Lezione 2

ECOSISTEMI TERRESTRI AGROECOSISTEMI

L’Italia è al sesto posto nella classifica dei paesi europei con la maggiore estensione forestale, insieme a Svezia, Finlandia, Spagna, Francia e Germania (escludendo la Russia). La superficie forestale italiana è in graduale espansione, ad un ritmo di circa 100.000 ettari l’anno (FRA 2005). Questa graduale espansione della superficie forestale è da attribuirsi al progressivo abbandono dell’agricoltura, soprattutto nelle zone di montagna, e alla conversione naturale di pascoli e terreni coltivati in foresta. Le utilizzazioni legnose ammontano a circa 10 milioni di metri cubi e di esse più del 60% è rappresentato dalla legna da ardere, proveniente in gran parte da boschi cedui*. Un’altra parte consistente del nostro territorio è occupato dal bosco e da altre formazioni naturali (macchia mediterranea)

DEFORESTAZIONE

AGRO-ECOSISTEMA = Ecosistema gestito dall’uomo a scopi agricoli = Azienda mezzo fisico mezzi tecnici produttori colture consumatori allevamenti detritivori detritivori Ecosistema gestito dall’uomo a scopi agrari = Azienda 1 – Azienda come insieme di attività organizzate per lo sfruttamento delle risorse naturali e gratuite che “trasforma” la ricchezza naturale della terra in prodotti mercantili. Produttività proporzionale alla disponibilità delle risorse, l’omeostasi si raggiunge spontaneamente attraverso la riduzione progressiva della produttività primaria lorda. Agricoltura tipica delle zone neo-colonizzate e dei PVS condizionati da risorse limitate e scarse conoscenze. 2 – Azienda come insieme di attività organizzate per lo sfruttamento intensivo delle risorse naturali attraverso un impiego via via crescente di energia sussidiaria. Produttività elevata ma non necessariamente proporzionale alla risorse impiegate, l’omeostasi si raggiunge difficilmente per l’instabilità dell’energia apportata al sistema non proporzionale alla effettiva capacità del sistema stesso. Agricoltura tipica dei paesi industrializzati. Le interazioni tra la componente autotrofa ed eterotrofa di ogni ecosistema sono strette e sempre presenti (catene alimentari – sistema) da Caporali (1991)

FUNZIONAMENTO DELL’AGROECOSISTEMA RADIAZIONE SOLARE + INPUT COLTURALI BIOMASSA DELLE COLTURE RACCOLTO DELLE COLTURE residui delle colture SUOLO [SOSTANZA ORGANICA] BIOMASSA ANIMALE

l’energia luminosa tramite la fotosintesi si trasforma in energia chimica contenuta nei carboidrati   Luce (675 Kcal) + Clorofilla 6 H2O + 6 CO2 > C6 H12 O6 + 6O2

Rivoluzione agricola del ‘900 Cambiamenti socio - economici Scienza della nutrizione vegetale Meccanizzazione agricola Genetica agraria Protezione colture Sviluppo industriale Sviluppo del credito Incremento dei consumi Sviluppo del riduzionismo P. A. C. = SISTEMI AGRICOLI INTENSIVI

Aziende Intensive - Sistemi Agricoli Intensivi L’Azienda come sede di singole iniziative mercantili, riunite dai rapporti di impresa e di gestione finalizzate alla massimizzazione delle produzioni e del reddito: Sistemi agricoli “intensivi”: forgiati quasi esclusivamente dalle forze del mercato e della PAC guidati dalle scelte tecniche dei mezzi di produzione supportati da energia sussidiaria non rinnovabile (diretta ed indiretta) basati su significative anticipazioni di capitale caratterizzati da: - separazione tra allevamento animale e vegetale - monocoltura o avvicendamenti molto semplificati - elevata produttività - risoluzione dei problemi interni all’azienda con mezzi esterni

caratteristiche delle azienda intensive effetti sull’agroecosistema conseguenze separazione allevamento vegetale ed animale interruzione della catena del pascolo e del detrito > impiego mangimi > impiego concimi rinuncia alle colture foraggere poliennali < ciclizzazione > erosione > impiego concimi, lavorazioni irrigazione semplificazione avvicendamenti colturali, monosuccessione < biodiversità, > specializzazione infestanti parassiti e malattie > impiego concimi, insetticidi, fungicidi, introduzione OGM rinuncia a consociazioni e sovesci < biodiversità e ciclizzazione < uso delle risorse native > impiego concimi, insetticidi, fungicidi semplificazione delle sistemazioni idr.-agr. apertura cicli bio-geochimici > erosione > impiego concimi > irrigazione rielaborato da Caporali, 1991

L’impegno dell’ Agricoltura: adottare nuovi sistemi produttivi …….. Rapporto SOLAW (FAO, 2011) ……. sebbene negli ultimi 50 anni si sia registrato un notevole aumento della produzione mondiale, "in troppe occasioni tali miglioramenti sono stati accompagnati da pratiche di gestione delle risorse che hanno degradato gli ecosistemi terrestri e idrici dai quali la produzione alimentare stessa dipende” per effetto: 1- eccessiva pressione demografica 2- pratiche agricole non sostenibili Oggi il 25% della superficie agricola mondiale è degradata. cementificazione e impermeabilizzazione del territorio: si stima che ogni giorno venga cementificata una superficie di circa 130 ettari. In testa alla classifica per cementificazione i comuni di Roma e Venezia, seguiti da Napoli e Milano, dove la superficie edificata ha già inglobato i due terzi del territorio comunale

Impatto dei sistemi intensivi sull’ambiente - erosione - lisciviazione - perdita di fertilità dei suoli - eutrofizzazione (accumulo di nutrienti e sedimenti) - riduzione della biodiversità - riduzione delle riserve finite (rocce fosfatiche) - incremento dei fenomeni di resistenza - impiego massiccio di energia non rinnovabile - alterazione del bilancio globale del C

Erosione del suolo (idrica e eolica) aspetti qualitativi e quantitativi del fenomeno (1 mm di terreno eroso = circa 11-13 t di terreno perso per ettaro) Agenti Gocce di pioggia - vento Separazione delle particelle + Run-off (solo per erosione idrica) Trasporto Erosione

Impatto dei sistemi intensivi sull’ambiente - erosione - lisciviazione - perdita di fertilità dei suoli - eutrofizzazione (accumulo di nutrienti e sedimenti) - riduzione della biodiversità - riduzione delle riserve finite (rocce fosfatiche) - incremento dei fenomeni di resistenza - impiego massiccio di energia non rinnovabile - alterazione del bilancio globale del C

Maggiore severità dei fenomeni nei PVS - L’impegno dell’ Agricoltura: sviluppare nuovi sistemi produttivi per ridurre: Erosione = interessa circa il 45% dei terreni agricoli; in 25 anni può ridurre la resa delle colture dal 8-21% Salinizzazione = interessa circa il 3% --> 12% dei terreni agricoli; può ridurre la resa delle colture dal 10 al 25% Perdita di nutrienti = il mancato reintegro degli asporti delle colture determina un deficit annuo si NPK stimato in 54 kg/ha (49 kg in sub-Saharan Africa) Sovra-pascolamento cementificazione e impermeabilizzazione del territorio: si stima che ogni giorno venga cementificata una superficie di circa 130 ettari. In testa alla classifica per cementificazione i comuni di Roma e Venezia, seguiti da Napoli e Milano, dove la superficie edificata ha già inglobato i due terzi del territorio comunale Maggiore severità dei fenomeni nei PVS -

Impatto dei sistemi intensivi sull’ambiente - erosione - lisciviazione - perdita di fertilità dei suoli - eutrofizzazione (accumulo di nutrienti e sedimenti) - riduzione della biodiversità - riduzione delle riserve finite (rocce fosfatiche) - incremento dei fenomeni di resistenza - impiego massiccio di energia non rinnovabile - alterazione del bilancio globale del C

Cambiamenti climatici Dato che la grande maggioranza dei terreni arabili del mondo sono già sfruttati, saranno la disponibilità di acqua e le condizioni climatiche a influire maggiormente sulla produzione di agricole. La produttività agricola dovrebbe aumentare leggermente nell'Europa settentrionale, ma diminuire in tutti i paesi del bacino del Mediterraneo a causa della diminuzione delle precipitazioni Si prevede: perdita complessiva di circa il 10% per tutti i cereali in Italia, Francia e Spagna. Effetti negativi sulle produzioni di uva e olive (Francia, Spagna, Italia e Grecia). Per l'Italia, dal 2008 al 2020, si prevede: ono e flessioni previste (in milioni di tonnellate: frumento da 8,8 a 7,9 ( mil. t); mais da 9,4 a 8,5 (mil. t) The Food Gap -The Impacts of Climate Change on Food Production: A 2020 Perspective) redatto dalla Universal Ecological Fund sulla base dei dati e delle previsioni dell'IPCC, della FAO, dell'UNICEF cementificazione e impermeabilizzazione del territorio: si stima che ogni giorno venga cementificata una superficie di circa 130 ettari. In testa alla classifica per cementificazione i comuni di Roma e Venezia, seguiti da Napoli e Milano, dove la superficie edificata ha già inglobato i due terzi del territorio comunale. Sempre secondo l’Istat, tra il 1990 e il 2005 la Superficie Agricola Utilizzata (SAU) nel nostro Paese si è ridotta di 3 milioni e 633 mila ettari, ovvero significa che un’area di proporzioni abnormi più vasta di Abruzzo e Lazio messi insieme è stata sommersa da una colata di calcestruzzo. Il cemento però non ci nutre, a differenza della terra da cui dipenderemo sempre, che lo si voglia oppure no. NB 100 ha = 1 kmq Nel dossier “2009 l’anno del cemento”, il WWF registra che “dal 1956 al 2001 la superficie urbanizzata del nostro paese è aumentata del 500% […] il consumo del suolo ha viaggiato al ritmo di 244000 ettari l’anno […] ogni giorno in Italia vengo cementificati 161 ettari di terreno”. Tra i paesi d’Europa, l’Italia è quello che da anni ha il più basso tasso di crescita demografica e contemporaneamente il più alto tasso di consumo di territorio. Dato che il cemento non cresce spontaneamente e dato che la nostra nazione detiene orgogliosamente il record di case sfitte in Europa, (il 24% sul totale degli appartamenti, contro una media europea dell'11,8%), questo paradosso della crescita ingiustificata non può che prendere il nome di speculazione.

Pesticidi, allarme dell'Ispra: "Contaminata metà delle acque - Il rischio potrebbe essere sottostimato” La Repubblica (08 aprile 2013) © La quantità e la qualità di sostanze chimiche presenti nelle acque italiane superficiali e sotterranee sono in aumento, aggravandone lo stato di contaminazione. Nel 2010 infatti, sono stati rinvenuti residui nel 55,1% dei 1.297 punti di campionamento delle acque superficiali e nel 28,2% dei 2.324 punti di quelle sotterranee, per un totale di 166 tipologie di pesticidi - a fronte dei 118 del biennio 2007-2008 che sono stati individuati nella rete di controllo ambientale delle acque italiane. Per la maggior parte si tratta di residui di prodotti fitosanitari usati in agricoltura - solo in questo campo si utilizzano circa 350 sostanze diverse per un quantitativo superiore a 140.000 t - ma anche di biocidi (pesticidi per uso non agricolo) impiegati in vari campi di attività. Anche se spesso basse, le concentrazioni indicano a livello complessivo una diffusione molto ampia della contaminazione. Inoltre, nel 34,4% dei punti delle acque superficiali e nel 12,3% dei punti di quelle sotterranee, i livelli misurati risultano superiori ai limiti delle acque potabili. Le concentrazioni sono state confrontate anche con i limiti di qualità ambientale, recentemente introdotti, basati sulla tossicità delle sostanze per gli organismi acquatici. In questo caso il 13,2% dei punti delle acque superficiali e il 7,9% di quelli delle acque sotterranee hanno concentrazioni superiori al limite. Le analisi "presentano fino a 23 sostanze diverse in solo campione: a causa dell'assenza di dati sperimentali sugli effetti combinati delle miscele e di adeguate metodologie di valutazione, esiste la possibilità che il rischio derivante dall'esposizione ai pesticidi sia attualmente sottostimato e si impone una particolare cautela anche verso i livelli di contaminazione più bassi". Il rapporto dell'Ispra rivela inoltre che la contaminazione è più diffusa nella Pianura Padano-Veneta, a causa delle caratteristiche idrologiche, dell'intenso utilizzo agricolo e al fatto che le indagini sono sempre più complete e rappresentative nelle regioni del nord. I pesticidi più rilevati nelle acque superficiali sono: glifosate, terbutilazina, terbutilazina-desetil, metolaclor, cloridazon, oxadiazon, MCPA, lenacil, azossistrobina. Nelle acque sotterranee, con frequenze generalmente più basse, le sostanze presenti in quantità maggiore sono: bentazone, terbutilazina e terbutilazina-desetil, atrazina e atrazina-desetil, 2,6-diclorobenzammide, carbendazim, imidacloprid, metolaclor, metalaxil. Come in passato, continua ad essere diffusa anche la contaminazione da erbicidi triazinici come la terbutilazina, ma sono ancora largamente presenti anche sostanze fuori commercio da tempo, come l'atrazina e la simazina.

Effetti economici dei sistemi agricoli intensivi - incremento dei costi dei mezzi tecnici - riduzione del n° di aziende (familiari in particolare) - rarefazione dei mercati locali e dei sistemi di vendita diretti Effetti sociali dei sistemi agricoli intensivi - incremento dei rischi per la salute dell’uomo e degli animali - difficoltà di trasferimento delle tecnologie nei PVS - riduzione della qualità dei prodotti alimentari Cambiamento del modo di alimentarsi, del modo di vendere e confezionare i prodotti agricoli, cambiamento dei gusti del consumatore = prodotti globali; richiesta di elevati standard igienici = cibo morto

Caratteristiche dei prodotti “globali”   - composizione e gusto costante del prodotto durante l’intero arco dell’anno - alto livello di lavorazione del prodotto - standard igienici estremamente elevati - possibilità di essere trasportato a lunga distanza - elevata conservabilità in negozio - disponibilità durante l’intero arco dell’anno e reperibilità in ogni località

Ruolo e responsabilità dei tecnici e degli agricoltori: garantire il corretto funzionamento dell’agroecosistema fornire alimenti, fibre ed energia in quantità sufficiente alla popolazione fornire alimenti di qualità contribuire a livello locale alla soluzione dei problemi globali di carattere ambientale e sociale

AGRICOLTURA SOSTENIBILE ’90 fornire sufficienti quantità di cibo per la popolazione mondiale e garantire una adeguata redditività; migliorare o conservare le risorse rinnovabili e ridurre la dipendenza dalle non rinnovabili - mantenere o incrementare la diversità degli agroecosistemi; mantenere o incrementare il tasso di sostanza organica del suolo, contenere l’erosione e la lisciviazione, limitare l’uso di fertilizzanti di sintesi e fitofarmaci;  tutelare la sicurezza e la salute dell’uomo e degli animali, promuovere la vitalità, l’organizzazione sociale e la cultura rurale, incrementare il numero di aziende agricole soprattutto quelle di tipo familiare; mantenere stabili le comunità rurali Dimensione temporale

SUSTAINABLE AGRICULTURE (after Parr et al., 1990) CONSERVES RESOURCES AND PROTECTS THE ENVIRONMENTS LOW-INPUT METHODS AND MANAGEMENT SKILL PRODUCTIVE AND PROFITABLE ENHANCES HEALTH AND SAFETY REDUCED USE OF SYNTHETIC CHEMICAL INPUTS BIOLOGICAL PEST CONTROLS USE OF ORGANIC WASTES USE OF ANIMAL AND GREEN MANURES NATURALLY OCCURRING PROCESSES SOIL AND WATER CONSERVATION PRACTICES MECHANICAL CULTIVATION CROP ROTATIONS CROP-LIVESTOCK DIVERSIFICATION BIOTECHNOLOGY ENDS M E A N S

Indicatori di sostenibilità agroambientale biodiversità bilancio CO2 riduzione altre emissioni bilancio energetico conservazione del suolo (erosione, sostanza organica, lisciviazione nutrienti) tutela risorse idriche valori ricreativi e paesaggistici bilancio economico conservazione fertilità terreno fabbisogno di lavoro umano e meccanico stabilità delle rese flessibilità ordinamento produttivo Scegliere sistemi produttivi più conservativi, che non facciano ripercorrere al Sud del Mondo quanto il Nord ha già sperimentato ma sopportato grazie alla più favorevole resilienza dei propri agroecosistemi

AGRICOLTURA LOW-INPUT ’80 BIODINAMICA Steiner 1924 AGRICOLTURA NATURALE Fukuoka 1938 AGRICOLTURA BIOLOGICA Draghetti 1948 AGRICOLTURA ORGANICA Müller e Rusch 1949 AGRICOLTURA LOW-INPUT ’80

Il loro vero oggetto di studio delle “Scienze Agrarie” è l’Azienda agraria, allontanandolo dalla insufficienza ed inadeguatezza biologica dello studio delle singole coltivazioni o delle singole tecniche. Il compito della Scienza Agronomica è pertanto quello di insegnare come si plasma e come si normalizza un organismo così importante come l’Azienda agraria, suggerendo la via maestra delle tecniche di lavorazione del terreno, degli avvicendamenti, delle concimazioni e degli allevamenti, affinchè le anticipazioni onerose divengano fertilità agronomica, la più efficiente e duratura (Draghetti, 1960).