Nuovi metodi per calcolare l’evapotraspirazione dei ciliegi in Sud Africa

L'insicurezza alimentare dovuta alla scarsità d'acqua e ai cambiamenti climatici diventerà un problema serio in alcune aree del mondo, mentre in altre la disponibilità di acqua sarà superiore alle richieste. Tra queste due opzioni, il Sudafrica probabilmente si troverà in una situazione di vulnerabilità.

Inoltre, si prevede che con le attuali tendenze nell'utilizzo dell'acqua, il paese registrerà un deficit idrico del 17% entro il 2030, e il cambiamento climatico non farà che aggravare questa carenza. Questa crescente competizione per le risorse idriche ha creato la necessità di informazioni quantitative accurate sull'uso dell'acqua in agricoltura, per cui anche nei frutteti.

Nel caso della misurazione dell'acqua di irrigazione con contatori d'acqua o metodi indiretti, numerose sono le sfide operative ed economiche legate a questo aspetto. Le stazioni metereologiche hanno un'area di copertura limitata, quindi non sono in grado di cogliere l'eterogeneità all'interno di ogni azienda agricola, non riuscendo nemmeno a volte a rappresentare l'intero frutteto.

È possibile misurare l'evapotraspirazione in campo con metodi a terra, ma è un'operazione che richiede manodopera e costi elevati. È necessario utilizzare modelli appropriati per estrapolare le informazioni misurate ad altri frutteti, poiché non è possibile misurare l'utilizzo idrico di ogni frutteto. In questo caso, le mappe del consumo idrico dei frutteti possono essere ricavate da immagini multispettrali e termiche rilevate a distanza.

Tuttavia, la quantificazione dell'evapotraspirazione è impegnativa nel tempo e nello spazio ed esiste una varietà di metodi.

Questi metodi includono il metodo empirico, il modello della superficie terrestre e il bilancio energetico superficiale. Il consumo idrico degli alberi da frutto associato alle fasi di crescita è fondamentale e la comprensione degli effetti dello stress idrico sulla funzionalità degli alberi e del periodo dell'anno in cui i livelli di stress sono elevati può essere stimata utilizzando tecniche di telerilevamento.

La valutazione dell'NDVI e di altri parametri permette di comprendere la gestione dello stress del ciliegio dolce in condizioni di mancanza di pioggia. Questa ricerca mirava a determinare il fabbisogno idrico e ad analizzare i livelli di stress idrico durante le diverse fasi di crescita dei ciliegi dolci in condizioni di assenza di irrigazione nel Free State orientale in Sudafrica, utilizzando il telerilevamento.

Le misurazioni in situ sono state condotte in un frutteto di ciliegi dolci presso la IONIA Sweet Cherry Farm, Ficksburg, Sudafrica. Lo studio ha stimato l'evapotraspirazione e lo stress idrico delle piante di ciliegio dolce durante le stagioni di crescita 2016/17, 2017/18, 2028/19 e 2019/20, combinando un semplice modello di bilancio energetico superficiale con i dati del telerilevamento.

Per facilitare la stima del coefficiente di colturale, del coefficiente di stress idrico e dell'evapotraspirazione è stato utilizzato un set di dati dell'indice di vegetazione derivato da Landsat-8 e 9, mentre l'indice di vegetazione differenziale normalizzato (NDVI) è stato derivato da metodi basati sulla rilevazione a distanza.

La verifica e la validazione delle stime dell'evapotraspirazione giornaliera del modello SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm) sono state effettuate utilizzando dati eddy-covariance raccolti negli stessi frutteti, ottenendo un R2≥0,8 ed errori quadratici medi di 0,96 mm al giorno.

Si conclude che la combinazione dei modelli di evapotraspirazione delle colture con i dati telerilevati aiuta a determinare i livelli di stress dei ciliegi dolci in diversi stadi di crescita e sarà utilizzata come strumento di estrapolazione per la gestione e la pianificazione degli interventi irrigui in altre parti del Sudafrica in cui si producono ciliegie dolci e che necessitano di migliorare le informazioni sull'irrigazione dalla scala degli alberi a quella dei frutteti.

La combinazione di modelli di evapotraspirazione delle colture generati da dati telerilevati ha migliorato l'individuazione del livello di stress nei ciliegi dolci in diversi stadi di crescita. Questo approccio potrebbe essere adottato per la gestione e la pianificazione delle risorse idriche in altre regioni cerasicole sudafricane che necessitano di migliorare le informazioni sull'irrigazione dalla scala dell'albero a quella del frutteto.

Fonte: Tharaga, P.C. and Dlamini, L. (2024). Evapotranspiration and water stress assessment in a sweet cherry orchard using in-situ and remote sensing techniques. Acta Hortic. 1395, 15-22. DOI:10.17660/ActaHortic.2024.1395.3 https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2024.1395.3
Immagine: SL Fruit Service

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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