Unravelling Farm-Level Constraints to Maize Productivity in northern Ghana

Nelle vaste e soleggiate pianure del nord del Ghana, il mais è molto più di una semplice coltura; è la base della vita quotidiana, la principale fonte di cibo e un motore critico per il reddito familiare. Eppure, per i piccoli agricoltori che si prendono cura di questi campi, il raccolto è spesso una scommessa contro una dura realtà. Il suolo è naturalmente povero, trattenendo pochi dei nutrienti essenziali di cui le piante hanno bisogno per prosperare, e le piogge sono imprevedibili, arrivando in ritardo o svanendo nel mezzo della stagione di crescita. Per decenni, la soluzione prevalente ai raccolti scarsi è stata quella di aggiungere semplicemente più fertilizzante, assumendo che la mancanza di nutrienti fosse l'unico ostacolo per gli agricoltori. Tuttavia, la complessa relazione tra suolo, clima e pratiche agricole suggerisce che la risposta sia raramente così semplice. Per comprendere veramente perché le colture falliscano o abbiano successo, gli scienziati devono guardare oltre la superficie, esaminando non solo ciò che manca dal terreno, ma come l'intero sistema agricolo interagisca con un clima che cambia.

Un team di ricercatori si è messo in viaggio per svelare questi misteri nelle regioni settentrionali del Ghana, specificamente nei distretti di Kpandai, East Gonja e nelle zone di Nanumba. Volevano andare oltre le assunzioni generali e vedere esattamente cosa stesse accadendo nelle singole aziende agricole. Per tre anni consecutivi, dal 2020 al 2022, hanno stabilito un esperimento unico su ventiquattro diverse aziende agricole. Invece di limitarsi a osservare ciò che gli agricoltori stavano già facendo, gli scienziati hanno lavorato direttamente con loro per creare parcelle sperimentali controllate proprio nel mezzo dei campi. In ogni località, hanno allestito sei diversi scenari per testare come il mais rispondesse a diverse combinazioni di nutrienti. Alcune parcelle non ricevettero alcun fertilizzante, fungendo da base di confronto. Altre ricevettero coppie specifiche di nutrienti, come azoto e potassio, o fosforo e potassio. Un gruppo ricevette un pacchetto completo di azoto, fosforo e potassio, mentre l'ultimo gruppo ricevette quel pacchetto completo più una miscela di nutrienti secondari e micronutrienti come zolfo, magnesio, zinco e boro. Fondamentalmente, i ricercatori gestirono personalmente queste parcelle, assicurandosi che i semi fossero piantati alla densità corretta, che le erbacce fossero controllate e che i parassiti fossero trattati, permettendo così di isolare l'effetto dei nutrienti da altre variabili.

I risultati hanno dipinto un quadro chiaro e piuttosto severo delle sfide che questi agricoltori devono affrontare. Quando lasciati a se stessi senza la gestione intensiva dei ricercatori, la resa media del mais in queste aziende agricole era di appena 1,7 tonnellate per ettaro. In netto contrasto, quando i ricercatori hanno applicato una nutrizione equilibrata e tecniche agricole ottimali sugli stessi tipi di terreno, il mais ha prodotto quasi 5,4 tonnellate per ettaro. Questo enorme divario ha rivelato che, sebbene il potenziale per alte rese esista nel suolo, esso è attualmente bloccato da una combinazione di fattori. La barriera più immediata era la mancanza di fertilizzante. Lo studio ha confermato che l'azoto e il fosforo erano i due ingredienti mancanti più critici. In quasi tutti i campi, le colture hanno risposto drammaticamente con l'aggiunta di questi due nutrienti. Tuttavia, la storia non finiva qui. I ricercatori hanno scoperto che aggiungere semplicemente azoto e fosforo non era sufficiente per raggiungere il pieno potenziale. In molti campi, le colture erano frenate anche dalla mancanza di potassio, zolfo, magnesio, zinco e boro. Questi nutrienti secondari e micronutrienti agivano come un secondo livello di vincolo, impedendo alle piante di raggiungere la loro dimensione massima anche quando i nutrienti primari erano presenti.

Ciò che ha reso questo studio particolarmente rivelatore è stata la sua capacità di mostrare come questi problemi cambino nel tempo e tra diverse località. I ricercatori hanno scoperto che il bisogno di nutrienti non era statico. Nel primo anno, le colture avevano principalmente fame di azoto e fosforo. Ma con il passare delle stagioni e la coltivazione ripetuta dello stesso terreno senza ripristinare il suolo, la domanda di potassio è cresciuta significativamente. Entro il terzo anno, la mancanza di potassio era diventata un collo di bottiglia importante, dimostrando che le riserve del suolo venivano esaurite più velocemente di quanto potessero essere naturalmente sostituite. Inoltre, la risposta al fertilizzante non era uniforme in tutta la regione. Alcuni campi rispondevano vigorosamente all'aggiunta di nutrienti, mentre altri mostravano solo un modesto miglioramento. Questa variazione era legata a ciò che i ricercatori chiamavano "qualità del campo". I campi che partivano da condizioni del suolo leggermente migliori o da una storia di gestione migliore erano più reattivi al fertilizzante, mentre i campi più poveri spesso faticavano a utilizzare efficacemente i nutrienti aggiunti, suggerendo che il suolo stesso avesse problemi strutturali, come la scarsa ritenzione idrica, che il solo fertilizzante non poteva risolvere.

Forse il reperto più significativo è stato il potere schiacciante del meteo nel prevalere anche sulle migliori pratiche agricole. Il terzo anno dello studio è stato caratterizzato da una grave siccità e da modelli di precipitazioni irregolari. Anche nelle parcelle in cui i ricercatori fornivano l'equilibrio perfetto di tutti i nutrienti e gestivano le colture con cure esperte, le rese sono crollate. In alcuni casi, le colture sono fallite completamente. Ciò ha dimostrato che nessun fertilizzante può compensare pienamente la mancanza di acqua. La natura erratica delle piogge nel nord del Ghana agisce come un soffitto alla produttività, limitando quanto gli agricoltori possano ottenere indipendentemente da quanto bene gestiscano il proprio suolo. Lo studio ha inoltre evidenziato come le attuali pratiche degli agricoltori, che spesso prevedono la semina di semi troppo distanziati o l'uso di varietà di semi locali non migliorate, riducano ulteriormente il potenziale raccolto. La densità delle piante nei campi degli agricoltori era meno della metà di quella raccomandata, il che significa che anche se il suolo fosse perfetto, la terra non veniva utilizzata in modo efficiente.

I ricercatori hanno concluso che la strada da seguire per aumentare la produzione di mais nel nord del Ghana non può fare affidamento su una singola soluzione. Distribuire semplicemente più fertilizzante agli agricoltori non risolverà il problema se il suolo è troppo degradato per trattenere i nutrienti o se le piogge non arrivano. Inveve, la soluzione richiede un approccio olistico che affronti l'intero sistema. Ciò significa combinare il giusto mix di nutrienti su misura per le esigenze specifiche di ogni campo, piuttosto che utilizzare una raccomandazione universale. Significa anche integrare la materia organica nel suolo per migliorarne la capacità di trattenere acqua e nutrienti, e adottare pratiche agricole che lavorino in armonia con il clima locale, come la rotazione del mais con colture leguminose come l'arachide. Questi legumi possono aggiungere naturalmente azoto al suolo, riducendo la necessità di fertilizzanti chimici e migliorando la salute generale dell'azienda agricola. Comprendendo i vincoli specifici di ogni campo e la natura imprevedibile del clima, agricoltori e scienziati possono lavorare insieme per costruire un sistema agricolo più resiliente e produttivo che possa sostenere le comunità che ne dipendono.