Università Cattolica del Sacro Cuore

2. Pratiche agricole sostenibili

L’agricoltura conservativa (AC) mira a ottenere produzioni sostenibili e redditizie. L’AC si fonda su tre pilastri (Figura 1): minimo disturbo del suolo, copertura del suolo continua e rotazioni colturali. Diversi studi hanno dimostrato che l’AC può aumentare la produttività del suolo (↑ sostanza organica e struttura del suolo), avere un impatto positivo su ciclo dell’acqua (↑ infiltrazione e capacità di ritenzione idrica, ↓ lisciviazione dei nutrienti) e dei nutrienti (↑ ciclizzazione dei nutrienti), migliorare la microflora del suolo (↑ attività e biodiversità microbica) e fornire benefici ambientali (↓ emissioni di GHGs). Tra le pratiche agricole che possono essere efficacemente integrate con l’AC vi è la microirrigazione a goccia con ala gocciolante interrata, nota con il nome di subirrigazione o SDI (Subsurface Drip Irrigation). La subirrigazione è un sistema di irrigazione ad alta efficienza e bassa pressione di esercizio che con cui si può ottimizzare contemporaneamente la distribuzione di acqua e di alcuni nutrienti alle colture (Figura 1). La subirrigazione aiuta a diminuire i volumi irrigui e, grazie alla risalita capillare dell’acqua irrigua, a migliorare le rese eliminando l'evaporazione dell'acqua superficiale e riducendo l'incidenza di malerbe e malattie. Al fine di implementare un sistema innovativo e sostenibile di gestione dell'agroecosistema, integriamo pratiche agricole sostenibili tra cui l’AC e la subirrigazione (Figura 1 e Video 1) e tecniche di coltivazione atte al sequestro biologico della CO2 (Figura 2).

Immagini delle attività di ricerca


Obiettivi

  1. Aumentare la salute fisica, chimica e biologica dei suoli agricoli;
  2. Migliorare l’efficienza di utilizzo dell’acqua dell’azoto delle colture e limitare il rilascio di nitrati e pesticidi nei corpi idrici superficiali e sotto superficiali;
  3. Studiare l’efficienza della subirrigazione (iWUE) per differenti combinazioni suolo-coltura e per differenti tecniche di irrigazione deficitaria (regulated deficit irrigation -RDI, deficit irrigation - DI) comparate con la piena irrigazione
  4. Quantificare l’impronta carbonica e idrica dei pilastri dell’AC e della subirrigazione (Figura 1);
  5. Quantificare a livello di azienda agricola il potenziale di sequestro biologico della CO2 e la riduzione dei gas serra climalteranti di pratiche agricole sostenibili (Figura 2);
  6. Studiare l’effetto di differenti tipologie di lavorazione del terreno durante la ri-conversione a terreno arativo di colture poliennali sul C organico del suolo (SOC), i cicli biogeochimici degli elementi (N e P) e le emissioni di GHGs (Figura 2 - punto 2)

Attività sperimentali

Prove sperimentali in corso di agricoltura conservativa (Figura 3), SDI (Figura 4) e tecniche di coltivazione in grado di promuovere il sequestro biologico della CO2 (Figura 2)

Monitoraggio agro-ambientale:

  • salute del suolo (biologica, chimica, fisica) e qualità dell’acqua del suolo (nitrati e pesticidi - Figura 5a);
  • dinamica spazio-temporale della risalita capillare con SDI su diverse tipologie di terreno (Figura 5b)
  • sequestro biologico della CO2 (suolo e parte ipogea) (Figura 5c);
  • NUE e WUE di colture erbacee;

Analisi di impatto ambientale:

  • Modellizzazione della dinamica dell’acqua del suolo e delle produzioni con la subirrigazione (Video 2);
  • Impronta carbonica e idrica di pratiche agricole sostenibili attraverso la redazione di LCA e bilanci energetici.

Progetti

» CABIOS - Implementazione di tecniche di agricoltura conservativa e fasce tampone bioenergetiche per il miglioramento della qualità dell’acqua e del suolo
finanziato da PSR 2014-2020 regione Emilia Romagna – Misura 16.1.01  (2017-2019)

» FarmCO2Sink - C sequestration and GHG emissions reduction at farm level
finanziato da PSR 2014-2020 Regione Emilia Romagna – Misura 16.1.01 (2018-2020) 

Gruppo di lavoro

Stefano Amaducci
Professore Associato
stefano.amaducci@unicatt.it

Andrea Ferrarini
Postdoc

andrea.ferrarini@unicatt.it

Paolo Serra
Postdoc

paolo.serra@unicatt.it

Flavio Fornasier
Ricercatore
CREA - Gorizia

flavio.fornasier@crea.gov.it

Michele Colauzzi
Postdoc

mcolauzzi@gmail.com

Enrico Martani
Dottorando

enrico.martani@unicatt.it

Studenti magistrali

Sabrina Rossi

sabrina.rossi94@libero.it

Pubblicazioni

  • Ferrarini A, Bini C, Amaducci S (2017) Soil and ecosystem services: Current knowledge and evidences from Italian case studies. Applied Soil Ecology, doi: 10.1016/j.apsoil.2017.06.031
  • Ferrarini A, Fornasier F, Bini C (2014) Development of a Soil Health Index based on the ecological soil functions for organic carbon stabilization with application to alluvial soils of northeastern Italy. In: Sustainable agroecosystems in climate change mitigation (ed Oelbermann M), pp. 163–184. Wageningen Academic Publishers, The Netherlands.

Poster a congressi internazionali

  • Ferrarini A, Santelli S, Fiorini A, Tabaglio V, Amaducci S, Fornasier F. Enzymatic activities and microbial biomass as affected by glyphosate under conservation and conventional agriculture. Enzymes in the Environment Conference 2016, July 24-28, 2016, Bangor, Wales
  • Ferrarini A, Tabaglio V, Amaducci S, Fornasier F. High-throughput spectrophotometric assay of potential soil nitrate reductase activity. Enzymes in the Environment Conference 2016, July 24-28, 2016, Bangor, Wales

Gestione sostenibile degli agroecosistemi: il progetto CABIOS

Video 1 - Il progetto CABIOS, finanziato dal PSR 2014-2020 della Regione Emilia Romagna, e coordinato dal prof. Stefano Amaducci, mira a implementare un nuovo sistema di gestione dell'agroecosistema per risolvere il problema della qualità dell'acqua e del suolo di alcune aziende agricole della pianura piacentina.

Risparmio idrico in agricoltura: il futuro si chiama SDI

Video 2 - Dinamica spazio-temporale del fronte di risalita capillare con sistema SDI per differenti tipologie di suolo. I dati sono stati acquisiti in diverse aziende agricole del progetto CABIOS a diverse distanze dall’ala gocciolante con sonda multilivello Delta–T PR2/6 e interpolati spazialmente tramite interpolazione polinomiale di primo ordine.