CICLO DEL CARBONIO IN AGRICOLTURA

In agricoltura, le opzioni di mitigazione più convenienti sono la gestione dei terreni coltivati, la gestione dei pascoli, e il ripristino dei terreni organici” (IPCC 2014). 

 

 

1) Ciclo del carbonio in Agricoltura

Il bilancio delle emissioni in un particolare sistema di agricoltura dipende dal carbonio immagazzinato in due grandi riserve: la sostanza organica del suolo e la biomassa. Mentre il sequestro e le emissioni di carbonio dipendono dallo specifico tipo di coltura, la gestione gioca un ruolo fondamentale, in quanto influenza profondamente il profilo delle emissioni di qualsiasi sistema agricolo.

La Sostanza organica el suolo contiene circa il 60% di carbonio, ed è un fattore cruciale per l'influenza che il suolo ha sul ciclo globale del carbonio. Con circa 1.500 miliardi di tonnellate di carbonio (Gt) presenti come materia organica nel suolo a livello globale, i terreni sono il secondo più grande serbatoio attivo di carbonio dopo gli oceani (40.000 Gt). C'è più carbonio immagazzinato nel suolo che nell’atmosfera (760 Gt) e nella vegetazione (560 Gt) combinate. Attraverso il processo di fotosintesi le piante di assorbono CO2 dall'atmosfera e la usano per costruire le loro radici, steli o foglie. Il carbonio è trasferito nel suolo attraverso il rilascio di composti organici dalle radici delle piante o attraverso la decomposizione del materiale vegetale da parte degli organismi del suolo. La decomposizione microbica della sostanza organica rilascia i nutrienti che le piante utilizzano per la loro crescita. Durante il processo di decomposizione, una parte del carbonio è rilasciato nell’atmosfera come anidride carbonica (CO2) attraverso il processo di respirazione del suolo, mentre il restante carbonio viene convertito in composti organici che possono rimanere nel terreno per un periodo di tempo che varia da pochi anni a secoli fino a millenni. La rapidità di decomposizione dipende da molti fattori tra cui la temperatura e le precipitazioni, il saldo suolo-acqua, e la composizione del materiale organico. Diverse fonti di sostanza organica si decompongono con velocità diverse. Se la quantità di materia organica che arriva al suolo è inferiore al tasso di decomposizione, la sostanza organica del suolo, e quindi il carbonio, diminuisce. Viceversa se la velocità di decomposizione è minore degli input di materia organica la sostanza organica del suolo aumenta. In generale, il processo che porta a perdite di carbonio dal suolo avviene più rapidamente e facilmente del processo che porta ad un accumulo di carbonio nel suolo. 

Fonte: EU 2011. Soil the Hidden Part of the Climate Cycle

La biomassa è composta sia dalle piante viventi che dai materiali vegetali morti. Le piante viventi sono responsabili della fotosintesi, cioè il processo naturale attraverso il quale viene rimossa la CO2 dall'atmosfera. La respirazione delle piante e il decadimento dei materiali vegetali morti sono responsabili per le emissioni di CO2. A differenza delle foreste, le quantità di biomassa nei sistemi agricoli sono di solito molto basse, visto che le produzioni tendono a crescere e ad essere raccolte entro periodi di tempo molto brevi, spesso inferiore a 1 anno. Le eccezioni includono le colture perenni legnose, quali oliveti vigneti e alberi da frutto, e i sistemi agro-forestali. 

La sola gestione del territorio rappresenta la seconda fonte di emissioni di CO2 dagli ecosistemi terrestri. L’agricoltura è l'unico settore che ha la capacità di trasformarsi da ecosistema che emette CO2 ad un ecosistema in grado di sequestrare CO2 - non c'è nessun altro ecosistema gestito dall’uomo con questo potenziale. Le pratiche agricole comuni, tra cui l'uso di un trattore, la lavorazione del terreno, pascolo eccessivo, utilizzo di fertilizzanti basati su combustibili fossili, pesticidi ed erbicidi risultano in un significativo rilascio di CO2. In alternativa, può essere promosso un processo chiamato "sequestro del carbonio nel suolo" per consentire che il carbonio possa essere immagazzinato e conservato per lunghi periodi all’interno del suolo. L’agricoltura moderna favorisce l’utilizzo di pratiche che sono note per migliorare la velocità con cui la CO2 viene rimossa dall'atmosfera e convertito in materiale vegetale, per essere definitivamente sequestrata come sostanza organica all’interno del suolo. 

La Mitigazione e l’Adattamento rappresentano strategie diverse ma complementari. Mentre le pratiche di mitigazione sono state pensate con l'obiettivo di ridurre le emissioni da pratiche agricole e per aumentare il sequestro del carbonio, le pratiche di adattamento sono state pensate per consentire ai sistemi agricoli di adattarsi meglio ai cambiamenti climatici. L'agricoltura è un settore in cui molte strategie servono a raggiungere entrambi gli obiettivi. 

Fonte: International Institute for Applied Sustem Analysis (IIASA 2007)

Altri gas ad effetto serra: l'anidride carbonica (CO2), è il principale gas serra ed è coinvolto in tutti i processi che portano alla accumulo di biomassa e materia organica nel suolo (sequestro di carbonio) e di tutti i processi che portano alla perdita di biomassa e materia organica dal suolo (emissioni di carbonio). Esistono altri gas ad effetto serra di notevole importanza, come il protossido di azoto (N2O), un gas serra 298 volte più potente della CO2, che è associato alla decomposizione della materia organica e all'uso di fertilizzanti azotati; il metano (CH4), un gas serra 25 volte più potente della CO2 che viene prodotto nei terreni in condizioni anaerobiche. N2O e CH4 sono anche emessi durante la combustione dei rifiuti agricoli o durante gli incendi.

Esistono diverse strategie idonee per massimizzare il sequestro del carbonio per i diversi usi del suolo.

Per i terreni agricoli, la quantità di carbonio presente nel suolo può essere aumentata attraverso:

  • ritorno dei residui della biomassa al suolo;

  • lavorazione del terreno e la gestione dei residui

  • eliminate or reduce tillage intensity

  • gestione delle risorse idriche

  • agro-forestale

Nelle praterie, la quantità di carbonio presente nel suolo è influenzata da:

  • intensità del pascolo

  • produttività della prateria

  • gestione delle specie

Testi consigliate: European Commission 2011. SOIL: the hidden part of the climate cycle. Luxembourg : Publications Office of the European Union. doi:10.2779/30669

2) Inventario delle emissioni

L’inventario delle emissioni si occupa di come organizzare, calcolare e comunicare le emissioni e il sequestro in un determinato settore o attività. La guida ufficiale su come eseguire l’inventario è data dal Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC).

L’inventario delle emissioni dai terreni agricoli e dai pascoli è organizzato in pool di carbonio:

  • Biomassa vivente: il Carbonio contenuto in tutte le piante viventi, sia nella parte elgnosa che non. Solitamente è ulteriormente suddiviso in epigeo (legno, rami, corteccia e foglie) e ipogeo (radici grosse e fini).

  • Biomassa morta: il Carbonio contenuto nel materiale vegetale morto, sia di piante morte intere sia di parte di esse (rami caduti) o residui vegetali (radici morte). Può anche includere i residui delle attività di gestione come per il diradamento, se questi residui sono lasciati sul suolo. Viene ulteriormente suddiviso in legno morto (materiale legnoso di grandi dimensioni), e lettiera (tutta la rimanente biomassa morta).

  • Suolo: il Carbonio contenuto nella sostanza organica del suolo. Solitamente e ulteriormente suddiviso sulla base del contenuto di sostanza organica (Suoli Minerali e Suoli Organici) 

Le emissioni in qualsiasi anno derivano dalla somma di tutte le aggiunte (es. nuova crescita delle piante, nuova biomassa morta, nuove aggiunte di sostanza organica) e delle perdite (respirazione, decomposizione della biomassa morta) da ogni pool di Carbonio.