SM 3696 — Impatto ambientale della produzione alimentare sul suolo — 2014

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Energie & Ambiente, 4, (15), 64-66 (settembre 2014)

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

 La vita umana e quella dei vegetali e degli animali da cui dipende la vita umana, si svolge nel grande teatro naturale del suolo coltivabile; è lì che si formano le piante che daranno i 10.000 milioni di tonnellate di cereali, tuberi, foglie, frutti, eccetera indispensabili per la nostra alimentazione; è sul suolo che svolgono la loro vita, nutrendosi di vegetali, gli animali che forniranno la carne, il latte, le uova, circa 1.000 milioni di tonnellate all’anno, di alimenti più ricchi di proteine essenziali. Fa eccezione la relativamente limitata, un centinaio di milioni di tonnellate all’anno, massa di alimenti derivati dalla pesca di animali marini.

Non è sempre stato così, anzi “la vita” è nata nelle acque dei mari primitivi, 3500 milioni di anni fa, e lentamente si è avuto lo spostamento di alcuni esseri viventi sulle terre emerse. Le nude “terre” primitive sono state colonizzate da vegetali fotosintetici che hanno “costruito” le molecole dei propri organismi utilizzando l’energia solare e la combinazione dell’anidride carbonica dell’aria con l’acqua dell’aria e quella fermatasi, nel frattempo, sulle terre emerse, e che hanno tratto gli elementi inorganici necessari disponibili in seguito alla disgregazione delle rocce operata dalle lunghe piogge. I biologi hanno chiamato questi organismi “produttori” in  quanto capaci di “nutrirsi” da soli con le risorse offerte dal mondo circostante. Tanto tempo dopo le prime forme vegetali si sono evolute in foreste, macchie, praterie e hanno ospitato altri esseri viventi che si nutrivano dei vegetali e che a loro volta si sarebbero evolute in quelli che chiamiamo “consumatori”, gli animali, che devono nutrirsi di altri viventi.

Il suolo è il substrato fisico solido in cui si è andato svolgendo questo affascinante dramma, esposto alle continue variazioni della composizione chimica dell’atmosfera e della temperatura superficiale del pianeta. La vita ha sempre una fine e anzi, proprio alla fine della vita le spoglie dei vegetali e degli animali, depositate sul suolo, sono state e sono coinvolte in altre reazioni biochimiche che generano altra vita attraverso la modificazione della composizione e dei caratteri dello stesso suolo.

La trasformazione delle spoglie della vita vegetale e animale è possibile grazie alla presenza nel suolo di una vivacissima popolazione, in genere a livello microscopico, di organismi decompositori, capaci di trasformare chimicamente e per via microbiologica tali spoglie in sostanze utili per altre forme di vita.

Quando ci sediamo a tavola e “consumiamo” gli alimenti, in genere non si pensa a quanto siamo debitori al suolo per questi fenomeni; avete visto che ho scritto ”consumiamo fra virgolette perché in realtà il cibo non si “consuma” ma i suoi atomi e molecole continuano sotto forma di gas di respirazione e soprattutto di escrementi che vengono raccolti da fognature e depuratori, i cui prodotti di trasformazione in genere vengono “perduti” nei fiumi  e nel mare, pur essendo ricchi di sostanze che dovrebbero tornare al suolo, come è avvenuto per millenni. Per la maggior parte degli abitanti delle civiltà urbane il suolo è quello che calpestiamo e che seppelliamo spesso sotto l’asfalto stradale; quello agricolo è “toccato” soltanto da un numero sempre più limitato di coltivatori agricoli e di addetti alla zootecnica, per lo più sconosciuti; eppure il nostro cibo dipende da loro e dagli innumerevoli “operai” biologici ancora più sconosciuti che operano nel suolo.

Per millenni il ciclo naturale suolo—vegetali—animali—cibo—suolo è stato abbastanza chiuso, in equilibrio: tanta materia sottratta, tanta materia restituita; una popolazione non molto numerosa, si pensi che nel 1800 era di appena 900 milioni di persone nel mondo, traeva dal suolo una quantità in media sufficiente per la sopravvivenza degli umani, e restituiva al suolo la maggior parte degli escrementi e degli scarti e perfino dalle spoglie dei corpi umani, dopo la morte.

Con lo sviluppo della società industriale e urbana è cominciato il progressivo distacco della popolazione dal suolo agrario e la popolazione urbana ha cominciato a dipendere per il proprio cibo dall’agricoltura e dall’allevamento degli animali, praticati da altri; è anche diminuita la restituzione al suolo delle spoglie, degli scarti e degli escrementi. L’igiene urbana chiedeva la raccolta separata degli escrementi e anche dei residui della preparazione agroindustriale degli alimenti commerciali, e il loro trattamento e trasformazione in altre scorie, la cui destinazione finale era sempre meno la restituzione al suolo.

Si è così visto che il suolo si impoveriva delle sostanze nutritive per i vegetali e si sono osservate, in corrispondenza con l’aumento della popolazione umana, delle diminuzione delle rese agricole. A dire la verità, la “stanchezza” del suolo in seguito a successive continue coltivazioni era stata osservata fin dai tempi più antichi. Lo sapevano gli Ebrei i cui sacerdoti, come spiega il libro biblico del Levitico, avevano imposto, ogni cinquanta anni, di “far riposare la terra” agricola per dar modo al suolo di reintegrare le sostanze sottratte dalle precedenti continue coltivazioni.

Gli studiosi romani di agricoltura, come Columella, avevano capito che un impoverimento del potere nutritivo del suolo si verificava in seguito alla coltivazione delle stesse specie per più anni successivi nello stesso terreno. Ed era stato compreso che era bene alternare le coltivazioni di cereali con quelle delle leguminose che dovevano contenere qualcosa di utile  perché, se si seppelliva il loro raccolto nel suolo, l’anno dopo la resa dei cereali ridiventava elevata come prima.

Ci sarebbe voluto il grande chimico tedesco Justus von Liebig, nella metà dell’Ottocento, per spiegare che quel “qualcosa” restituito dalle leguminose al terreno era l’elemento azoto di cui le leguminose erano ricche perché le loro radici erano dotate di speciali microrganismi che “fissavano” l’azoto dell’aria direttamente nelle piante. Le leguminose, lasciate decomporre nel terreno, rendevano il loro azoto disponibile per le successive coltivazioni dei cereali per la cui crescita occorreva non solo azoto, ma anche fosforo e altri elementi la cui carenza nel suolo influenzava le rese agricole. Liebig spiegò che bastava la mancanza di una sola delle sostanze nutritive del suolo per far diminuire le rese delle coltivazioni e formulò la “legge del minimo”, forse la prima espressione scientifica dell’esistenza di fattori limitanti della crescita.

Liebig spiegò anche che la crescente popolazione mondiale avrebbe potuto essere sfamata restituendo al terreno azoto e fosforo con l’aggiunta di sostanze contenenti questi elementi: leguminose, poi escrementi e residui organici, poi con l’addizione di minerali contenenti tali elementi ed esistenti nelle rocce naturali. Grandi depositi di escrementi di uccelli marini, in parte mineralizzati, si trovavano nelle isole peruviane; nitrati in grandi estensioni si trovavano nell’altopiano del Cile, fosfati in molte zone dell’Africa.

Liebig fu, oltre che un grande scienziato, un fertile divulgatore della storia naturale del suolo; pubblicava a puntate le sue più recenti scoperte scientifiche nei quotidiani a grande tiratura; le sue “Lettere sull’agricoltura” venivano poi raccolte in volumi che furono tradotti in moltissime lingue e che aprirono gli occhi del mondo sulle proprietà del suolo.

Non solo: Liebig spiegò anche che gli elementi nutritivi potevano essere assorbiti dalle piante soltanto se erano in forma di sali solubili in acqua perché il suolo non è un corpo solido, ma è pieno di acqua e in questa acqua del suolo le piante immergono le radici e da essa traggono, appunto, le sostanze nutritive che vi sono disciolte. Ad esempio i fosfati del Nord Africa contenevano fosforo sotto forma di fosfato tricalcico Ca3(PO4)2, insolubile in acqua ed erano quindi inutili ai fini della nutrizione vegetale; Liebig spiegò che solo trattando i minerali fosfatici con acido solforico si potevano trasformare nelle due forme di fosfato dicalcico CaHPO4 e monocalcico Ca(H2PO4)2, solubili in acqua e utili per l’agricoltura. Nasceva così l’industria dei concimi “artificiali”.

Il nitrato di sodio del Cile andava bene perché era solubile in acqua, ma l’azoto degli escrementi e del guano può diventare utile per l’agricoltura soltanto se viene trasformato in nitrato. Liebig e altri descrissero la chimica del ciclo dell’azoto: l’azoto delle molecole proteiche e organiche, per diventare assimilabile deve essere trasformato per via microbiologica in sali di ammonio che, a loro volta vengono trasformati, da speciali batteri del suolo, dapprima in nitriti e poi in nitrati solubili e finalmente assimilabili.

Per la diffusione internazionale di queste idee fu fondamentale il suo libro “La chimica (organica) e il suo impiego in agricoltura e fisiologia” del 1840, con immediate traduzioni in moltissime lingue. Liebig insistette comunque sull’importanza della materia organica nel terreno e sulla necessità di conservarne il contenuto di humus e anzi di arricchirlo mediante concimi organici, anticipando in questo molti dei principi della agricoltura “organica”, in un corretto equilibrio fra i concimi artificiali e quelli naturali.

L’autentica scienza del suolo è nata peraltro, nella seconda metà dell’Ottocento ad opera di due scienziati russi, Vasilij Dokaecev e Sergei Vinogradskij. Il primo, osservando le conseguenze sull’agricoltura delle ripetute siccità dell’Ottocento, con pericolo per l’esaurimento  della fertilità della steppa, fonte di ricche esportazioni di cereali, confrontò le teorie proposte da geografi, geologi e botanici e spiegò le trasformazioni fisiche e chimiche dei terreni, la “metamorfosi”, e il rapporto fra la struttura dei terreni e il clima. Vinogradskij era un chimico e un medico e, partendo dalle osservazioni di Louis Pasteur, sviluppò le conoscenze sulla microbiologia del suolo.

In questa atmosfera culturale furono elaborate varie classificazioni dei suoli: una di queste è basata sul diametro delle diverse particelle, separate, dopo essiccazione del suolo, mediante setacci in frazioni distinguendo le particelle con diametro superiore a 2 mm, la sabbia con diametro compreso fra 2 e 0,2 mm, il limo, con diametro fra 0,02 e 0,002 mm e l’argilla, con diametro inferiore a 0,002 mm. La sostanza organica è in gran parte costituita dalle spoglie di vegetali e animali, più o meno trasformate.

La pedologia conobbe un grande sviluppo negli Stati Uniti in seguito ai gravi fenomeni di erosione del suolo dovuta al vento, e alle siccità che colpirono il paese soprattutto nei primi decenni del Novecento. Apparve chiaro che i danni, anche economici, oltre che ecologici, erano dovuti all’eccessivo sfruttamento agricolo del suolo e alla mancanza di appropriate azioni di manutenzione. Hugh Hammond Bennett fu un agronomo che diffuse l’attenzione per le perdite di suolo fertile: un suo libro del 1928, intitolato: “Soil erosion: a national menace”, spinse l’amministrazione Roosevelt ad istituire, nel 1933 un Soil Erosion Service nell’ambito del ministero dell’Interno (che, negli Stati Uniti, a differenza degli omonimi ministeri europei che sono soprattutto ministeri di polizia, era il ministero delle risorse naturali). Nel 1935 una speciale legge trasferì il servizio, col nome di Soil Conservation Service (si noti il cambiamento del nome, da “difesa contro l’erosione”, a “conservazione del suolo” per le generazioni future) al Dipartimento dell’agricoltura. Conservazione necessaria non solo per motivi ecologici, ma anche per rispondere a quell’invito a ”Nutrire il pianeta” che è stato scelto come motivo  dell’esposizione universale di Milano EXPO 2015.

E si sa bene quanto queste considerazioni sono (sarebbero) importanti per l’Italia dove si perdono continuamente, ogni anno, migliaia di ettari fertili per fare posto ad strade e autostrade, a ferrovie, a quartieri urbani, fino a distese di pannelli solari secondo la nuova moda che, nel nome delle energie rinnovabili, è divenuta fonte di speculazioni finanziarie e di perdita delle risorse naturali che sono le uniche veramente rinnovabili e durature. In Italia si parla tanto di ”consumo di suolo” ma azioni efficaci saranno possibili soltanto con la diffusione di una autentica cultura del suolo, base della nostra vita e della nostra economia.