La belle verte
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Gen
19
2018
0

Agricoltura conservativa

 

Di ritorno dalle Feste, la testa è sovraccarica di idee, per cui questo mese voglio commentare due articoli abbastanza originali di agricoltura conservativa che mi hanno colpito (in testa, per l’appunto).

 

Il primo riguarda l’effetto a lungo termine del glifosato, uno dei pesticidi più rinomati e più temuti, probabilmente perché associato alla sua ditta produttrice (Monsanto). Glifosato sì, glifosato no, glifosato forse. Di ricerche di questo genere su pesticidi, in campo aperto e lungo termine, non ce ne sono poi molte ed è la prima volta che mi imbatto in uno studio a lungo termine sugli effetti del glifosato.

Il significato del termine “pesticida”, derivato dall’inglese “pesticide”, è riferibile ai prodotti destinati a distruggere o tenere sotto controllo qualsiasi organismo nocivo (compresi microorganismi e piante infestanti), oppure impedirne o prevenirne i danni, nelle fasi di produzione, lavorazione, conservazione, trasporto e commercializzazione dei raccolti, degli alimenti (per uomini e animali), del legname nonché è riferibile ai prodotti per il controllo di insetti, acari o altri organismi nel settore animale. Non da ultimo, alle sostanze impiegate sulle piante per regolarne la crescita, diradare i frutti o impedirne la caduta precoce. I pesticidi usati in agricoltura sono conosciuti anche come fitofarmaci, agrofarmaci e antiparassitari. Vengono spesso divisi in categorie a seconda del tipo di infestante che contrastano (insetticidi, erbicidi e fungicidi) e catalogati in base alla loro classe chimica.

I fitofarmaci comprendono quindi tutte quelle sostanze che caratterizzano l’agricoltura su base industriale (diserbanti, fungicidi, agenti chimici usati per difendere le colture da insetti, acari, batteri, virus, funghi e per controllare lo sviluppo di piante infestanti). Molti di essi sono pericolosi in quanto fanno parte del gruppo degli inquinanti organici persistenti (Persistens Organic Polluttants, POPs), sostanze tossiche, persistenti, che vanno incontro a bioaccumulo, possono subire un trasporto e una deposizione atmosferica a lungo raggio, e possono causare effetti avversi sulla salute degli uomini o dell’ambiente vicino o lontano dal loro punto di origine. In Italia, si consumano ogni anno 150.000 tonnellate di pesticidi che vengono distribuiti a più riprese sul 70% della superficie agricola nazionale (13.000.000 di ettari). In riferimento all’Europa, l’Italia consuma il 33% dei pesticidi impiegati; siamo praticamente il Paese che ne usa di più (fonte: Eurostat). Va però rilevato il costante aumento della superficie coltivata con metodo biologico (+26,8% dal 2010 al 2015) e la sempre maggiore diffusione di pratiche agricole alternative e sostenibili. Buona parte di queste sostanze agrotossiche finiscono poi nel cibo e altre sono persistenti e arrivano nelle falde idriche. Nel 2014, su 1123 punti d’acqua potabile controllati a livello nazionale, il 53% è risultata contaminata, e sono stati rilevati 131 pesticidi differenti, tra cui anche l’atrazina, vietata da anni (fonte Legambiente, 2014).

In particolare, il glifosato è l’erbicida più diffuso perché è il principio attivo del Roundup (erbicida prodotto da Monsanto) e agisce attraverso l’inibizione di un particolare enzima delle piante. I suoi effetti sulla salute umana rimangono controversi, ma l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) ha classificato il glifosato come “probabilmente cancerogeno per le persone” (classe 2A). Questa classificazione è basata sui limitati riscontri sugli esseri umani (legati principalmente al linfoma non Hodgkin), ma su prove robuste per gli animali. Potenzialmente, potrebbe anche causare interferenze al sistema endocrino, agendo come perturbatore endocrino (endocrine disruptor, EDC) in cellule umane e avere seri effetti sulla riproduzione. Gli EDC sono un gruppo eterogeneo di sostanze caratterizzate dalla capacità di interferire attraverso svariati meccanismi (recettore-mediati, metabolici, ecc.) con il funzionamento del sistema endocrino, soprattutto con l’omeostasi degli steroidi sessuali e della tiroide. La maggior parte delle interferenze sembra possa aver luogo con gli estrogeni (ormoni femminili presenti anche nell’uomo). Queste sostanze possono legarsi al recettore cellulare dell’ormone, mimandone il comportamento, o possono saturare i siti di legame dell’ormone, inibendone quindi l’azione. Il glifosato è ampiamente usato a livello globale e il suo principio attivo si trova in più di 750 prodotti destinati all’agricoltura, alla silvicoltura, all’applicazione umana e domestica. Il suo impiego è nettamente aumentato con lo sviluppo delle colture “Roundup Ready”, piante geneticamente modificate (OGM) per essere resistenti agli effetti del glifosato e resistere così al diserbo delle erbe infestanti indesiderate. Oltre agli effetti sulla salute umana, è stato accertato che il glifosato contamina le acque potabili e provoca sviluppo di resistenze nelle erbe infestanti. Difatti, è molto usato anche per diserbare i terreni su cui poggiano le rotaie ferroviarie, dove appunto si sono verificati il maggior numero di resistenze all’erbicida.

Gli scienziati prima e i tecnici dopo hanno infine confermato che il glifosato è uno dei pesticidi meno pericolosi se si seguono le pratiche indicate di somministrazione, ma gli studi, sia sulla salute umana e animale che sugli organismi edafici (cioè che vivono nel suolo), sono quasi tutti a breve termine, tralasciando appunto i lunghi tempi di contatto con questo pesticida così diffuso. Uno degli studi più definitivi sugli effetti a lungo termine del glifosato è stato fatto da Landcare Research nel 2002, un istituto di ricerca finanziato principalmente dal governo della Nuova Zelanda. Il lavoro (che potete scaricare qui) descrive un terreno non lavorato per 18 anni consecutivi di doppio raccolto con applicazione di glifosato a dosi di 3 litri/ettaro. La doppia rotazione del raccolto prevedeva 2 anni di piselli seguiti da un raccolto di foraggio invernale, poi 2 anni di orzo estivo, seguito ancora dal raccolto di foraggio invernale. All’epoca (1984-2002) si presumeva che 36 applicazioni consecutive di glifosato a normali tassi di applicazione avrebbero avuto un effetto non significativo sul suolo, quindi non era stato fatto alcun tentativo per isolare i possibili effetti del glifosato. Tuttavia, i risultati riportati in questo studio dimostrano che le 36 applicazioni consecutive di glifosato non hanno avuto alcun effetto negativo rilevante sulla salute del suolo. Per arrivare a questa conclusione, è stata misurata un’ampia gamma di indicatori di salute del suolo, compresi gli effetti sul biota (organismi viventi), e i risultati sono stati confrontati con (a) un campo a pascolo permanente da 18 anni accanto allo stesso terreno trattato con glifosato, che non presentava alcun disturbo del suolo né applicazione di glifosato, e (b) un terreno simile vicino con 16 anni di monocoltura (copertura a mais per 6-7 mesi/l’anno) con lavorazione convenzionale e senza applicazione di glifosato, e poi lasciato a maggese fino alla successiva semina di mais. In effetti, dai risultati emerge che gli effetti di lavorazione del terreno sembrano essere stati molto più negativi rispetto a quelli causati dal glifosato. Il lavoro, abbastanza auto-esplicativo, che sembra di dissipare ogni “evidenza” che il glifosato abbia un effetto negativo sul biota di un agroecosistema.

 
Cambiando completamente argomento, nel secondo articolo (che trovate qui) si parla di agricoltura a traffico controllato (Controlled Traffic Farming, CTF), uno strumento di gestione che viene utilizzato per ridurre i danni ai terreni causati da passaggi ripetuti di macchinari agricoli pesanti sul terreno. Questo danno e le sue conseguenze negative sono stati ben documentati e includono un maggiore uso di carburante, rese agricole ridotte e scarsa funzionalità del suolo in termini di infiltrazione dell’acqua, drenaggio e mitigazione dei gas serra; tutti effetti dovuti principalmente alla compattazione del suolo. L’agricoltura a traffico controllato è un sistema che limita tutti i carichi di macchinari sulla minore superficie possibile, usando corsie di traffico permanenti. Molti sistemi agricoli consentono alle macchine agricole di spostarsi a caso sul terreno, compattando circa il 75% dell’area in una stagione e l’intera area entro la seconda stagione. I terreni però non si riprendono rapidamente da questi danni. Un sistema CTF adeguato, d’altra parte, può ridurre il tracciamento a solo il 15%. Il CTF è uno strumento e non include pratiche per la lavorazione del terreno, anche se la maggior parte dei coltivatori che adottano il CTF di solito adottano sistemi di agricoltura conservativa, che comprendono anche la non lavorazione del suolo.

Gli autori dell’articolo, attivi ricercatori nel campo degli impatti del CTF sulla sostenibilità ambientale, hanno dimostrato che il controllo del traffico agricolo riduce le emissioni di gas serra – in particolare dei pericolosissimi N2O e CH4, con un potere serra molto più alto della CO2 – dal suolo del 30-50% nei 3 anni della prova, svoltasi su 15 appezzamenti di terreno. L’effetto medio del CTF dovrebbe essere una diminuzione di emissioni di CO2 di circa 100 kg/ha nelle colture in ambiente semiarido/arido dell’Australia (caratterizzate da appezzamenti e attrezzature molto grandi, sistemi a basso input di carbonio e non lavorazione del suolo). Inoltre, con il CTF si arriva a un risparmio di carburante del 20-30%, con ulteriori diminuzione di emissioni di CO2. La maggior parte delle emissioni del suolo sono generate nello strato superficiale (0-10 cm): la compattazione in questa zona è proporzionale alla pressione degli pneumatici, che non è molto diversa tra i trattori a singolo asse e quelli molto più grandi da 500 cavalli motore.

 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

Eberhard and Scheer (2018). Controlled traffic farming effects on soil emissions of nitrous oxide and methane. Soil & Tillage Research 176, 18–25.

Ross C, Dando J, Saggar S, Yeates G, Shepherd G (2002) Soil quality under long-term cropping by no-tillage compared with conventional cultivation, and with permanent pasture in the Manawatu. NZARM Annual Conference 2002, Soil Quality and Sustainable Land Management, April 3-5, 2002, Massey University, Palmerston North.

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Dic
25
2017
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Auguri vegetali

 

 

Vi invio i miei auguri vegetali 2017. È un albero di Natale costruito a partire da un ramo di faggio che ho raccolto in bosco. Al posto delle bocce, ci sono mandarini, melograni, noci e pigne. Altre decorazioni sono fette di mele secche, grappoli di vite americana, bacche di Pyracantha e rametti di agrifoglio (acquistati; raccogliere l’agrofoglio è proibito). Qualche nastrino rosso e un serie di led bianchi, e il gioco è fatto.

Buon Natale e un fantastico 2018!

 

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Nov
28
2017
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Si sta come d’autunno sugli alberi le foglie

 

 

Molte piante terrestri hanno organi o tessuti di colori diversi dal verde. Questi colori possono avere un costo o dare un vantaggio alle piante che li mostrano. Il costo energetico per produrre organi colorati ha tre aspetti. Primo, richiede l’allocazione di risorse per sintetizzare i pigmenti. Secondo, ogni colore di un organo di una parte aerea non legnosa, ad eccezione del verde, potrebbe in molti casi essere correlato ad una diminuzione della fotosintesi. Terzo, i colori diversi dal verde potrebbero attrarre gli erbivori. In generale, i benefici della colorazione dovrebbero essere più alti dei costi, affinché il carattere si diffonda.

I pigmenti vegetali e le colorazioni causate da spazi di aria o altri effetti fisici (riflessione, rifrazione, interferenza) hanno una funzione fisiologica e di comunicazione, come ad esempio la fotosintesi, la difesa dai raggi ultravioletti, la rimozione dei radicali liberi che sono tossici, l’impollinazione, la dispersione dei semi, la termoregolazione e la difesa. I pigmenti non fotosintetici hanno il potenziale di avere più funzioni contemporaneamente. Bisogna anche essere cauti perché non dobbiamo dare per scontato che, poiché abbiamo trovato una funzione apparente di una colorazione, questo necessariamente significa che abbiamo una spiegazione completa del fenomeno. Varie ipotesi che riguardano la colorazione delle foglie e di altre parti delle piante non devono essere in contrasto o escludere altre spiegazioni funzionali di diversi tipi di colorazione, e tratti come la colorazione, che potrebbero avere più di un tipo di beneficio, potrebbero essere selezionati da diversi agenti.

L’evoluzione della colorazione delle piante riflette un adattamento sia a pressioni fisiologiche che alle relazioni con altri organismi. Indubbiamente le colorazioni aposematiche (l’aposematismo è una colorazione specifica per cui organismi velenosi, pericolosi o non commestibili, avvertono visivamente le loro caratteristiche ad altri organismi) danno alle piante il grande vantaggio di segnali visivi che avvertono gli erbivori della poco commestibilità o della velenosità delle piante stesse. Sono soprattutto gli organi vegetativi, come le foglie, le spine e il fusto, a mostrare colorazioni aposematiche, allo stesso modo in cui fanno gli animali nei confronti dei loro predatori. Purtroppo il numero sorprendentemente basso degli studi sulle piante riguardanti le colorazioni difensive, rispetto a quelli zoologici, rende queste ricerche innovative e allo stesso tempo stimolanti.

Le colorazioni aposematiche si basano sull’abilità del bersaglio nemico di associare il segnale visivo al rischio, danno o non commestibilità, e quindi di evitare l’organismo segnale come preda. I tipici colori aposematici negli animali sono giallo, arancio, rosso, viola, nero, bianco e marrone, o combinazioni di questi. La difesa comune da parte di molte colorazioni aposematiche ha portato all’evoluzione di molti animali in grado di imitarle. Tra queste strategie mimetiche, le più famose sono la mülleriana, dove gli animali che si difendono si imitano l’un l’altro, condividendo i costi dell’apprendimento da parte del predatore tra tutte le prede, e la batesiana, in cui gli animali indifesi beneficiano dell’esistenza di modelli aposematici comuni nelle specie in grado di difendersi.

Una delle discussioni più interessanti sulle colorazioni delle piante è quella riguardante il colore giallo e rosso delle foglie autunnali.

L’abscissione di una parte della pianta si verifica per liberarsi di un organo non più necessario, come una foglia in autunno. Nelle foglie, l’abscissione è il distacco del picciolo dal ramo. Così facendo, i vasi conduttori che passano sia nel ramo che nel picciolo si spezzano, impedendo il passaggio della linfa. La foglia si secca e così il vento ne provoca il distacco (vedi figura e spiegazione in basso). Nelle zone temperate ad alternanza di stagioni e solo per le piante caducifoglie, le foglie cadono in autunno perché in inverno le ore e l’intensità di luce sono minori e quindi le coste diventerebbero più un costo energetico per l’albero che un vantaggio.

Se è quindi chiaro come e perché le foglie cadano, non è per nulla chiaro perché cambino colore prima di cadere.

 

In autunno al momento della caduta delle foglie, alla base del picciolo, alcune cellule proliferano formando lo strato di abscissione. E’ un tessuto formato da cellule piccole, piatte con pareti molto sottili e prive di sostegno meccanico. Le lamelle mediane gelificano lasciando la foglia attaccata al ramo solo per mezzo dei fasci, che finiscono per rompersi provocando la caduta della foglia. Al di sotto dello strato di absissione si forma uno strato protettivo con cellule suberificate, in grado di isolare la foglia dal fusto prima della caduta.

Fonte: http://slideplayer.it/slide/2934734/10/images/8/Strato+di+abscissione.jpg

 

Per molti decenni si è creduto che i colori autunnali delle foglie appaiono dopo la degradazione della clorofilla (verde), che li maschera, e che questi colori non abbiano alcuna funzione. I benefici fisiologici della colorazione autunnale delle foglie, come la protezione dalla fotoinibizione e dalla fotossidazione, sono stati accertati. Finora, sono stati proposti vari ruoli difensivi di questa colorazione nei confronti degli erbivori. La prima, la più discussa, è che le colorazioni accese autunnali sono segnali che indicano una buona capacità di difendersi da parte degli alberi (come avviene per la coda magnifica di un pavone maschio, utile per farsi notare dalle femmine e trasmettere così i suoi geni). Questa funzione risponde al principio dell’handicap, anche detto del segnale onesto, un’ipotesi proposta nel 1975 dal biologo Amotz Zahavi, inerente alla comunicazione e al comportamento animale. Secondo questa ipotesi, il segnale emesso da un organismo è tanto più attendibile quanto più appare evidente lo sforzo (o spreco, o handicap) nell’emetterlo. La funzione della colorazione autunnale delle foglie potrebbe anche essere in alcuni casi aposematismo o mimetismo, oppure potrebbe servire per attirare insetti per stabilire relazioni di mutualismo (ad es., attirare formiche che si nutrono di afidi, a beneficio sia delle formiche che degli alberi). Un’altra ipotesi interessante riguarda il ruolo difensivo della colorazione delle foglie, che riduce la capacità di camuffamento degli insetti erbivori sulle foglie stesse, aumentandone il contrasto con lo sfondo.

In opposizione al principio dell’handicap (anche perché la colorazione autunnale non è energeticamente costosa), altre teorie suggeriscono che le foglie giallo/rosse fungono per gli afidi da indicatori dell’azoto disponibile sotto forma di aminoacidi, e quindi sono un segnale attrattivo più che repellente. Altri studiosi hanno ipotizzato che la colorazione autunnale sia una specie di schermo solare, oltretutto in grado di riscaldare le foglie e da funzionare come antiossidante. In accordo con il principio dell’handicap, invece, un’altra ipotesi si basa sul ruolo degli antociani, pigmenti dal tipico colore rosso-blu-viola, che si accumulano e si rendono evidenti durante la senescenza autunnale delle foglie. Infatti, pochi insetti erbivori si nutrirebbero di piante ricche di antociani perché questo è correlato alla maggiore difesa chimica (non commestibilità o poco valore nutritivo) delle foglie degli alberi. Altri ancora negano ogni relazione con gli erbivori, affermando che il ruolo della colorazione autunnale delle foglie è unicamente fisiologico.

L’aposematismo delle foglie autunnali si caratterizza quindi con la loro alta capacità di difesa nei confronti degli erbivori/patogeni nonché nella loro sgradevolezza/non commestibilità. In alcuni casi subentra anche il mimetismo, quando cioè foglie non tossiche e commestibili mimano quelle tossiche (mimetismo batesiano). La questione del ruolo potenziale del mimetismo nell’evoluzione del colore rosso o giallo è ancora un enigma. Se le foglie gialle vecchie sono sgradevoli, mentre le foglie appena diventate gialle sono ricche di aminoacidi, allora il mimetismo batesiano da parte delle foglie appena diventate gialle sembra operare insieme alle foglie dello stesso albero diventate gialle precedentemente, o anche tra alberi della stessa specie che differiscono nella tempistica della colorazione autunnale, o anche tra specie diverse. Infine, c’è anche la incredibile possibilità che l’aposematismo olfattivo delle foglie giallo/rosse agisca simultaneamente con quello visivo, e che quindi le foglie autunnali emettano stanze volatili repellenti contro gli erbivori. C’è ancora molto da studiare per capire il giallo e il rosso delle chiome arboree autunnali, ma nel frattempo godiamo del piacere emotivo che ci dà un albero dai colori accesi, prima di un lungo inverno.

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