data e profondit di applicazione Se viene stimata la zvolatilizzazione necessario dare anche i valori di tensione di vapore solubilit in acqua e peso molecolare Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche velocit di degradazione di volatilizzazione e adsorbimento solo la quota considerata su siti cinetici Numero di variabili cinetiche dipende dalla simulazione Variabili di stato parametri del suolo tipo densit pH field capacity wilting point residui precedenti Numero di variabili di stato dipende dalla simulazione Dati di input dati climatici giornalieri temperature minima massima e media precipitazioni evapotraspirazione o umidit relativa dati sulla coltura profondit delle radici copertura TSCF informazioni agronomiche rotazioni dati sul pesticida adsorbimento degradatione costante di Henry Numero dati diinput dipende dalla simulazione Dati di output umidit del suolo percolato flussi di acqua e pesticida concentrazione del pesticida nel suolo traslocazione nelle piante Numero dati dioutput dipende dalla simulazione Scala temporale step 1 giorno la simulazione pu durare sino a 20 anni Scala spaziale modello di tipo puntuale ma gli output sono espressi in kg ha Pubblicazioni Michael Klein Martin Mueller Martin Dust Gerhard Gorlitz Bernhard Gottesbueren Jan Hassink Regina Kloskowski Ro
145. lle misure di politica agraria Max Z px c x x Qx soggetto a Ax lt b tt x 2 0 ed in grado sia di calibrare con precisione i livelli delle attivita produttive superfici mandrie e gli impieghi intermedi di risorse consumi alimentari zootecnici giovani animali osservati nel periodo base sia di effettuare proiezioni attendibili La definizione della composizione produttiva ottimale per ogni aggregato territoriale considerato e delle specifiche performance di carattere economico ed ambientale risultano cosi controllate da un numero ristretto di vincoli Tra questi la disponibilita di terra ad uso agricolo la sua destinazione a pascolo le dinamiche di evoluzione demografica zootecnica cfr par 2 3 1 i contingentamenti produttivi latte zucchero il set aside obbligatorio e volontario le superfici massime sussidiabili grano duro o coltivabili accordi WTO sulle colture oleaginose A questo insieme di condizioni si aggiunge un articolato sistema di vincoli teso alla definizione di analitiche razioni alimentari zootecniche ed impiegato nel processo di minimizzazione endogena dei relativi costi per singolo comparto di produzione animale regionale cfr par 2 3 2 Il periodo base assunto a riferimento per la calibrazione del modello ed a partire dal quale le proiezioni sono effettuate rappresentato dal triennio 1993 95 i cui valori medi consentono di limitare le possibili incongruenze connesse all impiego di un unico a
146. lle regioni nelle aree nord centro sud ed isole non rispecchia quella ISTAT in quanto le regioni Abruzzo e Molise uscite dall area obiettivo 1 in questo studio sono state raggruppate nell area centro 35 Nord Le variazioni che si manifestano in media nelle zone settentrionali del paese riflettono con maggiore sensibilita i cambiamenti che si presentano a livello nazionale l introduzione del vincolo del set aside determina un aumento dell area interessata a tale intervento pari al 30 la diminuzione della superficie totale a cereali pari al 9 determinata dalla riduzione del 23 della superficie a mais e bilanciata da un aumento del 7 5 degli altri cereali la produzione totale diminuisce del 2 l aumento del 10 della superficie investita a proteolaginose determinato dal notevole aumento della superficie a soia 31 6 ed altre leguminose 40 a scapito del girasole 53 e della colza 83 la produzione totale aumenta del 40 La notevole variazione che si presenta per il mais 180 mila ettari la cui superficie rappresenta in larga parte quella nazionale condizionata dalla ridefinizione della domanda di prodotti destinati all alimentazione animale L effetto della riduzione dei prezzi dei cereali influenza la composizione delle razioni in particolare si assiste alla sostituzione tra il mais in granella e l insilato di mais aumento della superficie del 8 e tra il mais e gli altri cereali determinando un
147. lle singole OCM tramite i cosiddetti obiettivi secondari o cross achievement In questo studio l analisi verter solo sugli obiettivi secondari in quanto l Italia non ha adottato un regolamento di cross compliance in grado di condizionare le tecniche di produzione e le scelte di convenienza a favore dell ambiente Di seguito verranno presentati alcuni indicatori di pressione ambientale determinata dalle produzioni vegetali e animali sul suolo e nell aria 3 3 1 Il bilancio dell azoto L azoto rappresenta uno degli input indispensabili nella produzione vegetale ed animale essendo come noto fondamentale per la crescita e la produzione I fabbisogni azotati o meglio proteici per gli animali variano in relazione al tipo di coltura o di animale ed alla loro performance produttiva e pertanto il loro soddisfacimento oltre a giocare un ruolo fondamentale sulla produzione finale determina una maggiore o minore pressione ambientale sul territorio Se si considera che il fabbisogno medio in protene grezze di una bovina da latte oscilla tra i 650 e gli 800 kg all anno oppure che il fabbisogno medio di un suino pesante varia tra i 50 ed i 60 kg per ciclo produttivo le stesse considerazioni valgono per le produzioni vegetali si pu dedurre quanto sia fondamentale assicurare un corretto uso dell azoto per arginare situazioni di surplus tali da compromettere la qualit delle acque superficiali e sotterranee tramite il percolamento e la lisciv
148. llo nazionale si assiste ad un forte calo della superficie investita a girasole e colza 60 e ad un notevole aumento della soia 31 ed di altre leguminose 63 Gli effetti sulla produzione e sul margine lordo dei cereali pur essendo positivi risentono notevolmente della caduta del mais la cui produzione cala del 14 ed il margine lordo del 25 Per il settore cerealicolo mais compreso si registra un aumento della produzione pari al 9 e del margine lordo pari al 2 6 Nel comparto delle proteolaginose si assiste ad un aumento della produzione del 17 con variazioni della disponibilita delle singole produzioni che riflettono le variazioni delle superfici investite Nel complesso il margine lordo totale non subisce variazioni la diminuzione dell aiuto per ettaro compensata dall aumento della PLV aumento della resa e dall aumento della superficie a soia ed altre leguminose che determinano un margine lordo pi elevato di quello prodotto da girasole e colza In dettaglio tali variazioni si diversificano nelle singole province italiane e gli effetti che si hanno su determinate aree sono notevoli Per ragioni di sintesi e di chiarezza espositiva di seguito viene presentata un analisi dei risultati aggregati per le province del nord centro sud e isole Superficie naz seminativi Anno Base F DURO MAIS o F TENERO O SET ASIDE ORZO RISO GIRASOLE o SOIA AVENA LEGUMINOSE ALTRI CEREALI COLZA La suddivisione de
149. llo simula i flussi in condizione di suolo insaturo e saturo in presenza o meno di coltura di falda e di eventuali dreni Peculiarit del modello la suddivisione del suolo in due domini di flusso micropori e macropori ciascuno caratterizzato dal proprio contenuto idrico dalla propria intensit di flusso e concentrazione di soluti Per descrivere i flussi nel dominio dei micropori sono utilizzate l equazione di Richards e l equazione di convezione dispersione mentre i flussi nei macropori sono di tipo laminare gravitativo secondo la legge di Darcy Il massimo contenuto idrico nei due domini corrispondente alla saturazione della matrice nel caso dei micropori e alla differenza tra saturazione totale e saturazione della matrice nel caso dei macropori viene derivato dall esame delle curve di ritenzione sperimentali o ricorrendo a pedofunzioni di trasferimento I due domini di flusso sono in equilibrio dinamico tra loro e gli scambi sono calcolati in funzione del tipo e del grado di aggregazione del suolo Tabella 1 Parametri e input richiesti dai modelli MACRO SOILN Modello Variabili guida Parametri pedologici e Parametri colturali Dati gestionali Altri fisico idrologici MACRO Temperature max Struttura degli orizzonti LAI emergenza max Calendario Escursione livello di e min giornaliere pedologici sviluppo raccolta fattori di colturale falda C Parametri ritenzione forma Irrigazioni Intensit media oraria Preci
150. ltivazione di interesse la presenza di pratiche irrigue e il periodo di trattamento Successivamente possibile selezionare uno specifico infestante e il livello di efficacia desiderato ottenendo cos la valutazione e il confronto del rischio ambientale calcolato con EPRIP per le diverse strategie che rispondono alla richiesta effettuata in alternativa possibile selezionare il trattamento desiderato e valutarne direttamente il rischio per l ambiente Una tabella contenente il costo per ettaro per ogni prodotto fitosanitario contribuisce ad individuare le strategie sostenibili per l ambiente e per l azienda figura 13 La possibilit per gli agricoltori di operare questo tipo di analisi sui prodotti utilizzati per il diserbo e la lotta alle infestanti pu risultare di particolare aiuto nella prospettiva della certificazione ambientale delle aziende Reg CEE EMAS Figura 13 Esempio risultati SuSAP a scala aziendale SuSAP costituisce un esperienza fortemente innovativa nella gestione informatizzata di problematiche agro ambientali questo tipo di sistemi necessitano per di una continua opera di aggiornamento sia della parte modellistica in continua e rapida evoluzione che delle banche dati La metodologia applicata in SuSAP e l insieme delle relazioni allestite mantengono una validit generale applicabile ad altre aree dell Italia e dell Europa con opportuni operazioni di calibrazione in relazione alle caratteristiche si
151. mentale La validazione stata effettuata a scala di lisimetro di parcella sperimentale e di campo attrezzato o meno per il monitoraggio dei flussi idrici e azotati I modelli sono stati quindi applicati a scala regionale per produrre cartografie tematiche derivate in scala 1 50 000 seguendo due diversi tipi di approccio uno pi tradizionale effettuando simulazioni per tipologie rappresentative di suoli in scenari colturali e climatici tipici dei vari contesti agro ambientali ed uno con criteri propri della geostatistica applicata 2 2 1 Calibrazione e validazione dei modelli a scala di parcella sperimentale o di campo attrezzato La calibrazione dei modelli MACRO e SOILN stata effettuata utilizzando diversi data set relativi a sperimentazioni in condizioni controllate effettuate dall Istituto Sperimentale Agronomico di Modena ISA e dal Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia CRPA In entrambi i casi si tratta di Enti di ricerca presenti ed operanti in aree in cui importante l incidenza economica degli allevamenti zootecnici in particolare per la produzione di carni suine Un problema connesso a questa produzione lo smaltimento dei reflui di allevamento Per quanto riguarda le sperimentazioni dell Istituto Sperimentale Agronomico sono stati considerati i data set relativi a tre serie di prove effettuate negli anni 1976 1995 una in lisimetri Marchetti et al 2000a 2000b e due in pieno campo Marchetti et al
152. ncio idrico su alcuni suoli rappresentativi della Pianura Emiliano Romagnola per i quali fossero disponibili serie temporali di dati di umidit misurati lungo il profilo Nella tabella 4 sono riportati i suoli interessati gli anni e la durata della simulazione la coltura e la stazione meteorologica di riferimento per ciascuna simulazione effettuata con i relativi valori di temperature C e precipitazioni mm medie annue Tabella 4 Riepilogo delle simulazioni effettuate per il controllo del profilo di umidit simulato da MACRO SUOLO Classe TXT ANNI COLTURA P media mm T media C Stazione Meteorologica SINA PI RSD Fine 1996 1997 bietola mais 770 12 4 San Pancrazio MO SINA PI RSD Fine 1996 1997 bietola frumento 710 12 4 San Pancrazio MO SINA P4 RNV Fine silty 1996 1997 frumento 790 14 1 Ozzano BO SINA P6 CON Loamy skel 1996 1997 mais 782 12 4 Gariga PC SINA P6 CON Loamy skel 1996 1997 frumento pomodoro 782 12 4 Gariga PC Pilastri con falda Fine silty 1994 1995 frumento 720 12 9 Villanova d Arda PC Pilasti senza falda Fine silty 1994 1995 frumento 720 12 9 Villanova d Arda PC Le Contane Fine silty 1994 1995 medica frumento 558 12 5 S Pietro Capofiume BO Barco Fine silty 1994 mais 792 12 4 Gariga PC Confine Loamy skel 1994 mais 792 12 4 Gariga PC Le simulazioni sono state effettuate usando dove disponibili dati misurati curve di ritenzione e conducibilit idraulica a saturazione altrimenti dati stimati con le pedo
153. ncio idrico in vertisuoli soggetti a fessurazione Nel lavoro di Stockle et al 1997 CropSyst stato testato usando dati raccolti presso l Institut National de la Recherche Agronomique INRA ad Auzeville Francia in esperimenti di lungo periodo eseguiti dal 1983 al 1992 per valutare sistemi colturali condotti con tre livelli di input di acqua e azoto L obiettivo era quello di valutare l abilit di CropSyst nel prevedere l evapotraspirazione la biomassa aerea e la produzione di mais sorgo e soia in risposta alle condizioni climatiche tre annate 1986 1989 1990 In aggiunta le simulazioni sono state eseguite combinando i due sotto modelli dell evapotraspirazione PM Penman Monteith PT Priestley Taylor e i due sotto modelli della infiltrazione distribuzione dell acqua nel profilo del suolo C cascata DF differenze finite CropSyst ha dato buoni risultati nel simulare i valori osservati di evapotraspirazione biomassa aerea produzione granellare per le tre colture i tre anni e i tre livelli di input come confermato dall indice di agreement di Wilmott consistentemente superiore a 0 95 I risultati di Tab 1 che riassumono le sole simulazioni della produzione granellare mostrano che le migliori performance del modello tendono a verificarsi con l uso dei sotto modelli PM e DF Tabella 1 Risultati dei confronti tra valori simulati con CropSyst e valori osservati di produzione granellare ad Auzeville Francia u
154. nd Sensitivity Firenze 18 21 ottobre 1999 Boll SISS 49 323 330 MARCHETTI R SPALLACCI P PONZONI G 2000b Simulazione della lisciviazione dei nitrati da terreni liquamati in lisimetri valutazione del modello SOILN Conv Strumenti informatici e statistici per la valutazione delle risorse agroambientali Udine 24 25 novembre 1999 Boll SISS 49 3 609 414 MARCHETTI R PONZONI G SPALLACCI P 2000c Valutazione del modello MACRO per la simulazione dei flussi idrici in un suolo argilloso limoso della pianura emiliana Atti Convegno Conoscenza e Salvaguardia delle Aree di Pianura Il Contributo delle Scienze della Terra Regione Emilia Romagna 8 11 novembre Ferrara RER Bologna pp 238 240 REGIONE EMILIA ROMAGNA 1998 Catalogo Regionale dei Tipi di Suolo Pianura Emilano Romagnola R E R Servizio Cartografico Ufficio Pedologico SNEDECOR G W AND COCHRAN W G 1967 Statistical Methods 6 ed The Iowa State University Press UNGARO F AND CALZOLARI C 2001 Using existing soil databases for estimating water retention properties for soils of the Pianura Padano Veneta region of North Italy Geoderma 99 99 121 UNGARO F AND CALZOLARI C 2000 Integration of GIS derived soil information with geostatistical estimation of pedotransfer functions inputs for soil modelling applications In Proceedings of the 4th International Symposium on Spatial Accuracy Assessment in Natural Resources and Environme
155. ne GLEAMS versione 2 10 Titolo Groundwater Loading Effects of Agricultural Management Systems Ultima revisione 26 01 98 Scopo gestione aziendale ricerca e didattica Nuova versione in preparazione No Soggetto Scienza del suolo gestione aziendale scienza forestale idrologia e scienze ambientali Scala campo Descrizione Il modello nato per simulazione di lungo periodo delle conseguenze delle pratiche getsionali adottate nelle aziende agricole GLEAMS simula con uno step giornaliero le interazioni di clima suolo gestione agronomica Runoff giornaliero ET percolazione erosione e sedimenti e perdite di pesticida cicli di elementi fertilizzanti azoto e fosforo e perdite in runoff con i sedimenti e nel percolato al disotto della zona radicale sono calcolati a scala giornaliera Il runoff e la quantit di sedimenti erosi sono calcolati all angolo del campo in basso mentre il percolato al di sotto della zona radicale Possono essere valutate diverse pratiche agronomiche quali la scelta della coltura la tecnica di lavorazione la scelta del pesticida e o del fertilizzante la distribuzione di letame e l irrigazione La scala di uso va da 1 ma 100 ha Il modello stato applicato sia in terreni torbosi sia in suoli minerali si aper metalli pesanti sia per composti radioattivi Esso usato per la scelta della migliore strategia di intervento erbicida o cme strumento per classificare i pesticidi GLEAMS pu essere usato anche in p
156. ne della profondit della temperatura e del contenuto di acqua nel suolo L adsorbimento calcolato usando un coefficiente lineare come funzione della profondit e per lo strato superficiale del terreno con un incremento nel tempo dopo l applicazione Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Coefficienti di degradazione e di adsorbimento percolazione nei macropori e negli altri pori del suolo Numero di variabili cinetiche 6 Variabili di stato Contenuto di acqua nel suolo e concentrazione dei pesticidi nel suolo e nell acqua Numero di variabili di stato 3 Dati di input Clima dati giornalieri di pioggia evaporazione temperatura dell aria massima e minima Suolo deficit iniziale di acqua field capacity densit apparente fattori empirici per i macropori Pesticidi dose di applicazione tempo di semivita coefficiente di adsorbimento Numero dati diinput 22 Dati di output Contenuto di acqua nel suolo acqua drenata concentrazione del pesticida nel suolo e nell acqua Numero dati dioutput 17 Scala spaziale PLM un modello puntuale a scala di campo Scala temporale La simulazione avviene a scala giornaliera e il modello pu simulare alcuni anni anche se due sono raccomandati Caratteristiche tecniche Hardware 386DX Linguaggio di programmazione C Microsoft Altre richieste di software Sistema operativo DOS Contatti P Nicholls IACR Rothamsted Harpenden Herts ALS 2JQ UK 119 RUSLE Nome e ve
157. ne velocit di adsorbimento per pesticidi e nutrienti Numero di variabili cinetiche dipende dai sottomodelli scelti Variabili di stato contenuto di acqua e potenziale del suolo contenuto di sostanze chimiche temperatura del suolo e biomassa Numero di variabili di stato dipende dai sottomodelli scelti Dati di input parametri del suolo densit apparente curva di ritenzione e di conduttivit condizioni iniziali delle variabili di stato dati climatici giornalieri in funzione dei modelli scelti variabili cinetiche come sopra Numero dati diinput dipende dai sottomodelli scelti e dal numero di orrizzonti del suolo Dati di output Tutte le variabili di stato informazioni sui flussi e i bilanci di massa Numero dati dioutput dipende dai sottomodelli scelti Scala temporale lt 1 giorno da minuti a decadi Scala spaziale modello puntuale Caratteristiche tecniche Hardware PC con DOS o Windows Linguaggio di programmazione Borland Pascal Altre richieste di software no Contatti Prof Dr Bernd Diekkriiger Geographical Institute University of Bonn Meckenheimer Allee 166 53115 Bonn Germany 122 SOILN 8 0 Ultima revisione December 1994 Tipo di programma Simulation model module Soggetto Crop science soil science and environmental science Livello di aggregazione Cropping system animal husbandry system Descrizione SOILN simulates carbon and nitrogen flows both in soil and plant of agricultural land The soil minera
158. ng 711 July Veldhoven Wageningen The Netherla nds 342 343 Donatelli M St ckle C O 2000 Simulation based rules to schedule nitrogen fertilization of field crops 3 Int Crop Science Conf 17 22 August Hamburg Germany 187 Donatelli M St ckle C O Ceotto E Rinaldi M 1997 Evaluation of CropSyst for cropping systems at two locations of northern and southern Italy Eur J Agron 6 35 45 Ferrer Alegre F 1995 A model for assessing crop response and water management in saline conditions MSc Thesis Washington State University Pullman Washington USA Ferrer Alegre F Villar J M Carrasco I St ckle C O 1999a Developing management decision tools from yield experiments with the aid of a simulation model an example with N fertilization in corn 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June Lleida Spain 175 176 Ferrer Alegre F Villar J M Castellv F Ballesta A St ckle C O 1999b Contribution of simulation techniques to the evaluation of alternative cropping systems in Andorra 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June Lleida Spain 177 178 13 Fila G Bellocchi G Donatelli M Acutis M 2001 IRENE a software to test model performance oo Tnt Symp Modelling Cropping Systems 16 18 July Florence Italy 215 216 Fontana F Donatelli M 1999 WeatherFile a program to convert weather files format 1 Int Symp Modelling Cropping Systems 21 23 June 1999
159. niti che utilizzava lavoro prettamente animale e manuale si passati a nuovi sistemi di produzione favoriti da una continua e forte innovazione tecnologica e da strategie di mercato volte a massimizzare i profitti e a minimizzare i costi che hanno determinato una notevole intensificazione dei processi di coltivazione e di allevamento Il forte sovvenzionamento dei prezzi in relazione all applicazione della politica agricola comune PAC ha favorito un uso crescente di fertilizzanti pesticidi e carburanti una notevole specializzazione monocoltura delle attivit di produzione e l abbandono di aree marginali e poco fertili Questi cambiamenti da un lato hanno ridotto il rischio delle attivit imprenditoriali in agricoltura garantendo le posizioni reddituali ma dall altro hanno determinato una serie di costi sociali ed ambientali derivanti dai crescenti carichi inquinanti sui media naturali e dall intervento su alcuni ecosistemi L attivit agricola ha infatti spesso determinato una profonda modificazione del paesaggio naturale ed un depauperamento della biodiversit resa particolarmente vulnerabile dalla minaccia di una progressiva intensificazione dei processi produttivi Le sfide rappresentate dal processo di intensificazione sono all origine di una riflessione sul rapporto tra agricoltura e ambiente sulla cui base deve realizzarsi un nuovo modello di agricoltura L auspicata relazione tra agricoltura e ambiente pu essere sintetizzata
160. nno solare Problemi di rilevazione statistica e specifici episodi congiunturali sanitari e climatici riscontrabili in un determinato anno possono infatti compromettere la corretta specificazione dei valori attesi e con essi la capacit del modello di calibrare simultaneamente i livelli di attivazione produttiva e le voci di bilancio quali ad esempio il consumo zootecnico di alimenti Va infine osservato che l approccio metodologico definito dalla PMP consente una calibrazione esatta del modello nel senso gi precisato in riferimento ai fenomeni osservati nel periodo base ma che tale calibrazione pu essere raggiunta mediante la specificazione di un infinito numero di parametri tra loro differenti che comportano una corrispondente diversificazione dell allocazione delle risorse in sede di analisi previsionale Ancora l approccio standard espresso dalla PMP specifica i parametri quadratici della funzione di costo solo per le attivit preferite escludendo di fatto i fenomeni di dipendenza tra le stesse ad es effetti rotazionali A ci va aggiunto che sui valori duali di tali attivit A sono fatte gravare le possibili incorrette specificazioni dei costi mentre i costi marginali delle attivita produttive dipendono anche dai prezzi ombra delle risorse limitate a loro volta determinati dalle attivit marginali R E Howitt 1995 Tali problematiche sono state affrontate e in parte risolte sviluppando una pi comple
161. non saturo predisposizione di due campi sperimentali in Emilia Romagna e primi risultati del monitoraggio Atti del 3 Convegno Nazionale sulla Protezione e Gestione delle Acque Sotterranee per il III Millennio Parma 13 14 15 ottobre 1999 Quaderni di Geologia Applicata Pitagora Editrice Bologna 2 185 2 196 102 GOOVAERTS P 1999 Geostatistics in soil science state of the art and perspectives Geoderma 89 1 46 HARGREAVES G H E SAMANI Z A 1982 Estimating potential evapotraspiration Tech Note J Irrig Drain Eng JANSENN P H M AND HEUBERGER P C S 1995 Calibration of process oriented models Ecological Modelling 83 55 66 JARVIS N J 1994 The MACRO model version 3 1 Technical description and sample simulations Reports and dissertations n 19 Swedish University of Agricultural Sciences Dept of Soil Sciences Uppsala pp 51 JARVIS N J HOLLIS J M NICHOLLS P H MAYR T AND WANS S P 1997 MACRO DB a decision tool for assensing pesticide fate and mobility in soils Environ Model And Sofware 12 251 265 LARSSON M H AND JARVIS N J 1999 A dual porosity model to quantify macropore flow effect on nitrate leaching J Environ Qual 28 1298 1307 MARCHETTI R PONZONI G SPALLACCI P CEOTTO E UNGARO F CALZOLARI C 2000a Simulating water flow in areas at environmental risk with the MACRO model Model evaluation with data from lysimetric studies Proc Intern Congr Soil Vulnerability a
162. nsione dell analisi economica al settore di trasformazione industriale come evidenziano i risultati illustrati nel precedente paragrafo il modello ELBA caratterizzato da specifiche potenzialit di implementazione in grado di incrementarne sensibilmente il contributo conoscitivo della qualit ambientale dei suoli agricoli italiani L implementazione della banca dati di uso del suolo consentir la suddivisione dell intero territorio nazionale in unit areali di 1 km a cui far seguito la spazializzazione dell intero data base variabili economiche ed ambientali in ambiente GIS L utilizzazione dell unit areale oltre ad offrire la base a modelli in grado di simulare lo sviluppo di crescita colturale e di quantificare il ruscellamento e la percolazione dei nutrienti nel terreno consentir la valutazione a diversi livelli di aggregazione territoriale aree vulnerabili siti di interesse naturalistico bacini idrografici areali pedoclimatici Nella fase attuale l attenzione rivolta alla scelta di uno o pi modelli bio fisici CropSyst SWAT NLEAP con cui integrare la componente economica ed ambientale del modello un ulteriore studio rivolto alla integrazione di modelli biofisici semplificati con cui considerando le principali variabili pedoclimatiche del territorio e fenologiche delle colture ed anche integrando variabili ETR AW RunOff percolazione definite da altri modelli estesi a tutto il territorio nazionale DB
163. ntal Sciences Amsterdam 12 14 July 2000 663 670 UNGARO F AND CALZOLARI C 2000 Soil water content estimation performance of available pedotransfer functions for predicting the water retention properties in areas at high environmental risk of the Pianura Padano veneta Northern Italy In Atti del 7 Convegno Internazionale ICCTA Computer Technology in Agricultural Management and Risk Prevention Firenze 15 18 novembre 1998 147 103 104 Il CENSIMENTO DEI PRINCIPALI MODELLI UTILIZZATI PER IL SUOLO Renzo Barberis Gianluca Alessio Gabriele Fabietti Federico Regis Carlo Roagna Arpa Piemonte Centro Tematico Nazionale Suolo e Siti Contaminati INTRODUZIONE La possibilit di potere rappresentare la realt utilizzando modelli matematici gioca oggi un ruolo notevole nel processo conoscitivo e nella protezio ne della salute umana e dell ambiente In prima approssimazione i modelli si possono definire come la descrizione matematica tradotta in linguaggio informatico di una rappresentazione concettuale pi o meno semplificata di una parte del mondo reale Questa rappresentazione esplicita i rapporti di dipendenza che esistono tra i diversi processi contenuti in questa porzione di realt Tali rapporti vengono tradotti in simboli matematici ed inseriti in algoritmi che imitano seppure in maniera semplicistica quanto avviene nella realt Una volta verificato implementando le procedure idonee che il modello in grado di simul
164. ntazione di fenomeni complessi che mettono in relazione attivit umane e problemi correlati all ambiente es modelli per la previsione dell inquinamento delle falde acquifere I modelli che prendono in considerazione direttamente la matrice suolo richiedono spesso input di complessa acquisizione e per questo non rilevati comunemente o non presenti nei database la ricerca nel campo delle applicazioni delle informazioni pedologiche si cos sempre pi indirizzata verso la definizione di funzioni che mettono in relazione questi parametri complessi a propriet del suolo facilmente misurabili le cosiddette pedofunzioni di trasferimento Attraverso opportune pedofunzioni i dati podologici di base vengono trasformati in input dei modelli Bouma 1989 ha coniato il termine pedotransfert function per definire gli approcci per la stima di propriet e parametri del suolo a partire da dati di pi rapida ed economica acquisizione Quello delle pedofunzioni di trasferimento oggi un campo di ricerca attivo che ha fornito risultati nel complesso soddisfacenti anche se la maggior parte degli studi ha carattere empirico e significato locale La continua evoluzione della modellistica propone ogni anno nuovi modelli sia per scopi di ricerca che normativi ad esempio per effetto della Direttiva CEE 91 414 che impone a tutti i Paesi Membri di provvedere a legiferare in materia di Registrazione dei Fitofarmaci le proposte di registrazione di nuovi prodot
165. nti Innanzitutto necessario individuare le componenti del sistema ed il complesso di interrelazioni e di interdipende nze funzionali che ne descrivono i relativi fenomeni La realt oggetto di studio deve essere poi riprodotta in termini qualitativi quantitativi e temporali considerando che in un qualsiasi ambito nel quale opera un determinato sistema vi sono elementi direttamente rilevabili ed altri di tipo indotto Da ci deriva che la capacit di sviluppare un modello fortemente influenzata dalla possibilit di misurare le cause note risulta allora evidente che tanto maggiore la complessit del modello quanto numerose possono essere le cause incognite in grado di condizionarlo Tali problematiche schematicamente enunciate assumono una particolare valenza nello sviluppo di modelli economico ambientali rivolti all analisi aggregata dei comparti di produzione primaria e dei suoli su cui tali attivit insistono In questi settori come noto la molteplicit delle relazioni intrasettoriali la difficolt di reperimento di informazioni statistiche congruenti ed in grado di rappresentare il sistema ad un adeguato livello di dettaglio nonch la molteplicit dei livelli di aggregazione territoriale di interesse d analisi rendono particolarmente impegnative ma di simmetrica rilevanza la strutturazione e l implementazione dei modelli 47 Ci pone in evidenza come lo sviluppo di un modello economico ambientale non sol
166. o ordine e dipende da umidit temperatura e profondit del suolo possibile seguire la formazione ed il destino di oltre 20 metaboliti La traslocazione radicale passiva Il pesticida pu essere applicato al suolo incorporato o iniettato nel suolo Si possono considerare gli effetti delle operazioni di aratura Il modlelo usato nelle procedure di registrazione olandesi come strumento di screening In GeoPESTRAS PESTRAS stato accoppiato a un sistema GIS Questo sistema usato per calcolare la quantit totale di residui di pesticida che arriva in falda in Olanda Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche flusso del pesticida nell acqua traslocazione trasfromazione e formazione del pesticida o dei suoi metaboliti Numero di variabili cinetiche 4 Variabili di stato Concentrazione del pesticida nel suolo Numero di variabili di stato 1 Dati di input profilo nel suolo della sostanza organica e della densit apparente dispersivit dati sulla trasfromazione e sull adsorbimento del pesticida parametri sulla traslocazione Numero dati diinput Circa 20 Dati di output Vedi Variabili di stato pi valori cumulativi delle variabili cinetiche concantrazione dei pesticidi nell acqua di falda velocit di volatilizzazione concentrazione mdeia pesata nello strato arabile Numero dati dioutput Circa 50 Scala temporale 1 giorno Scala spaziale da 1 m2 a 1 ha Pubblicazioni A Tiktak F A Swartjes R Sanders P H M
167. o debba essere sottoposto ad un continuo processo di verifica e di affinamento ma anche come esso non si sostituisca ma anzi necessiti di un attivit di monitoraggio e rilevazione in grado sia di aggiornare la base dati sia di fornire informazioni indispensabili alla validazione e taratura del modello La misurazione della qualit ambientale dei suoli rappresenta in tal senso un caso emblematico E opportuno inoltre sottolineare come il modello economico si configuri sempre a prescindere dalla natura e dalle caratteristiche della struttura considerata come un astrazione imperfetta dell esperienza empirica Va da s pertanto che il modello pur dovendo garantire un architettura congruente rispetto ai principi teorici ed alla realt osservata costituisce uno strumento i cui risultati assumono un prevalente carattere informativo e non normativo e necessitano di essere impiegati con il supporto del ricercatore anche nella funzione di analisi e di orientamento delle scelte politiche e sempre ricondotti alle caratteristiche della modellistica generatrice ed ai suoi presupposti intrinseci Va d altra parte sottolineato come solo un modello opportunamente sviluppato pu fornire al decisore una risposta alla necessit di analizzare per opportune dimensioni temporali ex post ed ex ante e spaziali arre amministrative e naturali l impatto determinato da provvedimenti legislativi e da scelte imprenditoriali La modellistica
168. o ed attribuiscono a ciascuna di esse un punteggio in relazione ai rispettivi livelli di attivit I punteggi relativi alle varie propriet sono poi associati mediante un algoritmo che fornisce come risultato un indice numerico complessivo Nonostante l ampio margine d arbitrariet insito in questo tipo d approccio tuttavia questi sistemi rappresentano uno strumento di pratica utilit che in alcuni casi si pu rivelare insostituibile Gli indicatori di rischio per i prodotti fitosanitari tipicamente da utilizzare a livello aziendale combinano le informazioni su pericolo ed esposizione di questi con la quantit applicata e le condizioni di impiego per consentire scelte appropriate favorire l intervento dei servizi d assistenza per la difesa integrata e valutare quindi la sostenibilit dell uso di ciascun prodotto EPRIP utilizzato in SuSAP si basa sul rapporto ETR Exposure Toxicity Ratio della concentrazione ambientale prevista PEC Predicted Environmental Concentration stimata su aree omogenee dell azienda agricola con i parametri di tossicit a breve termine 57 EPRIP viene calcolato usando una procedura a stadi successivi Il primo stadio prevede la stima della PEC per ciascun comparto ambientale come indicato in tabella 3 Tabella 3 Calcolo delle PEC per i diversi comparti ambientali per EPRIP PEC Modalit di calcolo PECWw Concentrazione stimata dai modelli di percolazione PELMO o PESTLA PEC
169. o idrico percolazione alla base del profilo e deflusso superficiale cui sono stati successivamente associati gli output del modello di simulazione dell azoto In questo caso per uniformare le condizioni al contorno sono state considerate le simulazioni relative ad una monosuccessione di mais con una quantit di concimazioni azotate minerali pari a 420 unit per ettaro anno Il raggruppamento stato effettuato tramite una particolare cluster analysys nota come K means grouping definendo quattro gruppi di capacit protettiva molto alta VH moderatamente alta MH moderatamente bassa ML e molto bassa VL Successivamente i cluster individuati sono stati sottoposti a test non parametrici Tukey Kramer HSD di significativit per verificare quanto distinti tra loro fossero i cluster sia in termini di flussi che di azoto a questi associato L analisi dei deflussi superficiali e delle perdite di nitrati ad essi connesse stata effettuata solo per i casi nei quali si manifestava il fenomeno 32 simulazioni Sulla base dei risultati dell analisi vengono proposti i limiti di classe riportati nella tabella 9 Tali limiti sono espressi sia in termini di valori medi annui che in termini degli stessi relativizzati agli input di precipitazioni ed irrigazioni e di unit di concime minerale somministrato Tabella 9 Limiti proposti per la capacit protettiva acque superficiali VL gt 31 gt 39 gt 500 gt 17 ML 21 30 21 39 300 500 11 17
170. o periodo traduce quindi l effetto dei diversi regimi climatici con accumulo di azoto nel periodo siccitoso gnnaio 1997 agosto 1999 1370 mm negli orizzonti superficiali e loro dilavamento in quello piovoso settembre 199 agosto 2000 840 mm Il trasporto di azoto nitrico al di sotto dei 600 cm di profondit appare nelle condizioni osservate assai limitato I risultati ottenuti accreditano la validit del modello costruito tuttavia un miglioramento dello stesso peraltro gi soddisfacente potrebbe essere ottenuto grazie all approfondimento di alcuni parametri di difficile taratura relativi in particolare alla dinamica della frazione organica e della biomassa ed alla denitrificazione potenziale 3 2 Validazione a scala di campo e simulazioni per suoli Capisaldo Nella tabella 7 sono riportati gli indici di errore Jansenn 1995 relativi a ciascuna simulazione Si pu notare come anche se le prestazioni del modello sono in ogni caso soddisfacenti esse migliorino generalmente nel caso di uso dei valori misurati dei parametri fisico idrologici del suolo Una volta calibrato validato e controllato il modello questo stato utilizzato per simulare il bilancio idrico in una serie di suoli capisaldo della pianura padano veneta al fine di definire il ruolo di diverse tipologie di suoli e delle loro propriet fisico idrologiche nell influenzare il bilancio idrologico e quindi il rischio potenziale di lisciviazione di inquinanti da essi d
171. o stati definiti due scenari caratterizzati da sola concimazione minerale in due dosi pari rispettivamente a 21 e 42 gm per anno e di 11 5 gm media annuo nel caso della rotazione soia bietola frumento Gli anni oggetto di simulazione sono stati in tutti i casi quelli del triennio 1994 1996 per i quali erano disponibili serie temporali complete di variabili meteorologiche per tutte le stazioni considerate Un subset di 55 simulazioni relative ai casi di monosuccessione di mais con una unica quantita totale di 42 gm 2 di azoto per anno nelle diverse situazioni climatiche stato infine utilizzato per definire le classi di capacit protettiva dei suoli nei confronti delle acque superficiali e profonde Tabella 6 Simulazioni di bilancio azotato effettuate per i suoli capisaldo della pianura padano veneta Profili Dose media annua Regione Coltura Meteo Azoto gm 10 21 42 Piemonte Mais Fossano Lanzo 6 21 42 Friuli V G Mais Talmassons Vivaro 12 21 42 Emilia R Mais S Pietro C Gariga 11 5 Bietola soia frumento La definizione delle classi di capacit protettiva si basata sull analisi e sul raggruppamento dei casi in funzione degli output del modello di simulazione di bilancio idrico percolazione alla base del profilo e deflusso superficiale cui sono stati successivamente associati gli output del modello di simulazione dell azoto Per definire gruppi di osservazioni significativamente diversi tra loro stata come prima
172. obre 1998 Scopo Ricerca didattica gestione aziendale Nuova versione in preparazione si Soggetto destino dei pesticidi scienze ambientali agricoltura studio dell uso del suolo Descrizione PELMO stato sviluppato per stimare la percolazione potenziale di pesticidi attraverso distinti orrizonti di suolo con un modello del tipo capacitativo Il modello descrive o stima la temperatura del suolo la degradazione la volatilizzazione e l adsorbimento dei pesticidi l evapotraspirazione con la formula di Haude Il modello uno sviluppo della versione del 1984 di PRZM tarato principalmente su scenari della Germania Come PRZM PELMO ha 2 componenti principali idrologia e transporto dei soluti Nella componente idrologica la parte che riguarda il runoff e l erosione uguale a quella di PRZM basandosi sull equazione dell USDA Soil Conservation Curve Number technique e la Modified Universal Soil Loss Equation same as PRZM mentre il calcolo dell evapotraspirazione fatto con la formula di Haude Haude 1952 o mediante valori di potenziale evapotraspirazione Inoltre PELMO calcola la temperatura del suolo in funzione della profondit usando valori giornalieri di temperatura dell aria Dati d input richiesti sono parametri riguardanti il pesticida come il tempo di semivita nel suolo e i relativi fattori di correzione per temperatura ed umidit del suolo il coefficiente di adsorbimento espresso o come Koc o come Kd o Kf Nel caso de
173. ogici della Pianura Padano Veneta e per mettere a punto un nuovo gruppo di pedofunzioni di trasferimento calibrate per l ambiente Padano Tabella 5 Simulazioni di bilancio idrico effettuate per i suoli capisaldo della pianura padan veneta Regione Suoli Colture Stazione Meteo P media mm anno Simulazioni capisaldo Emilia 14 Mais Gariga PC 778 79 Roma gna Medica frumento S Pietro Capof BO 559 Bietola soia ffrumento Piemonte 13 Mais Lanzo TO 1390 52 Loiessa frumento Fossano CN 859 Lombardia 14 Mais Milano 2 MI 1072 56 Loiessa frumento Ostiglia MN 615 Veneto 3 Mais Castelfranco V TV 863 6 Loiessa frumento Friuli V G 7 Mais Talmassons UD 1218 28 Bietola soia ffrumento Vivaro PN 1463 Su 28 diverse tipologie di suoli selezionati tra quelli rilevati 12 in Emilia Romagna 10 in Piemonte e 6 in Friuli Venezia Giulia sono state quindi effettuate le simulazioni del bilancio azotato con SOILN Per ciascun profilo sono state utilizzate due diverse stazioni meteorologiche al fine di rappresentare gli estremi dei regimi pluviometrici delle tre regioni tabella 6 L ordinamento colturale selezionato quello della monosuccessione di mais comune nelle tre regioni anche se con calendari colturali ed irrigui leggermente differenziati di cui stato tenuto conto in fase di parametrizzazione della simulazione e nel caso della regione Emilia Romagna una rotazione di soia bietola e frumento In termini di apporti azotati son
174. ole per le organizzazioni di mercato che riducono il supporto ai prezzi L analisi stata effettuata sulla base di uno scenario di riferimento definito dalla media triennale 1993 1995 anno base ed estesa alla totalit delle 103 province italiane Nello scenario che viene di seguito presentato si mettono in evidenza le ripercussioni sull intero settore e sui singoli comparti determinate dall applicazione delle OCM seminativi carne bovina e latte all anno 2003 anno in cui le variazioni di prezzo e intervento saranno definitive non si considera la riduzione del prezzo di intervento del latte ed il premio speciale per le vacche da latte previsti a partire dal 2005 ed inoltre non si tiene conto delle misure agroambientali e delle politiche di sviluppo rurale In particolare vengono presentati gli effetti degli interventi PAC nel comparto cereali colture proteiche e semi oleosi latte carne bovina e suina 7 superficie investita e numero di capi allevati produzione prevista margine lordo Viene inoltre effettuata l analisi dell integrazione della politica ambientale della PAC tramite la definizione di alcuni indicatori di pressione sul territorio input e surplus di azoto _ emissioni di ammoniaca emissioni di metano 3 1 Lo scenario AGENDA 2000 In relazione al regolamento orizzontale ed alla sua applicazione sul territorio nazionale non sono stati considerati i vincoli relativi alla modulazione degli aiuti e
175. ologici Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Dipende dalla simulazione al massimo 30 Numero di variabili cinetiche Dipende dalla simulazione al massimo 30 Variabili di stato Umidit del suolo potenziale idrico concentrazione dei soluti temperatura del suolo sostanza secca della coltura sostanza organica della coltura contenuto di azoto nella coltura etc Numero di variabili di stato Dipende dalle scelte Dati di input Dati climatici pioggia evapotraspirazione temperatura dell aria umidit relativa radiazione solare dati sul suolo ritenzione conduttivit dispersivit tessitura uso del terreno fertilizzanti etc Numero dati diinput Dipende dalle scelte Numero dati dioutput Dipende dalle scelte Scala temporale lt giorno Scala spaziale Campo Pubblicazioni Vanclooster M P Viaene J Diels amp J Feyen 1995 A deterministic validation procedure applied to the integrated soil crop model WAVE Ecological Modelling In Press Vanclooster M 1995 Nitrogen transport in soil theoretical experimental and numerical analysis Ph D Thesis Faculteit Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen 220 pp Dust M 1995 Comparison of the results from a two year lysimeter experiment on degrdation and transport of clopylarlid in soil with results of calculations using WAVE and PELMO models Inaugural dissertation zur Erlangung des Grades Koktor in Agrarwissenschaften der Hohen Landwirtschaftl
176. pitazioni Conducibilit idrica Max profondit e piogge e irrigazioni mm d satura micro e distribuzione radici Geometria sistema di Evapotraspiraz macropori Fattore adattabilit radicale drenaggio potenziale mm d Densit apparente Capacit intercettazione Escursione termica Porosit totale piogge e irrigazioni Temperatura media Condizioni iniziali T e Valori critici stress idrico annua umidit del suolo Latitudine SOILN Bilancio idrico e Condizioni iniziali pool Sviluppo radici Calendario Parametri termico MACRO azotati e di C org nel Prelievo colt urale colturale trasformazione composti terreno Lavorazioni N immobilizzazione e Concimazioni mineralizzazione organiche e o denitrificazione minerali dosi e date di applicazione Deposizione atmosferica secca e umida Concentrazione infalda Risposte fattori abiotici T e umidit Il modello di simulazione del bilancio azotato SOILN utilizza come variabili guida gli output di MACRO in termini di bilancio idrico e termico del suolo Anche in SOILN il suolo viene suddiviso in strati e in ogni strato l azoto minerale rappresentato da due pool uno per l azoto ammoniacale ed uno per l azoto nitrico il primo considerato immobile o suddiviso in due frazioni mobile ed immobile definite dall utente il secondo mobile Il pool ammoniacale arricchito da azoto fornito attraverso applicazioni di letame mineralizzazione della sostanza organica e deposizion
177. posizione stato tuttavia rilevato un incremento di N totale nel terreno alla fine del periodo di prova maggiore nelle parcelle trattate con gli apporti maggiori di liquame incremento non simulato dal modello Si quindi cercato di riprodurre questo accumulo misurato di N organico anche col modello modificando i due parametri che nel modello regolano la trasformazione dell N organico di origine animale La modifica introdotta ha dato luogo a spostamento degli equilibri di processo in favore dell immobilizzazione e dell umificazione dell N ha consentito un notevole miglioramento dell efficienza di simulazione Per le simulazioni relative ai tre siti di Piacenza le prestazioni di MACRO sono state valutate rispetto alla simulazione del contenuto idrico nel profilo e del livello di falda quando disponibile Con riferimento agli strati in cui stata misurata l umidit cio fino a 1 2 m di profondit il modello ha tendenzialmente sottostimato il contenuto idrico in profondit I risultati migliori si sono avuti per il suolo argilloso I Fienili dove stata simulata la risalita della falda Ipotizzando una non corretta ripartizione dell umidit lungo il profilo il controllo stato effettuato fra il contenuto idrico medio simulato e misurato dell intero profilo In questo caso 1 risultati sono stati assai migliori soprattutto nei suoli Del Fiducia e Sant Omobono caratterizzati da condizioni di insaturazione durante l esperim
178. ra dei dati meteorologici del giorno l analisi di eventuali eventi colturali il calcolo vero e proprio di cui sono elencati alcuni dettagli e la scrittura dei risultati sui database opportuni lettura data attuale e Vasi dei dati meteorologici Nw i controllo della tabella scrittura dei STORY e se necessario risultati lettura del codice evento _2 Stima delle variabili colturali se la coltura presente calcolo del bilancio idrico Eventuale irrigazione gestita dall utente o automatica Risalita capillare in caso di falda Calcolo dell eventuale surplus idrico Determinazione dell invaso superficiale Infiltrazione ridistribuzione nel profilo ruscellamento superficiale o ipodermico Evaporazione potenziale e reale Traspirazione potenziale e reale Calcolo del bilancio totale Figura 3 Gestione dei livelli informativi geografici in CRITERIA INFORM A ZIONE I D LIVELLI CRITERIA 70 IL MODELLO La descrizione del modello CRITERIA limitata in questa sede ad evidenziare i soli aspetti interessanti ai fini della valutazione del potenziale contributo del modello ad un programma di prevenzione dei danni ambientali derivanti dall agricoltura visti come potenziale fonte di inquinamento diffuso In particolare ci soffermiamo sui flussi di scorrimento superficiale e ipodermico nonch di drenaggio profondo in falda Scorrimento superficiale Per calcolare le altezze di scorrimento super
179. rca 1 MACRO gestione aziendale 1 MACRODB e didattica 2 ambedue Nuova versione in preparazione La versione 5 0 di MACRO e quella 1 1 di MACRODB saranno pronte entro la fine del 1999 Soggetto Scienza del suolo scienze ambientali comportamento e destino dei pesticidi Scala da colonna di suolo sino a campo Descrizione MACRO un modello di simulazione mentre MACRO DB comprende anche database e routine per la stima dei parametri di input MACRO predice il flusso di acqua e il movimento di soluti attraveros la zona radicale sino a 2 3 metri di suoli strutturati tenedo conto dell effetto di flussi preferenziali sul trasporto di soluti degradabili ed adsorbili cosi come ipesticidi MACRO un modello deterministico a doppia porosit che modella soluti come anioni non reattivi trizio e pesticidi MACRO simula il movimento dell acqua in un sistema insaturo saturo tenendo conto anche del movimento laterale nel sistema di drenaggio Il bilancio dell acqua quindi modellato in modo completo Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Velocit di degradazione velocit di trasporto di acqua e soluti Numero di variabili cinetiche dipende dalle opzioni scelte Variabili di stato Contenuto di acqua nel suolo e di sostanze chimiche e loro distribuzione Dati di input Parametri del suolo densit apparente curva di ritenzione conducibilit idraulica dati climatici giornalieri massima e minima temperatura dell aria piog
180. ree agricole coltivate a riso impiega il modello PESTLA 3 4 collegato con il modello SWAP 2 07d per la simulazione del bilancio idrologico e del flusso di calore nel suolo descritti rispettivamente tramite la legge di Darcy e di Fourier al fine di raggiungere condizioni di sommersione durante il periodo primaverile estivo sono state imposte frequenti irrigazioni I dati In SuSAP sono inserite carte dei suoli a scala 1 250 000 e 1 50 000 e 1 relativi inventari pedologici che contengono i dati di base quali geometria del profilo tessitura sostanza organica dati indispensabili per le simulazioni modellistiche ai diversi livelli di indagine L inventario pedologico a scala 1 250 000 copre l intero territorio di pianura e prima collina anfiteatri morenici della Lombardia quello a scala 1 50 000 le aree campione della Lomellina della Pianura Bergamasca e dell Oltrepo Mantovano I modelli PELMO e PESTLA sono stati calibrati utilizzando una rete di profili pedologici definiti nelle loro propriet fisiche ed idrologiche e rappresentativi della variabilit pedoclimatica della pianura lombarda Il bilancio idrico e il flusso dell acqua attraverso il suolo vengono infatti simulati da tali modelli utilizzando parametri fisico idrologici densit apparente contenuto idrico alla capacit di campo e al punto di appassimento ecc determinati tramite funzioni matematiche usualmente denominate PTF pedofunzioni di trasferimento Quanto pi le
181. reviste per la coltura del pero Malattia formulato fase iniziale fase finale n_tratt dose max Cancri rameali Nectria galligena IDRORAME inizio caduta foglie inizio caduta foglie 1 0 60 Cancri rameali Nectria galligena CUPROCAFFARO rottura gemme rottura gemme 1 0 40 Cancri rameali Nectria galligena POLTIGLIA BORDOLESE rottura gemme rottura gemme 1 1 20 Coccinoglia di S Jos Quadrispidiotus APPLAUD perniciosus rottura gemme rottura gemme 1 0 10 Coccinoglia di S Jos Quadrispidiotus anes i perniciosus RELDAN 22 inizio caduta petali frutto noce 2 0 2 Eriofide vescicoloso Pytoptus pyri NEORON Rottura gemme Rottura gemme 1 0 2 Il diserbo invece considera per ogni coltura le infestanti che hanno il ciclo di sviluppo contemporaneo alla coltura presa in esame Sono presi in considerazione diversi principi attivi diverse miscele e diverse epoche di diserbo a seconda dei vari stadi fenologici della coltura esaminata in modo da rappresentare le diverse strategie di diserbo che l imprenditore agricolo pu scegliere Inoltre per ogni strategia di diserbo riportato un costo indicativo Per ogni formulato o miscela di formulati viene considerato il grado di efficacia nei confronti dell infestante espresso in percentuale stato attribuito un valore di 95 nel caso di efficacia quasi completa e di 10 nel caso di efficacia molto bassa tabella 2 Le informazioni su patogeni e infestanti sono completate da immagini che ne facilitano il r
182. rienti ed emissioni gassose GHG di interesse ambientale per ogni comparto ed unit territoriale di riferimento G Palladino et Al 1998 Per quanto concerne le emissioni di elementi di natura organica di origine animale il modello deriva per ogni categoria zootecnica e provincia anche in sede previsionale il quantitativo di principi nutritivi ingeriti in funzione di una vasta serie di fattori peso vivo crescita giornaliera rese lunghezza del periodo di produzione stadio fisiologico In maniera altrettanto flessibile uno specifico sistema di equazioni derivate dalla letteratura in grado di stimare i livelli di assimilazione dei nutrienti nel corpo animale ed il loro contenuto nei prodotti zootecnici latte lana giovani animali La quantificazione dei nutrienti consumati e trattenuti consente la definizione di un vero e proprio bilancio per ogni categoria animale e la stima delle emissioni di nutrienti organici Va osservato come il carattere di originalit dell approccio possa essere delineato sulla base di tre ordini di considerazioni 7 il sotto modulo ambiente ed il relativo bilancio dei nutrienti per categoria animale non sono basati su coefficienti di input ed output fissi ma sono in grado di modulare i propri risultati in funzione di variabili di derivazione endogena ed esogena a data la capacit del sotto modulo di descrivere il percorso dei nutrienti dal loro consumo alimentare alle emissioni anim
183. rizzonti n 2 e3 Strato 1 Orizzonte 1 Strato 2 Strato 3 Orizzonte 2 Profondit Strato 4 Orizzonte 3 Strato 5 Drenaggio profondo Questo flusso determinato dalla cessione di acqua da parte dello spessore esplorato dalle radici da 0 5 fino a 3 m secondo i casi a strati pi profondi di interesse geologico e non pi agronomico Si tratta di un importante fenomeno che contribuisce alla ricarica delle falde ma che costituisce anche un veicolo di trasporto verso gli acquiferi di sostanze disciolte tra le quali bisogna segnalare in particolare l azoto i diserbanti e altri fitofarmaci solubili Il drenaggio profondo presente quando il suolo coltivato non pi in grado di stivare acqua al proprio interno ed determinato nel modello come conseguenza dei calcoli relativi all infiltrazione e alla ridistribuzione che a loro volta sono funzione del tipo di suolo delle lavorazioni del contenuto idrico e dell intensit delle precipitazioni LE APPLICAZIONI AMBIENTALI CRITERIA nacque come strumento con un forte orientamento applicativo agroambientale in vista in particolare di un suo impiego per la simulazione degli effetti delle pratiche di spandimento liquami molto diffuse nella nostra regione Disporre di uno strumento che integri al suo interno la carta dei suoli i dati climatici le caratteristiche colturali ed un modello di bilancio idrico costituisce a nostro avviso un importante strumento di supporto al
184. rsione RUSLE Titolo Revised Universal Soil Loss Equation Tipo di programma Simulation model module Soggetto Soil science Descrizione RUSLE is an empirical model for predicting erosion in the form of annual soil loss This in turn can be used to assist in making field management decisions that affect soil loss Can be incorporated in more comprehensive models such as EPIC and AGNPS to permit more complete problem resolutions involving surface water quality Model solves the equation A RKLSCP where A is the computed annual soil loss R is the rainfall runoff erosivity factor K is a soil erodibility factor LS is a topographic factor combining slope length L and slope steepness S C is a cover management factor and P is a supporting practices factor RUSLE computes values for each of these factors based on input data describing the field climate and management conditions Keywords soil loss erosion water Global change implications RUSLE could potentially have a large impact on knowledge of soil erosion rates for various locations around the world EPIC for example has been used widely in over 20 different countries one component in EPIC is the USLE The USLE was very sensitive to the C factor used for each cell in many cases this value was estimated It is hoped that modifications to determining the C factor may improve estimates of soil erosion Caratteristiche scientifiche Dati di input Existing model data files include the
185. s the effect of hedgerows on runoff soil loss and maize yield Crop growth simulation is based onSUCROS and MAIZE but the water balance has been changed extensively The amount of excess water runs off Infiltration depends on management and is calculated with a set of algorithms that will be published shortly Loss of soil is calculated through the calculation of the sediment concentration in runoff Climatic data are read from the CABO TPE Weather System files with inclusion of rainfall intensity data Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Crop specific variables development photosynthesis maintenance growth evaporation transpiration and soil specific variables infiltration hydraulic conductivity etc Numero di variabili cinetiche 81 Variabili di stato Crop variables grain weight cob weight biomass and soil variables water content amount of water in the soil drainage runoff Numero di variabili di stato 81 Dati di input Slope latitude climatic data crop species specific data physiological and morphological and soil data infiltration texture soil organic matter content Numero dati diinput 140 climatic data Dati di output Maize yield total runoff total soil loss and any other rate or state variable desired Numero dati dioutput Optional Intervallo di tempo della simulazione day Scala spaziale m2 ha Parentage SUCROS MAIZE and MASQUE Caratteristiche tecniche Hardware IBM comp
186. sando diversi sotto modelli dell evapotraspirazione PM Penman Monteith PT Priestley Taylor e del trasporto idrico nel suolo C cascata DF differenze finite Sotto modelli evapotraspirazione trasporto idrico Coltura Statistiche PM DF PM C PT DF PI C Sorgo Numero di punti 8 8 8 8 Media osservata Oavg kg ha 7601 7601 7601 7601 Media simulata kg ha 8060 7852 8822 8679 RMSE kg ha 935 860 1531 1339 RMSE Oavg 0 123 0 113 0 201 0 176 Wilmott index of agreement 0 963 0 968 0 911 0 931 Soia Numero di punti 9 9 9 9 Media osservata Oavg kg ha 2828 2828 2828 2828 Media simulata kg ha 2738 2819 2984 3093 RMSE kg ha 356 398 395 473 RMSE Oavg 0 126 0 141 0 140 0 167 Wilmott index of agreement 0 975 0 965 0 972 0 955 Mais Numero di punti 9 9 9 9 Media osservata Oavg kg ha 8026 8026 8026 8026 Media simulata kg ha 7494 7503 8029 8064 RMSE kg ha 1858 2043 2001 2108 RMSE Onvg 0 231 0 255 0 249 0 263 Wilmott index of agreement 0 958 0 946 0 952 0 943 L abilit di CropSyst di simulare diversi sistemi colturali usando dati provenienti da esperimenti pluriennali condotti in due localit italiane Modena e Foggia stata testata da Donatelli et al 1997 Le simulazioni sono state eseguite attribuendo valori alle variabili di inizializzazione solo al principio dell avvicendamento senza re inizializzazioni successive cos da fa emergere le capacit predittive di CropSyst nel medio periodo La stima dell
187. se produrre il massimo prodotto da una data disponibilit di input La dimensione ambientale comprende la potenzialit di conservazione e valorizzazione delle risorse naturali specialmente terra e acqua mediante la riduzione degli effetti dannosi ed aumentando i benefici ambientali delle attivit agricole La dimensione sociale riguarda la salvaguardia di un equit socialmente accettabile nella distribuzione dei redditi all interno del settore agricolo e tra l agricoltura ed il resto delle economie prezzi giusti per i produttori e per i consumatori ed un equilibrio delle opportunit di lavoro tra le aree rurali e quelle urbane L integrazione della dimensione ambientale nella politica comunitaria ha trovato concreta applicazione nel Principio di integrazione contenuto nel trattato di Amsterdam secondo il quale la protezione ambientale non rappresenta una politica settoriale ma un denominatore comune ed essenziale di tutte le politiche In maniera analoga nel Consiglio europeo di Vienna del dicembre 1998 la Commissione UE ha evidenziato l importanza di assicurare che l integrazione ambientale venga presa debitamente in considerazione nelle decisioni sulle politiche agricole da adottare nel quadro dell Agenda 2000 Anche la nuova riforma della PAC persegue lo scopo di conseguire i necessari adeguamenti strutturali nelle principali organizzazioni comuni di mercato e di rafforzare la politica dello sviluppo rurale Le misure amb
188. seconda circostanza giovani animali per contro necessario quantificare il volume di proteine ritenute dal corpo in accrescimento tenendo contro anche della decrescente capacit di assimilazione e sottrarlo dai quantitativi di azoto rilasciati Mentre i nutrienti organici sono definiti endogenamente dal sotto modulo ambiente i fertilizzanti inorganici sono assunti in maniera esogena dalle statistiche regionali ISTAT Tenuto in debito conto le colture per le quali le pratiche agronomiche non prevedono l impiego di liquame e o letame i fertilizzanti organici ed inorganici sono distribuiti alle colture vegetali in funzione delle scelte operative del produttore approssimate dai quantitativi di nutrienti fissati dal codice di buona pratica agricola Un bilancio al livello della singola coltura tenuti in L output di azoto organico ridotto in misura pari al 30 per tenere in debito conto le perdite di volatilizzazione che si verificano durante la fase di stoccaggio dei reflui zootecnici considerazione i fenomeni di volatilizzazione ed i precipitati atmosferici poi effettuato per stabilire la posizione di deficit o surplus per ogni nutriente coltura ed area considerata 3 I RISULTATI DEL MODELLO UN ANALISI ECONOMICO AMBIENTALE COMPARATIVA Le implicazioni economiche ed ambientali delle decisioni adottate con Agenda 2000 sono state valutate tenendo conto dei nuovi livelli di prezzi di intervento e premi e delle nuove reg
189. stenibilit Definizione del grado di i i efficacia desiderato dal dei trattamenti mattamento Phecemiterio Individuazione INOIZYINWIS 53 I MODELLI MATEMATICI E DATI INTEGRATI NEL SISTEMA SuSAP integra le informazioni relative a suolo clima prodotti fitosanitari colture necessari per l applicazione di modelli matematici di simulazione del flusso nel suolo e di previsione del destino ambientale dei prodotti fitosanitari I modelli I modelli attualmente pi diffusi a livello europeo sono numerosi molti dei quali accuratamente testati in condizioni di campo diverse Capri e Trevisan 1998 Vanclooster et al 2000 Per citare alcuni esempi SoilFug PELMO PLM VARLEACH PERSIST LEACHM P WAVE PESTLA PESTRAS PRZM 2 SIMULAT CRACK NP MACRO DB GLEAMS In Europa nel 1993 stata istituito il FOCUS FOCUS FOrum for international Coordination of pesticide fate models and their USe che una Commissione che ha sviluppato linee guida e di consenso su vari aspetti relativi all uso e all applicazione dei modelli matematici previsionali Adriaanse et al 1997 Boesten et al 1996 Boesten et al 1997 I principali obiettivi del FOCUS sono definire un glossario dei termini connessi ed utilizzati da coloro che si occupano di modelli matematici sviluppare linee guida per l uso dei modelli nell ambito della registrazione europea sviluppare raccomandazioni per le procedure di validazione e calibrazione dei modelli
190. t sa Marinella Vito referente per ARPA Campania partecipante dott Carlo Righini referente per 1 ARPA Toscana partecipante dott Paolo Giandon referente per l ARPA Veneto partecipante dott Gianniantonio Petruzzelli referente per la IPR Istituto di Chimica del Terreno del CNR di Pisa prof Paolo Sequi referente dell Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante di Roma dott Marcello Pagliai referente dell Istituto Sperimentale per lo Studio e la Difesa del Suolo di Firenze Le attivit del CTN SSC comprendono l esame della domanda di conoscenza sul suolo derivante da atti di indirizzo convenzioni leggi e norme a livello europeo e nazionale l individuazione di indicatori e indici utili a descrivere la matrice suolo le linee guida per la costruzione di questi indicatori e indici il censimento delle sorgenti dei dati necessari per la formulazione di indicatori e indici e l acquisizione dei dati disponibili la qualificazione e l integrazione di questi dati il CTN si occupa inoltre di molte altre attivit correlate legate ad esempio agli standard di qualit ambientale o alle guide tecniche sui metodi di analisi Per facilitare l approccio ad una matrice cos complessa come il suolo pur essendo perfettamente consci dell unicit della matrice stessa sono state definite quattro diverse tematiche che vogliono rappresentare quattro aspetti particolari ampiamente correlati tra loro del suolo Qualit
191. ta specificazione della matrice Q mediante l estensione dell approccio PMP col ricorso a metodologie di massima e cross entropia T Heckelei W Britz 1999 2 3 1 Sotto modulo Evoluzione demografica zootecnica Lo sviluppo di una modellistica con finalit di analisi economica ed agro ambientale comporta l esigenza di sviluppare una modellistica specificamente rivolta alla quantificazione dei comparti di produzione animale ed ai connessi reimpieghi di risorse Tale necessit nasce oltre che da un oggettiva complessit dei fenomeni coinvolti da un grado di informazione statistica ampiamente insoddisfacente date le prefissate finalit di analisi economica ed ambientale Alle incongruenze che caratterizzano le rilevazioni sui capi allevati serie storiche e spaziali diffuse a livello europeo e di crescente significativit se riferite ad aggregazioni territoriali pi puntuali regioni amministrative e non ovviate dalla introduzione dell anagrafe bestiame si sommano infatti particolari specificazioni che si rendono a tale riguardo necessarie nello sviluppo di modelli settoriali Facendo riferimento a tali problematiche ed allo scopo di descrivere sia le caratterizzazioni regionali delle attivit zootecniche sia le relazioni esistenti nell ambito dei singoli processi produttivi e tra unit territoriali il sotto modulo di evoluzione demografica in sintesi definisce l effettivo numero di capi allevati per ogn
192. therlands USO DEL MODELLO CRITERIA PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO DI INQUINAMENTO AGRICOLO DEI CORPI IDRICI Franco Zinoni Giorgio Ducco Vittorio Marletto Margot Van Soetendael ARPA Emilia Romagna Servizio Meteorologico Regionale Bologna RIASSUNTO Nel corso degli anni 90 il gruppo agrometeorologico dell ARPA SMR ha curato lo sviluppo e la messa a punto di un sistema modellistico per la simulazione del bilancio idrico dei suoli agricoli di pianura denominato CRITERIA Controllo delle Riserve Idriche TErritoriale per la Riduzione dell Impatto Ambientale Il sistema fa uso di dati meteorologici pedologici e agricoli georeferenziati ed accessibile agli utenti per mezzo di un interfaccia geografica CRITERIA anche utilizzabile in una versione non geografica denominata CriteriaBdP Banco di Prova destinata a controlli puntuali e allo sviluppo di moduli dedicati alla simulazione di fenomeni di interesse agroambientale I prodotti delle simulazioni sono utilizzabili sia per una corretta gestione dell acqua irrigua sia per la valutazione dell impatto agricolo sulle acque superficiali e profonde Il sistema alimentato con i dati giornalieri di precipitazione e temperatura determina l evapotraspirazione e calcola i flussi giornalieri di scorrimento superficiale scorrimento ipodermico e drenaggio Questi flussi sono simulati alla scala del campo coltivato ma i risultati delle diverse combinazioni di dati climatici suolo e gestione
193. ti dovranno essere corredate da studi di carattere ambientale e da simulazioni con determinati modelli per determinati scenari Come valido punto di riferimento per un costante aggiornamento da segnalare l archivio CAMASE Agro ecosystem models Concerted Action for the development and testing of quantitative Methods for research on Agricultural Systems and the Environment http www agralin nl camase sostenuto dalla Commissione Europea RTD programme Il programma classifica tutti i modelli matematici riguardanti problemi e caratteristiche tipiche degli agroecosistemi problemi pratici dell agricoltura e problemi ambientali ad essa correlati fornendo anche indicazioni utili relative ai programmi che prendono in considerazione direttamente o indirettamente la matrice suolo 106 RISULTATI DELL OSSERVATORIO A titolo di esempio viene riportato di seguito un report di alcuni modelli inseriti nel database dell Osservatorio dei modelli Le informazioni immesse per ciascun modello censito sono state scelte per giungere ad una classificazione il pi possibile funzionale alle esigenze del CTN SSC e cercando di individuare punti di accordo con lo schema di classificazione logica DPSIR degli indicatori In particolare per ogni modello censito sono stati approfonditi aspetti quali l identificazione dei processi che vengono simulati dal modello la scale spaziale la scala temporale ed i dati di ingresso Di fondamentale importanza n
194. tiche Agricole e Forestali che comprende un finanziamento per lo sviluppo delle procedure per la stima del ruscellamento e del trasporto in area collinare e l applicazione del modello agli scenari climatici futuri al fine di valutare il rischio ambientale legato alle tecniche agronomiche di gestione del suolo 75 BIBLIOGRAFIA MARLETTO V ZINONI F FILIPPI N ANGELELLI A LARUCCIA N LEGA P TONELLI T 1993 CRITERIA an integrated geo graphical system for soil water monitoring Atti del IX Symposium Pesticide Chemistry Mobility and Degradation of Xenobiotics Piacenza 12 13 october 1993 695 706 MARLETTO V ZINONI F 1993 CRITERIA un sistema geografico integrato per la simulazione del comportamento idrologico dei suoli Atti del 1 convegno nazionale Fisica dell Ambiente Brescia 15 17 12 93 299 301 MARLETTO V ZINONI F FILIPPI N ANGELELLI A LARUCCIA N LEGA P TONELLI T 1993 CRITERIA an integrated geographical system for soil water monitoring poster summary Proc of the JRC IRSA Conf on the MARS project Belgirate 17 18 11 93 ZINONI F 1993 CRITERIA Analisi delle fasi di realizzazione del modello e di gestione delle banche dati e delle informazioni nei programmi di assistenza tecnica e nella programmazione del territorio Documento interno SMR a cura di F Zinoni Novembre 1993 MARLETTO V ZINONI F 1994 CRITERIA un modello per l idrologia e la salvaguardia ambientale Mensile AER Servizio
195. timento delle emissioni dell 8 rispetto ai livelli del 1990 entro il 2010 Il metano uno dei gas responsabili dell effetto serra ed anche se il suo peso minimo rispetto ad altri la sua riduzione rientra tra le azioni di politica ambientale della UE Il 50 delle emissioni comunitarie di metano sono dovute alle attivit agricole ed in particolare alle produzioni zootecniche principalmente ai comparti di allevamento dei ruminanti ed alla coltivazione del riso Le considerazione di carattere ambientale contenute nei nuovi regolamenti PAC dovrebbero garantire gli accordi presi in materia di riduzione delle emissioni gassose Dall analisi dei risultati risulta una scarsa integrazione di questa tematica nella PAC da tener presente per che azioni dirette di controllo delle emissioni sono di non facile definizione ed applicazione le fonti di emissione sono le normali pratiche agro zootecniche fermentazioni ruminali e pertanto l unica misura sarebbe la riduzione delle stesse Emissioni di metano t ANNO BASE AGENDA 2000 40 000 00 35 000 00 30 000 00 25 000 00 20 000 00 15 000 00 10 000 00 5 000 00 GOES Nell anno base le emissioni totali di metano risultano pari a 664 mila tonnellate con una distribuzione sul territorio nazionale che segue quella del numero di ruminanti allevati Le province maggiormente interessate ricadono nella pianura padana per la presenza delle risaie e dell allevamen
196. tional Soil Erosion Research Laboratory 1196 SOIL Building West Lafayette IN 47907 1196 UNITED STATES 127
197. tivazione delle procedure per la simulazione del bilancio dell azoto in CRITERIA Relazione conclusiva del Progetto RER MARLETTO V ZINONI F VAN SOETENDAEL M 2000 Bilancio idrico dei suoli agricoli Relazione sullo stato dell ambiente del Comune di Formigine A cura di ARPA Sezione provinciale di Modena pp 228 238 ZINONI F MARLETTO V 2001 Messa a punto del modello CRITERIA per la valutazione del trasporto di nutrienti Atti del seminario iniziative per contenere il fenomeno dell eutrofizzazione nel Mare Adriatico promosso da Direzione Generale Agricoltura Direzione Generale Ambiente ARPA Regione Emilia Romagna Bologna gioved 7 Ottobre 1999 114 120 DUCCO G 2001 CRITERIA Manuale e documentazione Bozza MARLETTO V VAN SOETENDAEL M Francesca Ventura 2001 CRITERIA Guida all uso e manuale utente versione 2000 MARLETTO V VAN SOETENDAEL M 2001 Criteria Banco di Prova Guida all uso e manuale utente 78 I MODELLI MACRO E SOILN L ESPERIENZA DEL PROGETTO SINA CARTA PEDOLOGICA IN AREE A RISCHIO AMBIENTALE Costanza Calzolari Fabrizio Ungaro CNR IGES Istituto per la Genesi e I Ecologia del Suolo Rosa Marchetti Gilda Ponzoni Pasquale Spallacci Marina Guermandi Istituto Sperimentale Agronomico Sezione ricerche agronomiche applicate all ambiente settentrionale Regione Emilia Romagna Ufficio Pedologico consulente Regione Emilia Romagna Ufficio Pedologico Letizia Fumagal
198. tivit del settore agrometeorologico di Arpa Smr CRITERIA dovrebbe diventare uno strumento di lavoro della sala operativa agrometeorologica nel corso del 2001 Questo implica il completamento e o l attuazione di alcune procedure per l accesso diretto di CRITERIA agli archivi dei dati meteorologici aggiornati in tempo reale presso il Servizio Le uscite disponibili costituite da carte relative alle necessit irrigue saranno principalmente destinate ad integrare il bollettino agrometeorologico La collaborazione gi in corso con l Istituto delle Colture Industriali di Bologna che prevede l introduzione in CRITERIA delle opportune procedure di simulazione colturale porter inoltre alla possibilit di effettuare mappe di previsione delle rese delle colture in alternativa grazie al finanziamento europeo progetto Demeter sulle previsioni stagionali la simulazione della crescita delle piante verr effettuata per mezzo del modello olandese Wofost il che consentir anche di calcolare con maggior dettaglio una parte importante del ciclo dell azoto costituita appunto dalle asportazioni del nutriente da parte delle radici L impiego nel settore ambientale delle carte dei flussi di scorrimento e di drenaggio profondo richiede invece un ulteriore investimento necessario sia alla loro aggregazione territoriale pesata in base all effettiva distribuzione delle colture in campo sia alla valutazione del trasporto di nutrienti associato In e
199. to bovino e nelle province centro meridionali ed insulari caratterizzate da un forte presenza di pecore e capre I livelli di emissione simili tra le diverse province dove pi elevata risulta l emissione di metano sono determinati dalle caratteristiche dei rispettivi sistemi di allevamento da un lato l elevato numero di capi allevati nelle province settentrionali e dall altro il carattere estensivo dell allevamento con alimentazione foraggera prevalente ovi caprini nelle province centro meridionali che determina una emissione per capo maggiore di quella prodotto in un allevamento intensivo All anno 2003 le emissioni totali aumentano dell 8 e sono pari 716 mila tonnellate Tale aumento dovuto maggiormente all aumento del numero dei capi allevati e in relazione all aumento di rese previste di latte ovino e vaccino all aumento della componente foraggiera delle razioni 4 CONSIDERAZIONI DI SINTESI Il contributo offerto dai modelli in termini di conoscenza ed analisi risiede nella possibilit di potere studiare a priori gli effetti presumibili di varianti apportate al sistema in termini di sperimentazione teorica L applicazione operativa delle ipotesi pre verificate riduce infatti in maniera sensibile i margini di rischio ed accelera i processi di adattamento Per quanto concerne i modelli di analisi economica politica ed ambientale la loro impostazione richiede in generale la definizione a priori di un ampia serie di eleme
200. to specifiche che di volta in volta vengono affrontate Lo stesso tipo di approccio risulta applicabile e valido anche per altre problematiche agroambientali quali lo spandimento di liquami e fanghi e l uso di fertilizzanti chimici sul suolo per la valutazione dei potenziali rischi connessi con il rilascio di nitrati fosfati metalli nei differenti comparti ambientali BOBLIOGRAFIA BRENNA S PAMPALUNA M RIPARBELLI C AUTERI D AZIMONTI G BERNARDINELLI I MAMMONE T MARONI M CAPRI E TREVISAN M MONTANARELLA L 1999 Supplying local authorities and farmers with an innovative tool to support a sustainable agricultural production XI Symposium Pesticide Chemistry September 12 15 1999 Cremona BRENNA S RIPARBELLI C CAPRI E TREVISAN M AUTERI D GUSMEROLI S 2001 SUSAP a decision support system for a sustainable use of pesticides in agriculture Z International Symposium ESA Modelling Cropping System July 16 18 2001 Firenze in stampa CAPRI E TREVISAN M 1998 Prediction of environmental concentrations PECs by mathematical model application in Europe Pesticide Outlook 9 3 26 30 ERSAL Regione Lombardia Direzione Agricoltura 2000 SuSAP uno strumento per favorire un uso sostenibile dei prodotti fitosanitari Manuale metodologico Progetto LIFE ENVIRONMENT 98 ENV IT 000010 ESRI Environmental System Research Institute Inc 1992 1998 ArcView 3 1 FOCUS Soil Modelling Workgroup
201. tta il terreno alla profondit del vomere suola d aratro e in presenza di canalette di sgrondo o scoline In CRITERIA il suolo schematizzato come un pacchetto di strati di spessore crescente con la profondit Figura 5 Lo strato del terreno interessato allo scorrimento quello tra la superficie e il fondo della scolina Lo scorrimento ipodermico viene calcolato sulla base dall eccesso idrico eventualmente presente in questo strato e dipende dalla conducibilit idraulica satura considerando il suolo sostanzialmente uniforme per questa grandezza I valori di deflusso cos ottenuti sono ridotti tramite un coefficiente dipendente dalle dimensioni del campo che tiene conto del fatto che solo il perimetro esterno dell appezzamento in effetti interessato al fenomeno Una simulazione pi accurata di questo fenomeno richiederebbe la rappresentazione bidimensionale del movimento dell acqua ed un apparato matematico incompatibile con le caratteristiche operative del sistema Tuttavia nella presente versione di CRITERIA non si voluta trascurare una stima dello scorrimento ipodermico presente in molte situazioni agrarie caratterizzate da sistemazioni idrauliche Figura 5 In CRITERIA il suolo consiste in una serie di strati di spessore crescente con la profondit La figura mostra la tecnica con cui si passa dagli orizzonti pedologici agli strati modellistici Lo strato n 4 per esempio presenta caratteri intermedi tra quelli degli o
202. tto a Dato un canonico problema di ottimizzazione vincolata quale Max Z p x c x soggetto a Ax lt b 7 x lt xX 4 A x2 0 dove Z valore della funzione obiettivo p n 1 vettore di prezzi dei prodotti c n 1 vettore di costo variabile unitario x n 1 vettore dei livelli di attivit osservati n 1 vettore di numeri positivi perturbazioni deviazioni marginali m valori duali associati ai vincoli di risorsa A valori duali associati ai vincoli di calibrazione le attivit preferite si definiscono tali se limitate da vincoli di calibrazione mentre sono denominate marginali quelle controllate dai vincoli di risorsa R E Howitt 1995 gt La fase di stima della funzione di costo mediante l impiego dei valori duali descritta dalla PMP ricorre ad un approccio di tipo econometrico che viene pertanto ad integrarsi alla metodologia di programmazione Q Paris 1997 In generale i parametri funzionali sono di solito derivati ponendo i termini quadratici delle sole attivit preferite tra gli n elementi diagonali di Q qi per tutti gli i 1 n pari al rapporto tra i rispettivi valori duali e gli osservati livelli di attivit ed equiparando i vettori d e c Le funzioni di costo sono infine incorporate in un corrispondente sistema di funzioni obiettivo quadratiche tese alla massimizzazione del reddito lordo provinciale aggregato comprensivo dei sussidi previsti da
203. ttore agricolo le attivit di produzione sono regolate da una serie di processi biofisici regolati a loro volta da condizioni specifiche del territorio in cui le attivit si svolgono pertanto ai fini dell analisi agro ambientale fondamentale che gli indicatori per essere significativi siano in grado di riflettere le caratteristiche specifiche locali Gli effetti di numerosi processi inquinanti impoverenti o benefici dipendono da specifiche variabili geologiche topografiche e climatiche legate al territorio che se considerate nell analisi in cui anche le strutture economiche e i criteri di attuazione delle politiche sono differenziati consentono una valutazione olistica dei sistemi agro ambientali 19 2 IL MODELLO ELBA 2 1 Ragioni ed obiettivi del modello ELBA L esigenza di monitorare e coniugare lo sviluppo economico delle attivita produttive e la salvaguardia e la valorizzazione dell ambiente caratterizza e condiziona in maniera crescente gli interventi amministrativi volti alla gestione del territorio Tanto nell ambito operativo decisionale quanto in quello scientifico nazionale ed internazionale avvertita la necessit di disporre di strumenti di analisi che consentano una rappresentazione complessiva e dinamica delle interazioni di natura tecnica economica e normativa che caratterizzano i rapporti tra i diversi comparti produttivi e segnatamente tra questi e l ambiente Sulla base di tali premesse e con la
204. unti validi per le corrispondenti categorie animali e province In maniera analoga le proiezioni dei flussi animali regionali sono a loro volta distribuite sulla base delle tendenze evolutive stimate per le singole province italiane analisi ex ante 2 3 2 Sotto modulo Alimentazione zootecnica Il sotto modulo alimentazione zootecnica si configura come un sistema di equazioni simultanee comportamentali e definitorie strettamente collegato al precedente sotto modulo ed in grado di definire mediante l impiego della PMP per ogni comparto di produzione animale ed ogni regione la composizione della razione alimentare ed il relativo costo d uso Il problema dell allocazione delle risorse assume una peculiare configurazione ill posed quando riferito agli input alimentari zootecnici e in particolare quando i relativi parametri comportamentali devono essere stimati a livello regionale e con adeguata analiticit Ciononostante in questi casi l elevato numero di coefficienti ignoti reimpieghi a fini alimentari si contrappone ad un ampio numero di informazioni disponibili a priori sui criteri di impiego delle risorse Pi in generale l ottimizzazione del costo dell alimentazione per ogni comparto zootecnico regionale posto in funzione del prezzo dei singoli materiali consumati ed vincolato da specifici fabbisogni alimentari espressi in termini di energia sostanza secca proteine grezze Pall
205. uzioni poco sensibili si registrano per soia e colza contro un aumento della superficie investita ad altre leguminose 35 I risultati configurano pertanto una forte sostituzione tra proteolaginose e cereali per i quali escludendo la riduzione del mais 15 si registra un aumento del 12 della superficie investita con variazioni positive per tutti 1 cereali coltivati nell area Le condizioni che hanno influenzato tale processo vanno ricercate nella diminuzione dell aiuto per ettaro di girasole che seppure di contenuta entit va a sommarsi all effetto determinato da un costo di produzione in genere elevato La combinazione dei due fenomeni comporta un abbassamento dei margini economici disponibili per le attivit di produzione di proteolaginose determinando un vantaggio competitivo a favore dei cereali e in particolare del frumento duro la cui posizione appare ulteriormente consolidata in ragione dell elevato aiuto per ettaro erogato di nuovo nello specifico per frumento tenero e orzo e dei costi di produzione relativamente pi contenuti Alla luce di tali previsioni si pu affermare che i nuovi interventi PAC incidono notevolmente sui normali schemi rotazionali dell area inducendo l adozione della monosuccessione per garantire un sicuro risultato economico il margine lordo totale cereali e proteolaginose risulta essere maggiore del 9 rispetto all anno base Sud e isole Le caratteristiche pedo climatiche che in genere contra
206. variabili economiche politiche ed ambientali ed estese ad adeguate serie storiche e per la qualita intrinseca delle stesse congruenza tra 1 diversi livelli spaziali e con la contabilita nazionale un vero e proprio prodotto a s stante della ricerca condotta la cui base conoscitiva assume una particolare valenza non solo per studi di analoga ampiezza B Struttura del modello La struttura del modello incentrata da un punto di vista metodologico sull implementazione di un sistema informativo in grado di descrivere i comportamenti e le interazioni esistenti nel settore di produzione primaria italiano facendo riferimento ai singoli comparti agricoli e zootecnici e ad un analitica localizzazione territoriale delle attivit Sulla base di tale impianto l obiettivo quello di analizzare per l intero territorio italiano le ricadute di carattere tecnico economico ed ambientale che derivano da prestabilite o presumibili modificazioni delle condizioni di mercato in cui i comparti produttivi operano e delle misure politiche ad essi direttamente od indirettamente indirizzate In questo ambito la simultanea ottimizzazione del beneficio dei produttori e dei consumatori in un sistema destinato ad operare per 103 unit territoriali e 63 attivit di produzione ha reso come d altra parte sperimentato anche in altre ricerche di particolare difficolt operativa pervenire a soluzioni fattibili I risultati ottenuti in seguito ai
207. vincoli specifici di cross compliance ambientale e si assume che vengano rispettate le normali pratiche di gestione del suolo agricolo riportate nel decreto Decreto MIPAF del 15 settembre 2000 31 Gli aiuti medi per ettaro e per capo sono stati calcolati sulla base dell intervento PAC nazionale previsto dei vincoli di quote regionali dove previste e delle rese medie regionali La riduzione programmata dei prezzi d intervento assunta come variazione dei prezzi alla produzione attesi Prezzi Premi I prezzi all origine dei cereali vengono ridotti del 15 in due fasi successive 2000 2001 la riduzione applicata anche ai cereali utilizzati come prodotti intermedi alimentazione animale e sementi Per la carne bovina vengono ridotti del 20 in tre fasi successive 2000 2002 Il prezzo del latte viene mantenuto al livello dell anno di riferimento la simulazione riferita al 2003 mentre la riduzione del 17 prevista negli 2005 2007 Per i cereali l aiuto per ettaro aumentato del 16 si passa da 54 34 euro t a 63 euro t e considerata inoltre l aumento della resa di riferimento del 3 Grano duro Per le colture proteiche l aiuto diminuito del 7 5 si passa a 78 euro t a 72 5 euro t Per i semi oleosi l aiuto diminuito del 30 e viene fissato allo stesso livello dei cerali Per i bovini maschi da carnee per i tori previsto un premio per tutta la durata della carriera pari a 210 euro un premio di
208. y system Descrizione The model simulates the effect of surface mulch on runoff soil loss and crop yield Crop growth simulation is based on SUCROS and MAIZE The model is validated for maize and the mulch type of Cassia siamea prunings in Madakos Kenya but if the necessary crop physiological properties and mulch decomposition rate are known other species may be used Caratteristiche scientifiche Variabili cinetiche Crop development photosynthesis growth biomass evaporation transpiration infiltration percolation water content drainage runoff Numero di variabili cinetiche 60 Variabili di stato Yield leaves stems cobs grain infiltrated water ponded water drainage runoff soil loss cumulated water evaporated water Numero di variabili di stato 60 Dati di input Mulch type mulch rate weather data rainfall intensity slope altitude latitude crop physiological properties soil properties Numero dati diinput 100 Dati di output Yield soil loss runoff and any other rate or state variable requested Numero dati dioutput Optional Intervallo di tempo della simulazione day Scala spaziale Ha Parentage SUCROS and MAIZE Caratteristiche tecniche Hardware IBM compatible PC AT gt 640 Kb RAM Linguaggio di programmazione FST Altre richieste di software FORTRAN 77 TTUTIL and CABO TPE Weather System 114 PELMO Nome e versione PELMO 3 00 Titolo Pesticide leaching Model Ultima revisione Ott
209. zione ugA E lt 001 EE 001 0 E oi E 1 10 E gt 10 7 5 No Data o 20 40 60 Kilometers ae rr I Figura 5 SuSAP SCALA REGIONALE Vulnerabilita dei suoli alla lisciviazione di prodotti fitosanitari Sostanza Koc 120 dm3 kg DT50 20 gg Concentrazione ug MS lt 0 01 My 0 01 0 1 0 1 1 1 10 E gt 10 Y No Data 0 20 40 60 Kilometers Figura 6 SuSAP SCALA LOCALE OLTREPO MANTOVANO Vulnerabilita dei suoli alla lisciviazione dei prodotti fitosanitari Principio attivo Pirimicarb Concentrazione ug 1 0 o 5 10 15 20 km 6l Figura 7 SuSAP SCALA LOCALE LOMELLINA Vulnerabilita dei suoli alla lisciviazione di prodotti fitosanitari Sostanza Koc 60 dm3 kg DT50 3 gg Concentrazione ug l EE lt 001 E 001 01 04 4 1 10 EE gt 1o del 77 No Data I Il sistema dunque integrando l utilizzo di modelli e avvalendosi di tecniche GIS fornisce un supporto all individuazione e alla gestione delle zone vulnerabili all uso di specifici prodotti fitosanitari D L vo 152 99 e contribuisce tramite gli elaborati cartografici all individuazione di aree in cui imporre particolari limitazioni all uso di determinate sostanze SuSAP consente inoltre di visualizzare carte relative a propriet pedologiche di base permeabilit tessitura alla capacit protettiva dei suoli nei confronti delle acque sotterranee all uso del suolo e di esplorare la variabilit del clima in
210. zione del soluto se il trasporto del soluto richiesto e la frazione radicale Questo approccio risolve simultaneamente il trasporto idrico nel suolo e l assorbimento di acqua da parte delle colture Ogni modificazione del contenuto drico in ciascun nodo incluso il flusso di vapore data dall equazione di Richard Un sistema di equazioni alle differenze finite costruito per ogni singolo nodo Il contenuto idrico e la conduttivit idraulica sono correlati all acqua potenziale del terreno presso il nodo e alle propriet fisiche degli elementi circostanti La conduttanza radicale a ciascun nodo modellata per tenere conto degli effetti della salinit secondo l approccio proposto da Van Genuchten 1987 Appropriate condizioni al contorno vengono definite in rapporto alla simulazione dell irrigazione dell evaporazione del drenaggio e della falda freatica di cui va specificata la profondit Il sistema risolto numericamente con uno schema alle differenze finite usando la trasformazione di Kirchoff e il metodo di Newton Raphson Annandale 1991 Il bilancio azotato in cropsyst include le trasformazioni dell azoto l adsorbimento ammoniacale la fissazione simbiotica dell azoto la domanda azotata e l assorbimento da parte della coltura le trasformazioni azotate mineralizzazione netta nitrificazione e denitrificazione sono simulate usando cinetiche di primo ordine st ckle e campbell 1989 e si assume che avvengano n
211. zioni in uno scenario prefissato e si ricava una equazione metamodello che permette di calcolare per ogni punto un risultato in funzione del per esempio contenuto in sostanza organica Per scala spaziale si intende anche quella lungo il profilo del terreno La Scala temporale intesa sia come tempo massimo di simulazione sia come ciclo minimo di simulazione Nel primo caso le simulazioni possono durare dalla distribuzione alla raccolta della coltura un anno venti anni quindi necessario selezionare i modelli in base al tipo di proiezione necessario a breve medio lungo termine La lunghezza del ciclo minimo varia invece da un giorno a qualche minuto Di grande importanza sono anche la frequenza temporale con la quale il modello calcola i risultati di solito uguale al ciclo minimo di simulazione I dati di ingresso possono essere divisi in parametri di stato e di sito i parametri di stato definiscono i dati di ingresso richiesti per fare funzionare i processi di base i parametri di sito definiscono specifiche caratteristiche della localit nella quale il modello viene applicato spesso inoltre il modello viene integrato con funzioni che prevedono i cambiamenti di stato della matrice 107 considerata in funzione di particolari cambiamenti delle attivita antropiche derivati ad esempio dall introduzione di una nuova normativa ACCESS I Titolo Agro Climatic Change and European Soil Suitability Ultima revisione Autumn 1995 Tipo
212. zootecnici ed alla verifica ed orientamento delle misure politiche coinvolte il modello ELBA effettua analisi della realt oggetto di studio di carattere sia descrittivo ex post tese alla descrizione dell evoluzione temporale delle risultanze economico ambientali riferite a serie storiche estese dal 1990 al 1998 sia predittivo exante tese alla simulazione a medio termine di scenari alternativi Il modello ELBA si configura come un modello di analisi integrata Esso assume infatti come oggetto di studio 1 sistemi agro ambientali intesi nell accezione pi ampia del termine e quindi considerato l insieme delle relazioni che caratterizzano i rapporti tra settori di produzione agro zootecnica e tra questi ed i media naturali ed estende la sua attivit d indagine ai fenomeni che investono tanto la sfera tecnico economica quanto quella pi strettamente bio fisica degli stessi sistemi L originale approccio del modello ELBA ha inteso armonizzare tra loro approcci e conoscenze solitamente poco interconnesse seppure rivolte alla stessa realta e con analoghi obiettivi Si osserva infatti di frequente come da un lato i modelli di carattere economico tendano a trascurare le ricadute di carattere ambientale ed il ritorno informativo che da tali analisi derivano Dall altro lato i modelli di natura bio fisica evidenziano di frequente un carattere sperimentale pertanto con insufficienti riferimenti di carattere empirico

Seminario modelli suolo - centro tematico nazionale

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents