Uno studio statunitense sulla stima del carbonio nei suoli agricoli

C'è molto più carbonio immagazzinato nel suolo che nell'atmosfera. Una parte significativa di esso è in forma organica ed è denominato carbonio organico del suolo (SOC). La sua quantità può essere influenzata dall'uomo e, in tal senso, l'agricoltura è accusata di essere stata nei secoli la causa del rilascio nell'atmosfera di molto del carbonio organico dei suoli, contribuendo in modo notevole al cambiamento climatico. Non si può però dimenticare anche il notevole contributo al riscaldamento globale, dato delle emissioni di carbonio inorganico delle attività industriali e dei veicoli a motore, attraverso la combustione di sorgenti di energia fossili.

La stima del carbonio organico del suolo è un aspetto che è attualmente oggetto di molta attenzione nel contesto dell'applicazione delle nuove politiche agricole (statunitensi e della Unione Europea) aventi per obiettivo, tra gli altri, di promuovere tecniche di coltivazione in grado d'incrementare il livello di carbonio organico nel suolo (SOC), per contenere il riscaldamento climatico.

La quantificazione del carbonio organico del suolo è un'operazione difficile e sono gli stessi tecnici agronomi, a riconoscere la difficoltà di misurare eventuali miglioramenti per ettaro, su scala annuale. E' più probabile che si riesca a farlo a periodi pluriennali.
Nei centri di ricerca di tutto il mondo sono quindi in corso studi aventi per obiettivo la messa a punto di procedure di misurazione, un passaggio essenziale per monitorare il ciclo del carbonio e verificare l'entità dei miglioramenti del SOC, che per ora solo si presume possano determinarsi, come conseguenza delle nuove pratiche di gestione del suolo e delle coltivazioni.

'Una stima del SOC accurata ed efficiente è essenziale', ha affermato Eric Potash, ricercatore presso l'Agroecosystem Sustainability Center (Centro per la Sostenibilità dell'Agroecosistema - ASC) e Dipartimento di risorse naturali e scienze ambientali (NRES) presso l'Università dell'Illinois Urbana-Champaign. 'I governi devono stimare il carbonio organico del suolo per attuare politiche volte a ridurre al minimo il cambiamento climatico. I ricercatori devono stimarlo per sviluppare pratiche di gestione sostenibili. E gli agricoltori devono stimarlo per partecipare ai mercati emergenti dei crediti di carbonio'.

Il modo tradizionale per quantificare il carbonio organico del suolo è nel procedere al campionamento del suolo ed a successive analisi di laboratorio. Ma il problema più rilevante da affrontare riguarda quali zone di un campo dovrebbero essere campionate e quanti campioni dovrebbero essere prelevati, per riuscire a effettuare una stima accurata.

Molta della responsabilità di dare risposta a tali quesiti è stata data dai ricercatori dell'Università dell'Illinois al parallelo progetto 'SMARTFARM', finanziato dall'Agenzia per i Progetti di Ricerca evoluta del Ministero statunitense per l'Energia (ARPA-E). Tale progetto, viene riportato, si sforza in particolare di sviluppare una soluzione precisa per misurare e quantificare le emissioni di gas serra e il cambiamento del quantitativo di carbonio organico del suolo, durante la produzione delle colture. Esso è stato guidato dal coautore dello studio dell'Università dell'Illinois Kaiyu Guan e vi prendono parte anche Potash e altri ricercatori.
In una nuova pubblicazione del progetto SMARTFARM, i ricercatori hanno quindi valutato le strategie per stimare il carbonio organico. Il loro obiettivo era svilupparne una che massimizzasse l'accuratezza, riducendo al minimo il numero dei carotaggi eseguiti.
Come ha affermato Guan, direttore fondatore del Centro per la Sostenibilità dell'Agroecosistema dell'Università dell'Illinois: 'Miriamo a raccogliere dati sulla verità del suolo standard di riferimento e anche a sviluppare una nuova tecnologia per quantificare i risultati del carbonio a livello di campo per le colture bioenergetiche, migliorando la resa e anche migliorando la sostenibilità ambientale'.

DoKyoung Lee, professore di Scienze delle colture, e partecipante al progetto SMARTFARM ha aggiunto: ''Abbiamo raccolto 225 campioni di suolo, a 3 campioni per acro, in uno dei siti SMARTFARM. I campioni sono stati prelevati fino a 1 metro di profondità utilizzando una sonda Giddings. Questo livello di campionamento denso non è mai stato fatto prima'.
- La (successiva) stima del livello di carbonio organico del suolo avviene in due passaggi: (1) Decidere dove in un campo prelevare campioni di suolo e (2) decidere una regola statistica per stimarne la quantità.

Utilizzando un campo commerciale nell'Illinois centrale, che era già stato campionato in modo intensivo per misurare il SOC, è stato possibile valutare una serie di strategie più o meno efficienti, per rendere meno gravosa l'effettuazione ditale lavoro. I ricercatori hanno, infatti, scoperto che in un tipico campo agricolo del Midwest potevano sfruttare le indagini del suolo pubblicamente disponibili e le immagini satellitari, per selezionare in modo efficiente le posizioni dei campioni.
I ricercatori si resero, in tal modo, conto che, rispetto alla procedura che sembrava prefigurarsi in partenza (la necessità di selezionare a caso delle posizioni di campionamento) sarebbe stato possibile ridurre di circa il 28% il numero di campioni necessari per ottenere una determinata accuratezza di quantificazione del carbonio organico del suolo.

'Per i ricercatori e le agenzie che monitorano le scorte SOC, questo studio offre una strategia per aumentare la precisione, supportando l'ottimizzazione dei costi dei metodi di campionamento', ha affermato il coautore Andrew Margenot, professore assistente di Crop Sciences e direttore associato di ASC.
- Il team di ricerca sta attualmente raccogliendo dati da molti altri campi, per testare la capacità di generalizzare i propri risultati, nonché per sviluppare ulteriori miglioramenti alle strategie di stima del carbonio organico del suolo. I membri del team stanno inoltre sviluppando uno strumento software per agevolare gli agricoltori e i ricercatori, nell'usufruire dei metodi di campionamento migliorati, messi a punto durante il loro studio.