trattore che lavora terreno
  • Categoria dell'articolo:Ambiente & Energia
  • Ultima modifica dell'articolo:3 Dicembre 2022

Il termine fertilizzante è ampio e comprende prodotti che forniscono nutrienti alle piante per la loro crescita. Si riferisce sia ai fertilizzanti minerali (che provengono da sintesi industriale o estrazione mineraria) che ai fertilizzanti organici (che derivano da escrementi e sottoprodotti di origine animale, industrie agroalimentari e persino rifiuti urbani).

Dipendente dal fertilizzante

L’azoto è il nutriente più utilizzato dalle colture e dai fertilizzanti minerali azotati, il più utilizzato dagli agricoltori. Questo è vero soprattutto per i cereali, che ricevono più della metà dei fertilizzanti minerali azotati e da cui dipende gran parte dell’alimentazione delle persone e dell’alimentazione degli animali.

Pertanto, è stato stimato che oggi tra un terzo e la metà della produzione alimentare per l’umanità dipende direttamente dall’applicazione di fertilizzanti azotati. Pertanto, la mancanza di questi fertilizzanti potrebbe portare a un aumento dei prezzi dei generi alimentari, con conseguenze imprevedibili.

Queste grandi cifre hanno un certo livello di incertezza ad esse associato, ma sono abbastanza solide per farci diverse domande: perché il prezzo dei fertilizzanti azotati aumenta in questo modo? Possono essere sostituiti da altri fertilizzanti minerali? Ci sono alternative a breve e medio termine che possono alleviare la nostra dipendenza da questi fertilizzanti?

Un processo ad alto fabbisogno energetico

Innanzitutto il prezzo dei fertilizzanti azotati è intrinsecamente legato al prezzo dell’energia. Più in particolare, quella dei combustibili fossili utilizzati per la sua sintesi.

La produzione di fertilizzanti azotati si basa sul processo Haber-Bosch, inventato all’inizio del XX secolo. Questo processo consiste nella reazione di azoto e idrogeno gassoso per produrre ammoniaca. Questo composto viene quindi utilizzato per produrre un’ampia varietà di fertilizzanti azotati o fertilizzanti complessi che contengono sostanze nutritive diverse dall’azoto.

La fonte inesauribile di materia prima utilizzata per la sintesi dell’ammoniaca è l’N₂, un importante gas inerte nell’atmosfera terrestre (78%), formato da due atomi di azoto uniti da un forte triplo legame. Affinché questo legame si rompa e acceleri la reazione con l’idrogeno, è necessaria una grande quantità di energia per aumentare la pressione (150-200 atmosfere) e la temperatura (200-300 ℃).

L’energia necessaria per realizzare il processo Haber-Bosch è ottenuta principalmente dalla combustione del gas naturale. Ecco perché i prezzi dei fertilizzanti azotati sono strettamente legati a quelli dei combustibili fossili. Il processo Haber-Bosch e le sue modifiche (ad esempio Bosch-Meier per la sintesi dell’urea) producono più di 100 milioni di tonnellate di fertilizzanti azotati all’anno. Rappresentano circa l’8,3% dell’energia consumata nel mondo.

Anche il trasporto e la distribuzione dei fertilizzanti hanno un consumo energetico associato, anche se molto basso rispetto a quello di sintesi.

Altri nutrienti

L’estrazione del fosfato e della roccia potassica è fondamentale per ottenere i due macronutrienti (fosforo e potassio) necessari alle colture, ma, ancora, il suo consumo energetico è molto inferiore a quello della sintesi di quelli azotati.

Ciascuno dei nutrienti ha funzioni specifiche nella pianta. Ecco perché, rispondendo alla seconda domanda, non possono essere sostituiti tra loro. Vale a dire, la mancanza di azoto in una coltura non può essere sostituita con un maggiore apporto di potassio, ma deve essere bilanciato l’apporto di nutrienti.

Nel complesso, l’UE è molto poco autosufficiente per quanto riguarda i fertilizzanti minerali. Importa l’85% di fertilizzanti potassici, il 68% di fertilizzanti fosforici e il 30% di fertilizzanti azotati. Una parte molto importante di queste importazioni (46%) proviene dalla Russia o dalla Bielorussia, così come il gas utilizzato per sintetizzare i fertilizzanti azotati.

Soluzioni a breve termine

Analizziamo quindi le alternative a breve e medio termine per alleviare la dipendenza dell’Europa dai fertilizzanti.

La maggior parte dei profeti di sventura prevede un forte calo della resa delle colture principali a causa della carenza di fertilizzanti per quest’anno. Tuttavia, è molto probabile che questo calo non sarà così elevato.

I terreni agricoli fungono da serbatoio di nutrienti e, per le generose applicazioni di fertilizzanti così comuni in molti casi, possono contenere un’importante eredità che viene rilasciata durante la campagna in corso. Pertanto, è molto improbabile che assisteremo a perdite di resa dovute alla mancanza di nutrienti nei grandi raccolti quest’anno.

In alcuni casi potrebbero esserci perdite nella qualità dei prodotti, come la diminuzione delle proteine ​​nel frumento associata all’assorbimento di azoto o il minor accumulo di grassi nei semi oleosi associati al potassio. In effetti, è un anno in cui sarà importante che gli agricoltori spendano soldi in test del suolo e delle piante in modo che quel poco di fertilizzante disponibile sia indirizzato solo ai campi e alle colture che ne hanno più bisogno.

A loro volta, molti agricoltori hanno una grande capacità di adattamento e una buona conoscenza. Se avranno le strutture per applicarli, saranno in grado di adattarsi utilizzando colture con un’elevata capacità di estrazione dei nutrienti.

Un esempio è il girasole, che con il suo potente apparato radicale è in grado di ottenere rese elevate sfruttando i nutrienti residui nel terreno. Ora che l’UE ha consentito la coltivazione di terreni che ne richiedono il maggese (5-6% del totale coltivato) e se le condizioni primaverili saranno favorevoli, vedremo molti girasoli nei campi, che aiuteranno anche alleviare le carenze del mercato.

Alternative a lungo termine

Questa crisi dei prodotti agricoli dovrebbe spingerci a pensare a soluzioni più durature. L’eredità del suolo potrebbe fornire nutrienti per diversi anni in alcuni casi (come il fosforo), ma in altri casi, come l’azoto, questa eredità si esaurirà in una o due stagioni.

Tra le strategie da seguire vi sono, in primo luogo, quelle volte a migliorare l’efficienza dell’uso dei nutrienti da parte della coltura. Cioè, la quantità di nutriente che viene effettivamente utilizzata dalla pianta. Per questo è fondamentale promuovere le tecnologie digitali (sensori, telerilevamento, spandiconcime a dose variabile) e tradizionali (analisi del suolo e delle piante), che consentono di applicare la dose di concime adeguata alle esigenze della coltura e al momento giusto.

Inoltre, dobbiamo promuovere la produzione di genotipi delle colture con una maggiore capacità di estrazione dei nutrienti e interazioni pianta-microrganismi che migliorino l’accesso ai nutrienti scarsamente disponibili. Dobbiamo promuovere la rotazione delle colture in cui vengono introdotti i legumi, come un modo sicuro e ben adattato alle condizioni mediterranee per ridurre la dipendenza dai fertilizzanti azotati.

In questa riprogettazione dei sistemi agricoli, è importante rafforzare il collegamento tra i sistemi di allevamento e la produzione zootecnica, in modo che i rifiuti organici degli allevamenti diventino fonte di nutrienti attraverso sistemi di economia circolare.

Infine, a livello di filiera alimentare, il miglioramento dell’efficienza dei nutrienti passa attraverso una diminuzione delle perdite di cibo e una trasformazione in diete con una percentuale maggiore di alimenti vegetali rispetto a quelli animali. In questo senso, i consumatori possono collaborare per migliorare l’efficienza dei nutrienti valorizzando il nostro cibo e tornando alla dieta mediterranea.

Tornando alla sintesi dei fertilizzanti azotati, il processo Haber-Bosch è stato perfezionato nel tempo e si cercano ancora alternative che possano migliorare l’efficienza energetica. A loro volta, si stanno facendo progressi molto significativi nella fonte di energia che la alimenta. Oggi esistono già impianti pilota in cui l’energia è fornita principalmente da fonti rinnovabili.

Nello specifico, in Spagna, nei prossimi anni sarà operativo l’utilizzo di pannelli solari per alimentare un impianto industriale di sintesi dell’ammoniaca. Sono stati chiamati fertilizzanti azotati verdi e, sebbene ci vorrà ancora del tempo prima che rappresentino una parte significativa della produzione di fertilizzanti, si tratta di una tecnologia che è già stata sviluppata e ha un grande potenziale a lungo termine.

Infine, i fertilizzanti sono il carburante del nostro sistema di produzione alimentare, ma il loro uso responsabile è fondamentale. Negli ultimi decenni abbiamo imparato molto sull’impatto dannoso che il loro abuso può avere sull’ambiente e sulla salute umana. Il miglioramento dell’efficienza dell’uso dei nutrienti nel sistema di produzione nel suo insieme è associato al miglioramento dell’efficienza energetica, ed entrambi sono il modo per aumentare la sovranità alimentare nell’UE.

Autore

Miguel QuemadaUniversità Politecnica di Madrid (UPM)José Luis Gabriel PérezIstituto Nazionale di Ricerca e Tecnologia Agraria e Alimentare (INIA)