Maggiore resa nelle colture miste

Oggi i terreni coltivabili sono dominati da monocolture su larga scala. Vengono coltivate varietà (altamente) selezionate che promettono un'alta resa. Tuttavia, un terreno coltivabile così uniformemente piantato presenta degli svantaggi: I funghi o gli insetti hanno vita facile e minacciano i raccolti; per tenere a bada i parassiti, gli agricoltori utilizzano varietà resistenti e diversi pesticidi.

Una possibile alternativa alle monocolture è la coltivazione mista. In questo caso, non si semina una sola specie o varietà su un'ampia superficie, ma diverse specie o varietà una accanto all'altra. Tuttavia, tali colture non sono ancora state sperimentate, soprattutto nei seminativi, e sono quindi raramente presenti nelle aree agricole.

Un team guidato dal professor Christian Sch?b dell'ETH ha ora dimostrato che le colture miste nei seminativi producono rese significativamente più elevate rispetto alle monocolture. Lo studio corrispondente è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica "Nature Plants".

Principio ecologico applicato

Le culture miste utilizzano un principio ecologico: gli ecosistemi possono svolgere meglio le loro funzioni se c'è un alto livello di biodiversità. Queste funzioni includono la regolazione del bilancio idrico, il mantenimento della fertilità del suolo e l'aumento della produttività delle piante.

Questo vale anche per gli ecosistemi agricoli: "La ricerca sui prati agricoli ha dimostrato che i prati più diversificati sono più produttivi di quelli composti da una sola o poche specie seminate", dice Sch?b.

Finora non sono stati condotti studi analoghi sui seminativi. Per questo motivo, insieme ai suoi collaboratori, ha indagato se il meccanismo ecologico di base entra in gioco anche nella coltivazione dei seminativi, in particolare per quanto riguarda la resa.

I ricercatori hanno allestito due giardini sperimentali: uno in Svizzera, nel campus Irchel dell'Università di Zurigo, e uno nella provincia spagnola dell'Estremadura. Lì il clima è molto più secco e caldo rispetto a Zurigo, il che ha permesso ai ricercatori di studiare la crescita delle colture nelle possibili condizioni climatiche future.

Anche le miscele di due piante producono di più

Nel loro esperimento, i ricercatori hanno testato miscele di due o quattro colture diverse di otto specie selezionate, come grano, avena, quinoa, lenticchie, lupini, lino e semi di lino (un seme oleoso simile alla colza) e coriandolo. Di tutte queste specie vengono utilizzati solo i semi. Le piante sono state seminate alternativamente in strisce parallele con 12 centimetri di distanza tra loro.

Infine, hanno confrontato la massa dei semi delle piante provenienti da colture miste con quelle provenienti da monocolture. I ricercatori hanno anche misurato la biomassa fuori terra residua delle piante.

Il risultato è chiaro: le rese sono aumentate del 3% in Spagna e del 21% in Svizzera rispetto alla monocoltura, anche con miscele di due specie. Se i ricercatori hanno seminato quattro specie una accanto all'altra, l'aumento della resa è stato del 13 e del 44% rispettivamente in Spagna e in Svizzera.

I ricercatori spiegano l'aumento della resa ottenuto principalmente con l'effetto biodiversità: una maggiore diversità consente un migliore utilizzo delle risorse disponibili e un migliore controllo naturale dei parassiti - gli esperimenti sono stati condotti senza pesticidi.

Le piante investono molto in foglie e steli

Tuttavia, i ricercatori hanno anche scoperto che le piante formavano più foglie o steli nelle colture miste che nelle monocolture. Pertanto, hanno investito più energia e materiale nella produzione di biomassa vegetativa e, in proporzione, meno nella produzione di semi. La pianta fa un compromesso, spiega Sch?b: più investe in biomassa vegetativa, più riduce l'investimento in semi. "Nonostante tutto, il risultato finale è che produce più semi di una monocoltura", spiega il ricercatore agricolo.

Egli attribuisce l'effetto che le piante investono più energia nella creazione di biomassa vegetativa alle varietà utilizzate nelle prove: "Le sementi sono state selezionate per le monocolture, il che significa che la resa è ottimale se queste piante crescono solo tra i loro simili".

Sch?b ritiene quindi probabile che il potenziale di aumento della resa possa essere sfruttato meglio con sementi adattate a colture miste.

Nel corso del tempo, l'uomo ha allevato la maggior parte delle colture per produrre frutti grandi e rese più elevate in condizioni di monocoltura. I pomodori moderni, ad esempio, sono enormi, mentre i frutti dei pomodori selvatici sono piccoli come mirtilli. Affinché le colture miste producano una resa ottimale, è necessario adattare gli attuali metodi di selezione, che sono finalizzati alla coltivazione in monocoltura.

Ottenere e testare i propri semi

Tuttavia, attualmente non c'è nessun produttore di sementi sul mercato che abbia semi specifici per l'uso in colture miste. I ricercatori stanno quindi cercando di ottenere e testare i semi delle loro prove. "Vorremmo ripetere i nostri esperimenti con queste sementi autoprodotte per vedere se la selezione in una coltura mista dà i suoi frutti nel vero senso della parola", sottolinea Sch?b.

Affinché la coltura mista raggiunga una svolta, tuttavia, è necessario anche un cambiamento nelle pratiche agricole. Tra le altre cose, sono necessarie macchine in grado di raccogliere contemporaneamente colture diverse e di separare il materiale raccolto. "Macchine di questo tipo esistono già, ma sono ancora l'eccezione e costose, probabilmente perché finora c'è stata poca richiesta", spiega il ricercatore del Fare all'ETH. In combinazione con sementi ottimizzate e macchine adeguate, la coltivazione mista potrebbe essere un'opzione reale per molti agricoltori in futuro.

Questo lavoro di ricerca è stato finanziato dalla Fondazione Nazionale Svizzera per la Scienza.