L'agricoltura irrigua è stata una fonte di produzione alimentare estremamente importante nel corso degli ultimi decenni. Come mostrato nella figura al lato, le migliori rese che possono essere ottenute dall'irrigazione sono più che doppie di quelle che possono essere ottenute dall'agricoltura alimentata da acque piovane. Persino con un'irrigazione di scarsa entità si possono ottenere risultati migliori di quelli che si avrebbero con un'agricoltura alimentata da acque piovane con forti apporti idrici; questo è il risultato del vantaggio di poter controllare, in modo abbastanza preciso, la quantità d'acqua assorbita dalle radici delle piante.
Irrigazione per aspersione di campi di cotone nella valle di Hula (Israele).  |
Nonostante questi vantaggi, l'agricoltura irrigua fornisce meno cibo di quella alimentata da acque piovane. A livello mondiale, l'agricoltura alimentata da acque piovane è praticata sull'83 per cento del suolo coltivato, e fornisce più del 60 per cento del cibo del pianeta. In regioni tropicali in regime di carenza idrica, quali i paesi del Sahel, l'agricoltura pluviale è praticata su più del 95 per cento del suolo coltivato. Un motivo risiede nel fatto che, in queste aree, lo sviluppo di una irrigazione convenzionale per coltivazioni alimentari, potrebbe essere estremamente costoso e difficilmente giustificabile in termini economici.
Esistono altri motivi per cui l'irrigazione convenzionale non può continuare a crescere in maniera altrettanto rapida che nel corso dei decenni passati. In primo luogo, il costo reale della produzione di cibo realizzata mediante irrigazione è ben lontano dall'essere chiaramente definito, per citare il commento di un autore, l'irrigazione è una delle attività più sovvenzionate al mondo. I costi ambientali degli schemi di irrigazione convenzionale sono altrettanto alti (e non hanno riscontro nel costo del cibo) una irrigazione ad alta intensità conduce spesso a problemi di impaludamento e/o salinizzazione. Circa il 30 per cento delle terre irrigate sono colpite da questi problemi in maniera estrema o moderata. La salinizzazione delle aree irrigate ne sta riducendo la superficie dell'1-2 per cento l'anno.
Malgrado alcune riserve, naturalmente, non solo l'irrigazione continuerà ad essere utilizzata ma la superficie sottoposta ad irrigazione si espanderà. Esiste anche un impellente bisogno di incrementare l'efficienza nell'utilizzo dell'acqua a fini irrigui (vedi riquadro a pagina seguente).
Sostanzialmente esistono cinque tipi di irrigazione:
Rendimenti e consumi idrici dell'agricoltura alimentata da irrigazione e da pioggia 
L'irrigazione ha il potenziale per fornire rese maggiori rispetto alla pioggia ma il fabbisogno d'acqua è molto maggiore. |
I primi due fra questi, l'irrigazione di superficie e l'irrigazione per aspersione, sono indicati assieme come `irrigazione convenzionale'. L'irrigazione di superficie è attualmente la tecnica di gran lunga più comune, ed utilizzata in modo particolare dai piccoli agricoltori dal momento che non comporta il funzionamento e la manutenzione di sofisticate apparecchiature idrauliche. Per lo stesso motivo, l'irrigazione di superficie si prospetta come tecnica dominante nel 2030, nonostante comporti spreco d'acqua e sia una delle principali cause di impaludamento e di salinizzazione dei suoli.
L'irrigazione per gocciolamento e l'irrigazione sotterranea sono esempi di irrigazione localizzata, una forma di irrigazione che gode di crescente popolarità, in quanto l'acqua è fornita solo laddove è necessaria e gli sprechi sono drasticamente ridotti. Ad ogni modo, la tecnologia non è tutto. Metodi quali l'irrigazione a piccola scala e l'utilizzo di reflui urbani promettono di incrementare la produttività dell'acqua almeno quanto le modifiche nelle tecnologie d'irrigazione.
Sistemi di irrigazione localizzata
Se si mettessero in opera degli incentivi, e l'aumento del prezzo dell'acqua per irrigazione potesse essere il principale, gli agricoltori adotterebbero tecnologie di irrigazione per il risparmio idrico. Le tecnologie principali che hanno maggiore probabilità di essere utilizzate nei paesi in via di sviluppo, dove la forza lavoro è normalmente abbondante ma il capitale scarso, sono l'irrigazione sotterranea e per gocciolamento. Entrambe le tecnologie dipendono dalla frequente applicazione di piccoli quantitativi di acqua alle radici delle piante, in maniera più diretta possibile.
Crescita a livello mondiale dell'irrigazione localizzata 
L'irrigazione localizzata è cresciuta rapidamente dall'invenzione negli anni '70 delle tubazioni in materiale plastico economico. |
Uno dei vantaggi principali delle tecnologie per il risparmio idrico, in modo particolare dell'irrigazione per gocciolamento, è che, oltre a risparmiare l'acqua, possono anche incrementare la resa e ridurre la salinizzazione del suolo. Inoltre, dal momento che nessuno dei sistemi fa entrare in contatto l'acqua con il fogliame, possono essere utilizzati con acqua salmastra in coltivazioni non troppo sensibili alla salinità. Alcuni dei sistemi di irrigazione sotterranea sono tecnologicamente semplici e non richiedono investimenti costosi in attrezzature ma richiedono un forte impegno di manodopera. In effetti, uno dei sistemi più antichi di irrigazione è quello di posizionare delle giare porose nel terreno circostante gli alberi da frutto o lungo i filari di piante; le giare sono riempite a mano ogni volta che occorre. Tubi porosi o forati posizionati sottoterra, possono in genere servire al medesimo scopo e possono di solito irrigare due filari di piante, uno per ogni lato del tubo. Non si può controllare la quantità di acqua applicata (anche se può essere controllata la frequenza con cui la si applica) dal momento che dipende dal diametro dei fori e dalle caratteristiche del suolo.
L'irrigazione per gocciolamento è stata utilizzata solo in un'area ristretta rispetto a quella in cui sarebbe indicata. Questo tipo di irrigazione necessita di un sistema a pressione per introdurre l'acqua, ad una portata di 1-10 litri per ora per diffusore. Malgrado la semplicità della tecnologia adottata, richiede sia degli investimenti iniziali, sia un'attenta manutenzione, dato che i diffusori possono intasarsi facilmente. I risultati riscontrati in diversi paesi evidenziano che gli agricoltori che passano dai sistemi a solchi (trincee) o dall'irrigazione ad aspersione, ai sistemi a gocciolamento, possono tagliare l'utilizzo idrico del 3 060 per cento. Allo stesso tempo si ha spesso una crescita della resa in quanto le piante utilizzano la quantità di acqua (e spesso il fertilizzante) `ad hoc' nel momento in cui è realmente necessaria.
Sei fattori chiave per migliorare l'efficienza dell'irrigazione
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I sistemi per gocciolamento, il cui costo è dell'ordine dei 1 200 - 2 500 dollari per ettaro, tende ad essere eccessivo per la maggior parte dei piccoli coltivatori e per l'utilizzo in colture di basso valore commerciale, ma sono in corso ricerche per renderle più accessibili. È stato messo a punto un sistema di gocciolamento che costa meno di 250 dollari ad ettaro. I fattori per mantenere bassi i costi sono materiali semplici e portabilità: invece di utilizzare un tubo gocciolatore per ogni filare, si può spostare un'unica tubazione circa ogni ora in modo da poter irrigare una decina di filari. L'irrigazione a gorgogliamento è un'altra variante economica che elimina la necessità di diffusori, regolatori di pressione ed altri raccordi; con questo sistema, invece, si permette all'acqua di gorgogliare da tubi di breve lunghezza, messi in posizione verticale e connessi a tubi di distribuzione laterali interrati.
Irrigazione per gocciolamento a Capo Verde 
Nei primi anni '90, un progetto della FAO sovvenzionato dai Paesi Bassi cercò di far sviluppare l'orticoltura a Capo Verde. Il progetto fu un successo ma la sua estensione fu limitata dalla disponibilità idrica, le precipitazioni medie sull'isola sono di circa 230 mm annui, che forniscono poco più di 700 m3/persona/anno. Quindi l'irrigazione per gocciolamento fu introdotta, dapprima su particelle di terreno sperimentali e successivamente sui terreni degli agricoltori. Il nuovo sistema permise un incremento della produzione ed un risparmio idrico, dando la possibilità di espandere la superficie irrigabile e la frequenza dei raccolti. Convinti dall'efficacia dell'esperimento, molti agricoltori adottarono spontaneamente l'irrigazione per gocciolamento sui loro terreni. Nel 1999, sei anni dopo il primo esperimento, il 22 per cento della superficie irrigata del paese era stata convertita all'irrigazione per gocciolamento e, molti agricoltori erano passati da piantagioni di canna da zucchero, dall'elevato fabbisogno idrico, a coltivazioni ortofrutticole di alto rendimento quali patate, cipolle, peperoni e pomodori. La produzione ortofrutticola totale crebbe da 5700 tonnellate nel 1991 a 17000 tonnellate nel 1999. Si stima che una particella di 0,2 ettari fornisca agli agricoltori un reddito mensile di 1000 dollari statunitensi. |
Irrigazione su piccola scala
Esiste una gamma di sistemi molto promettenti di irrigazione su piccola scala e di irrigazione integrativa per aumentare la produttività delle aree alimentate con acqua piovana. Tecnologie quali le pompe a pedali (vedi riquadro a pagina seguente) possono permettere ad agricoltori con scarse risorse economiche di gestire il sistema per adattarlo ai propri bisogni, sempre supponendo che esista disponibilità locale d'acqua. Anche il pompaggio dell'acqua con piccoli motori diesel o elettrici può essere più economico di schemi a larga scala che fanno affidamento su un controllo centralizzato. Inoltre, siccome i singoli agricoltori hanno il pieno controllo dei propri sistemi, spesso possono massimizzare la produzione per adattarsi al proprio stile di vita, il che è impossibile con grandi sistemi con schemi di controllo centralizzati.
Migliorare il drenaggio, ridurre la salinitá
Il drenaggio dei terreni irrigati serve a due scopi: ridurre l'impaludamento e, ugualmente importante, controllare e ridurre l'aumento di salinità che inevitabilmente accompagna l'impaludamento in regioni aride e semi aride. Un drenaggio appropriato può anche permettere di diversificare ed intensificare le colture, di far crescere varietà ad alta resa, di utilizzare in modo efficace integratori quali i fertilizzanti e la meccanizzazione.
Il problema della carenza di un sistema di drenaggio, è circoscritto a circa 100 - 110 milioni di ettari di terreno irrigato situato in zone aride e semi aride. Si stima che attualmente, circa 20-30 milioni di ettari di terreni irrigati siano seriamente danneggiati dall'accumulo di sali e, si stima che 0,25-0,5 milioni di ettari si perdano ogni anno dalla produzione alimentare, quale risultato dell'accumulo del sale. L'area attualmente dotata di sistemi di drenaggio, di 25-50 milioni di ettari, è insufficiente; quindi il drenaggio dei suoli irrigati è assolutamente necessario.
Comunque, il drenaggio ha due importanti controindicazioni. In primo luogo, l'effluente del sistema di drenaggio spesso è contaminato da sali, da oligoelementi e da tracce di integratori agricoli. L'effluente del sistema di drenaggio deve quindi essere smaltito in modo sicuro. In secondo luogo, migliorare il sistema di drenaggio nelle aree del tratto di monte, causa un flusso maggiore nel tratto di valle, aumentando il rischio di inondazioni. Quindi, i nuovi progetti di drenaggio non dovrebbero considerare solamente il beneficio di una produzione agricola sostenibile, ma anche l'effetto collaterale sull'ambiente. Circa 100-150 milioni di ettari di terreni alimentati da acque piovane, principalmente in Europa e Nord America, sono stati dotati di sistemi di drenaggio mentre, altri 250 - 300 milioni di ettari ne hanno bisogno. La gran parte delle colture produttive sono realizzate su quelle che un tempo erano zone umide. In ogni modo, questo genere di sviluppo del drenaggio è arrivato ad un punto di arresto visto che ci si rende maggiormente conto del valore naturalistico delle zone umide.
Introduzione della pompa a pedali in Zambia 
Un agricoltore dello Zambia che aziona una pompa a pedali In Zambia, Il Programma Speciale per la Sicurezza Alimentare (SPFS acronimo di Special Programme for Food Security) della FAO, ha promosso con successo l'introduzione di tecnologie di irrigazione su piccola scala. In aree del paese provate dalla siccità, gli agricoltori tradizionalmente utilizzavano metodi laboriosi di trasporto di secchi per irrigare i propri terreni. Durante la fase pilota del SPFS, furono introdotte delle pompe a pedali che potevano sollevare l'acqua da una profondità di otto metri con una portata di 1,5 litri/secondo. Si realizzarono delle modifiche per adattare le pompe alle condizioni locali, e tre tipi di pompe sono attualmente prodotte nella regione da nove industriali. In tutto lo Zambia, gli agricoltori hanno sinora acquistato 1 500 pompe. Di conseguenza, il rifornimento di verdura fresca sia a livello familiare sia a livello dei villaggi è considerevolmente aumentato. |
Utilizzo delle acque reflue a fini irrigui
Ridurre il carico inquinante dell'acqua utilizzata da agricoltori, industrie ed insediamenti urbani, permetterebbe in gran parte il loro riutilizzo per l'irrigazione. Esistono enormi benefici potenziali che possono essere ottenuti dall'uso di acque reflue in irrigazione.
Ad esempio, una città con una popolazione di 500 000 abitanti ed un consumo idrico pro capite di 120 l giornalieri, produce circa 480 000 m3/giorno di acque reflue (supponendo che l'80 per cento dell'acqua utilizzata raggiunga il sistema fognario).
Se questi reflui trattati fossero utilizzati per irrigazione, con un controllo attento, ad un tasso di 5 000 m3/ha/anno, potrebbero irrigare circa 3 500 ettari.
Il valore fertilizzante dell'effluente è importante almeno quanto l'acqua stessa. Tipiche concentrazioni di nutrienti in reflui trattati sono: azoto, 50 mg/l; fosforo, 10 mg/l; potassio, 30 mg/l. Utilizzando tali reflui ad un tasso di 5 000 m3/ha/anno, il contributo annuale di fertilizzante sarebbe: azoto, 250 kg/ha; fosforo 50 kg/ha; potassio, 150 kg/ha. Quindi tutto l'azoto e gran parte del fosforo e potassio normalmente richiesti per la produzione di colture agricole potrebbero essere forniti dall'effluente. Inoltre, altri micronutrienti e sostanze organiche contenute nell'effluente forniscono dei benefici addizionali.
Un beneficio ulteriore è costituito dal fatto che, siccome la maggior parte di questi nutrienti sono assorbiti dalla coltivazione, vengono rimossi dal ciclo idrologico e quindi non contribuiscono alla eutrofizzazione dei fiumi ed alla creazione di zone morte nelle aree costiere.
La necessitá di aumentare le scorte
Le previsioni indicano che entro il 2030, anche con una visione ottimistica sulla crescita della produttività, dell'efficienza e dell'espansione della superficie irrigata, nei paesi in via di sviluppo sarà necessario il 14 per cento di acqua in più per l'agricoltura che utilizza l'irrigazione; questo richiederà circa 220 km3 di scorte idriche aggiuntive. Oltre a questo, le scorte che si perdono per la riduzione di volume degli invasi esistenti causata dai sedimenti, devono essere reintegrati; si stima che questo ammonti all'1 per cento o a 60 km3 annui; 1 800 km3 nell'arco di 30 anni. Si devono reintegrare anche ulteriori 160 km3 di acqua estratta dagli acquiferi. Il volume totale di scorte richiesto per i prossimi 30 anni è quindi di circa 2 180 km3 addizionali, o l'equivalente 70 km3 all'anno (senza contare la crescita delle perdite per evaporazione dovute all'aumento della superficie idrica esposta). La sfida è ,perciò, realizzare almeno l'equivalente di una nuova diga di Assuan ogni anno. Per svariati motivi economici, ambientali e sociali, non è verosimile che un tale quantitativo di immagazzinamento aggiuntivo di superficie sia costruito nel corso dei prossimi 30 anni.
L'immagazzinamento di un maggiore quantitativo d'acqua negli acquiferi è una alternativa attraente. Sono necessarie con urgenza nuove tecnologie e nuovi dispositivi istituzionali per migliorare la ricarica degli acquiferi.