Le conseguenze della fuliggine degli incendi, sulla fisiologia delle piante arboree e le loro produzioni

Una recente ricerca condotta presso l’Università di Davis (California) ha studiato i cali produttivi verificatisi in alcune colture arboree, dopo incendi di dimensioni apocalittiche, un problema lì divenuto frequente e dipendente dal rialzo delle temperature medie e da altri fattori predisponenti, come la riduzione dell’umidità a livello del suolo e la contemporanea presenza di forti venti.

La presenza di uno o più di tali fattori (in genere ricollegati al cambiamento climatico, riscontratosi negli ultimi anni) è spesso alla base dei grossi incendi, frequenti sulla costa occidentale degli Stati Uniti d’America.

La California ha sofferto per vari anni la totale mancanza di piogge a cui è seguito, lo scorso anno, il ritorno di piogge torrenziali, che hanno sommerso completamente alcune zone del suo territorio.

La presenza di occasionali periodi d’inondazione, come la presenza d’incendi, ha portato, di volta in volta, a valutare le conseguenze, sulle coltivazioni, sia dello stato di sommersione prolungato, che della carenza d’acqua prolungata, o infine della presenza per periodi prolungati di fuliggine nell’aria, dovuta alle intense combustioni di materiali, durante i periodici incendi, che oramai si verificano ogni anno, con cadenza stagionale, in modo più o meno intenso.

Come riscontrabile da anche altri studi, l’intervento di fattori ambientali estremi, causando incendi, finisce anche col disturbare attività di ricerca in corso, inserendovi fattori d’interferenza, il cui effetto necessita di essere poi preso in attenta considerazione e valutato, al fine di non alterare l’esito di progetti in corso.

Così è accaduto anche nel caso di una ricerca che stava valutando come si predisponessero le piante, a livello fisiologico, attraverso l’accumulo di carboidrati, a sopportare le periodiche e prolungate ondate di calore e le collegate siccità. In tale contesto la prolungata presenza di fuliggine nell’aria, provocata da numerosi incendi, è andata a interferire.

Alla fine è stato riscontrato un calo marcato di produzione di alcune tipiche coltivazioni della California: noci, nocciole e pistacchi. Altre locali produzioni di frutta secca sono le mandorle e il pecan.

Per quanto riguarda le mandorle, in California è prodotto l’80% della produzione statunitense; inoltre: 75% delle noci e 98% dei pistacchi; in impianti moderni, meccanizzati e quindi ben remunerativi. La produzione di frutta secca ha il grande vantaggio di poter essere conservata più agevolmente, anche in presenza di alte temperature, senza deteriorarsi ed è divenuta una tale fonte di ricchezza, che la California è ormai considerata, negli Stati Uniti, la terra della frutta e delle noci, al punto che si indicano come ‘nut-crimes’ , i furti massivi di produzioni agroalimentare di qualità.
Anche i californiani sono scherzosamente definiti ‘nuts’ (fuori di testa).

Cosa era accaduto in seguito all’immersione, per periodi prolungati, nella fuligine di estese aree coltivate a frutta secca, nei territori agricoli della costa pacifica statunitense?

L’esposizione a lungo termine al fumo derivante da massicci incendi, come è stato constatato dai ricercatori dell’Università di Davis (California), riduce le riserve energetiche degli alberi da frutto e può dimezzare la produzione di noci.
Secondo quanto riportato, dopo determinati incedi estesi, la presenza di fumo e fuliggine nell’aria persiste a volte per mesi, deprimendo la fioritura degli alberi da frutto e il raccolto della stagione successiva. Infatti la fioritura è determinata dall’induzione fiorale, che dipende dall’esposizione delle piante a un certo numero di ore di luce, nella stagione precedente e (per piante foto-periodiche) in presenza di una durata minima giornaliera delle ore di luce.

Nature Plants ha pubblicato ad ottobre lo studio che è stato compiuto a Davis, riguardo questa questione.

Come ha affermato Jessica Orozco, autrice principale e ricercatrice di post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze vegetali della UC Davis: ‘Molte ricerche si concentrano sull'impatto del fumo sugli esseri umani, ma ci sono meno studi sugli effetti del fumo sulla salute delle piante. Il nostro studio suggerisce che gli alberi siano vulnerabili quanto gli esseri umani’.

La questione è che il fumo degli incendi blocca la luce solare.

Gli scienziati hanno studiato mandorli, pistacchi e noci in 467 frutteti nella Central Valley della California dal 2018 al 2022. Nel 2020, mega-incendi hanno bruciato più di 4,2 milioni di acri in California, riempiendo i cieli di fumo e cenere.

Come rileva Orozco: ‘La fotosintesi produce carboidrati, che sono elementi fondamentali per la sopravvivenza degli alberi. Gli alberi hanno bisogno di carboidrati non solo per crescere, ma anche per immagazzinare energia, per quando sono sotto stress o quando la fotosintesi non avviene’.
La fotosintesi quindi cambia molto in presenza di così tanto fumo.

Le particelle di fumo bloccano parte della luce solare, ma riflettono anche la luce, creando una luce più diffusa. La luce diffusa può aiutare gli alberi a produrre più carboidrati. Tuttavia, Orozco ha affermato che lo studio ha rilevato che, mentre la luce diffusa aumentava, il fumo era così denso che probabilmente non compensava la perdita di luce diretta.

I grandi incendi hanno quindi effetti duraturi sulla salute degli alberi, perché ne alterano a lungo importanti processi fisiologici: è stato scoperto che il fumo dei grandi incendi non solo riduceva la quantità di carboidrati negli alberi, ma causava perdite che continuavano anche dopo lo spegnimento degli incendi.
In tal modo i ricercatori hanno fornito spiegazione per diminuzioni della resa, che nelle noci hanno oscillato tra il 15% e il 50% (in alcuni frutteti).

La stagione in cui sono più frequenti gli incendi coincide in California con il momento in cui gli alberi iniziano a immagazzinare carboidrati, che poi utilizzano durante la dormienza invernale e la crescita primaverile.
"Ci aspettavamo di vedere un certo impatto, soprattutto nei mesi in cui il fumo era molto denso, ma non ci aspettavamo che il fumo avesse un effetto così persistente e si traducesse in un calo significativo della resa", ha detto Orozco.

Sebbene sembra vi sia certezza nell’attribuire la responsabilità del calo produttivo al fumo, come segnala Orozco, i ricercatori non sanno ancora quali componenti del fumo dei mega-incendi abbiano causato la diminuzione dei carboidrati degli alberi.

Altri autori dello studio sono il professor Maciej A. Zwieniecki e la ricercatrice post-dottorato Paula Guzmán-Delgado del Dipartimento di scienze vegetali della UC Davis.

La dott.ssa Orozco segnala, in conclusione, che durante i mega-incendi del 2020, il fumo ha ridotto la luce e aumentato sia i livelli di ozono che di particolato, ovvero fattori che influiscono sulla fotosintesi. Per cui i ricercatori che hanno condotto questo studio pensano che una combinazione di questi fattori potrebbe aver portato al calo dei carboidrati degli alberi.

Questa ricerca è stata supportata dall’Associazione dei Produttori di Mandorle della California (Almond Board of California), dalla Corporazione per la Ricerca sul Pistacchio della California, dalla Corporazione per le Nocciole della California e dal Dipartimento dello Stato della California per il Cibo e l’Alimentazione.

si può ancora aggiungere che ricerche dello stesso tipo, di quella sopra segnalata, sono sempre più frequenti negli stati della costa occidentale degli Stati Uniti: è, ad esempio, in corso un analogo studio da parte di un gruppo di ricerca attivo presso la Washington State University (lo stato di Washington è sopra la California), che sta approfondendo le conseguenze degli incendi sulle produzioni viti-vinicole locali; per cui si può considerare ormai attivo un complessivo settore di studi, riguardante le conseguenze dell’esposizione al fumo sulla fisiologia delle piante.

Nel caso della vite, le conseguenze più immediatamente prese in considerazione e quindi studiate in relazione agli incendi ed alla diffusione di fuliggine nell’aria sarebbe un assorbimento di polifenoli: tali composti hanno importanza nella produzione di vino, sulla cui qualità influiscono.

In tal senso è allo studio l’eventuale ricorso a spray di acqua a costituire una barriera protettiva al fumo, per mitigare le conseguenze della presenza nella aria di composti volatili e ogni eventuale loro conseguenza sulla qualità del vino. E’ inoltre oggetto di valutazione il rilievo che potrebbe avere la raccolta dell’uva in presenza di fuliggine, dovuta a incendi e quindi se sia preferibile aspettare che il fumo si dipani, prima di procedere alla raccolta del prodotto.