Towards delivering on the sustainable development goals in greenhouse production systems
Zhou D., Meinke H., Wilson M., Marcelis L.F.M, Heuvelink E.
Resources, Conservation & Recycling, 169 (2021) 105379; doi: 10.1016/j.resconrec.2020.105379
La serricoltura contribuisce alla produzione di gas serra. In rapporto all’intera filiera di produzione e commercializzazione dei prodotti agricoli, le produzioni in serra emettono circa il 29% dei gas rilasciati nell’ambiente. Inoltre, l’agricoltura contribuisce al consumo di acqua per circa il 70% del totale. Considerando che la domanda di cibo è in continua crescita, è necessario che il settore agricolo promuova quelle pratiche di coltivazioni meno impattanti e che allo stesso tempo garantiscano alte produttività. La serricoltura recita un importante ruolo nello sviluppo sostenibile dell’agricoltura, in quanto è caratterizzata da rese anche dieci volte più alte rispetto al pieno campo. Conseguentemente, negli ultimi anni, un’attenzione sempre crescente viene posta sulla sostenibilità ambientale delle produzioni in serra anche in relazione ai 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (OSS) di Agenda 2030. L’Agenda fornisce un quadro pratico per tutti i paesi e le parti interessate per valutare e migliorare la sostenibilità globale e locale. In base a quanto detto, l’obiettivo di questo studio è stato di valutare la sostenibilità di quattro sistemi di produzione in serra: serre high-tech (HT) e low-tech (LT) coltivate entrambe in biologico e convenzionale e valutando gli OSS. Per far questo, è stato utilizzato il pomodoro come coltivazione rappresentativa, in quanto è una delle specie vegetali più utilizzate in serricoltura e per la quale la letteratura scientifica dispone di una importante mole di dati. Gli indicatori utilizzati per la valutazione oggettiva della sostenibilità ambientale dei diversi sistemi di produzione sono stati: accesso al cibo per tutta la popolazione (OSS2), salute e benessere (OSS3), acqua pulita (OSS6), energia pulita (OSS7), consumo e produzione responsabile (OSS12), vita sott’acqua (OSS14), vita aerea (OSS15), fine della povertà (OSS1), azioni climatiche (OSS13).
La disponibilità di cibo per l’intero anno e l’indice della produttività sono stati utilizzati come indicatori per la valutazione dell’OSS2 e OSS6. Infatti, le serre HT (riscaldate e illuminate artificialmente) garantiscono la produzione 365 giorni l’anno, mentre nelle serre LT questo non è possibile (soprattutto a causa delle basse temperature invernali). Inoltre, considerando il prezzo del pomodoro fresco, questo è anche 1 – 1,5 volte maggiore nel biologico rispetto al prodotto convenzionale, a causa delle basse rese e dei più alti costi di produzione. Relativamente alla produttività, se nelle serre HT si producono fino a 100 kg/m2 di pomodoro, nelle serre LT si arriva massimo a 17–20 kg/m2. Inoltre, se per le HT per produrre 1 kg di pomodori le piante consumano circa 16–19 L di acqua, nelle LT sono necessari 29 L. Sia per HT che per LT le produzioni si riducono in regime di agricoltura biologica, ma per le HT biologiche il consumo di acqua è di 7 L/kg inferiore rispetto alle LT condotte in convenzionale.
L’utilizzo di concimi e prodotti fitosanitari riguarda l’OSS3 e l’OSS6. In serre HT a ciclo chiuso vengono dispersi nell’ambiente circa 64-104 kg/ha di azoto ogni anno, mentre per serre LT senza ricircolo di soluzione nutritiva questi valori aumentano di 4-5 volte ed ancora di più per le coltivazioni in biologico. Relativamente all’utilizzo di prodotti fitosanitari, questi sono vicino allo zero per le coltivazioni in biologico, mentre raggiungono in media 10 kg di sostanza attiva ad ettaro nelle serre HT e circa 32 kg/ha nelle serre LT. L’OSS7 si riferisce, invece, al miglioramento dell’efficienza energetica e all’utilizzo di fonti di energia rinnovabili. Le serre HT vengono riscaldate ed illuminate principalmente attraverso sistemi di cogenerazione che utilizzano gas naturale, per cui le quantità di energie non rinnovabili utilizzate nelle serre LT sono inferiori rispetto alle HT. Per 1 kg di pomodoro sono utilizzati 4 MJ di energia ed emessi 0,3 kg CO2 eq per le serre LW, mentre per le HT queste cifre sono sei volte più elevate. Inoltre, le serre LT condotte in biologico consumano meno energia del convenzionale ed emettono meno CO2 ma, se si considera che per la produzione di concimi organici il consumo di CO2 è maggiore rispetto alla produzione di concimi di sintesi, le differenze tra convenzionale e biologico relativamente a questo aspetto non sono rilevanti. Comunque, l’utilizzo di biomassa per il riscaldamento può ridurre il consumo di energie non rinnovabili e l’emissione di CO2 nell’atmosfera.
L’OSS12 si sovrappone agli OSS3 e OSS6 e considera la produzione e il ricircolo dei rifiuti del sistema. Per le coltivazioni in biologico in serre HT la produzione di rifiuti è inferiore rispetto al convenzionale (non vengono utilizzati sacchi di plastica per il contenimento dei substrati e il materiale di copertura delle serre è in vetro), mentre per le serre convenzionali HT la produzione di rifiuti è massima e deriva soprattutto dall’utilizzo di substrati come la lana di roccia.
Infine, l’OSS14 è stato valutato considerando l’influenza dell’attività produttiva sull’eutrofizzazione delle acque, che deriva dallo scarico di elementi nutritivi come l’azoto o dall’immissione di CO2 in atmosfera, che provoca l’acidificazione delle acque. Le serre HT coltivate in convenzionale, con ricircolo della soluzione nutritiva, mostrano il più basso indice di eutrofizzazione delle acque (non considerando la produzione di CO2 dai sistemi di cogenerazione), mentre le serre LT in convenzionale mostrano indice più alto dovuto principalmente alla dispersione della soluzione nutritiva nel sottosuolo. Per l’OSS15, invece, sono stati valutati i processi e i sistemi di efficienza d’uso dell’acqua e utilizzo di prodotti fitosanitari già discussi in precedenza.
Tra tutti i sistemi, la serricoltura tradizionale HT è il sistema colturale che più di tutti soddisfa gli obiettivi dell’Agenda 2030, seguita dalla coltivazione in biologico LT, mentre la coltivazione in convenzionale LT e il biologico HT hanno ottenuto il punteggio più basso. Infatti, le serre HT sono caratterizzate da rese produttive elevate ed efficiente utilizzo degli input. Il Regolamento Europeo sull’agricoltura biologica non permette la coltivazione del pomodoro con sistemi di coltivazione senza suolo e per questa ragione le serre HT in biologico non hanno la stessa sostenibilità ambientale del convenzionale. Infatti, sebbene in regime di agricoltura biologica l’impatto dei prodotti fitosanitari sull’ambiente si riduce (OSS3), è altrettanto vero che l’impatto dei concimi sull’ambiente è maggiore rispetto al convenzionale HT dove, effettuando il 100% del ricircolo del drenaggio, è possibile ridurre al minimo l’inquinamento derivante dai concimi (OSS15). D’altro canto, per le serre HT (diffuse soprattutto nel Nord Europa) l’utilizzo della cogenerazione per il riscaldamento e la produzione di energia elettrica riduce la sostenibilità della produzione, in quanto aumenta la produzione di CO2 (OSS7 e OSS14), mentre questo non si verifica per le serre LT. Nel prossimo futuro per il miglioramento della sostenibilità produttiva, nelle serre HT sarà necessario cercare fonti rinnovabili per la produzione di calore ed energia elettrica, mentre per le serre LT, dove la coltivazione avviene su terreno, sarà necessario migliorare l’efficienza d’uso dell’acqua e dei nutrienti. Inoltre, per le serre tunnel (LT) bisognerà aumentare la vita media del materiale plastico di copertura per ridurre la quantità di plastica prodotta.
Questo studio si propone come punto di partenza per la comprensione del contributo che la serricoltura può avere per il raggiungimento degli obiettivi sullo Sviluppo Sostenibile e può essere utilizzato da altri sistemi agro-food per tracciare la strada da percorrere verso le richieste dell’Agenda 2030 sullo sviluppo sostenibile.
HTML: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344920306972 (open access)