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L'agricoltura comporta un difficile equilibrio tra produzione alimentare e impatto ambientale. Ad esempio, i fertilizzanti possono aiutare a ottenere buoni raccolti, ma un loro uso eccessivo produce emissioni di gas serra e inquinamento.
Alcuni di questi impatti minacciano anche la futura produzione agricola. Le emissioni di gas serra, ad esempio, contribuiscono al cambiamento climatico e aumentano la probabilità di eventi meteorologici estremi.
Per sostenere l'agricoltura, quindi, è necessario ridurre al minimo l'uso di input come i fertilizzanti e sostenere la crescita delle colture in altri modi. Un approccio consiste nell'aumentare il funzionamento ecologico all'interno delle fattorie. Ciò significa rafforzare le relazioni tra i diversi organismi dell'azienda agricola, inclusi colture, bestiame, microbi e piante e animali selvatici. L'uso di queste relazioni per sostenere i raccolti è chiamato "intensificazione ecologica".
Ricerche precedenti hanno dimostrato che l'intensificazione ecologica può essere efficace. Ma gli studi sono stati condotti solo in tempi brevi di pochi anni, mentre gli effetti delle pratiche agricole spesso impiegano più tempo per diventare chiari. La variazione del tempo tra gli anni può oscurare gli effetti a breve termine e alcuni processi ecologici richiedono diversi anni per stabilizzarsi.
In uno studio recente, io e i miei colleghi abbiamo esaminato se gli studi a lungo termine supportano anche l'intensificazione ecologica. Per rispondere a questo, abbiamo cercato 30 esperimenti a lungo termine da tutta Europa e Africa. Abbiamo utilizzato questi esperimenti per verificare se l'intensificazione ecologica potesse ridurre la necessità di due input:fertilizzante azotato e lavorazione del terreno.
Abbiamo scoperto che l'intensificazione ecologica può in parte sostituire i fertilizzanti per sostenere i raccolti, perché sia l'intensificazione ecologica che i fertilizzanti aumentano i nutrienti del suolo. Quindi gli agricoltori potrebbero utilizzare l'intensificazione ecologica per ridurre l'uso di fertilizzanti mantenendo le stesse rese. Gli agricoltori che hanno già utilizzato poco o nessun fertilizzante potrebbero aumentare i loro raccolti.
L'intensificazione ecologica potrebbe anche aumentare i raccolti sia che gli agricoltori stiano arando o utilizzando l'agricoltura no-till. Questo perché la lavorazione del terreno e le pratiche ecologiche che abbiamo testato avevano funzioni diverse e hanno contribuito ai raccolti in modi diversi.
Nel complesso, l'intensificazione ecologica può aiutare a bilanciare la produzione alimentare e gli impatti ambientali riducendo l'uso elevato di fertilizzanti senza ridurre i raccolti. E può integrare bassi input per aumentare i rendimenti nelle comunità povere e remote dove gli input sono costosi o di difficile accesso.
Cosa abbiamo misurato
Abbiamo selezionato esperimenti che erano in corso da 10 anni o più. Abbiamo fatto un'eccezione per includere due esperimenti di nove anni per aumentare la rappresentazione delle pratiche agricole dei piccoli proprietari nel nostro set di dati.
I 30 esperimenti del nostro studio hanno testato diverse pratiche in una vasta gamma di climi, tipi di suolo e sistemi agricoli. Abbiamo cercato tendenze comuni tra gli esperimenti. In particolare, volevamo sapere come interagivano le pratiche ecologiche e l'uso degli input. Era meglio combinare più pratiche e input ecologici o erano più efficaci se usati in modo indipendente?
All'interno del nostro set di dati, c'erano tre classi di pratiche ecologiche e due tipi di input testati abbastanza frequentemente da essere inclusi nella nostra analisi.
Le pratiche ecologiche erano:
L'intensificazione ecologica comporta la sostituzione o l'aumento degli input. Quindi abbiamo confrontato gli effetti sulla resa delle colture dell'aumento delle tre pratiche ecologiche con gli effetti della diminuzione di due input:fertilizzante azotato sintetico e intensità della lavorazione del terreno. Il fertilizzante fornisce l'azoto di cui le colture hanno bisogno per crescere, ma può anche causare inquinamento. La lavorazione intensiva (o aratura) rimuove le erbacce ma può aumentare l'erosione del suolo.
Cosa abbiamo trovato
I nostri risultati hanno mostrato che le pratiche ecologiche di solito aumentavano i raccolti quando venivano aggiunte a un sistema agricolo. Tuttavia, i vantaggi della diversificazione delle colture, delle colture per la fertilità e dell'aggiunta di materia organica erano in genere elevati quando l'uso di fertilizzanti azotati sintetici era basso. Spesso non c'era alcun beneficio quando l'uso di fertilizzanti azotati era elevato.
Questo ci ha mostrato che è possibile utilizzare una pratica ecologica o un fertilizzante azotato per aumentare i raccolti. Ma se li usi entrambi insieme, l'effetto è lo stesso dell'uso di uno dei due.
Abbiamo dedotto che ciò è dovuto al fatto che le pratiche e il fertilizzante hanno la stessa funzione principale:tutti forniscono azoto alla coltura. La diversificazione delle colture e le colture per la fertilità spesso comportano l'aggiunta di legumi al sistema. Piante come fagioli, piselli e trifogli fissano l'azoto atmosferico e lo aggiungono al terreno. Letame e compost rilasciano azoto dal materiale vegetale in decomposizione o dai rifiuti del bestiame.
A volte abbiamo osservato piccoli vantaggi extra dell'utilizzo di una pratica ecologica insieme ad un alto contenuto di azoto. Ad esempio, l'aggiunta di letame e compost aumentava ancora i raccolti quando l'azoto era alto. Altre ricerche hanno dimostrato che queste aggiunte di materia organica aiutano a migliorare la struttura del suolo e l'attività microbica. Possono anche contribuire alla ritenzione idrica del suolo e al ciclo di altri nutrienti.
L'utilizzo di due pratiche ecologiche insieme è stato generalmente vantaggioso, perché ognuna fornisce funzioni diverse.
Allo stesso modo, l'uso di pratiche ecologiche insieme agli input può aumentare i raccolti quando le loro funzioni non si sovrappongono. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, utilizzando fertilizzanti in piccole quantità per integrare i nutrienti forniti dalle pratiche ecologiche.
Abbiamo anche scoperto che la diversificazione con colture non leguminose in condizioni di azoto elevato ha prodotto un vantaggio in termini di resa. È probabilmente dovuto all'interruzione dei cicli di infestanti, parassiti e malattie.
Nel nostro studio, la lavorazione del terreno non ha interagito fortemente con le pratiche ecologiche, suggerendo che ognuna avesse funzioni diverse. Ciò significa che gli agricoltori possono adattare le loro pratiche di lavorazione del terreno al loro ambiente indipendentemente dalle loro decisioni sull'utilizzo della diversificazione, della fertilità delle colture e della materia organica.
L'effetto netto
L'intensificazione ecologica potrebbe essere un modo per distribuire fertilizzanti in modo più equo per migliorare la sicurezza alimentare globale riducendo al minimo l'impatto ambientale. Attualmente, i tassi medi di fertilizzanti in Africa sono una piccola frazione di quelli in Europa. I piccoli proprietari in particolare utilizzano molto meno della loro giusta quota. Troppo fertilizzante provoca un impatto ambientale, ma troppo poco fertilizzante rende difficile produrre cibo a sufficienza.
Altri studi hanno suggerito che se l'uso di fertilizzanti viene ridotto dove è attualmente elevato (come le grandi aziende agricole commerciali nei paesi sviluppati), l'uso di fertilizzanti potrebbe essere aumentato laddove è attualmente molto basso (piccoli agricoltori nei paesi in via di sviluppo), senza sovraccaricare gli ecosistemi globali con inquinamento da azoto.
Il nostro studio mostra come l'intensificazione ecologica potrebbe aiutare a raggiungere questo obiettivo. + Esplora ulteriormente
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale. 
