Acqua e agricoltura
Come la disponibilità di acqua influenza la capacità delle piante di usare i nutrienti
Grandi quantità di nutrienti vengono perse dai campi agricoli con conseguenze negative per l'ambiente. L'acqua è importante nei sistemi agricoli non solo perché è necessaria alle piante, ma anche perché porta via i nutrienti.
Nel mio lavoro cerco di capire come la disponibilità di acqua influisca sulla capacità delle piante di utilizzare i nutrienti.
Per conoscere questa ricerca, guarda un video di 2 minuti della mia ricerca!
I principali risultati di una prima pubblicazione sull'efficienza nell'uso dei nutrienti mostrano che con temperature più elevate e precipitazioni più basse (legate ai cambiamenti climatici) ci sarà una maggiore ritenzione dei nutrienti e quindi una diminuzione della lisciviazione dei nutrienti dai campi agricoli. I cambiamenti climatici che includono una maggiore evaporazione e una diminuzione delle precipitazioni possono quindi portare ad un aumento dell'efficienza nell'uso dell´azoto senza diminuire le rese.
References
Da dove tutto è iniziato
Nell´ormai lontano 2015, durante il dottorato, ho vinto la "AGU Student Video competition" con un video che si chiama “Disegnando una vita attraverso un fiume" (in inglese Drawing a life through a river, che suona molto meglio!). Il video é una riflessione personale sulla mia vita ormai lontana dal Tagliamento, il luogo che continuo a chiamare casa.
Leggi qui la storia di questo video e il link al video premiato!
Tagliamento
Sull´invisibile
“…L'invisibile non è l'opposto del visibile:
l'in-visibile è la controparte segreta del visibile”
Maurice Merleau-Ponty. Visibile e invisibile, 1964
Quando piove, possiamo seguire le gocce d'acqua finché non raggiungono superfici diverse e continuare a controllare il movimento dell'acqua sulla superficie. Ma cosa succede all'acqua quando si muove nel terreno?
Gran parte del nostro lavoro in idrologia si concentra sul movimento della pioggia nel bacino idrografico - e abbiamo spiegato l'apparentemente contraddittorio, rapido aumento dei corsi d'acqua dopo la pioggia. Abbiamo anche spiegato il lungo periodo (mesi, persino anni!) in cui l'acqua risiede nel bacino idrografico, utilizzando i concetti di velocità e celerità.
La differenza tra velocità e celerità e la loro relazione è una delle sfide dell'idrologia moderna. Velocità e celerità sono entrambe legate al concetto di “velocità”, ma i termini sono piuttosto specifici. In idrologia, prendiamo in prestito la definizione "idraulica" di celerità, che va un po' così: è una misura dell'impatto di una perturbazione su un canale. Quando piove, nel terreno abbiamo un effetto simile: l'acqua che risiede nel terreno viene “spinta” dall'acqua “nuova” che arriva sotto forma di pioggia. Il risultato è che possiamo quantificare la “spinta” con cui l'acqua si infiltra nel terreno durante un evento piovoso. Tale "spinta" è chiamata celerità, e dipende da quanta acqua c´è nel terreno, e da quanto spazio c'è ancora da riempire durante tale "spinta".
La misura del movimento di questa nuova acqua che entra nel suolo è diversa. Questa nuova acqua potrá avere una serie di velocità che dipende non solo dalla quantità di acqua che già occupa lo spazio, ma anche da quanto sono grandi i pori e da quanto è facile per l'acqua passare attraverso di essi.
In definitiva, possiamo dire che la celerità è responsabile dell'aumento e della diminuzione della portata di un fiume (l'idrogramma), mentre la velocità controlla l'età dell'acqua che raggiunge il fiume in un dato momento.
Perché dobbiamo tenere separate queste misure? La previsione della risposta dell'idrogramma (celerità), data una certa quantità di pioggia, può essere eseguita abbastanza facilmente mediante modelli matematici. Tuttavia, l'equifinalità è sempre dietro l'angolo: i modelli possono essere parametrizzati in molti modi per ottenere una buona approssimazione dell'idrogramma, quindi quale parametrizzazione sta effettivamente avvenendo? Penso all'equifinalità come a una serie di possibili percorsi. Da A si può raggiungere B percorrendo strade diverse. Ora, ogni percorso è diverso in quanto alcuni possono essere più lunghi di altri, alcuni più belli di altri, ecc., ma il punto è che c'è più di un modo per andare da un punto all'altro. Allo stesso modo, l'acqua che contribuisce all'innalzamento della portat di un fiume può provenire da diverse parti dell'area convogliata a quel fiume.
Quando ci interessa misurare l'acqua nel terreno, abbiamo un ulteriore problema da risolvere: l'acqua “scompare” ai nostri occhi quando si infiltra nel terreno. L'invisibilità dell'acqua all'interno del suolo rende le misurazioni più difficili, ma anche più interessanti.
Per misurare "quanta acqua proviene da quale parte del bacino", dobbiamo progettare esperimenti che ci permettano di misurare al meglio le velocità, per cercare di capire qual è il percorso che fa l'acqua. Per fare ciò, possiamo applicare acqua in modo artificiale, ma dobbiamo sapere come tracciare l'acqua che stiamo aggiungendo. Ciò avviene solitamente mediante sostanze che possono essere disciolte in acqua, in particolare i traccianti salini.
Nel corso del mio dottorato, ho eseguito esperimenti in questo modo e, come spesso accade, ho scoperto che tutti i miei sforzi hanno portato poco (era il 2014, il mio straziante Esperimento 1). L'Esperimento 2, nel 2015, un anno di esperienze dopo, ha prodotto un set di dati con cui lavorare.
Il mio lavoro durante il dottorato ha molto a che fare con l'invisibilità di l'acqua che si muove attraverso il suolo.
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