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          Agriculture, Irrigation method, water usage

          Dalla carenza all’abbondanza: la ricerca di risorse idriche sostenibili nell’agricoltura

          Sustainable Future of Food

          Scritto da: Rahul Bhushan

          Pubblicato da: 15 December 2023

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          Punti chiave

          L'impronta idrica del settore agricolo è attualmente gigantesca e destinata a peggiorare a causa dei cambiamenti climatici.

          Tuttavia, l'agricoltura di precisione, l'analisi dei big data, l'irrigazione a goccia e la desalinizzazione alimentata da energie rinnovabili stanno trasformando l'uso dell'acqua in agricoltura, migliorando l'efficienza e riducendo l'impatto ambientale.

          Il raggiungimento di un uso sostenibile dell'acqua in agricoltura richiede anche cambiamenti sistemici, tra cui politiche efficaci, governance, educazione e coinvolgimento della comunità.

          L’agricoltura è uno dei principali consumatori di risorse idriche globali, responsabile di oltre il 70% dell’utilizzo di acqua in molte regioni.1 Questa significativa impronta idrica, soprattutto nei settori ad alta intensità di consumo di acqua come la produzione di carne bovina, evidenzia l’urgente necessità di pratiche agricole più efficienti. Concentrarsi sulla conservazione dell’acqua in agricoltura è fondamentale per affrontare il crescente problema della carenza idrica.

          Water withdrawals and consumption of agriculture

          Nell’ultimo secolo la domanda di acqua è cresciuta a un ritmo doppio rispetto alla popolazione umana. Attualmente, la scarsità d’acqua colpisce tutti i continenti, rappresentando una minaccia significativa sia per l’agricoltura che per la sicurezza alimentare. Un importante studio pubblicato nel 2022 da Earth’s Future fornisce una nuova prospettiva su questa sfida.2 I ricercatori hanno sviluppato un indice innovativo per valutare e prevedere la scarsità d’acqua in agricoltura, tenendo conto sia dell’acqua del suolo proveniente dalle precipitazioni (acqua verde) sia delle fonti di irrigazione come fiumi, laghi e acque sotterranee (acqua blu). Questo studio innovativo è il primo nel suo genere ad applicare un indice così completo a livello globale e a prevedere l’impatto del cambiamento climatico sulla scarsità di acqua verde e blu.

          I risultati sono allarmanti: il cambiamento climatico potrebbe aggravare la scarsità d’acqua in agricoltura fino a riguardare l’84% delle terre coltivate nel mondo.3 Circa il 60% di queste aree potrebbe andare incontro a carenze idriche, principalmente a causa della riduzione delle riserve idriche disponibili.4 Circa il 60% di queste aree potrebbe andare incontro a carenze idriche, principalmente a causa della riduzione delle riserve disponibili.

           

          Green and Blue Water

           

          Per quanto riguarda l’uso dell’acqua in agricoltura, mettiamo in evidenza di seguito soluzioni note per la loro praticità, economicità e scalabilità.

          Innovazioni nella tecnologia di gestione dell’acqua in agricoltura

          Le innovazioni tecnologiche come l’agricoltura di precisione e i sistemi di irrigazione avanzati si distinguono nella lotta contro lo spreco di acqua in agricoltura. L’agricoltura di precisione, che sfrutta tecnologie all’avanguardia come le immagini satellitari e i sensori IoT (Internet of Things), offre una strada promettente. Deere & Co, ad esempio, è stata pioniera delle attrezzature per l’agricoltura di precisione che consentono una migliore gestione delle risorse idriche, garantendo che le colture ricevano esattamente ciò di cui hanno bisogno, quando ne hanno bisogno. Uno studio dell’American Society of Agricultural and Biological Engineers ha evidenziato che le tecniche di agricoltura di precisione potrebbero ridurre l’utilizzo dell’acqua fino al 30%, mantenendo o addirittura migliorando la resa dei raccolti.5

          Agri-tech, Truck

          Anche l’uso dell’analisi dei big data e dell’intelligenza artificiale per prevedere e gestire l’uso dell’acqua in agricoltura può essere una tecnologia cruciale. Gli algoritmi di intelligenza artificiale possono ottimizzare i programmi e le quantità di irrigazione elaborando i dati provenienti da varie fonti, tra cui le previsioni meteorologiche, i livelli di umidità del suolo e le fasi di crescita delle colture.

          In questo contesto, la transizione verso sistemi di irrigazione più efficienti, in particolare l’irrigazione a goccia, potrebbe avere un notevole potenziale di conservazione. Le innovative soluzioni di irrigazione di Lindsay Corp, ad esempio, forniscono l’acqua direttamente alle radici delle piante, riducendo drasticamente l’evaporazione e le perdite per dilavamento. Secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura, l’irrigazione a goccia può aumentare l’efficienza idrica fino a oltre il 90%, rispetto ai metodi tradizionali come l’irrigazione a pioggia, che spesso hanno un’efficienza inferiore al 50%.6 Il rapporto costo-efficacia dell’irrigazione a goccia è sempre più riconosciuto e molti governi offrono sussidi e incentivi per incoraggiarne l’adozione, favorendo anche il miglioramento della curva dei costi.

          Irrigation system

          La gestione integrata delle risorse idriche (IWRM) si trova all’intersezione tra la gestione dell’acqua e la scienza del clima. La scienza del clima informa l’IWRM prevedendo i modelli meteorologici e gli impatti dei cambiamenti climatici, consentendo decisioni più informate sull’uso dell’acqua e sui cicli di semina delle colture. Questa prospettiva lungimirante può essere utile per sviluppare pratiche agricole resilienti che si adattino ai cambiamenti delle condizioni climatiche e ambientali.

          Mentre la tecnologia rivoluziona l’uso dell’acqua dall’alto, i progressi nella scienza delle colture stanno facendo passi avanti altrettanto significativi dal basso.

          I progressi della scienza delle colture e del suolo per l’efficienza idrica

          I progressi nella scienza delle colture, guidati da aziende come DSM-Firmenich e Novozymes, sono all’avanguardia e stanno portando allo sviluppo di colture geneticamente modificate che richiedono meno acqua e presentano una maggiore resistenza alla siccità. Mentre la resistenza alla siccità è stata l’obiettivo principale fino a poco tempo fa, queste aziende stanno ora sviluppando colture modificate per prosperare in terreni salini o comunque non coltivabili, ampliando la base di terreni agricoli utilizzabili. Questi risultati scientifici nella biologia vegetale non solo contribuiscono a ridurre l’impronta idrica dell’agricoltura, ma rafforzano anche la sicurezza e la disponibilità di cibo in un clima sempre più imprevedibile.

          Anche la scienza del suolo svolge un ruolo fondamentale. Migliorando la materia organica e la struttura intrinseca del suolo, gli scienziati stanno trovando il modo di aumentare, ad esempio, la capacità di trattenere l’acqua di alcuni terreni, riducendo in modo significativo la necessità di irrigazione. Pratiche come l’agricoltura senza lavorazione del terreno, le colture di copertura e la rotazione delle colture fanno parte dell’agricoltura basata sulla terra, che mantiene e migliora la salute del suolo, riducendo l’erosione e migliorando la ritenzione idrica.

           

          Soil horizons

          L’argomento dell’abbondanza

          Nel momento in cui ci confrontiamo con i limiti dell’acqua in agricoltura, vale la pena di pensare a uno spostamento dell’attenzione dalla scarsità alla potenziale abbondanza. La desalinizzazione, potenziata dal lavoro di aziende come Eurofins Scientific nello sviluppo di processi ecologici, rappresenta un faro di speranza per l’abbondanza di acqua, in particolare per le regioni aride e le comunità costiere. I progressi tecnologici hanno ridotto significativamente il costo della desalinizzazione, rendendola un’opzione praticabile per integrare il fabbisogno idrico dell’agricoltura. La chiave sta nello sfruttare le fonti di energia rinnovabile per alimentare gli impianti di desalinizzazione; l’energia solare ed eolica stanno aprendo la strada a processi di desalinizzazione ecocompatibili ed economicamente vantaggiosi e i costi sono significativamente più bassi oggi rispetto a 10 anni fa, o addirittura 5 anni fa. Con una risorsa illimitata come l’acqua di mare, la desalinizzazione ha il potenziale per creare una fornitura d’acqua costante e controllata, isolata dalla variabilità dei cambiamenti climatici.

           

          6 steps of desalination process

           

          Inoltre, la purificazione e il riutilizzo delle acque reflue per l’irrigazione non solo riduce il consumo di acqua dolce, ma arricchisce anche il suolo con i nutrienti dell’acqua trattata. L’integrazione di questi sistemi può trasformare i rifiuti in un bene prezioso per l’agricoltura.

          Anche i progressi nell’efficienza energetica contribuiscono a rendere più sostenibile l’uso dell’acqua in agricoltura. I sistemi di pompaggio e di trasporto ad alta efficienza energetica riducono al minimo l’impronta di carbonio della distribuzione dell’acqua, riducendo al contempo i costi. L’adozione dell’irrigazione a energia solare può portare a un’abbondante disponibilità di acqua, sfruttando la fonte di energia più abbondante – il sole – per l’estrazione dell’acqua e l’irrigazione.

          Il raggiungimento dell’abbondanza idrica richiede un cambiamento di paradigma nel modo in cui gestiamo e valorizziamo questa risorsa essenziale. Gli investimenti nelle infrastrutture, la ricerca di nuove fonti idriche e le politiche a sostegno delle pratiche sostenibili sono tutti elementi fondamentali per trasformare questa visione in realtà. La sinergia di questi approcci – desalinizzazione, riutilizzo delle acque reflue e tecnologie ad alta efficienza energetica – preannuncia un futuro in cui la scarsità d’acqua non è necessariamente un’eventualità inevitabile.

          Tuttavia, il potenziale tecnologico può essere realizzato solo attraverso soluzioni sistemiche che allineino anche le politiche, la governance e i valori della società.

          Soluzioni sistemiche

          Il raggiungimento di un uso sostenibile dell’acqua in agricoltura va oltre i progressi tecnologici; richiede soluzioni sistemiche che comprendano politiche, governance e impegno sociale. Politiche efficaci di gestione dell’acqua devono dare priorità alla conservazione e all’innovazione, incentivando gli agricoltori con sussidi per l’adozione di sistemi di irrigazione moderni e riconoscendo le pratiche di risparmio idrico nei quadri normativi. La governance, invece, deve garantire che queste politiche siano attuate in modo efficiente e adattate alle condizioni locali, promuovendo la collaborazione tra enti governativi, settore privato e agricoltori per creare comunità resistenti all’acqua.

          Parallelamente, le iniziative educative sono essenziali per promuovere la comprensione e l’adozione di pratiche sostenibili. Integrando i corsi di gestione dell’acqua nell’istruzione agricola e fornendo agli agricoltori una formazione continua sulle più recenti tecnologie per l’efficienza idrica, possiamo dare la possibilità alle stesse persone responsabili della gestione della terra di diventare agenti del cambiamento. Gli approcci basati sulla comunità garantiscono l’impegno locale, con conoscenze e risorse condivise che favoriscono l’azione collettiva per ridurre l’impronta idrica. In definitiva, l’unione di questi sforzi si traduce in una strategia coesa e proattiva per la conservazione dell’acqua, che ci porta verso un futuro in cui la scarsità d’acqua non è più uno spettro che incombe sul prossimo raccolto.

          Queste soluzioni sistemiche gettano le basi per la visione conclusiva, in cui i progressi tecnologici e la gestione strategica convergono per sostenere e celebrare le nostre risorse idriche.

           

          Conclusione

          Abbiamo attraversato uno spettro di innovazioni e approcci strategici che offrono un faro di speranza per l’agricoltura sostenibile. Dall’agricoltura di precisione e dai sistemi di irrigazione efficienti che promettono di regolare l’uso dell’acqua ai progressi genetici che favoriscono colture in grado di prosperare nelle avversità, queste soluzioni incarnano la nostra ingegnosità adattativa. Inoltre, abbiamo contemplato un cambiamento di paradigma verso l’abbondanza d’acqua, considerando il potenziale della desalinizzazione e del riutilizzo delle acque reflue sostenuto dall’energia rinnovabile, a significare un passaggio dalla conservazione reattiva all’espansione proattiva delle risorse. Tuttavia, il successo di questi progressi tecnici sarà limitato senza trasformazioni sistemiche complementari. Politiche efficaci e una governance informata sono fondamentali per gettare le basi della sostenibilità, mentre l’educazione e le iniziative comunitarie giocano un ruolo centrale nell’attuare un cambiamento duraturo. La nostra visione di un futuro agricolo sostenibile, quindi, si basa su un approccio integrato, che unisce l’abilità tecnologica all’impegno della società per la gestione della nostra risorsa più preziosa: l’acqua.

          References

          1
          2

          Earth’s Future, “Water scarcity predicted to worsen in more than 80% of croplands globally this century”, May 2022. Available at: https://www.preventionweb.net/news/water-scarcity-predicted-worsen-more-80-croplands-globally-century

          3

          Ibid.

          4

          Ibid.

          5

          Journal: American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE), “Precision Agriculture Technologies for Water Conservation”, Authors: J.M. Ham, R.R. Wolfe, R.N. Ward and J.G. Taylor, Transactions Volume: 44 Issue: 4 Pages: 837-842, Year: 2001

          6

          Food and Agriculture Organisation, “Drip irrigation helps farmers in Tajikistan to grow crops, adapt to climate change”, March 2022. Available at: https://www.preventionweb.net/news/drip-irrigation-helps-farmers-tajikistan-grow-crops-adapt-climate-change

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