Bilancio idrico: quando la pioggia supera l'evaporazione

Pioggia contro domanda evaporativa

La pioggia è facile da misurare. Un millimetro di pioggia è un litro su ogni metro quadrato, ovvero dieci metri cubi su un ettaro. L'altro lato del conto è più difficile, perché l'evaporazione dipende dalla superficie. Suolo nudo, un prato, un oliveto e una pineta perdono quantità d'acqua diverse sotto lo stesso cielo.

Per separare il tempo atmosferico dalla pianta, la FAO usa una superficie di riferimento: un prato ipotetico, alto 12 centimetri, in crescita attiva e ben irrigato. L'acqua che perderebbe si chiama evapotraspirazione di riferimento, ET0, e si esprime in millimetri al giorno o al mese. Poiché la superficie è fissata, l'ET0 dipende soltanto dal tempo, da quattro grandezze: radiazione, temperatura dell'aria, umidità e velocità del vento. Il sole fornisce l'energia, l'aria calda e secca accoglie il vapore, il vento lo porta via.

L'idea di Penman-Monteith

Il metodo standard per calcolare l'ET0 unisce due linee di pensiero. Il fisico inglese Howard Penman mostrò nel 1948 come calcolare l'evaporazione dall'energia disponibile e dal potere essiccante dell'aria. John Monteith aggiunse nel 1965 come la superficie stessa opponga una resistenza alla fuga del vapore acqueo. Il metodo FAO Penman-Monteith fissa questa resistenza per il prato di riferimento e richiede perciò solo dati meteorologici: temperatura massima e minima del giorno, umidità, velocità del vento a due metri, radiazione o ore di sole, più altitudine e latitudine. Una consultazione di esperti della FAO lo raccomandò nel maggio 1990 come unico metodo standard, perché dava risultati coerenti sia nei climi aridi sia in quelli umidi.

Nessuno deve risolvere l'equazione a mano per usare il bilancio idrico. Conta il principio: una giornata soleggiata, calda, secca e ventosa sottrae a piante e suolo molta più acqua di una giornata nuvolosa, fresca, umida e senza vento, anche se in nessuna delle due cade una goccia di pioggia.

Dalla superficie di riferimento alla pianta

L'ET0 descrive la domanda del tempo atmosferico, non il consumo di una pianta precisa. La FAO colma il divario con il coefficiente colturale, il rapporto tra l'evapotraspirazione di una coltura e l'ET0. Un impianto giovane su terreno in gran parte scoperto consuma meno del prato di riferimento, una chioma fitta e adulta può consumare altrettanto o di più. Quando il suolo si asciuga, le piante chiudono gli stomi e traspirano meno di quanto indicherebbe il loro coefficiente. Risparmiano acqua a spese della crescita.

Per il bilancio idrico di un orto o di un versante l'ET0 è quindi il metro di misura, non il consumo esatto. Mostra quando il tempo comincia a prendere più di quanto porti la pioggia.

Il suolo come serbatoio

Tra pioggia ed evaporazione sta il suolo. L'acqua che un suolo può trattenere per le piante, tra capacità di campo e punto di appassimento, la FAO la chiama acqua totale disponibile. Dipende dalla tessitura e dalla profondità delle radici. Negli esempi di calcolo della FAO una sabbia franca trattiene circa 90 millimetri per metro di suolo, un limo circa 170. Le piante non possono esaurire questa riserva senza stress; per molte colture la FAO considera la metà come la quota che possono usare prima che la crescita ne risenta.

Questo serbatoio spiega perché il bilancio idrico si tiene mese per mese e non giorno per giorno. Un surplus in autunno e in inverno ricarica prima di tutto il suolo. Quando il conto va in rosso, le piante vivono per settimane di questa riserva. Solo quando è esaurita comincia la siccità per le radici. Tutto ciò che aiuta l'acqua a infiltrarsi e costruisce humus allarga questo serbatoio.

L'anno nel clima mediterraneo

Nel clima mediterraneo il conto oscilla molto, e quanto dipende dal luogo. La stazione di Genna Cresia si trova a 272 metri in Ogliastra, sul versante orientale della Sardegna. Secondo i valori climatici normali dell'ISPRA, dal 1991 al 2020 vi sono caduti in media 818 millimetri di pioggia all'anno. La maggior parte cade da ottobre ad aprile: 80 millimetri a ottobre, 152 a novembre, 122 a dicembre, 95 a gennaio, 74 a febbraio e 76 sia a marzo sia ad aprile. Poi la pioggia quasi si ferma: 36 millimetri a maggio, 16 a giugno, 12 a luglio e 11 ad agosto, prima che settembre apra la nuova stagione delle piogge con 67.

Valori mensili di ET0 per la Sardegna sono stati pubblicati dall'Università di Sassari nel 1986, calcolati con il metodo di Penman per gli anni dal 1970 al 1984. Per la piana di Oristano, sulla costa occidentale, danno 1.145 millimetri all'anno: 34 a gennaio, 46 a febbraio, 75 a marzo, 100 ad aprile, 132 a maggio, 158 a giugno, 176 a luglio, 160 ad agosto, 113 a settembre, 75 a ottobre, 45 a novembre e 31 a dicembre. Questi valori appartengono a un altro luogo, ma descrivono lo stesso clima e danno l'ordine di grandezza.

Messe una accanto all'altra, le due serie dividono l'anno in tre parti. Da novembre a febbraio la pioggia supera nettamente la domanda evaporativa, nel complesso di circa 290 millimetri. A ottobre e a marzo le due si equivalgono più o meno. Da aprile a settembre prevale l'evaporazione, nel complesso di circa 620 millimetri, soprattutto a luglio, quando potrebbe evaporare quasi quindici volte la pioggia caduta. Sull'intero anno mancano più di 300 millimetri. Il surplus invernale è dunque più piccolo del deficit estivo. Il suolo può immagazzinarne solo una parte, e il resto devono compensarlo radici profonde, pacciame, ombra o acqua raccolta.

Quanto conti il luogo lo mostra un confronto sulla stessa costa. La stazione di Capo Bellavista presso Arbatax, a circa 20 chilometri e vicina al mare, secondo l'atlante climatico del servizio meteorologico dell'Aeronautica Militare ha registrato dal 1971 al 2000 solo 420 millimetri all'anno, poco più della metà. Lì la pioggia supera l'evaporazione solo da novembre a gennaio.

Leggere da sé il bilancio idrico

Misurare la pioggia. Un semplice pluviometro, posto all'aperto e lontano da tetti e alberi, mostra in una stagione quanto la pioggia locale si discosti dalla stazione più vicina. Su un versante a pochi chilometri dalla costa può essere molto diversa. Il microclima di un sito conta spesso più di una media regionale.

Trovare la domanda. Molti servizi agrometeorologici calcolano l'ET0 per le loro stazioni con il metodo FAO. Dove questi valori mancano, le linee guida della FAO descrivono una stima più semplice basata solo sulla temperatura dell'aria. Anche una vasca d'acqua aperta mostra l'evaporazione, ma la FAO avverte che le letture delle vasche dipendono molto da dove e come la vasca è collocata e curata, e sono poco affidabili.

Guardare nel suolo. Il numero decisivo non sta nel cielo ma nella terra. Una prova della vanga mostra fin dove arriva l'umidità. Il metodo al tatto del Natural Resources Conservation Service statunitense giudica una manciata di terra da come appare e da come tiene insieme quando la si stringe a palla. La terra che lascia un'impronta umida e mantiene la forma trattiene ancora molta acqua; quella che si sbriciola e scorre tra le dita ne ha ceduta la maggior parte.

Cosa ne deriva per impianti, potature, pacciame e riserve

Impianto. Le nuove piante vanno a dimora all'inizio della metà umida dell'anno, quando il suolo è di nuovo imbevuto. Hanno così tutto il periodo del surplus per formare radici prima della prima estate. L'anno dell'orto mediterraneo segue questo ritmo.

Potatura. La regola di potatura di questo wiki è il bilancio idrico tradotto in pratica: si pota nella stagione delle piogge, dalle prime piogge autunnali abbondanti all'inizio della primavera. Il chop and drop lavora in questa finestra: le piante potate ricacciano su terreno umido, e le potature si decompongono invece di seccarsi e diventare combustibile. D'estate, quando il deficit è massimo, l'ombra resta, perché tiene il sole cocente lontano da foglie, corteccia e suolo.

Pacciame. L'evaporazione dal suolo nudo sta sul lato delle uscite del conto. Uno strato di pacciame ombreggia la superficie e frena questa perdita, così l'acqua immagazzinata resta alle radici. Il pacciame steso alla fine della stagione umida porta l'umidità del suolo più avanti nell'estate.

Riserve. Un surplus invernale che scorre via è perso per il sito. Gli swale e altri movimenti di terra lo trattengono nel versante, e una cisterna conserva l'acqua dei tetti per i mesi secchi. L'acqua messa da parte in inverno si può spendere quando il conto è vuoto.

Come lo intende Terra Humana

Per Terra Humana il bilancio idrico è la ragione dietro il calendario. Piantiamo con la pioggia e potiamo nella stagione delle piogge, perché allora il suolo sopporta lo stress di un taglio o di una nuova radice. D'estate lasciamo l'ombra, perché il deficit è allora massimo e il sole brucia di più. Il bilancio si legge sul posto: nel pluviometro, nei valori di ET0 pubblicati e soprattutto nel suolo. Dove non abbiamo valori misurati, lo diciamo.