Un fattore chiave nella prodigiosa produzione agricola americana si rivela essere qualcosa che gli agricoltori possono fare ben poco per controllare:l'aria pulita. Un nuovo studio condotto da Stanford stima che le riduzioni dell'inquinamento tra il 1999 e il 2019 abbiano contribuito a circa il 20% dell'aumento dei guadagni di mais e soia durante quel periodo, un importo pari a circa $ 5 miliardi all'anno.

Le analisi, pubblicato questa settimana in Lettere di ricerca ambientale , rivela che quattro importanti inquinanti atmosferici sono particolarmente dannosi per le colture, e ha rappresentato una perdita media di circa il 5% della produzione di mais e soia durante il periodo di studio. I risultati potrebbero aiutare a informare i cambiamenti tecnologici e politici a beneficio dell'agricoltura americana, e sottolineare il valore della riduzione dell'inquinamento atmosferico in altre parti del mondo.

"Gli impatti dell'inquinamento atmosferico sono stati difficili da misurare in passato, perché due agricoltori anche a soli 10 miglia di distanza possono trovarsi di fronte a una qualità dell'aria molto diversa. Utilizzando i satelliti, siamo stati in grado di misurare modelli di scala molto fini e svelare il ruolo di diversi inquinanti, ", ha affermato l'autore principale dello studio David Lobell, il Gloria e Richard Kushel Direttore del Centro per la sicurezza alimentare e l'ambiente.

La ricerca mette in evidenza il notevole potere dei satelliti di illuminare gli impatti dell'inquinamento a una scala altrimenti non possibile. Tale potere potrebbe avere un valore ancora maggiore nei paesi con meno accesso ai monitor aerei e ai dati sulle rese.

Leggere l'aria

Gli scienziati sanno da tempo che l'inquinamento atmosferico è tossico per la vita delle piante in dosi elevate, ma non quanto i raccolti degli agricoltori siano effettivamente danneggiati ai livelli attuali. L'impatto dell'inquinamento sull'agricoltura in generale, nonché gli effetti dei singoli inquinanti, è rimasto anche sconosciuto.

Concentrandosi su una regione di nove stati (Illinois, Indiana, Iowa, Michigan, Minnesota, Missouri, Ohio, South Dakota e Wisconsin) che produce circa i due terzi della produzione nazionale di mais e soia, Lobell e la coautrice dello studio Jennifer Burney, professore associato di scienze ambientali presso l'Università della California, San Diego, si prefigge di misurare l'impatto dell'ozono sui raccolti, particolato, biossido di azoto e anidride solforosa.

L'ozono è il risultato di reazioni chimiche indotte dal calore e dalla luce solare tra azoto e idrocarburi, come quelli che si trovano negli scarichi delle auto. Il particolato si riferisce a grandi particelle di polvere, sporco, fuliggine o fumo. Il biossido di azoto e l'anidride solforosa sono gas rilasciati nell'atmosfera principalmente attraverso la combustione di combustibili fossili nelle centrali elettriche e in altri impianti industriali.

"Questo è stato un problema difficile da districare perché storicamente le nostre misurazioni dei diversi tipi di inquinanti atmosferici e le nostre misurazioni dei raccolti agricoli non si sono realmente sovrapposte spazialmente alla risoluzione necessaria, " ha spiegato Burney. "Con i nuovi dati ad alta risoluzione spaziale, potremmo guardare i raccolti vicino sia ai monitor dell'inquinamento che alle fonti note di emissioni inquinanti. Ciò ha rivelato prove di diverse entità di impatti negativi causati da diversi inquinanti".

Lobell e Burney hanno esteso la loro analisi al 1990, quando il Congresso ha approvato gli emendamenti al Clean Air Act che hanno portato a significativi miglioramenti della qualità dell'aria in tutto il paese. I ricercatori hanno esaminato i dati sull'inquinamento atmosferico provenienti da centinaia di stazioni di monitoraggio in tutta la regione, dati federali sulle emissioni delle centrali elettriche, osservazioni satellitari del biossido di azoto intorno a quelle centrali elettriche, dati sulla resa delle colture da indagini federali e immagini satellitari, e dati meteorologici per tenere conto delle condizioni della stagione di crescita note per spiegare le variazioni della resa delle colture.

Risultati sorprendenti

Ciò che Lobell e Burney scoprirono li sorprese. Tra le loro scoperte:effetti negativi di ciascuno dei quattro inquinanti sui raccolti di mais e soia, e un netto aumento della resa quanto più lontano dalle centrali elettriche, in particolare dagli impianti di combustione del carbone, venivano coltivate le colture. I modelli spaziali unici di ogni inquinante hanno permesso loro di districare l'effetto di ogni inquinante in un modo che gli studi precedenti non potevano.

I ricercatori hanno stimato che le perdite totali di resa dai quattro inquinanti sono state in media del 5,8 percento per il mais e del 3,8 percento per la soia negli ultimi due decenni. Tali perdite sono diminuite nel tempo man mano che l'aria diventava più pulita. Infatti, la riduzione dell'inquinamento atmosferico ha contribuito a una crescita stimata del 4% dei raccolti di mais e del 3% dei raccolti di soia, aumenti che equivalgono al 19% dei guadagni complessivi della resa del mais durante il periodo di tempo e al 23% dei guadagni complessivi della resa della soia.

"Sappiamo già che il Clean Air Act ha portato a trilioni di dollari di benefici in termini di salute umana, quindi penso a questi miliardi di benefici agricoli come la ciliegina sulla torta, " Ha detto Lobell. "Ma anche se è una piccola parte dei benefici dell'aria pulita, è stata una parte piuttosto importante della nostra capacità di continuare a spingere più in alto la produttività agricola".