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Dinamiche dell’azoto in un bacino idrografico ad alto carico zootecnico:

Dinamiche dell’azoto in un bacino idrografico ad alto carico zootecnico: bilanci di massa, export fluviale, accumulo nelle acque di falda e riciclo attraverso acque di risorgenza. Elisa Soana* , Alex Laini, Erica Racchetti, Marco Bartoli, Pierluigi Viaroli

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Presentation Transcript

  1. Dinamiche dell’azoto in un bacino idrografico ad alto carico zootecnico: bilanci di massa, export fluviale, accumulo nelle acque di falda e riciclo attraverso acque di risorgenza Elisa Soana*, Alex Laini, Erica Racchetti, Marco Bartoli, Pierluigi Viaroli Dipartimento di Bioscienze - Università degli Studi di Parma *elisa.soana@nemo.unipr.it

  2. Fiume Oglio sublacuale 156 km ~ 3.800 km2 province BG, BS, CR e MN > 60% terre coltivate ~ 1.200.000 abitanti ~ 650.000 bovini ~ 2.100.000 suini

  3. Estate 2009 “anomalia del NO3-” N-NO3- (µM) Lago d’Iseo Progressiva chilometrica (km) Confluenza in Po Incremento marcato delle concentrazioni (fino a ~ 500 µM) in un tratto di circa 25 km  Non imputabile a ingressi puntiformi (scarichi, tributari, etc.)

  4. Analisi di sorgenti, sink e trasformazioni dell’azoto • a scala di bacino idrografico • input e output (bilancio di massa) • carico esportato tramite trasporto fluviale • rimozione tramite denitrificazione negli ambienti acquatici • acque di falda come sink di N • fontanili come hotspot per il riciclo di N in superficie

  5. Soil system budget (Oenema et al., 2003) • reflui zootecnici • fertilizzanti chimici • deposizioni atmosferiche • fissazione biologica • fanghi di depurazione • asportazione colture • volatilizzazione di NH3 • denitrificazione INPUT ∑ INPUT - ∑ OUTPUT = (+) SURPLUS (-) DEFICIT OUTPUT Dati: Censimento Generale dell’Agricoltura – ISTAT Sistema Informativo Agricolo – Regione Lombardia

  6. Bilanciodell’azotonelbacinodell’Ogliosublacuale 50% 35% Carico N civile ~ 5.800 t N anno-1

  7. INPUT OUTPUT SURPLUS Anno 2008 kg N ha-1 anno-1

  8. Carico di azoto esportato dal bacino tramite trasporto fluviale ~ 13.000 ton N anno-1 90% in forma di nitrato 333 abitanti km-2 vs 2,950 kg N-NO3- km-2 Oglio Relazione tra densità di popolazione e carico di nitrato esportato in diversi bacini idrografici (modificato da Caraco & Cole, 1999)

  9. Campagne di campionamento 2007-2010 Diffusa contaminazione da azoto in tutti i comparti acquatici del bacino

  10. Quali processi possono spiegare la discrepanza tra surplus ed export?

  11. Rimozione dei azoto negli ecosistemi acquatici (zone umide) 12 zone umide (lanche, bodri, stagni, paludi, etc.) connesse idraulicamente al fiume o isolate misura di tassi di denitrificazione in carote intatte di sedimento (Racchetti et al., 2011 - Biogeochemistry) Modificato da Pina-Ochoa et al., 2006 Tasso medio di denitrificazione 400 kg N ha-1 anno-1 (range 150–1260)

  12. Potenziale massimo di rimozione delle zone umide nel bacino dell’Oglio sublacuale ~ 250 t N yr-1 (<1% “missing N”) Estensione zone umide ~ 200 ha ↓ Estensione terre coltivate ~ 250.000 ha

  13. Rimozione di azoto negli ecosistemi acquatici (reticolo idrografico secondario) Reticolo minore > 12.000 km Densità media ~ 5,5 km km-2 SAU Fasce riparie > 9.500 km Basi Ambientali della Pianura – Idrologia Regione Lombardia

  14. Reticolo idrografico secondario Modello di Christensen et al. (1990) Dati di input: ossigeno, nitrato, domanda sedimentaria di ossigeno  Tassi teorici di denitrificazione 0,6 – 23,8 mg N m-2 h-1  Rimozione massima ~5.500 t N anno-1 Tassi massimi di denitrificazione dalla letteratura ~ 22,4 mg N m-2 h-1 (Mander et al., 1997) Fasce riparie Rimozione massima ~3.000 t N anno-1 

  15. N-SINKS 250 (<1% “missing N”) 8.500 (32% “missing N”) Zone umide Reticolo idrografico secondario Possono le acque di falda rappresentare un potenziale sink di azoto nel bacino dell’Oglio?

  16. mg N_NO3- l-1 Rete di monitoraggio ARPA delle acque sotterranee (dati 2002 – 2008) Elaborazione ArcGIS - Spatial Analyst

  17. fontanili, risorgive Laini et al., 2011 Chemistry & Ecology Carico medio in uscita dai fontanili: ~ 170 kg N-NO3- d-1 (max 450) 700 fontanili censiti in Lombardia

  18. … Concludendo … • tentativo di includere la dimensione verticale nei bilanci di N • necessità di studi interdisciplinari • acquifero superficiale: accumulo temporaneo di NO3- e N2O • fontanili: hot-spot di riciclo di N • politiche mirate alla riduzione dei carichi azotati nell'agro-ecosistema possono risultare inefficaci nel breve termine • potenzialità del reticolo secondario quale sink di azoto

  19. GRAZIE! Dr. Elisa Soana Dipartimento di Bioscienze Università degli Studi di Parma elisa.soana@nemo.unipr.it Fiume Oglio, Palazzolo sull’Oglio (BS)

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