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Dic
03
2015
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Desert greening

 

Il potenziale utilizzo di acqua salina per irrigare e la lotta contro la desertificazione sono fondamentali per lo sviluppo futuro dell’agricoltura e dell’economica mondiale. Gli effetti positivi del rinverdimento del deserto (desert greening) nel mondo potrebbe essere enorme, considerando che 1/3 della superficie terrestre è desertica.


01-DesertoZone e rischio desertificazione (dal giallo al rosso) nel mondo.
 

Nel settore del desert greening, economia, agricoltura ed ecologia sarebbero i tre pilastri portanti. E’ strano che tutte le risorse di acqua dolce costituiscano solo dal 2.50 al 2.75% delle risorse idriche totali e che il nostro intero sistema agricolo si basi sull’utilizzo di queste risorse. E’ pero ancora più incredibile constatare che solo lo 0,01% di tutte le risorse idriche globali è utilizzato in agricoltura. Questo ci induce a ripensare alla nostra attuale scelta delle specie da coltivare e delle fonti di irrigazione.

Esistono colture tolleranti alla salinità (alofite). Sono specie trascurate troppo a lungo e che non mai state utilizzate in agricoltura se non in impianti dimostrativi. Si potessero coltivare queste specie come da millenni è stato fatto con le colture che esigono acqua dolce per l’irrigazione. Qualsiasi tipo di deserto potrebbe essere rinverdito se si aumentasse la disponibilità di acqua per mezzo del risparmio e del riuso idrico, e se si applicassero varie misure, come un’efficiente distribuzione dell’acqua irrigua, la cattura delle precipitazioni, la desalinizzazione dell’acqua marina e l’uso diretto dell’acqua di mare per irrigare piante in grado di sopportare alti livelli di salinità. Sarebbe inoltre possibile usare energia solare per alimentare pompe e desalinizzatori, e piantare specie vegetali in grado di arrestare l’erosione, preferendo le specie arboree. Queste ultime, infatti, se coltivate su grandi superfici, immagazzinano acqua nei loro tessuti, la prelevano dalle falde profonde, riducono l’evaporazione dopo le piogge, attraggono animali (che contribuiscono alla fertilità dei suoli grazie alle loro feci), e aumentano la piovosità (mediante la riduzione della temperatura, l’aumento di evapotraspirazione e ad altri effetti).

Le alofite hanno evoluto meccanismi complessi a livello di pianta, cellulare e molecolare, e sono in grado di tollerare alte salinità ma anche di sopravvivere in suoli anche completamente sommersi dall’acqua marina. Questa tolleranza al sale non è determinata da pochi geni; quindi risulta difficile trasferire le loro caratteristiche a piante OGM. Si contano fino a 4000 specie di alofite, alcune di esse coltivabili in diversi tipi di suoli e caratteristiche climatiche. Le alofite e i loro prodotti possono essere usate anche come mangime animale, fibra per la tessitura, biocarburante e pacciamatura, o per ripristinare suoli inquinati (sono generalmente in grado di assorbire elevate quantità di suoli e metalli pesanti). Questo permetterebbe di risanare il 40% delle terre irrigate che sono divenute sterili per la salinizzazione e i 10 milioni di ettari persi ogni anno a causa di questo fenomeno. In particolare, i generi Salicornia, Sarcocornia, Atriplex, Batis e Cressa, con la loro estrema tolleranza e il loro uso come colture alimentari (il germoglio e le parti tenere dei fusti sono facilmente digeribili e i loro semi contengono buoni livelli di oli e proteine), sarebbero ideali per le strategie di recupero del deserto a fini agronomici. Il problema è che queste piante crescono molto meglio in acqua per il 50% salina e per il 50% dolce, che è pur sempre molto più del 10% tollerato da molte altre specie vegetali, ma a lungo andare e in assenza di adeguato drenaggio finirebbe inevitabilmente per salinizzare e distruggere la struttura degli aggregati argillosi di un suolo, determinandone la sua completa perdita di fertilità.

 

02-AlofiteL’alofita Sesuvium portulacastrum (L.), una specie psammofila da cui si estraggono fitoecdisteroidi, composti in grado di indurre e sincronizzare la muta degli insetti (e per questo, adoperati in sericoltura). Fonte: Lokhande et al. (2009).
 

03-SalicorniaSalicornia europaea, un’alofita estrema che tollera alte concentrazioni di acqua e i cui germogli e fusticini sono usati per preparare insalate. Fonte: Ventura e Sagi (2013).
 

Si potrebbero combinare le enormi abbondanze esistenti a livello mondiale (acqua marina, terreni desertici e biodiversità di alofite) e utilizzarle a fini economici, agronomici, ecologici e sociali (le disparità di risorse di acqua e di cibo sono le principali cause dei flussi migratori e dei conflitti bellici). E’ necessario però porsi due domande.

Domanda 1: Cresce qualcosa in terreni irrigati con acqua salata? Sì; e abbondantemente. E’ sufficiente visitare un bosco di mangrovie sulle zone costiere in climi caldi e si resterebbe sorpresi dalla flora e fauna abbondante in acqua salata.

Domanda 2: Molte specie vegetali crescono bene in acqua di mare, ma si può fare lo stesso con le colture commerciali? Sì: il miglior esempio noto è la salicornia. Coltivarla salicornia nei deserti con l’uso di acqua irrigua marina sarebbe in grado di contrastare la distruzione delle foreste pluviali per la produzione di soia

Un altro problema è che in tutto il mondo molte regioni non-desertiche hanno enormi riserve idriche sotterranee di acqua salata che oggi non possono essere utilizzate perché l’irrigazione delle attuali colture agricole commerciali è principalmente basata sull’acqua dolce.

C’è una terza domanda di base che deve essere risolta anche prima delle altre: il sale si accumula nei suoli fino a rendere totale il suolo sterile per sempre? La risposta è non sempre (altrimenti il progetto sarebbe criminale e inattuabile). La raccolta delle piante può infatti rimuovere il sale e l’accumulo di sali nel suolo può essere ridotto adottando un’irrigazione basata su micro tubi interrati e sull’irrigazione a goccia (che comporta una minore evaporazione dal suolo), utilizzando a fini irrigui la rugiada (che si formerebbe di notte in misura maggiore a causa dell’elevata escursione termica desertica e dell’aumento di superficie dovuta alle piante rispetto al terreno spoglio). Inoltre, l’acqua salata sarebbe utilizzata esclusivamente come innesco (in quanto la messa in coltura dei deserti modificherebbe, con l’aumento dell’evapotraspirazione, il micro e macroclima, aumentando la piovosità) e il vento rimuoverebbe alcune molecole di sale (come avviene anche negli oceani). Ricerche condotte da Edward Glenn della University of Arizona e Dennis M. Bushnell, Chief Scientist presso il Langley Research Center della NASA, non hanno evidenziato alcun accumulo di sale in deserti irrigati con acqua marina e un buon livello di drenaggio.

La scarsità d’acqua e la desertificazione non è solo una realtà lontana che interessa solo Africa, Medio Oriente e Asia Centrale. Si pensi a ciò che sta avvenendo negli ultimi anni in California e nell’Europa meridionale, dove si stanno verificando anni con scarsissima piovosità invernale e sono in atto processi di desertificazione.

Da quanto detto, più che affidarsi soltanto alle colture OGM o al breeding tradizionale, sarebbe opportuno quindi esplorare il germoplasma di alofite potenzialmente coltivabili e di valore nutraceutico. Molti studi sono stati condotti sulle mangrovie, che crescono su aree costiere e sono in grado di tollerare potenziali osmotici molto bassi, e sui geni responsabili di questo adattamento estremo allo stress salino, ma la strada è ancora lunga.

 

Vi lascio con questo filmato, alla prossima!


 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

Bandhu Das A (2013) Bioprospecting and Genetic Engineering of Mangrove Genes to Enhance Salinity Tolerance in Crop Plants.S. M. Jain and S. Dutta Gupta (eds.), Biotechnology of Neglected and Underutilized Crops. Pp. 385-456.

Lokhande VH, Nikam TD, Suprasanna P (2009) Sesuvium portulacastrum (L.) L. a promising halophyte: cultivation, utilization and distribution in India. Genet Resour Crop Evol (2009) 56:741–747

Smith AL (2015) Greening the desert: Growing halophytes on unproductive land with saltwater irrigation. http://ceep.udel.edu/greening-the-desert-growing-halophytes-on-unproductive-land-with-saltwater-irrigation/

Ventura Y, Sagi M (2013) Halophyte crop cultivation: The case for Salicornia and Sarcocornia. Environmental and Experimental Botany 92:144–153

Wikipedia. Desert greening. https://en.wikipedia.org/wiki/Desert_greening

Yensen NP (2008) Halophyte uses for the twenty-first century. In: M.A. Khan and D.J. Weber (eds.), Ecophysiology of High Salinity Tolerant Plants. Pp. 367-396.

 

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