Una ricerca appena pubblicata della Michigan State University descrive in dettaglio come il panico verga, una coltura di biocarburanti, può mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici se coltivata su terreni marginali, terreni agricoli di scarso valore. Per gli agricoltori, può anche fornire ritorni economici in questi spazi altrimenti improduttivi.

La ricerca è stata pubblicata in Lettere di ricerca ambientale .

Il team era guidato da Bruno Basso, Professore della Fondazione MSU nei dipartimenti di Scienze della Terra e dell'Ambiente e Scienze delle Piante, del Suolo e Microbiche, nonché dal W.K. Stazione biologica Kellogg. Sono stati coinvolti anche Seungdo Kim, professore associato di ricerca presso il MSU College of Engineering, e Rafael Martinez-Feria, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Basso.

L'energia rinnovabile è un argomento di discussione significativa in tutto il mondo. Gli scienziati del clima avvertono di esiti catastrofici se i combustibili fossili rimarranno la principale fonte di energia in futuro. Inoltre, paesi come gli Stati Uniti stanno facendo i conti con i dilemmi etici e finanziari di fare affidamento sul petrolio straniero.

I biocarburanti lignocellulosici, che sono prodotti da biomassa vegetale, sono una delle uniche fonti di energia rinnovabile attuali con un potenziale come carburante alternativo per i veicoli. Ma i problemi dei combustibili fossili non si risolvono facilmente piantando più colture di biocarburanti come il panico verga.

"Crescere abbastanza da utilizzare colture di biocarburanti per il settore dei trasporti su larga scala richiederebbe enormi cambiamenti nell'uso del suolo", ha affermato Basso. "Questo è un problema con molti strati. Ci sono problemi di sicurezza alimentare se la terra precedentemente utilizzata per colture alimentari fosse spostata in colture di biocarburanti. Esistono anche problemi di emissioni di gas serra se la terra non attualmente utilizzata per l'agricoltura, come l'habitat della fauna selvatica, viene superata da sistemi di produzione delle colture."

La sfida è amplificata quando gli agricoltori considerano cosa fare con terreni marginali e meno produttivi. Con l'aumento dei costi di input, spesso non c'è alcun vantaggio da piantare in queste aree. Se i coltivatori decidono di piantare, i problemi ambientali abbondano, poiché questi campi sono spesso carenti di azoto e possono richiedere un uso massiccio di fertilizzanti.

"Per convincere gli agricoltori a cambiare il loro comportamento, il cambiamento deve avere un senso per loro prima di tutto dal punto di vista economico", ha affermato Basso. "Il nostro obiettivo era esaminare se le terre marginali potessero essere sia redditizie che rispettose dell'ambiente, qualcosa che sarebbe stato una vittoria per tutti i soggetti coinvolti."

Per questo progetto, Basso e il suo team hanno utilizzato un insieme multimodello di sistemi di simulazione delle colture che tengono conto dei dati relativi al suolo, alle condizioni meteorologiche e alla gestione. Questi includevano tre modelli di studi precedenti e il programma SALUS (System Approach to Land Use Sustainability) di Basso, che simula la produzione agricola giornaliera per molti anni utilizzando diverse strategie di gestione.

L'insieme multimodello è progettato per comprendere e quantificare meglio le incertezze derivanti dall'input del modello e dai parametri unici per ciascun modello. Basso ha affermato che questo è il primo studio a utilizzare un insieme modello collegato all'intelligenza artificiale per il panico verga utilizzato per la produzione di bioenergia.

Il team di Basso ha scoperto che basse quantità di fertilizzante azotato fornivano aumenti a lungo termine della resa che superavano le emissioni di gas serra, una scoperta contraria ad altri studi. I ricercatori ritengono che il beneficio possa essere molto maggiore sui terreni limitati dalla carenza di azoto, come è il caso in diverse aree del Michigan. Basso ha osservato che l'uso di questa strategia non è così efficace nelle aree con suolo ricco di carbonio organico o in quelle con basse precipitazioni e brevi stagioni di crescita.

"Ciò mostra che alcune terre marginali prive di azoto hanno un potenziale valore per la produzione di colture di biocarburanti, che è di interesse per gli agricoltori che cercano di aumentare la redditività e di importanza ambientale riducendo l'impronta di carbonio dell'operazione", ha affermato Basso. "È importante che quando si cerca di risolvere un problema non ne creiamo un altro, quindi i livelli di fertilizzante azotato aggiunto sono fondamentali per mantenere il risultato climatico netto positivo complessivo".