Progetto

SIRENA – Sistemi Irrigui per la Riduzione delle Emissioni di N₂O in Atmosfera

SIRENA è una iniziativa finanziata da Regione Lombardia con il Fondo Europeo Agricolo per lo Sviluppo Rurale 2023-2027 – Intervento SRH-05 “Azioni dimostrative per il settore agricolo, forestale ed i territori rurali”.

Il progetto è dedicato allo sviluppo e alla diffusione di pratiche irrigue innovative e sostenibili per migliorare l’efficienza dell’uso dell’acqua e ridurre le emissioni di protossido di azoto (N₂O), uno dei principali gas serra di origine agricola.

Piattaforme sperimentali

SIRENA si basa su due piattaforme sperimentali dell’Università degli Studi di Milano: IrriLab, dove vengono confrontati quattro sistemi irrigui automatizzati, e SoilGHGLab, dedicata al monitoraggio continuo delle emissioni di gas serra sotto differenti gestioni agronomiche.

Attraverso monitoraggi avanzati, modellistica previsiva e attività dimostrative rivolte a agricoltori, tecnici e decisori politici, SIRENA mira a fornire dati scientifici affidabili, soluzioni pratiche replicabili e strumenti operativi per supportare la transizione verso sistemi colturali più efficienti, resilienti e a basso impatto ambientale.

IrriLab

IRRILAB è una piattaforma sperimentale a cielo aperto realizzata in ambito PNRR (Centro Nazionale Agritech) con l’obiettivo di studiare, sviluppare, testare, confrontare e dimostrare tecnologie irrigue e protocolli gestionali per migliorare l’uso dell’acqua in agricoltura, tenendo conto di tutti i principali metodi irrigui implementati in Pianura Padana. È stata sviluppata all’interno della azienda didattico-sperimentale dell’Università degli Studi di Milano, Cascina Baciocca sita a Cornaredo, nel parco Agricolo Sud Milano, dal gruppo di ricerca in Idraulica Agraria.

La piattaforma IRRILAB è costituita da due ettari di superficie agricola suddivisi in quattro parcelle ognuna caratterizzata da un diverso metodo irriguo: irrigazione a goccia interrata, irrigazione a goccia superficiale, irrigazione ad aspersione con una tecnologia innovativa chiamata Floppy Sprinkler e, infine, irrigazione a scorrimento utilizzando sistemi automatici di gestione delle paratoie. Ognuna delle quattro parcelle è a sua volta suddivisa in quattro sotto-parcelle completamente indipendenti per quanto riguarda l’irrigazione, per un totale di sedici sotto-parcelle autonome. Ognuna delle sedici sotto-parcelle è strumentata con sensori che monitorano in continuo lo stato idrico e il potenziale di pressione del suolo; sono inoltre presenti due centraline agrometeorologiche che misurano variabili quali: piogge, radiazione solare, temperatura e umidità dell’aria. L’insieme di questi dati permette di monitorare le sotto-parcelle e al tempo stesso di prendere decisioni riguardanti la loro gestione irrigua ottimizzata. Nel progetto SIRENA, due sotto-parcelle delle quattro irrigate con lo stesso metodo irriguo verranno gestite in modo ottimizzato (sensor-based irrigation) anziché con tempi e volumi fissi (time-based irrigation).

Per essere efficace da un punto di vista ambientale, la gestione irrigua non può prescindere da pratiche volte alla riduzione delle emissioni di gas serra, tra cui, in particolare, il protossido di azoto (N₂O), la cui formazione nei suoli agricoli è strettamente legata alla dinamica idrica e alla concimazione. L’emissione gassosa che caratterizza i diversi metodi irrigui, così come la qualità del suolo, verranno anch’esse investigate nell’ambito del progetto SIRENA.

SoilGHGLab

SoilGHGLab è una piattaforma sperimentale a cielo aperto sviluppata nell’ambito del PNRR – Centro Nazionale Agritech e utilizzata all’interno del progetto SIRENA, con l’obiettivo di monitorare e analizzare gli effetti delle pratiche agronomiche e delle condizioni pedoclimatiche sulle emissioni di gas a effetto serra dal suolo agricolo, con particolare attenzione al protossido di azoto (N₂O), oltre che sulla dinamica del carbonio e dell’azoto nei sistemi colturali. La piattaforma è finalizzata alla raccolta di dati sperimentali ad alta risoluzione temporale da impiegare in attività di analisi e modellistica agro-ambientale.

La piattaforma SoilGHGLab è stata realizzata presso l’Azienda Agraria Didattico-Sperimentale “Angelo Menozzi” dell’Università degli Studi di Milano, in località Landriano (PV), all’interno del campo sperimentale denominato “Rebecchino”. L’area sperimentale ha una superficie complessiva di circa 1.800 m² ed è organizzata secondo un disegno a blocchi randomizzati, con quattro blocchi, ciascuno suddiviso in tre parcelle, per un totale di dodici parcelle sperimentali. Le parcelle sono gestite secondo tre differenti pratiche agronomiche, rappresentative di un sistema convenzionale, uno minimun-tillage e uno no-tillage.

Ogni parcella è strumentata con camere automatiche per la misura in continuo dei flussi di gas serra dal suolo (CO₂, N₂O e CH₄). In corrispondenza di ciascuna camera sono installati sensori per la misura della temperatura e del contenuto idrico del suolo. La piattaforma è inoltre dotata di una stazione agrometeorologica che rileva variabili ambientali quali precipitazioni, temperatura e umidità dell’aria, vento e altre grandezze meteorologiche di supporto all’interpretazione dei flussi gassosi. Le misure vengono acquisite con cicli automatici ripetuti nell’arco della giornata e trasmesse a un sistema informatico dedicato per l’archiviazione, il controllo e l’elaborazione dei dati.

Accanto al monitoraggio in continuo dei gas serra, nell’ambito delle attività svolte su SoilGHGLab vengono effettuati campionamenti periodici del suolo e della coltura, finalizzati alla determinazione del contenuto di azoto minerale, del carbonio organico del suolo, della densità apparente e dei principali parametri biometrici colturali. L’insieme di queste informazioni consente una caratterizzazione integrata delle condizioni del sistema suolo–pianta–atmosfera sotto le diverse gestioni agronomiche adottate.

Nel progetto SIRENA, i dati raccolti dalla piattaforma SoilGHGLab costituiscono la base sperimentale per la calibrazione e la validazione del modello di simulazione ARMOSA, utilizzato per analizzare i processi responsabili delle emissioni di N₂O e per valutare scenari alternativi di gestione agronomica attraverso approcci di tipo “what-if”.