Modelling crop yield using growth parameters and fall armyworm (Spodptera frugiperda J. E. Smith) leaf damage under different NPK regimes for Cameroon Highland Composite (CHC) maize

Negli altopiani del Camerun, dove l'aria è fresca e il suolo è ricco, il mais è più di un semplice raccolto; è una linfa vitale. Per decenni, questo cereale si è trasformato da semplice alimento base per la cucina domestica a coltura commerciale vitale che nutre città e industrie. Eppure, coltivarlo con successo è un costante gioco di equilibrio. Gli agricoltori devono gestire la fame di nutrienti del suolo, principalmente azoto, fosforo e potassio, difendendo contemporaneamente i loro campi da un nemico implacabile: la falena del mais (fall armyworm). Le larve di questa falena possono spogliare un campo di foglie, minacciando il raccolto. Per anni, una credenza comune è persistita in agricoltura: che nutrire una pianta con più fertilizzante la faccia crescere più forte, ma anche la renda più gustosa e attraente per gli insetti affamati. La domanda che i ricercatori della Regione del Nord-Ovest si ponevano era se questo compromesso fosse reale per le specifiche varietà di mais coltivate dagli agricoltori locali e, in caso affermativo, come questo influenzasse il raccolto finale.

Un team di scienziati provenienti da università del Camerun e della Gambia si è messo alla prova per testare questa relazione in un esperimento sul campo vicino alla città di Bali. Si sono concentrati su quattro varietà specifiche di mais note come Cameroon Highland Composite, che sono un alimento base per i piccoli agricoltori da trent'anni. I ricercatori hanno piantato questi semi in una griglia accuratamente organizzata, dividendo il campo in sezioni per testare diverse quantità di fertilizzante. Alcune piante non hanno ricevuto alcun fertilizzante, mentre altre hanno ricevuto dosi piccole, medie o grandi di una miscela di nutrienti standard. Hanno osservato attentamente la crescita delle piante, misurando l'altezza, lo spessore dei fusti e la dimensione delle foglie. Hanno anche tenuto d'occhio la falena del mais, utilizzando un semplice sistema di punteggio per valutare quanto danno avessero subito le foglie, con una scala che andava da nessun danno visibile a una distruzione severa.

I risultati hanno delineato un quadro chiaro di come le piante rispondessero ai nutrienti del suolo. All'aumentare delle dosi di fertilizzante, il mais cresceva più alto, sviluppava fusti più spessi e produceva foglie più grandi. Questo era vero per tutte e quattro le varietà, dimostrando che le piante erano desiderose di usare il cibo extra per crescere. Tuttavia, il tipo di seme contava più del fertilizzante per quanto riguarda il numero di piante che effettivamente sopravvivevano al raccolto. Una varietà, nota come CHC202, ha prodotto costantemente il maggior numero di piante e gli steli più alti e sani, indipendentemente dal livello di fertilizzante. È emersa come la chiara campionessa del gruppo, superando le altre tre varietà in quasi ogni misura di crescita.

La relazione tra fertilizzante e parassiti, tuttavia, era più complessa. Lo studio ha confermato che all'aumentare dei livelli di fertilizzante, aumentavano anche i danni causati dalla falena del mais. Gli insetti sembravano preferire le piante rigogliose e ben nutrite, con le dosi di fertilizzante più elevate che portavano ai danni fogliari più gravi. La varietà che ha subito i danni maggiori è stata la CHC204, che appariva sfrangiata e lacerata sotto l'alimentazione intensa. Eppure, una sorpresa inaspettata è emersa quando i ricercatori hanno esaminato il raccolto finale. Nonostante l'intenso danno da insetti, le piante che avevano ricevuto più fertilizzante producevano comunque la maggior quantità di granella. La varietà CHC202, che presentava il minor danno fogliare e la migliore crescita, ha ottenuto la resa più alta di mais fresco, raggiungendo quattro tonnellate per ettaro. Questo è stato un miglioramento significativo rispetto alle rese tipiche osservate nelle fattorie locali.

Gli scienziati si sono poi rivolti alla matematica per capire cosa guidasse davvero il raccolto. Hanno costruito diversi modelli per vedere se potessero prevedere la quantità di granella prodotta in base alla salute della pianta, al numero di piante sopravvissute e al livello di danno da insetti. Hanno scoperto che contare semplicemente il danno causato dalla falena non era sufficiente per prevedere quanta quantità di cibo il campo avrebbe prodotto. Infatti, i punteggi del danno da soli dicevano loro molto poco sulla resa finale. Il modo migliore per prevedere il raccolto era guardare una combinazione di fattori: quanto le piante apparissero vigorose, quante sopravvivessero alla fine e un piccolo, appena percettibile contributo dal danno da insetti.

Lo studio conclude che, sebbene nutrire il mais con più fertilizzante attiri più attacchi di insetti, ciò non rovina necessariamente il raccolto se viene scelta la varietà giusta. La varietà CHC202 si è dimostrata una scelta resiliente, riuscendo a produrre una resa elevata anche in presenza degli insetti. I ricercatori suggeriscono che gli agricoltori dovrebbero concentrarsi sulla piantagione di questa specifica varietà e sull'uso di livelli di fertilizzante appropriati, piuttosto che temere che nutrire la coltura porti inevitabilmente a una perdita. Comprendendo che il danno da insetti da solo non è il principale motore della perdita di resa, gli agricoltori possono prendere decisioni migliori per mettere in sicurezza il proprio raccolto di fronte a questi parassiti persistenti.