Il fosforo in agricoltura
Come nutriente delle piante, il fosforo svolge un ruolo centrale in agricoltura. Le piante potrebbero utilizzare meglio il fosforo disponibile nel suolo attraverso una selezione mirata. Ma esistono anche strategie innovative per migliorare il riciclo del fosforo.
Recentemente si è tenuto presso l'ETH un simposio sulle tendenze nell'utilizzo del fosforo in agricoltura, con oltre cento partecipanti. Gli argomenti trattati sono stati molteplici: si è parlato della produzione di fertilizzanti fosfatici da varie risorse, del loro uso efficace in agricoltura, dei meccanismi di perdita del fosforo e di come ridurli [1]. Vorrei presentare qui due aspetti a titolo di esempio: I) come il fosforo già presente nel suolo può essere utilizzato meglio e II) come si può migliorare l'apporto di fosfato ai terreni dei Paesi in via di sviluppo.
Non un ciclo chiuso
L'agricoltura è responsabile dei maggiori flussi di fosforo sia in Svizzera che nell'UE. La maggior parte di questi flussi è costituita da importazioni di fertilizzanti, perché il fosfato naturale, il prodotto di partenza dei fertilizzanti al fosforo, non viene quasi mai estratto in Europa. Non si può quindi parlare di un ciclo chiuso.
![Visualizzazione ingrandita: Bilancio del fosforo nell'UE](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/02/phosphor-in-der-landwirtschaft/_jcr_content/news_content/textimage_3/image.imageformat.text50percent.1939825034.jpg)
Tuttavia, da decenni alcune aree agricole ricevono una quantità di fosforo superiore a quella assorbita dalle piante. Questo fenomeno viene definito bilancio positivo del fosforo (Figura 1). Esistono vari modi per utilizzare il fosforo in modo più efficiente e chiudere il ciclo del fosforo in agricoltura. L'uso mirato del letame, cioè degli escrementi degli animali da allevamento come fonte naturale di fosforo, potrebbe ridurre l'uso di fertilizzanti minerali importati. Tuttavia, è necessaria anche un'adeguata gestione dei fertilizzanti per evitare un'eccessiva concimazione. Alcuni fertilizzanti rilasciano immediatamente il fosforo che contengono, per cui gli agricoltori devono applicarli con maggiore regolarità e precisione nelle immediate vicinanze delle radici. Altri rilasciano il fosforo con un certo ritardo, cioè in un periodo di tempo più lungo. In definitiva, ogni coltura ha esigenze diverse per quanto riguarda il momento in cui è necessario più o meno fosforo per una crescita ottimale.
Rendere utilizzabile il fosforo esistente
Tuttavia, se il fertilizzante già applicato non viene utilizzato rapidamente dalle piante, spesso si lega molto rapidamente al terreno. In questa forma, le piante possono assorbirlo e utilizzarlo solo molto poco. Negli ultimi anni la ricerca si è concentrata proprio su queste forme di fosforo "scarsamente disponibili" e su come utilizzarle. Una possibilità è quella di affidarsi sempre più a piante con un apparato radicale particolarmente ampio e fine. Ciò significa che per ogni pianta viene sfruttata una maggiore quantità di terreno e quindi potenzialmente una maggiore decisione di assorbimento del fosforo. Alcune varietà di orzo con lunghi peli radicali, ad esempio, sono molto più efficienti nell'assorbire il fosforo rispetto ad altri cereali. Inoltre, nel corso dell'evoluzione, alcune piante hanno sviluppato meccanismi per assorbire anche il fosforo fortemente legato. Ad esempio, possono emettere acidi organici che dissolvono alcuni composti del fosforo, rendendoli così disponibili. Con una selezione e una coltivazione mirate di queste caratteristiche vegetali, le piante potrebbero utilizzare i composti del fosforo precedentemente inutilizzati nel suolo. [3]
Recupero del fosforo
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Mentre i terreni europei sono relativamente ben forniti di fosforo, la situazione nelle regioni più povere del mondo è spesso molto diversa. I terreni contengono spesso meno fosforo disponibile per le piante. Inoltre, i fertilizzanti al fosforo sono spesso troppo costosi per la popolazione locale. D'altra parte, grandi quantità di fosforo rimangono inutilizzate, soprattutto nei centri urbani: La maggior parte del fosforo ingerito con il cibo finisce nel sistema fognario attraverso gli escrementi umani. Al simposio è stato presentato un modo per affrontare questo problema: i cosiddetti servizi igienici separati [4]. Qui le feci umane liquide e solide vengono raccolte separatamente (Figura 2). L'urina contiene oltre il 60% del fosforo escreto dall'uomo. Con metodi semplici (ad esempio l'aggiunta di magnesio e la successiva essiccazione) si può produrre struvite, un fertilizzante contenente fosforo e azoto. Circa la metà del fosforo escreto dall'uomo potrebbe essere riciclato in questo modo. Un utile effetto collaterale è la parziale disattivazione degli agenti patogeni durante il processo di essiccazione. Kai Udert dell'Eawag, ad esempio, che lavora su questo tema in Sudafrica e in Nepal, sta studiando come migliorare il processo. L'obiettivo è recuperare dall'urina non solo il fosforo, ma anche il maggior numero possibile di altri nutrienti [5]. La separazione dei servizi igienici potrebbe quindi non solo migliorare la situazione igienica delle famiglie, ma anche contribuire a un migliore approvvigionamento di fosforo in agricoltura.
Ulteriori informazioni
[1] Il simposio "Phosphorus in agriculture: Where are we going?" si è svolto dal 15 al 16 gennaio 2015 presso l'ETH di Zurigo ed è stato organizzato dal Plant Nutrition Group (Prof. Frossard). Esperti nazionali e internazionali hanno condiviso le loro conoscenze con studenti e visitatori esterni. Il programma dettagliato è qui disponibile.
[2] Bruna Grizetti, Faycal Bouraoui, Alberto Aloe: pagina esternaBilancio europeo dei nutrienti spazializzato, 2007
[3] Articolo scientifico sull'uso efficiente del fosforo da parte delle piante:
Richardson, A.E., Lynch, J.P., Ryan, P.R., Delhaize, E., Smith, F.A., Smith, S.E., Harvey, P.R., Ryan, M.H., Veneklaas, E.J., Lambers, H., Oberson, A., Culvenor, R.A., Simpson, R.J., 2011. Strategie vegetali e microbiche per migliorare l'efficienza del fosforo in agricoltura. Plant and Soil 349, 121-156. doi: pagina esterna10.1007/s11104-011-0950-4
[4] Rapporti di ricerca sui servizi igienici che deviano l'urina: pagina esternaMix o NoMix? Uno sguardo più attento alla separazione delle fonti di urina
[5] Progetto pagina esternaVUNA - Recupero dei nutrienti in Sudafrica