L’agricoltura è vulnerabile alla crisi climatica ma anche un’importante fonte di gas climalteranti, nonostante il miglioramento delle tecniche agronomiche[1]. All’aumentare della temperatura i suoli agricoli subiscono perdite di materia organica[2], e incrementare anche di poco il contenuto di carbonio nel suolo può contribuire alla sottrazione di CO2[3]. Anche l’alterazione del ciclo dell’azoto è considerata un’emergenza, e la fissazione antropogenica dell’azoto ha aumentato i flussi perturbando la qualità delle acque[4].
Per contrastare effetti indesiderati si può aumentare la capacità del suolo di trattenere i nitrati con ammendanti con adeguate capacità adsorbenti. Occorre considerare che le dinamiche del carbonio e dell’azoto sono intimamente connesse[5]. Ad esempio, il biochar può promuovere la mineralizzazione della materia organica che a sua volta
favorisce il processo biologico di nitrificazione con potenziali effetti positivi (biodisponibilità) o negativi (percolazione). Combinare in modo opportuno l’azione chimico-fisica dell’ammendante con quella biologica di microrganismi in nuovi materiali fertilizzanti “polivalenti” può avere enormi potenzialità, riconosciute anche dalla recente normativa sui prodotti fertilizzanti, che definisce categorie di materiali per l’ottenimento di prodotti fertilizzanti, tra cui anche “rifiuti recuperati”, e che considera fertilizzanti i biostimolanti come i microrganismi[6]. Questi possono essere impiegati in forma liquida, essiccati o liofilizzati, ma sono ammessi al momento solo funghi micorrizici, Azotobacter, Rhizobium e Azospirillum.
I biostimolanti favoriscono anche la resilienza delle piante nei confronti delle malattie. Alle loro funzioni positive si contrappongono criticità, ad es. la permanenza nelle colture in seguito a “seed priming”, rivestimento prima della semina, o con substrati miscelati a colture concentrate di microrganismi da applicare ai suoli insieme ai semi. Come esempi di substrati organici e inorganici ci sono torba, perlite, vermiculite, argille e biochar[7].
L’aggiunta di substrati bio-attivati al suolo ha effetti sulla dinamica della sostanza organica, in particolare quella disciolta più mobile, ed è pertanto essenziale caratterizzarla nei suoli trattati, con spettroscopie di assorbimento e fluorescenza molecolare[8]. I materiali carboniosi come il biochar hanno buone capacità adsorbenti, diminuiscono il rilascio veloce di NO3[5] e agiscono come supporti per la colonizzazione di microrganismi, influenzando la dinamica dell’azoto nel suolo, favorendo od inibendo l’organicazione, la biofissazione dell’azoto e altri processi biochimici, risultando nella fornitura di servizi ecosistemici rilevanti, anche insieme a tecniche di precision agriculture[9].
[1] Emmel C, Winkler A, Hörtnagl L, Revill A, et al. (2018) Biogeosciences, 15:5377
[2]Melillo J, Frey SD, DeAngelis KM, Werner WJ et al. (2017) Science, 358:101
[3]Paustian K, Lehmann J, Ogle S, Reay D, Robertson GP, Smith P (2016) Nature, 532:49
[4]Steffen W, Richardson K, Rockstrom J, Cornell SE et al. (2015) Science, 347:1259855
[5]Hagemann N, Kammann CI, Schmidt H-P, Kappler A, Behrens S (2017) PLoS ONE 12: e0171214
[6]Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L170 del 25-6-2019, pp. 1-114
[7]Marmiroli M, Bonas U, Imperiale D, Lencioni G et al. (2018) Front Plant Sci, 9:1119
[8]Fellman JB, Hood E, Spencer RGM (2010) Limnol Oceanogr, 55:2452
[9] Schröder P, Beckers B, Daniels S, Gnädinger F et al. (2018) Sci. Total. Environ. 616-617:1101