Improvement of water quality and food production via nutrient recovery in climate-vulnerable wetlands through nature-based floating rice cultivation
Questo studio dimostra che la coltivazione di varietà di riso ad alta resa su zattere galleggianti nelle zone umide del Bangladesh soggette a inondazioni migliora simultaneamente la qualità dell'acqua attraverso la significativa rimozione dei nutrienti disciolti e aumenta la produzione alimentare grazie al potenziamento delle rese in granella e della biomassa, offrendo una soluzione basata sulla natura scalabile per un'agricoltura resiliente al clima.
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Nelle basse zone dei delta dei fiumi del Bangladesh, la terra e l'acqua sono legate in un rapporto costante e mutevole. Per secoli, gli agricoltori hanno osservato le piogge monsoniche trasformare i loro campi in laghi, un ciclo naturale che ora minaccia di diventare un disastro con l'intensificarsi delle inondazioni causate dal cambiamento climatico. Quando l'acqua copre il suolo per troppo tempo, le colture annegano e i nutrienti che dovrebbero nutrire le piante vengono portati via o rimangono intrappolati nel fango, lasciando l'acqua torbida e improduttiva. Ciò crea una scelta difficile: come possono le persone coltivare cibo quando il terreno è sott'acqua, e come possono mantenere l'acqua pulita quando il suolo è saturo? Gli scienziati sanno da tempo che le piante agiscono come filtri naturali, estraendo minerali e sostanze chimiche disciolti dall'acqua mentre crescono. Questo processo, spesso chiamato fitodepurazione, è alla base di molti progetti di ripristino delle zone umide. La domanda che i ricercatori in Bangladesh volevano porre era se un tipo specifico di agricoltura potesse trasformare questo problema in una soluzione. Sarebbero riusciti a far crescere il riso direttamente sulla superficie delle acque di inondazione, usando le piante non solo per nutrire le famiglie, ma anche per depurare l'acqua contemporaneamente?
Per scoprirlo, un team di ricercatori dell'Università Agricola di Sylhet ha allestito una serie di giardini galleggianti in un ambiente di stagno controllato. Hanno costruito semplici zattere utilizzando fogli di schiuma leggera e bottiglie di plastica per mantenerle a galla, creando una piattaforma stabile che potesse sostenere il terreno e le piantine di riso senza affondare. Hanno scelto tre diversi tipi di riso da testare: una varietà locale tradizionale nota come Maloti, e due varietà moderne ad alto rendimento sviluppate dall'Istituto di Ricerca sul Riso del Bangladesh, chiamate BRRI Dhan-79 e BRRI Dhan-51. L'obiettivo era vedere quale di queste piante potesse sopravvivere alle condizioni di galleggiamento, produrre più chicchi e, cosa più importante, estrarre il maggior numero di nutrienti dall'acqua. Il team ha monitorato l'acqua settimanalmente, misurando i livelli di azoto, fosforo, potassio e solidi totali disciolti per tracciare quanto efficacemente ogni pianta stesse pulendo il proprio ambiente.
I risultati hanno rivelato una netta differenza tra le varietà tradizionali e quelle moderne. I due tipi di riso ad alto rendimento si sono dimostrati potenti filtri naturali. Nel corso della stagione di crescita, le piante BRRI Dhan-79 e BRRI Dhan-51 hanno rimosso oltre l'80 percento dell'azoto e del fosforo disciolti nell'acqua. Hanno anche ridotto i livelli di potassio di circa il 40 percento e abbassato la quantità totale di solidi disciolti di quasi il 40 percento. Mentre le piante crescevano, assorbivano questi nutrienti per costruire i propri steli, foglie e chicchi, trasformando efficacemente l'inquinamento nell'acqua in cibo. Al contrario, la varietà tradizionale Maloti ha faticato a tenere il passo. Ha rimosso pochissimo azoto o fosforo e, in un colpo di scena sorprendente, ha effettivamente fatto aumentare i solidi totali disciolti nell'acqua di circa il 9 percento. Invece di pulire l'acqua, questa varietà più antica sembrava rilasciare più materiale in essa, fallendo nell'agire come un filtro efficace.
La differenza nella capacità di pulizia era accompagnata da una differenza drammatica nel raccolto. Le varietà di riso moderne hanno prodotto rese di granella superiori di oltre tre volte e mezza rispetto alla tradizionale Maloti. Per ogni metro quadrato di zattera galleggiante, il riso ad alto rendimento ha prodotto tra 0,26 e 0,27 chilogrammi di granella, mentre la varietà locale ne ha prodotti solo 0,07 chilogrammi. I ricercatori hanno trovato un legame diretto tra quanto bene le piante pulivano l'acqua e quanto cibo producevano. I vasi con l'acqua più pulita, dove le piante avevano rimosso con successo la maggior parte dei nutrienti, erano gli stessi vasi che producevano più granella. Ciò suggerisce che la capacità del riso di estrarre i nutrienti dall'acqua non è solo un effetto collaterale della sua crescita, ma un motore chiave del suo successo. Le piante che erano migliori nel filtrare l'acqua erano anche le più efficienti nel trasformare quei nutrienti in un raccolto.
Questo studio dimostra che la coltivazione del riso galleggiante è più di un semplice modo per coltivare cibo sull'acqua; è un sistema a duplice scopo che può migliorare la qualità dell'acqua garantendo al contempo un raccolto. Selezionando il tipo giusto di riso, gli agricoltori nelle aree soggette a inondazioni potrebbero potenzialmente trasformare un'inondazione distruttiva in un'opportunità sia per la nutrizione che per il ripristino ambientale. Le varietà ad alto rendimento hanno agito come biofiltri viventi, dimostrando che le soluzioni basate sulla natura possono essere progettate per lavorare con maggiore efficacia. Sebbene le rese siano inferiori rispetto a quelle ottenute su terraferma, la capacità di produrre cibo e acqua pulita simultaneamente durante un'inondazione offre una rete di sicurezza vitale per le comunità che affrontano una crescente volatilità climatica. La ricerca conferma che, con la scelta delle piante giuste, l'agricoltura galleggiante può essere una strategia scalabile per aiutare le zone umide a recuperare e sostenere i mezzi di sussistenza umani in un clima che cambia.
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