Idrologia agraria
Il terreno
Il terreno è costituito da elementi solidi di differente dimensione e, tra questi, dagli spazi vuoti. Questi ultimi possono avere dimensioni diverse, a proposito della tessitura e della struttura del terreno. Queste caratteristiche influiscono sulle interazioni tra la parte solida e l’acqua. L’acqua per le piante ha molteplici funzioni, è un elemento essenziale per la vita. L’approvvigionamento avviene dal terreno. Garantire una disponibilità di acqua per le specie, che si sono spontaneamente insediate, è condizione essenziale per la fertilità del terreno medesimo.
Lo studio delle relazioni tra le parti solide e l’acqua è la migliore premessa per la conoscenza del suolo e delle sue qualità. L’acqua nel terreno è regolata da varie forze. Quelle di coesione che la legano alle singole particelle. Abbiamo anche forze che si definiscono nell’ambito del terreno tra zone dove l’acqua è presente in maggiore quantità e dove l’acqua è presente in minore quantità. Può essere il caso della stratificazione o del cambio di tessitura tra un punto e un altro dello stesso appezzamento.
L’argilla, per esempio, è in grado di trattenere maggiore quantità di acqua: poca percolazione e molta ritenzione. Nella sabbia, accade l’inverso: poca ritenzione e molta percolazione. Se avessi un suolo ricco di argilla in vicinanza ad uno ricco di sabbia, il primo ad asciugare sarebbe quello sabbioso: l’eccesso di acqua contenuto nell’argilla tenderebbe a passare verso la sabbia più asciutta.
Il potenziale idrico
C’è un concetto legato alla fisica termodinamica che si esprime con il termine di energia libera, valevole quindi per la temperatura, ma anche per la quantità di disponibilità idrica. È la tendenza, quando vi è un differente livello di potenziale tra un punto e un altro a compensare con il trasferimento dalla zona a maggior potenziale idrico alla zona con minore potenziale idrico.
Il concetto di potenziale idrico si esprime quindi nella misura in cui vi è presenza di acqua nel terreno e si rilevano differenze da un luogo ad un altro tra loro prossimi. Si possono verificare tre condizioni di potenziale idrico. La prima il cui valore è pari a 0, vuol dire un terreno dotato di acqua nella misura in cui ne tende a cederla ne tende ad acquisirla.
Siamo alla saturazione del terreno senza che si siano definite, in quel volume, maggiori pressioni che tendono a spingere l’acqua al di fuori. Il terreno è saturo e non vi sono, al suo interno, altre forze. La seconda condizione è relativa al potenziale idrico positivo, nel caso in cui l’acqua nel terreno sia dotata di una certa pressione e quindi essa tenda ad essere ceduta ai volumi di terreno vicini.
Nella quasi totalità delle circostanze, tuttavia, è la terza, quella del potenziale idrico negativo, poiché negli altri due casi non è possibile la vita per la totale mancanza di ossigeno.
È ora opportuno analizzare differenti casi di potenziale idrico negativo, considerando i cambiamenti che avvengono man mano con il procedere dell’evaporazione da un terreno saturo. Un qualsiasi terreno con qualsiasi tessitura può essere saturato di acqua, pur se con differente velocità.
Nei mesi autunno invernali, quando le piogge sono prolungate, questa situazione è frequente. D’estate con lunghi periodi di evaporazione e il verificarsi di piogge brevi ma intense, vi può essere la saturazione dello strato di superficie e non degli altri. Si determina così un differente potenziale idrico tra strati di diversa profondità, forze che ovviamente si sommano a quella della gravità.
(Nell’immagine, si osserva in collina un notevole affioramento di acqua, circoscritto probabilmente tra masse di argilla e lo scolo verso il basso con il conseguente accumulo)
Le costanti idrogeologiche
Lo stato di saturazione totale viene definito “Capacità idrica massima” e corrisponde alla prima delle costanti idrologiche. Costante perché strettamente legata alle caratteristiche fisiche del terreno. Essa in buona sostanza corrisponde alla quantità di acqua necessaria per saturare, in un terreno secco, tutti gli spazi vuoti fino al conseguimento dell’affioramento. In questo caso il potenziale idrico è pari a 0. Manca l’ossigeno. Per fortuna in condizioni normali questo stato è di breve durata, avviandosi più o meno rapidamente la percolazione. Si liberano così gli spazi vuoti fino alla misura in cui le forze di coesione tra le particelle solide compensano la forza di gravità. In questo ambito, vi sono grandi differenze tra suoli argillosi e sabbiosi. Si può avere un terreno bagnato ma con una quantità di spazi vuoti assai variabile.
La quantità di acqua ritenuta dal terreno, una volta ultimata la percolazione, è definita “Capacità di campo”. Da questo punto in avanti le piante potranno utilizzare l’acqua.
Esaurita quindi la percolazione, l’ulteriore perdita di acqua avviene per evaporazione che continua ininterrotta in relazione alle condizioni ambientali. Man mano che si riduce lo spessore di acqua che riveste le particelle solide, la liberazione di acqua, cui la temperatura dell’aria la bassa umidità atmosferica concorrono, richiede sempre maggiore energia.
Continua quindi la perdita di acqua per evaporazione, fino al raggiungimento dell’ultima costante idrologica: il “Punto di appassimento”. Quest’ultima non è legata alla caratteristica fisica del terreno, ma esprime la relazione tra il terreno e la coltura. È l’unica costante dipendente interamente dalle caratteristiche della coltura. Il segno evidente del raggiungimento di questo valore è dato dalla pianta quando inizia la sua sofferenza con l’appassimento delle foglie. Le forze di coesione nel terreno sono troppo grandi affinché la pianta possa riuscire a trarre ancora acqua dal terreno.
L’acqua utile disponibile alle piante è pertanto quella compresa tra i valori della capacità massima e il punto di appassimento.
Antica struttura in pietra per lo scolo dell’acqua piovana tra i vigneti, affinché non vi fossero erosioni di superficie, allontanando l’acqua che per la condizione del suolo o per l’intensità della precipitazione non poteva costituire riserva idrica utile.
Acqua disponibile e tessitura
Confrontando la sabbia con l’argilla, l’acqua nella prima percola molto velocemente e assai poco nella seconda. L’acqua che rimane dopo percolazione nella sabbia è circa il 4%, mentre l’acqua che rimane nell’argilla è circa il 12%. Una differenza notevole.
Considerando lo sviluppo di tutte le superfici di tutti i granuli, si ottiene una superficie sicuramente più ridotta del terreno sabbioso, rispetto a quello argilloso.
Interessante è considerare ancora come la tessitura nota come “medio impasto” fornisca un’acqua utile pari a quella dell’argilla o leggermente superiore.
Da ciò emerge la qualità del terreno franco, poiché possiede un’elevata capacità di ritenzione idrica e riesce a distribuire con facilità l’acqua anche agli strati più profondi, senza per questo che venga meno la dotazione di ossigeno al loro interno.
Edoardo Monticelli
