Approcci di gestione, nozioni di trattamento e strumenti di supporto alle decisioni all’insegna dell’innovazione per l’agricoltura sostenibile
Al fine di nutrire le popolazioni in crescita, si è assistito alla diffusione di metodi di agricoltura intensiva, compreso l’impiego capillare di fertilizzanti e pesticidi. Tra alcuni degli effetti collaterali figurano l’aumento dei gas a effetto serra (GES), quali il protossido di azoto, l’anidride carbonica e il metano, l’inquinamento di corpi idrici da parte di prodotti chimici per l’agricoltura e di sostanze nutritive, nonché la presenza di suoli degradati a causa della perdita di materia organica e della minore biodiversità. Il progetto INSPIRATION (Managing soil and groundwater impacts from agriculture for sustainable intensification), finanziato dall’UE, ha compiuto alcuni progressi scientifici rilevanti per far fronte a tali conseguenze. «Adesso disponiamo di una migliore comprensione di come, a livello di bacino idrografico, le concentrazioni di gas a effetto serra nelle acque freatiche siano condizionate dall’interazione tra processi idrogeologici, idrogeochimici e di uso del suolo», afferma il coordinatore del progetto, Steven Thornton dell’Università di Sheffield, sede che ospita il progetto. Il progetto INSPIRATION ha individuato alcune condizioni specifiche nelle falde acquifere, in presenza delle quali tali sostanze nutritive possono trasformarsi in protossido di azoto, metano e anidride carbonica e penetrare nell’atmosfera. Ciò si dimostra prezioso per la quantificazione e la gestione delle emissioni GES regionali.
Nozioni di trattamento
In qualità di rete di formazione innovativa del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto comprendeva 15 ricercatori multidisciplinari in fase iniziale di carriera che hanno impiegato studi di laboratorio, sul campo e di modellizzazione per la sperimentazione, la campionatura, il monitoraggio e la valutazione di soluzioni tecnologiche a livello di azienda agricola e di bacino idrografico. Poiché il drenaggio agricolo inquina le acque di superficie e le acque freatiche tramite composti di azoto e fosforo, il progetto INSPIRATION ha elaborato alcune nozioni di trattamento che prevedono l’utilizzo di vari materiali naturali, tra cui zeolite, trucioli e compost, per la cattura di tale deflusso di sostanze nutritive. Sono state provate diverse miscele di sostanze nutritive e dei materiali naturali sopramenzionati in esperimenti di laboratorio su lotti e colonne per determinare la migliore combinazione di permeabilità, adsorbimento e durata di vita. Il gruppo ha quindi concepito una soluzione per uno scenario di drenaggio di un’azienda lattiero-casearia. È stata inoltre condotta un’analisi dei materiali naturali per l’uso in sistemi di drenaggio del terreno per la cattura del fosforo da riciclare come fertilizzante per i terreni, offrendo una soluzione sostenibile per la mitigazione degli effetti delle sostanze nutritive sull’acqua, contribuendo allo stesso tempo alla riduzione dell’impiego di fertilizzanti minerali. Inoltre, è stato realizzato un biosensore per il monitoraggio del ripristino del terreno degradato dalla contaminazione dei metalli pesanti. «Questo strumento innovativo misura la biodisponibilità dei metalli nel suolo; si tratta di un indicatore di salute del suolo più appropriato rispetto alle concentrazioni chimiche totali. Tramite il rilevamento delle concentrazioni di metallo nocive per i microrganismi del suolo, i proprietari terrieri possono intraprendere azioni correttive», osserva Thornton. I suoli contenenti metalli pesanti sono stati mischiati con il biochar, che assorbe tali composti, riducendone la biodisponibilità ai microrganismi e migliorando così le funzioni del suolo. Le prove hanno corroborato le prestazioni del biosensore nel monitoraggio del ripristino del suolo.
Supporto al processo decisionale
Per contribuire alla selezione di materiali di provenienza locale per il trattamento delle eccedenze di sostanze nutritive nell’acqua di drenaggio delle aziende lattiero-casearie, è stato sviluppato FarMit, uno strumento di supporto alle decisioni di accesso libero. FarMit comprende una banca dati di 75 materiali valutati in base a criteri prestazionali ed economici ed è stato collaudato con successo in Belgio, Irlanda e Stati Uniti, in presenza di differenti pratiche agricole e scenari di sostanze nutritive. «Lo strumento migliora la mitigazione dell’inquinamento alla fonte, riutilizzando materiale disponibile localmente e, pertanto, abbassando i costi di trasporto e di funzionamento», aggiunge Thornton. È stato inoltre creato un quadro di modellizzazione e di supporto alle decisioni volto alla quantificazione degli impatti di diverse tecniche di gestione nei confronti di alcuni indicatori, tra cui resa agricola, contenuto di carbonio organico nel suolo e perdite di azoto. Lo strumento verifica le compensazioni di gestione per ottimizzare la produzione sostenibile, riducendo allo stesso tempo al minimo gli impatti ambientali. «Poiché alcuni indicatori sono tradizionalmente valutati separatamente, questo si dimostra unico», spiega. «Il nuovo quadro funziona anche su scale diverse. È in grado di stimare la produttività agricola, la qualità del suolo e la tutela ambientale a livello europeo per diverse combinazioni di colture-suolo-clima». Le attività di ricerca, le tecniche e gli strumenti scaturiti dal progetto INSPIRATION favoriscono la legislazione e le politiche chiave dell’UE, in particolare la direttiva quadro sulle acque e altre direttive riguardo ai nitrati, alle acque freatiche, l’uso sostenibile dei pesticidi, nonché al Green Deal europeo e alla strategia tematica per la protezione del suolo. Tali azioni richiedono agli Stati membri l’adozione di misure per la protezione, il ripristino e la garanzia di un utilizzo sostenibile di lungo termine delle risorse naturali.
Parole chiave
INSPIRATION, suolo, agricoltura, carbonio, azoto, agenti inquinanti organici, gas a effetto serra, acque freatiche, drenaggio, sostanza nutritiva, fertilizzante, quadro di supporto alle decisioni, azienda lattiero-casearia, biosensore
