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INTRODUZIONE
1. La sostenibilit in agricoltura
Negli ultimi anni il termine sostenibilit Ł stat o ampiamente usato, anche in campo agricolo.
Esso deriva dal concetto piø ampio di sviluppo sostenibile, arrivato in Italia alla fine degli anni
ottanta, in seguito alla pubblicazione da parte del World Commission on Environment and
Development del libro Our future (WCED, 1987). Il testo pred isposto da una speciale
Commissione mondiale per l ambiente e lo sviluppo nell ambito delle Nazione Unite, definisce
sostenibile uno sviluppo che sia in grado di assi curare alla attuale generazione il
soddisfacimento dei propri bisogni in modo tale da lasciare alle generazioni future condizioni e
risorse che consentano anche ad esse di soddisfare i loro bisogni fondamentali. Oggi l agricoltura
Ł uno dei settori pienamente coinvolti nel dibattito in quanto causa di problemi ambientali,
energetici, sociali ma anche il settore che possiede piø di altri le potenzialit per risolverli.
L agricoltura sostenibile viene definita in molti modi, anche contrastanti. Secondo Crosson e
Anderson, ad esempio, un sistema agricolo sostenib ile Ł quello capace di incontrare le richieste
di cibo e fibre ad un costo economico ed ambientale socialmente accettabile (Crosson and
Anderson, 1999). Altieri con il termine sostenibilit intende la capacit di un agroecosistema di
mantenere la produzione nel tempo, a fronte di limitazioni ecologiche e pressioni
socioeconomiche di lungo termine (Altieri, 1987).
Il termine sostenibilit ha tre accezioni (Cai Yunl ong and Smith, 1994):
- ambientale ed ecologica;
- economica;
- sociale e politica:
Con il termine sostenibilit ambientale ed ecologica si vuole considerare i limiti delle risorse
naturali, paesaggistiche ed energetiche e le ricchezze bio-fisiche presenti negli ecosistemi.
Alcune di queste risorse sono quantitativamente fissate e destinate ad essere esaurite
(combustibili minerali). Altre, come la luce solare, la pioggia e il vento, hanno delle variazioni
cicliche nel tempo. Altre ancora, come le piante e gli animali, il suolo e l acqua, possono essere
usate come risorse limitate ma che hanno la capacit biologica di rinnovarsi se viene prestata
attenzione a salvaguardare le condizioni necessarie per il loro mantenimento. Questo Ł il
significato piø immediato del termine e piø diffusamente accettato in quanto tende a garantire
l equilibrio del sistema nel lungo periodo consentendo solo quelle tecniche che causano disturbi
minimi all ambiente fisico esterno e interno all az ienda. La sostenibilit dell agroecosistema
significa quindi ad esempio la conservazione delle risorse del terreno e il mantenimento della
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biodiversit . L attivit umana in agricoltura ha la capacit tecnica di modificare notevolmente
l ambiente per scopi produttivi. Il fattore tempo diventa quindi la chiave per interpretare le
diverse prospettive. Il termine sostenibilit economica significa produrre in modo sufficiente da
garantire un livello di reddito e di occupazione adatto alle potenzialit e alle esigenze locali,
limite sotto il quale non potrebbe sussistere nessuna attivit agricola. L agricoltore deve
combinare gli inputs che possono essere utilizzati con i costi che ciascuna attivit agricola
comporta, con la produzione attesa, con i prezzi di mercato e creare un attivit capace di ripagare
tutti i fattori della produzione (manuale, intellettuale, manageriale, finanziario). Meno diffusa nel
mondo scientifico Ł l accezione sociale del termine sostenibilit intesa come aspetto agricolo-
strutturale che dipende dal contesto socio-culturale che ha formato l agroecosistema nel tempo
(Altieri, 1987).
Nell agricoltura tradizionale l azienda Ł un sistema stabile in equilibrio che utilizza le
conoscenze locali per fare agricoltura con il fine dell autosussitenza alimentare. Gli input esterni
sono bassi e in molti casi nulli; il controllo delle malattie avviene a seguito della elevata diversit
colturale e con rimedi tradizionali autoprodotti.; la fertilit del terreno Ł garantita grazie allo
scarso sfruttamento del terreno e con fonti organiche animali. Con la rivoluzione verde si viene
ad affermare l agricoltura industriale o convenzionale, tecnologicamente orientata, coltiva su
ampie superfici specializzandosi in monocolture con elevato uso di input esterni quali carburante
per i macchinari, concimi chimici e antiprassitari, acqua per l irrigazione, con il fine di ottenere
il massimo rendimento economico.
Da sempre, l attivit agricola permette di sfruttar e e aumentare la produttivit degli ecosistemi,
fornendo input supplementari di tipo energetico, chimico e fisico (lavorazioni, fertilizzanti,
irrigazione ). Il risultato di questa interazione f ra attivit umana ed ambiente naturale
costituisce il sistema agricolo o agroecosistema . Negli ultimi decenni, con lo sviluppo e
l industrializzazione dei processi, la produttivit agricola Ł aumentata notevolmente,
permettendo di supplire alle necessit alimentari d i una popolazione mondiale in rapido aumento.
Proprio per queste sue caratteristiche intrinseche, l agricoltura influisce profondamente sugli
equilibri e sulla struttura degli ecosistemi. L impatto ambientale delle attivit agricole ha sia un
effetto di diminuzione della fertilit dell agroeco sistema stesso, sia sugli ecosistemi esterni.
Nel caso della monocoltura di mais, assai diffusa nelle nostre zone, si stima che le aziende che la
praticano da 20-30 anni possono, infatti, raggiungere perdite di fertilit non piø tollerabili dal
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terreno con scadimento piø o meno grave di alcune caratteristiche chimico-fisiche sulle quali si
basa la fertilit del terreno. In particolare sono state messe in evidenza le conseguenze della
monocoltura con particolare riferimento agli effetti del progressivo depauperamento della
sostanza organica ed alla oggettiva difficolt di r ipristinarla. I successi produttivi del mais, e
l apparente mantenimento della fertilit dei terren i coltivati in monocoltura, sono in gran parte
legati alla eccezionale capacit dei nuovi ibridi d i mais di mantenere produzioni costanti anche in
condizioni di relativa scarsa fertilit , compensata , tra l altro, da laute concimazioni azotate. A
tale proposito andrebbero rivalutate le regole della agronomia classica per il mantenimento della
fertilit : pratiche conservative (minima lavorazion e); abbassamento del rapporto C/N; maggior
utilizzo ci colture che apportino sostanza organica; maggior ricorso al sovescio; maggior ricorso
a materiali organici anche di origine extra aziendale (ammendanti), il tutto finalizzato al
mantenimento della sostanza organica.
Per ammendante si intende qualsiasi sostanza, naturale o sintetica, minerale od organica, capace
di modificare e migliorare le propriet e le caratt eristiche chimiche, fisiche, biologiche e
meccaniche di un terreno. Il loro contenuto in elementi nutritivi Ł relativamente ridotto e, di
conseguenza, possono essere impiegati in dosi massicce, tali da incidere significativamente sulla
dotazione organica del suolo.
L impiego di ammendanti in agricoltura Ł finalizzato essenzialmente a veicolare della sostanza
organica nell agroecosistema, per mantenere o incrementare le caratteristiche favorevoli dei
terreni.
In tale ottica l impiego di ammendanti non convenzionali come compost, fanghi e, piø di recente,
digestati, vengono proposti come un classici esempi di apporto di sostanza organica al terreno,
prendendo atto della scarsa disponibilit di matric i organiche (letame e quant altro) in alcuni
areali, e del fabbisogno di sostanza organica elevato in situazioni pedoclimatiche in cui la
mineralizzazione della sostanza organica Ł forte.
Una recente indagine (State of the World, 2004) che ha messo a confronto l’agricoltura biologica
e l’agricoltura convenzionale in alcune stazioni di ricerca degli Stati Uniti, ha evidenziato che le
rese di mais biologico erano pari al 94% di quelle convenzionali, mentre quelle di grano
raggiungevano il 97%, quelle di soia il 94%, e quelle di pomodori addirittura non mostravano
alcuna differenza.
Uno studio realizzato nel Maikaal (India centrale), durato sette anni, che ha coinvolto 1.000
agricoltori per un territorio agricolo complessivo di 3.200 ettari, ha fatto emergere che i raccolti
biologici di cotone, grano, peperoncino e soia erano in media uguali o fino al 20% superiori a
quelli provenienti da campi gestiti secondo metodi convenzionali. Gli agricoltori e gli agronomi
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hanno attribuito i risultati incoraggianti, in una regione peraltro cos arida, al ruolo giocato da
numerosi fattori tra i quali le rotazioni colturali e l apporto di biomasse, che contribuivano
all’incremento della sostanza organica del suolo, utile a favorire la ritenzione dell’ acqua.
2. La sostanza organica e la qualit dei suoli
2.1 Introduzione
La qualit del suolo dipende da diverse propriet f isiche, chimiche e biologiche; tra quelle
chimiche, il contenuto di sostanza organica (S.O.) Ł la propriet che tuttavia ha ricevuto
un attenzione maggiore poichØ Ł di gran lunga il costituente del suolo piø reattivo (Nannipieri,
1993).
Depauperamento della sostanza organica
L incremento della popolazione mondiale ha portato ad una continua crescita della domanda di
cibo ed energia. Di conseguenza l attivit antropic a dell ultimo secolo si Ł caratterizzata per un
sempre maggior sfruttamento delle risorse ambientali.
In modo particolare nel mondo agricolo e forestale ci ha comportato una considerevole
diminuzione della sostanza organica: diverse sono le cause ma tutte, anche se con peso diverso,
hanno contribuito allo squilibrio degli ecosistemi prima e degli agroecosistemi poi.
L erosione idrica ed eolica, la lisciviazione e mineralizzazione, sono le prime cause, ma sono
dovute a molteplici e scorretti comportamenti antropici.
Uno dei principali su scala mondiale, Ł il passaggio di aree naturali ad uso agricolo , che
espongono il suolo agli agenti atmosferici. Come avviene anche nel caso della deforestazione
spinta, praticata per ottenere legname, si accellerano i processi della mineralizzazione della
sostanza organica. Inoltre, sia il disboscamento che il cambio d uso del suolo, incidono
pesantemente sul paesaggio e sulla biodiversit deg li ecosistemi, portando ad un forte
sbilanciamento del ciclo naturale del carbonio.
In ambito agricolo, ad eccezione delle aree in cui ancora si dispone di abbondanti quantitativi di
letame, la sostanza organica contenuta in molti suoli d’Europa sta progressivamente diminuendo
prevalentemente a seguito dell’adozione di pratiche agricole intensive, particolarmente
nell’Europa occidentale. L insieme delle tecniche agricole utilizzate dall uomo nell ultimo
secolo, si sono caratterizzate infatti per la continua intensificazione e ormai si devono
considerare come un altra importante causa del depauperamento del carbonio organico nei suoli.
Sono cos riassumibili:
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- le monosuccessioni colturali, che sono basate solo sul prezzo di mercato e la bruciatura
dei residui colturali;
- le arature eccessive e troppo profonde, che espongono la sostanza organica a piø veloce
mineralizzazione ed erosione, in particolare modo nei periodi freddi e di abbondanti
piogge;
- il controllo meccanico delle infestanti, in particolare su terreni accidentati, provoca il
continuo distacco dello strato superficiale e il trasporto dei sedimenti;
- la scorretta gestione delle acque irrigue: nel caso di continue ed eccessive irrigazioni
rispetto alla effettiva capacit d infiltrazione de l suolo, si provoca, oltre all innalzamento
delle falde, episodi di forte lisciviazione con perdita di sostanza organica ed elementi di
nutrizione vegetale. Al contrario nei suoli a cui non viene fornito sufficiente volume
d acqua e/o per periodi eccessivamente lunghi, si incide negativamente sulla porosit
del terreno;
- le fertilizzazioni su suoli non sufficientemente umidi e il passaggio di macchine pesanti (
> alle 6 ton di peso per asse) provocano destrutturazione/deterioramento e compattazione,
predisponendo il suolo a fenomeni di erosione e lisciviazione della sostanza organica;
- l eliminazione dei tradizionali filari e siepi, insieme al sovrasfruttamento dei pascoli,
espone maggiormente i suoli all azione degli agenti atmosferici.
Anche l abbandono agricolo, come quello dei terrazzamenti e d importanti aree Mediterranee a
colture estensive, dovuto spesso alla non sufficiente sostenibilit economica, porta a forte
erosione. (Sanroque, 1987; Rubio, 1995).
La continua espansione urbana ed industriale, influisce negativamente sulla biodiversit , sulla
qualit ambientale e sulla fertilit , spesso in mod o irreversibile, aumenta l impermeabilizzazione
dei suoli, non permettendo cos all acqua, necessar ia per diversi cicli naturali, di raggiungere
falde e suolo.
L erosione idrica ed eolica sono comunque le cause principali del depauperamento della sostanza
organica e sono fenomeni in continua evoluzione che si manifestano in molte aree coltivate con
evidenti processi di degradazione del suolo, particolarmente gravi in alcune parti d’Europa
(Blum, 1990; Ernstsen, 1995).
Alcuni suoli, diffusamente presenti nei Paesi europei, sono affetti (Van Lynden, 1995) da intensi
processi di erosione idrica, stimati in circa 115 milioni di ettari (il 12% del suolo agrario totale
europeo) da quella eolica per 42 milioni di ettari (il 4% del totale) Oldeman et. al. (1991).
Nell’intera confederazione Russa, compresa la sezione asiatica, il 15% di tutti i terreni irrigati e il
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16% di quelli provenienti dai prosciugamenti naturali e/o artificiali sono gravemente danneggiati
(ristagni idrici, salinizzazione, erosione), ci Ł stato causato soprattutto da una inadeguata
gestione nell’uso dell’acqua (Ministero per la Protezione della Natura della Federazione Russa,
1996). Il problema Ł ancora piø severo nella regione mediterranea, dove l’erosione idrica Ł
dominante; infatti, si registra, per ogni singolo evento piovoso con deflusso, la perdita da 20 a 40
t ha-1 di suolo, con piø di 100 t ha-1 per eventi estremi (Morgan, 1992). Il processo Ł favorito
dalle particolari caratteristiche di questa vasta regione, tra cui:
• pendii ripidi;
• frequenti piogge torrenziali;
• riduzione del manto erboso ad opera di attivit agr icole intensive e sfruttamento
eccessivo del pascolo, l’introduzione di piantagioni arboree da legno, gli incendi e le altre
trasformazioni (sviluppo industriale ed urbano);
• abbondanza di suoli suscettibili ai processi erosivi;
• periodi piovosi in corrispondenza di scarsa o assente copertura erbacea;
• riduzione di pratiche agricole estensive sostenibili;
• abbandono dei terreni a causa di progressivi cambiamenti socioeconomici
(desertificazione).
La suscettibilit del suolo all’erosione eolica Ł determinata da fattori simili a quelli dell’erosione
idrica. In piø, l’erosione eolica Ł stata favorita dalle condizioni di rapido ed eccessivo
prosciugamento delle terre emerse. In Europa l’erosione eolica ha determinato soprattutto la
perdita dello strato superficiale del terreno. La distribuzione dell’erosione eolica in Europa spiega
che i fattori fisici (il clima in particolare) possono essere piø determinanti dell’azione antropica,
che piø in generale domina l’erosione idrica. I diffusi fenomeni di erosione eolica nell’Europa
sudorientale, particolarmente nella pianura russa, rappresentano il risultato della combinazione di
un clima continentale asciutto e di suoli con caratteristiche fisico chimiche molto vulnerabili,
accompagnata all’irrazionale impiego delle pratiche agronomiche. Inoltre, l’erosione eolica ha
provocato anche sensibili problemi in alcune zone coltivate della Lapponia, dove i suoli
particolarmente fragili sono parzialmente influenzati anche dalle attivit antropiche, tra cui
l’eccessivo sfruttamento del pascolo ad opera di greggi di renne, selvicoltura e turismo
incontrollato. ( www.ecaf.org/italia/)
Il contenuto di sostanza organica nel suolo Ł un potenziale indicatore ambientale in quanto si
correla con numerosi aspetti della produttivit e s ostenibilit degli agroecosistemi e della
conservazione ambientale (Smith et al., 2000).
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Essa rappresenta un substrato nutritivo ed energetico per gli organismi del suolo ed una fonte di
nutrienti per le piante, regola la ritenzione dell acqua, influenza la biodegradabilit , la
persistenza e la reattivit degli xenobiotici, cont ribuisce a limitare il fenomeno dell erosione
stabilizzando la struttura (Kumar et Goh, 2000). Inoltre, la sostanza organica costituisce un
importante serbatoio di carbonio, in equilibrio dinamico con gli altri comparti nel ciclo globale
del carbonio. In pratica, la S.O. ha un ruolo trasversale nel suolo (Figura 1), in grado di
influenzare le propriet fisiche, chimiche e biolog iche, l’insieme delle quali costituisce la fertilit
del suolo (Stevenson, 1994).
Fig.1 - Azioni della sostanza organica nei suoli.
Risulta quindi importante richiamare alcuni concetti base che riguardano la sostanza organica del
suolo.
2.2 La sostanza organica nei suoli
La sostanza organica che perviene al suolo, dove verr in parte decomposta e in parte trasformata
in una riserva di energia, deriva prevalentemente dal regno vegetale (dagli apparati aerei e
radicali, fino alle parti legnose e resistenti), mentre mesofauna e microrganismi conferiscono un
contributo di minore rilevanza (Fig. 2).
Struttura
Biomassa microbica Ritenzione d acqua
Flusso di nutrienti
Scambio cationico
Azione tampone
Chelazione metalli
Sostanza
organica del
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