No tillage e riduzione delle emissioni

La maggior parte delle emissioni di protossido di azoto (N₂O) in atmosfera sono legate all'uso agricolo dei fertilizzanti azotati. La conoscenza del fenomeno ha portato l’attenzione della ricerca verso lo studio di pratiche più sostenibili che siano al contempo capaci di mantenere elevata la produttività delle colture.  

Le lavorazioni meccaniche. È stato di recente valutato l'impatto a lungo termine della lavorazione convenzionale (CT) confrontato con quello della pratica del no tillage (NT). La differenza sostanziale tra i due approcci è che il no tillage prevede la totale assenza delle lavorazioni meccaniche del terreno, fondamentali invece per l’agricoltura tradizionale. Nel particolare il gruppo di ricerca ha osservato l’andamento delle emissioni di N₂O e della produttività agricola nell’area mediterranea in contesti di coltivazioni non irrigue.

I risultati mostrano che, per un periodo di 18 anni, il complesso delle emissioni è da 2,8 a 3,3 volte inferiore in regime NT rispetto al convenzionale, portando i ricercatori ad affermare che l’adozione di questa pratica (ancora scarsamente diffusa) sia decisamente più sostenibile nei confronti dell’ambiente.

Agricoltura e climate change. Il protossido di azoto è un gas clima alterante con un elevato potenziale di riscaldamento globale e viene emesso in conseguenza dei processi di nitrificazione e denitrificazione che coinvolgono i fertilizzanti azotati nel terreno. Le pratiche di gestione del terreno influenzano nettamente l’andamento di questi processi andando quindi a modificare l’entità dell’emissione.

In un contesto globale di aumento della popolazione è necessario mantenere elevata la produttività, favorendo però tutte quelle pratiche atte ad arginare il fenomeno del riscaldamento climatico.

Nei sistemi CT, la terra viene coltivata lavorando il terreno e, col ribaltamento delle zolle, interrando i residui colturali. La pratica NT prevede invece che i residui colturali restino in superficie, allo scopo di aumentare la conservazione della risorsa idrica. Infatti nei terreni coltivati col no tillage lo stato idrico dei suoli è generalmente più elevato e associato ad aumenti di produttività ed emissioni. Tuttavia sul lungo termine la prospettiva si può ribaltare poiché il no tillage influisce direttamente sulle proprietà fisiche del suolo riducendo i tassi di denitrificazione e quindi di emissione di N₂O.

L’approccio metodologico. Per determinare la relazione tra i sistemi CT e NT, le emissioni di N₂O del suolo e il potenziale rendimento, un team di scienziati ha combinato approcci sperimentali e modelli previsionali per valutare l’impatto a lungo termine dei sistemi CT e NT, studiando le quantità di azoto e di emissioni nel suolo in colture non irrigue mediterranee. Preliminarmente è stata misurata la quantità di acqua e la dinamica dell’azoto in un esperimento in campo svolto su un orizzonte temporale che va dal 1996 al 2014 nell’area rurale di Agramunt, nella Spagna nord-orientale.

Le osservazioni si sono focalizzate sulla produzione di orzo (Hordeum vulgare L.) con metodi di lavorazione diversi (CT e NT) e con tassi di fertilizzazione azotata diversi (0 kg/ha, 60 kg/ha e 120 kg/ha somministrati sotto forma di nitrato ammonico 33,5% N).

Sono state effettuate due fertilizzazioni: un terzo del concime è stato applicato prima della semina e gli altri due terzi sono stati applicati con la coltura nella fase iniziale di sviluppo. Per il primo intervento in regime convenzionale il fertilizzante è stato interrato meccanicamente, in no tillage la fertilizzazione è avvenuta in copertura. La seconda fertilizzazione è avvenuta in copertura per entrambe le tesi.

Il tipo di fertilizzante, nonché i metodi utilizzati, sono i più comuni nell'area per le colture invernali alimentate dalla pioggia.

I ricercatori hanno quindi utilizzato un modello dinamico suolo-coltura-atmosfera denominato STICS (Simulateur multidisciplinaire pour les Cultures Standard - Simulatore multidisciplinare per colture standard) e hanno utilizzato i dati per simulare le emissioni di protossido di azoto in ciascun metodo di lavorazione all’aumentare della pressione del fertilizzante, cercando di identificare le strategie di gestione più efficienti.

Le conclusioni. I risultati hanno mostrato che, in 18 anni, NT ha aumentato la resa in cereali di una media del 10%, 47% e 53% rispetto a CT quando si applicano 0, 60 e 120 kg di N per ettaro. Inoltre, le emissioni per lo stesso periodo risultano inferiori da 2,8 a 3,3 volte rispetto a CT. In regime CT, l'applicazione N aumenterebbe l’emissione per la maggior parte degli anni, mentre il sistema no tillage riesce a garantire incrementi minori al crescere della dose di azoto.

I ricercatori ipotizzano che un comportamento simile potrebbe riguardare diversi cereali (grano, triticale e avena), viste le loro similitudini in termini di fabbisogno di azoto. Aggiungono, tuttavia, che negli studi di agronomia, i risultati sono generalmente molto influenzati dalle condizioni pedoclimatiche e da diverse altre variabili, quindi di difficile generalizzazione.

In sostanza è stato scoperto che, in questo caso, il metodo no tillage abbinato a tassi di fertilizzazione medi (30-60 kg/ha di N) nelle coltivazioni non irrigue ha mostrato l’efficienza maggiore garantendo alta produttività e basse emissioni di N₂O.

Vale la pena notare che le emissioni per questa metodologia corrispondono a circa la metà di quelle auspicate dall'International Panel on Climate Change per le aree del Mediterraneo, rafforzando ancora di più il valore dei dati ottenuti. 

Fonte

Per approfondire si segnale un articolo del 2015 sugli effetti delle lavorazioni del suolo.