Un sistema di produttività del suolo rivela che la maggior parte dei terreni agricoli brasiliani sono al di sotto del loro potenziale massimo

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14103 (2023) Citare questo articolo

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La produzione alimentare è estremamente dipendente dal suolo. Il Brasile svolge un ruolo importante nella catena di produzione alimentare globale. Sebbene solo il 30% del totale delle aree agricole brasiliane sia utilizzato per colture e allevamento, è necessario valutare l’intero potenziale di produzione del suolo a causa dell’impossibilità ambientale e legale di espandere l’agricoltura in nuove aree. Viene presentato un nuovo approccio per valutare il potenziale produttivo dei suoli, chiamato “SoilPP” e basato sull'analisi del suolo (0–100 cm) - che ne esprime le informazioni pedologiche - e sull'apprendimento automatico. Sono state analizzate le rese storiche di canna da zucchero e soia, consentendo di identificare dove è ancora possibile migliorare le rese dei raccolti. Le rese di soia erano inferiori al valore SoilPP stimato nel 46% delle contee brasiliane e potrebbero essere migliorate mediante adeguate pratiche di gestione. Per la canna da zucchero, il 38% delle superfici possono essere migliorate. Questa tecnica ci ha permesso di comprendere e mappare la situazione della resa alimentare su vaste aree, il che può supportare agricoltori, consulenti, industrie, politici e pianificazione della sicurezza alimentare mondiale.

La continua domanda di cibo e carburante aumenta la pressione sulle aree agricole di tutto il mondo1. Le strategie per far fronte a queste richieste hanno portato a miglioramenti nella produzione alimentare ottimizzando le risorse naturali ancora disponibili per l’agricoltura2,3. Il Brasile è uno dei più importanti produttori ed esportatori di prodotti agricoli al mondo4, con il 30% del suo territorio (263 milioni di ettari) utilizzato per attività agricole5. Nel 2020, l’agroindustria ha contribuito per circa il 27% al PIL brasiliano, con la soia e la canna da zucchero come principali materie prime prodotte4. Secondo FAOSTAT4, nel 2021 il Brasile era il più grande produttore mondiale di semi di soia (134,9 milioni di tonnellate) e di canna da zucchero (715,7 milioni di tonnellate). Pertanto, l'importanza e la competitività del Brasile nella produzione agricola a livello mondiale sono notevoli. Sebbene ci sia ancora spazio per l’espansione agricola, alcuni autori suggeriscono che questa non è considerata un’opzione praticabile per soddisfare la futura domanda alimentare6. Dovrebbero essere sviluppate nuove strategie sostenibili per migliorare i rendimenti laddove le colture sono già coltivate, il che consentirà di ottimizzare l’uso delle risorse naturali7,8, in particolare del suolo, che è sotto costante pressione antropica9.

I suoli hanno una capacità intrinseca di soddisfare le richieste delle colture in termini di disponibilità di nutrienti e acqua, influenzando il processo fotosintetico della pianta e di conseguenza la produzione di biomassa, che può essere definita il loro potenziale produttivo (SoilPP). Esistono alcuni esempi di misurazione del potenziale produttivo dei terreni agricoli. Vogel et al.10 hanno valutato il potenziale dei suoli tedeschi a livello di azienda agricola per produrre grano utilizzando la disponibilità di acqua e la struttura del suolo come indicatori. Huang et al.11 hanno valutato l'effetto della consistenza e della concentrazione (indicatori) di carbonio organico (SOC) del suolo sulle risposte in termini di resa di sette principali colture coltivate negli Stati Uniti d'America dal 1958 al 2019. Hanno scoperto che le rese delle colture erano più elevate nei suoli con tessitura fine e maggiore concentrazione di SOC, a causa della maggiore acqua disponibile, della struttura del suolo e della ritenzione di nutrienti11. In Brasile, esiste un metodo denominato Sistema ambientale di produzione “PES”12,13,14,15,16 basato sulla tessitura del suolo10,11, sulla fertilità del suolo17, sulla ritenzione idrica11,18, sulla profondità del suolo18 e sulla classificazione del suolo19. La combinazione di tutti questi fattori fornisce un sistema di classificazione empirico che varia da A (alto potenziale) a G (basso potenziale), utilizzato negli ultimi 30 anni per comprendere il potenziale del suolo per produrre canna da zucchero12,16. In conclusione, le mappe pedologiche del suolo esprimono la dinamica della soluzione del suolo, guidata dagli orizzonti A (superficie) e B (sottosuperficiale) e quindi l’impatto sulla produttività del suolo.

Le informazioni sul potenziale del suolo di produrre biomassa possono aiutarci a capire dove è ancora possibile migliorare i rendimenti agricoli. Queste informazioni sono utili anche per la definizione delle politiche. Un esempio è l'"Iowa Corn Adaptability Rating for Your Farm"20, in cui la resa del mais è stimata in sacchi/acro in base alle informazioni sul suolo, alle proprietà del terreno e alla classificazione del suolo. Questa strategia può aiutare nella gestione delle risorse agricole, nell’applicazione di tassi variabili che riducono l’uso dei fattori di produzione e l’impatto ambientale, la pianificazione delle colture e la sicurezza del suolo21,22,23 aiutando a bilanciare la resa alimentare tra i paesi. Mellor24 ha indicato che per comprendere le esigenze e le potenzialità delle politiche, è necessario comprendere la natura di fondo degli attuali squilibri alimentari globali. Pertanto, conoscere le potenzialità dei suoli potrebbe portare alla luce diverse opportunità come la comprensione e l’ottimizzazione dei sistemi agricoli. Tuttavia, sono necessarie tecniche che si concentrino sulla misurazione sistematica delle estensioni continentali su scala fine, con analisi dei suoli sotterranei, come indicato da Bishopp e Lynch18. Sebbene il SoilPP possa essere stimato attraverso la valutazione delle sue proprietà chimiche, fisiche e biologiche25, manca la conoscenza del potenziale del suolo di produrre biomassa e se possa essere utilizzato come indicatore per identificare se la resa delle colture può essere aumentata.