Biochar indigesto ai terreni europei

Il biochar è un materiale eterogeneo contenente carbonio stabile, prodotto tramite pirolisi (ovvero combustione in assenza di ossigeno) di biomassa vegetale e animale.

Utilizzabile come ammendante e fertilizzante per i suoli agricoli, è spesso considerato una soluzione per incrementare la fertilità del suolo, la capacità di ritenzione idrica e lo stoccaggio di carbonio. Sebbene questi benefici siano stati dimostrati da varie pubblicazioni scientifiche, è noto che in certi casi il biochar può ridurre la disponibilità di nutrienti per le colture e, conseguentemente, anche le rese agronomiche.

Articolo pubblicato su Terra e Vita 15/2022

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Per cercare di trarre conclusioni più generali sugli effetti agronomici del biochar, un gruppo di ricerca internazionale ha condotto un’analisi globale basata su 1.125 osservazioni provenienti da 109 studi indipendenti, effettuati in tutti i continenti (Antartide escluso). Sono stati inclusi esperimenti effettuati sia su suoli di regioni boreali-temperate, che su suoli di areali tropicali e subtropicali, oltre agli esperimenti in vaso. L’analisi si è concentrata sulle variazioni indotte dal biochar sul pH del suolo e sull’apporto di nutrienti, dato che precedenti ricerche avevano indicato questi due fattori come possibili cause dell’incremento di resa ottenuto in seguito all’applicazione di biochar.

Risultati in base alla latitudine

Dai risultati di questa analisi emerge che, in media, a livello globale il biochar aumenta le rese colturali del 13%. Tuttavia, gli effetti positivi sono stati rilevati principalmente nelle zone tropicali e subtropicali (a latitudini comprese tra 0 e 35°), dove l’applicazione standard di 15 tonnellate per ettaro di biochar ha incrementato le rese di circa il 25%. Al contrario, nelle zone temperate e boreali (a latitudini maggiori di 35°), l’applicazione standard di 30 tonnellate per ettaro di biochar non ha avuto alcun effetto o ha causato una riduzione del raccolto del 3%. Le ragioni sottostanti al diverso tasso di applicazione di biochar nelle zone temperate-boreali e in quelle tropicali-subtropicali non sono chiare, ma gli scienziati ipotizzano che ciò sia dovuto alla diversa disponibilità di materie prime.

La calcinazione del suolo

Per interpretare i risultati ottenuti, è bene considerare che il pH del biochar utilizzato negli studi analizzati era mediamente elevato (pH = 9,0). Al contrario, quello dei suoli tropicali è generalmente basso (pH = 5,7). Nei suoli temperati, invece, tende alla neutralità (pH = 6,9).

I ricercatori hanno notato che, nei suoli tropicali e subtropicali, gli incrementi di resa ottenuti in seguito all’impiego del biochar sono stati maggiori dove il pH del suolo era particolarmente acido. Tuttavia, quando il pH del suolo è aumentato per effetto del biochar, gli incrementi di resa si sono affievoliti. Tale differenza non si è vista nei suoli temperati. Per queste ragioni, gli scienziati hanno concluso che gli effetti positivi del biochar sono probabilmente dovuti alla calcinazione del terreno, che è positiva nei suoli acidi (ai tropici) ma irrilevante nei suoli a pH neutro (nelle zone temperate), dato che quest’ultimo è già ottimale per la produzione della maggior parte delle colture agrarie.

Nonostante tutto, i ricercatori si aspettavano di rilevare un effetto positivo causato dal biochar come risultato di un miglioramento generale della fertilità del suolo. Tuttavia, ciò non è avvenuto. Anzi, in alcuni casi il biochar ha leggermente ridotto le rese delle colture. Secondo gli autori dello studio, ciò potrebbe essere dovuto a un incremento eccessivo del pH, con conseguente riduzione della disponibilità per le colture di alcuni micronutrienti come manganese, ferro, boro e fosforo, che ha limitato la crescita delle piante.

La fertilizzazione organica

I ricercatori hanno poi analizzato la composizione del biochar oggetto degli studi precedenti, suddividendolo in due categorie: il biochar fertilizzante, ricco di nutrienti (ad esempio, quello ottenuto dal letame, compost e scarti verdi), e il biochar ammendante, povero di nutrienti ma utile a migliorare la struttura del terreno (prodotto principalmente da legno e paglia). Ne è emerso che, nei suoli tropicali, di solito chimicamente più poveri di quelli temperati, la somministrazione di biochar fertilizzante ha avuto un effetto sulle rese tre volte maggiore rispetto al biochar ammendante. Al contrario, nei suoli temperati entrambe le tipologie hanno leggermente ridotto la resa, rispettivamente del 3% nel caso dell'ammendante e dell’1% per quello fertilizzante.

Questi risultati hanno fatto concludere ai ricercatori che l’effetto del biochar sulla resa delle colture in suoli poveri di nutrienti è dovuto principalmente alla fertilizzazione e all’effetto calcinante, che nei suoli acidi innalza il pH rendendo più disponibili per le piante elementi nutritivi come il fosforo.

I limiti della ricerca

Come tutte le ricerche scientifiche, anche questa presenta alcuni limiti, che vengono ben sottolineati dagli autori stessi. Prima di tutto va notato che, per valutare gli effetti del biochar, gli studi analizzati hanno comparato trattamenti con e senza biochar. Tuttavia, per capire più approfonditamente gli effetti del biochar in sé, si sarebbero dovuti comparare i trattamenti con biochar (biomassa pirolizzata) all’applicazione di biomassa non pirolizzata. Questo non è stato possibile perché non esistono ancora abbastanza studi in merito.

In secondo luogo, sebbene siano stati inclusi studi effettuati in tutti i continenti, alcune importanti aree agricole mondiali, come l’India e il Brasile, risultano notevolmente sottorappresentate. Lo stesso vale per l’areale boreale, dal quale sono state incluse un numero molto limitato di osservazioni. Di conseguenza, la rappresentatività dei dati potrebbe essere discutibile.

Inoltre, è noto che il biochar può restare nel suolo per periodi molto lunghi, da dieci fino a cento anni. Tuttavia, gli studi sono stati tutti condotti solo nel breve termine, da una stagione colturale fino a un massimo di quattro anni. Per questo motivo non è stato possibile rilevare eventuali effetti del biochar sul lungo periodo. Ulteriori ricerche sono necessarie per analizzare questi limiti e rafforzare la validità dei risultati.

Se e quando usarlo

In conclusione, al momento le evidenze scientifiche suggeriscono che i benefici maggiori del biochar sulle rese delle colture riguardano i suoli acidi e poveri di nutrienti, che in Italia sono piuttosto rari.

Tuttavia, oltre che per l’aumento delle rese, il biochar è considerato un utile strumento per affrontare diverse questioni agronomiche e ambientali, tra cui lo stoccaggio di carbonio nel suolo, la mitigazione delle emissioni del gas a effetto serra N2O, la protezione delle colture e la ritenzione idrica nel suolo. La comunità scientifica sta ancora studiando l’effettiva portata di questi benefici, che se venissero confermati potrebbero rendere conveniente l’impiego di biochar anche in alcuni contesti agricoli situati nei climi temperati.

Inoltre, se un’analisi a livello delle singole aziende agricole confermasse l’effettiva convenienza economica del biochar rispetto ai fertilizzanti e/o ammendanti, questo strumento potrebbe essere impiegato periodicamente a basse dosi per la fertilizzazione e calcinazione.