La nuova agricoltura

Ambiente e clima
09 Marzo 2010

di Franco Miglietta, Silvia Baronti e Francesco Primo Vaccari, Istituto di Biometeorologia del CNR, Firenze

 

Per prima cosa, quando si parla del complesso rapporto fra agricoltura e ambiente, bisogna mettersi d'accordo su termini e definizioni: l‘agricoltura è un'attività il cui obiettivo fondamentale è quello di produrre materie prime alimentari e, in subordine, altri materiali per l'industria tessile, farmaceutica, chimica ed altre ancora. È evidente che esiste da sempre una competizione fra le filiere alimentari e quelle non alimentari dell'agricoltura, ma fino ad oggi questa competizione non ha creato problemi importanti anche perché le finalità alimentari sono sempre state preponderanti, in termini di superficie investita e di domanda, rispetto alle altre. Recentemente, però, si è cominciato a ragionare sulla possibilità di usare terre coltivate per produrre materie prime destinate alla produzione di energia e per il sequestro di Carbonio atmosferico. E contrariamente al limitato fabbisogno espresso dalle industrie che tradizionalmente operano su filiere non-alimentari, le nuove filiere cosiddette energetiche hanno bisogno di grandi volumi produttivi che possono essere ottenuti solo su grandi estensioni di territorio. Ciò modifica radicalmente gli scenari possibili dell'attività agricola del futuro, a livello globale; andando proprio a modificare l'equilibrio competitivo fra coltivazioni destinate alla produzione di cibo e quelle destinate alla produzione di biocarburanti o più genericamente di biomasse per l'energia.

Due strade percorribili
Ci sono due ordini di soluzioni possibili per affrontare i problemi posti da questo rapporto competitivo. La prima soluzione, che abbiamo sostanzialmente percorso fino ad oggi in Europa e negli USA, è quella di stabilire per legge che una percentuale consistente dei carburanti per l'autotrazione dovrà essere sostituita da biocombustibili e poi affidare al mercato la creazione di uno scenario realistico che coniughi le necessità della protezione dell'ambiente globale (la riduzione delle emissioni di gas serra da combustibili di origine fossile) e le necessità dell'alimentazione umana (la produzione di sufficienti derrate alimentari ad un prezzo sostenibile).
La seconda soluzione, verso la quale dovremo necessariamente avviarci, è, invece, quella di disegnare prima scenari possibili e sostenibili e solo successivamente modulare le politiche di incentivazione e disincentivazione in agricoltura per guidare transizione e sviluppo. La ricerca scientifica gioca un ruolo fondamentale in entrambe i casi, ma se nella prima opzione il mercato affida alla scienza solo la ricerca di tecnologie più efficienti di produzione agricola alimentare ed energetica, nel secondo, la scienza diventa protagonista assoluta nel guidare un processo che prevede conoscenze nuove, analisi e programmazione destinata a coinvolgere l'insieme della società, nelle sue complessità. La posta in gioco è enorme e le conseguenze della prima soluzione sono state fino ad oggi inattese e sorprendentemente in antitesi con gli obiettivi ambientali di partenza. Le scelte dei paesi sviluppati sui biocarburanti hanno creato forti turbative sui mercati agricoli, è cresciuta di fatto la deforestazione in aree critiche del pianeta e sono nate e cresciute nuove povertà e nuovo sfruttamento nelle aree più povere e disastrate della terra. Ci sono inoltre analisi tecniche rigorose del ciclo di vita (life cycle) dei più comuni biocarburanti che dimostrano che l'energia necessaria per produrli e commercializzarli è di poco inferiore, se non superiore, a quella che essi possono realmente fornire all'autotrazione (Vaccari et al. 2007); altre analisi scientifiche spiegano poi perché l'intensificazione agricola, che è un pre-requisito delle filiere energetiche, potrebbe far crescere le emissioni di gas serra più di quanto le farebbe diminuire l'uso dei biocarburanti (Miglietta et al., 2008).

biofuel2L'alternativa
Non resta quindi, alla luce di queste sintetiche considerazioni, che riflettere ed elaborare strategie innovative per cominciare a percorrere la seconda soluzione, quella che vuol coniugare la redditività dell'attività agricola con gli obiettivi centrali della sostenibilità ambientale e della riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera. Alcuni Istituti del Dipartimento Agroalimentare del CNR lavorano da tempo su questi temi. Fra tutti spicca l'attività dell'Istituto di Biometeorologia (IBIMET-CNR) che è da tempo impegnato, anche con il finanziamento di partner industriali di rilievo nazionale, nello studio di soluzioni tecniche per il recupero energetico di residui di filiere agroalimentari tipiche del nostro paese. Le indagini, in questo caso, analizzano come poter rivalutare a fini energetici materiali di scarto dell'industria molitoria del frumento (le cosiddette biomasse di pre-pulitura) che vengono di sovente trattate come rifiuti e finiscono nelle discariche insieme ai rifiuti solidi urbani. Il CNR ha di recente brevettato, insieme a Barilla Alimentare Spa, un nuovo combustibile solido per il riscaldamento che mette assieme residui di filiera ed oli alimentari esausti provenienti dal recupero obbligatorio che viene fatto nel campo della ristorazione. Un combustibile solido che aumenta il potere calorifico di biomasse di scarto e la loro densità energetica (potere calorifico per unità di peso), che riduce il volume totale di materiale che va a finire in discarica e che può sostituire fonti fossili per la produzione di energia termica, riducendo di fatto le emissioni nette di anidride carbonica in atmosfera.
Più recente è l'avvio da parte del CNR dell' ITABI (Italian Biochar Initiative) che vuol contribuire all'impegno della comunità scientifica internazionale per la promozione dell'uso del Biochar in agricoltura. Si tratta, in estrema sintesi, di un metodo innovativo destinato ad aumentare la stabilità del carbonio nel suolo che prende spunto da antiche culture pre-colombiane della regione amazzonica dove sono stati scoperti terreni caratterizzati da un alto contenuto in materiale carbonioso (black carbon) fino ad oltre 70 volte più dei suoli circostanti. L'ipotesi corrente è che questo carbone vegetale sia stato prodotto dalla combustione incompleta di parti vegetali e introdotto volontariamente nel terreno dalle popolazioni locali, nel corso di migliaia di anni. Quella antica tecnica del "taglia e carbonifica", alternativa al "taglia e brucia", consente di prevenire il rilascio di grosse quantità di CO2 in atmosfera e può diventare un mezzo economico e rispettoso dell'ambiente per migliorare le rese agricole e contenere le emissioni di CO2. Per massimizzare le dimensioni di questo sink di carbonio in agricoltura è necessario utilizzare processi controllati che consentono di trasformare le biomasse in biochar con un alto rendimento attraverso la decomposizione termochimica dei materiali organici ottenuta in assenza di ossigeno (Antal et al., 2003). La temperatura di pirolisi e il tipo di materiale di partenza determinano la formazione di biochar con caratteristiche diverse, differente concentrazione di nutrienti, differente capacità di scambio cationico e pH. Il biochar, infatti, può essere ottenuto a partire da numerosi tipi di residui: stocchi di mais, paglia, gusci di noce, pula di riso, scarti di potatura e lavorazione del legno, ma anche da biomasse appositamente coltivate per essere carbonificate (Gaskin et al.2007). La pirolisi dalla biomassa produce, oltre al biochar, anche del gas combustibile che può essere utilizzato come fonte di energia per avviare una nuova pirolisi o come combustibile per la produzione di energia elettrica o termica. La carbonificazione di biomasse e l'interramento nei suoli agricoli potrebbe rappresentare una opzione sostenibile per gestire i residui colturali, con molteplici vantaggi sulla struttura del terreno, sul miglioramento delle sue proprietà meccaniche, sulla lisciviazione di elementi nutritivi, in particolar modo azoto (Lehmann et al., 2003) contribuendo ad un aumento sostanziale delle rese agricole in numerose colture (Rondon et al., 2007). I primi esperimenti fatti dal'ITABI in Toscana hanno dimostrato che l'aggiunta di 10t/ha ha sequestrato oltre 30t/ha di CO2 atmosferica nel suolo, facendo aumentare al contempo la produzione di frumento duro del 15%.

Come si intuisce da questo breve intervento, la moderna ricerca agraria e forestale ha ormai allargato a dismisura i propri orizzonti. Anche perché lo stesso sistema agro-forestale si è allargato, aprendo nuove frontiere di intervento che hanno riflessi importanti in campo ambientale. Ma è un errore sostenere che la funzione dell'agricoltura sia cambiata: essa mantiene e deve mantenere sempre il proprio ruolo centrale nella produzione di materie prima per l'alimentazione, con particolare attenzione alla qualità e alla sicurezza, a tutti i livelli. La nuova agricoltura deve, semmai, andare verso un processo di ottimizzazione produttiva, in cui la sostenibilità diventa un elemento centrale ed in cui si sfruttano al massimo anche potenzialità oggi ancora inesplorate. Un'ottima sintesi è quella che vede il futuro sistema agro-forestale inserito in una nuova prospettiva industriale integrata, definita spesso con il termine "bioraffineria". Ma questa è già un'altra storia... Resta la percezione e la convinzione che a ricerca agraria debba sconfinare su vari terreni restando però coesa intorno a quel concetto di agricoltura che abbiamo espresso sopra. Ciò giustifica l'impegno di tanti ricercatori del CNR nel potenziamento della ricerca agroalimentare allargata.

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