pubblicato il 21 settembre 2018

Analisi chimica dell'acqua di irrigazione

Origine, classificazione dell'acqua, e indici di qualità dell'acqua di irrigazione

TAGS: Agricoltura, Irrigazione, Fertirrigazione

L'acqua utilizzata per l'irrigazione, sia essa di pozzo o di fiume, non è mai acqua pura, ma contiene sempre dei sali disciolti. Buona parte dell'acqua applicata al terreno sarà assorbita dalle colture e traspirata e, se la concentrazione dei sali nell'acqua è elevata, la maggior parte di essi rimarrà nel terreno stesso.
   Origine dei sali
   I sali presenti nei suoli sono originati dalla "meteorizzazione" dei minerali (la meteorizzazione - traduzione del termine weathering inglese - è il processo di disintegrazione e alterazione delle rocce, affioranti sulla superficie terrestre e dei minerali, attraverso contatto diretto o indiretto con l'atmosfera. Il termine indica un fenomeno che avviene "in situ" o "senza movimento", quindi da non confondere con l'erosione, dovuto a movimenti e disintegrazione di rocce e minerali per effetto dell'azione e del contatto con acqua, vento e forza di gravità.) e delle rocce che costituiscono la crosta terrestre, la quale ha la seguente composizione media:

Tabella: 1 - Composizione della crosta terrestre secondo Clark

Elemento % Elemento %
Ossigeno 49,13 Idrogeno 1,00
Silicio 26,00 Titanio 0,61
Alluminio 7,45 Carbonio 0,35
Ferro 4,20 Cloro 0,20
Calcio 3,25 Fosforo 0,12
Sodio 2,40 Zolfo 0,10
Potassio 2,35    

Di questi elementi, quelli che si trovano nei sali contenuti nel terreno, sono: Ca, Mg, Na, K, Cl, S e C e, con frequenza inferiore, N, B e I.
La meteorizzazione delle rocce solo raramente ha portato ad un accumulo di grosse quantità di sali in un solo luogo. Normalmente i sali, una volta formati, sono trasportati dall'acqua che li conduce al mare o a depositi continentali, che in questo modo salinizzano.
   L'acqua utilizzata per l'irrigazione, sia essa di pozzo o di fiume, non è mai acqua pura, ma sempre contiene disciolti dei sali. Buona parte dell'acqua applicata al terreno sarà assorbita dalle colture e traspirata e, se la concentrazione dei sali nell'acqua è elevata, la maggior parte di essi rimarrà nel terreno.
Quando vogliamo valutare la qualità dell'acqua d'irrigazione per uso agricolo, dobbiamo considerare che esiste una vastissima diversità in funzione dell'origine e variabilità nella composizione. Inoltre, in funzione ai diversi effetti che le acque producono nel terreno e alle colture è fondamentale stabilire una serie di criteri che ci permettano caratterizzare l'acqua che trattiamo.

   Possiamo trovare acque superficiali, che si caratterizzano per:
• Temperature simili a quella atmosferica
• Tendono ad essere ricche in gas disciolti ( es. Ossigeno)
• Possono avere sostanze minerali o organiche in soluzione o in sospensione
• Presentano un rischio maggiore di contaminazione da elementi chimici o biologici.
D'altro lato troviamo acque sotterranee, le cui caratteristiche principali sono:
• Temperature uniformi durante tutto l'anno
• Povere in gas disciolti
• Povere in sostanze minerali o organiche in soluzione o in sospensione
• Basso rischio di contaminazione ed eutrofizzazione

L'acqua di irrigazione può agire sulla temperatura del suolo e della coltura, provocando squilibri tra la parte aerea e radicale, riducendo la capacità di assorbimento degli elementi nutritivi del suolo. I gas che si incontrano con maggiore frequenza sono ossigeno, azoto e anidride carbonica.
Parlando di qualità dell'acqua dobbiamo partire in primo luogo dalla composizione chimica, cioè dai diversi ioni contenuti.
   La concentrazione in cui si trovano questi ioni e molto variabile, quelli fondamentali sono:
• Sodio Na+
• Potassio K+
• Calcio Ca2+
• Magnesio Mg2+
• Carbonati CO32-
• Bicarbonati HCO3-
• Cloruri Cl-
• Solfati SO42-
• Ammonio NH4+
• Fosfati H2PO4- ; HPO42-
• Nitrati NO3-
La composizione chimica dell'acqua rifletterà quella della roccia dove si trova, e sarà indipendente dal clima e dalle condizioni idrogeologiche.
Così nelle rocce sedimentarie di composizione silicea, il contenuto salino sarà generalmente molto alto, presentando questa predominanza di ioni: Ca>Na>Mg e HCO3>Cl>SO4
Nelle rocce calcaree troviamo:
• Elevati livelli di CO32- e HCO3-
• Bassi livelli di Cl- e SO42-
Nelle rocce argillose troviamo alti livelli di sali con predominanza di:
• Elevati livelli di SO42- Cl-, Ca2-, Mg2-, Na+
• Bassi livelli di HCO3-

  
Classificazione della FAO
Nel 1976, Ayers e Westcot stabilirono la classificazione della FAO, che in una revisione del lavoro pubblicata nel 1987, gli autori modificarono leggermente la loro classificazione:

Tabella 2: Classificazione della FAO

Indice di salinità EC (dS/m) Rischio di aalinità
1 < 0,7 Senza problemi
2 0,7 - 3,0 Problemi crescenti
3 > 3,0 Problemi seri

 Questa classificazione forse semplifica eccessivamente la questione, già che riunendo nello stesso gruppo le acque con intervallo di CE 0,7 - 3 dS/m, può risultare eccessivo.
Non bisogna confondere la EC accettabile nell'acqua di irrigazione con la EC tollerata dalle colture: la seconda è la EC dell'acqua del suolo e viene espressa come ECe, cioè la conducibilità elettrica dell'estratto saturo del terreno.