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Increased drainage effects on soil properties and water quality

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Il drenaggio agricolo altera il suolo in modo più radicale e veloce di quanto si supponesse in passato

Il ciclo della materia organica, delle sostanze nutritive e degli agenti inquinanti nel suolo è condizionato dai minerali. L’analisi compiuta dal progetto IDESoWa sul drenaggio agricolo mette in discussione la presunta stabilità di tali minerali, ipotizzando che i cambiamenti del ciclo possano potenzialmente verificarsi più velocemente di quanto si credesse in precedenza.

Alimenti e Risorse naturali

Oltre a conservare il carbonio, i suoli fungono anche da sistemi di filtraggio, mantenendo pulite le acque di superficie e le acque freatiche. Le particelle minerali del suolo, quali l’argilla, risultano fondamentali per l’assorbimento e la stabilizzazione della materia organica e delle sostanze nutritive (come i fosfati) e sono inoltre in grado di attenuare la tossicità dei pesticidi. Uno studio svolto nel 2008 ha riscontrato una perdita considerevole di particelle minerali in prossimità degli scarichi, appena 16 anni dopo l’installazione. In passato si riteneva che tali cambiamenti impiegassero secoli o millenni per manifestarsi. Nonostante tali risultati, lo studio non è stato ripetuto finché il progetto IDESoWa (Increased drainage effects on soil properties and water quality), finanziato dall’UE, non si è prefissato di esaminare, per la prima volta, come i cambiamenti nella composizione minerale dei suoli si ripercuotano sul ciclo della materia organica e delle sostanze nutritive. Analogamente allo studio del 2008, il progetto IDESoWa ha rilevato la perdita di particelle di argilla vicino agli scarichi. «L’ipotesi che le condizioni minerali del suolo rimangano alquanto statiche nel corso dell’esistenza umana richiede un riesame», spiega Antra Boča, borsista del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, dell’Università di scienze della vita e tecnologie della Lettonia, sede che ospita il progetto.

Drenaggio agricolo ed evoluzione del suolo

Le tecniche di gestione idrica del suolo, tra cui i sistemi di drenaggio sotterranei, possono alterare i processi del suolo. Eppure, stupisce il fatto che siano stati condotti pochi studi riguardo agli effetti delle attività umane sulla composizione minerale del suolo. Per approfondire gli effetti del drenaggio agricolo sui processi del suolo, il gruppo responsabile del progetto IDESoWa ha scavato fosse perpendicolari agli scarichi di piastrelle in tre differenti scenari di uso del suolo. Tra questi figurano: terreni francoargillosi in caso di campi arati e pascoli formati su sedimenti di suolo alluvionale glaciale e terreni francolimosi in caso di campi non arati formati su sedimenti di laghi glaciali. I ricercatori hanno raccolto alcuni campioni di suolo a diverse distanze dallo scarico. Il suolo più lontano presenta condizioni di impregnazione d’acqua più simili a quelle precedenti all’installazione degli scarichi, permettendo di effettuare un confronto tra suoli inalterati e alterati. Il suolo è stato campionato fino alla profondità degli scarichi, di circa un metro, per stabilirne la composizione minerale nonché la capacità di assorbimento del fosforo, la stabilità del carbonio organico e il ciclo dell’azoto. «Sebbene la pandemia abbia ritardato l’ottenimento di alcuni dati, siamo già in possesso di risultati interessanti. Abbiamo appurato che 40 anni di drenaggio sotterraneo possono mutare la composizione minerale dei suoli in modo talmente considerevole che risulta persino evidente su materiali fortemente eterogenei, quali il suolo alluvionale glaciale», afferma Boča. La concentrazione del ferro totale rilevata ha gettato un po’ nello scompiglio il gruppo non essendosi modificata a distanza dallo scarico, come era avvenuto nel caso dell’argilla. «Poiché il ferro è strettamente associato alle particelle di argilla, ci si aspetterebbe una perdita simile per l’argilla. Inoltre, anche le differenti condizioni di ossidoriduzione nel suolo a varie distanze dallo scarico dovrebbero condizionare la mobilità del ferro. I terreni vicino allo scarico sono generalmente soggetti a un esaurimento inferiore dell’ossigeno, dal momento che l’acqua defluisce rapidamente, mentre i terreni più lontani andranno incontro a un esaurimento dell’ossigeno, date le maggiori possibilità di saturazione dell’acqua», prosegue Boča. Per indagare su tale aspetto, il gruppo intende analizzare diverse forme di ferro in quanto il risultato corrente pare privo di logica. «Data l’importanza del ferro per il ciclo delle sostanze nutritive e della materia organica, occorre comprendere cosa stia succedendo», aggiunge Boča.

Gestione sostenibile del suolo

I minerali costituiscono la spina dorsale dei suoli e condizionano molti processi di carattere biologico e chimico. La comprensione dei cambiamenti provocati dagli impianti di drenaggio sotterraneo contribuirà all’incorporazione di servizi ecosistemici, quali la conservazione della materia organica dei suoli e il filtraggio di sostanze nutritive/pesticidi nelle pratiche agricole. «Non appena saranno analizzati tutti i dati, i risultati potrebbero favorire il miglioramento delle pratiche di gestione del suolo per i suoli drenati in modo artificiale, che si confermano predominanti in molti paesi europei», osserva Boča. Le attività future si occuperanno di studiare come i cambiamenti nella mineralogia del suolo influiscano sulla tossicità dei pesticidi. Tale studio sarà intrapreso in campi provvisti di sistemi di drenaggio controllati, in cui l’acqua è lasciata più a lungo nel suolo, e di sistemi di drenaggio non controllati. Entrambi i sistemi danno origine a condizioni di ossidoriduzione per la degradazione meteorica e le trasformazioni dei minerali, che presumibilmente coinvolgono anche le interazioni tra minerali del suolo e pesticidi.

Parole chiave

IDESoWa, drenaggio, acqua, materia organica, sostanze nutritive, agenti inquinanti, suoli, minerali, argilla, ferro, pesticidi

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