Cambiamenti climatici e suolo: entro il 2100 calo del 40% dei raccolti di riso e aumento dei livelli di arsenico (VIDEO)

Una perdita del raccolto di riso che avrebbe un forte impatto su circa 2 miliardi di persone

[7 Novembre 2019]

Il riso è il maggiore prodotto agricolo di base globale: viene consumato da più della metà della popolazione mondiale, ma il nuovo studio “Rice production threatened by coupled stresses of climate and soil arsenic” pubblicato su Nature Communications da un team dell’università di Stanford e delle università tedesche di Tübingen  e Bayreuth, suggerisce che, a causa dei cambiamenti climatici, nelle principali aree di produzione del riso dove la presenza di arsenico nei suoli è endemica, la produzione «subirà un drammatico declino e metterà a rischio scorte alimentari essenziali».

Alla Stanford spiegano che «Questi esperimenti, che esplorano la produzione di riso nelle future condizioni climatiche, dimostrano che i raccolti di riso potrebbero calare di circa il 40% entro il 2100, con conseguenze potenzialmente devastanti in parti del mondo che dipendono dal raccolto come fonte di cibo di base. Inoltre, i cambiamenti nei processi del suolo dovuti all’aumento delle temperature causeranno lo stoccaggio del doppio dell’arsenico tossico rispetto al riso consumato oggi».

Uno degli autori dello studio, Scott Fendorf, che insegna alla School of Earth, Energy & Environmental della Stanford University (Stanford Earth), spiega: «Quando saremo nel 2100, si stima che avremo circa 10 miliardi di persone, quindi ciò significherebbe che avremo 5 miliardi di persone dipendenti dal riso e 2 miliardi che non avrebbero accesso alle calorie di cui normalmente avrebbero bisogno. Dobbiamo essere consapevoli di queste sfide che stanno arrivando, in modo da poter essere pronti ad adattarci».

I ricercatori hanno esaminato in modo particolare il riso perché è coltivato in risaie allagate che aiutano a sciogliere l’arsenico nel terreno e lo rendono particolarmente sensibile all’assorbimento di arsenico. Molti prodotti agricoli alimentari contengono piccole quantità di arsenico, ma alcune regioni agricole sono più sensibili di altre. Il team di ricarca internazionale evidenzia che «I futuri cambiamenti nel suolo dovuti alle temperature più elevate combinate con condizioni alluvionali, causeranno l’assorbimento dell’arsenico da parte delle piante di riso a livelli più alti e l’uso di acqua per l’irrigazione con un livello elevato di arsenico naturale aggrava il problema. Sebbene questi fattori non influenzino allo stesso modo tutti i prodotti globali, si estendono ad altre colture inondate, come il taro e il loto».

Fendorf, che fa parte anche dello Stanford Woods Institute for the Environment, aggiunge: «Non mi aspettavo l’entità dell’impatto che abbiamo osservato sulle rese del riso. Quel che mi mancava era quanto la biogeochimica del suolo avrebbe reagito all’aumento della temperatura, come ciò avrebbe amplificato l’arsenico disponibile per la pianta, e poi – insieme allo stress termico – come avrebbe avuto un impatto reale sulla pianta».

In natura, nella maggior parte dei suoli e dei sedimenti si trova un arsenico chimico semi-metallico, ma è generalmente in una forma che non viene assorbita dalle piante. L’esposizione cronica all’arsenico porta a lesioni cutanee, tumori, aggravamento delle malattie polmonari e, infine, alla morte e i ricercatori dicono che questa “nuova normalità” che avanza «e’ particolarmente preoccupante per il riso non solo per il suo significato globale, ma anche perché è un cibo a basso contenuto di allergeni che viene spesso introdotto presto nella dieta dei neonati».

La principale autrice dello studio, Marie Muehe, che ha fatto un post-dottorato a Stanford e ora lavora all’Universität a Tübingen, sottolinea: «Penso che questo problema sia cruciale anche per le persone che hanno bambini piccoli nella nostra società. Perché i bambini sono molto più piccoli di noi, se mangiano riso, ciò significa che assorbono più arsenico rispetto al loro peso corporeo».

Basandosi sulle stime di un possibile aumento della temperatura di 5 gradi Celsius e del doppio di anidride carbonica atmosferica entro il 2100, come previsto dall’Intergovernmental panel on climate change (Ipcc), i ricercatori hanno creato in alcune serre le condizioni climatiche future. Mentre ricerche precedenti avevano esaminato gli impatti dell’aumento della temperatura nel contesto della crisi alimentare globale, questo studio è stato il primo a tenere conto delle condizioni del suolo insieme ai cambiamenti climatici.

Negli esperimenti, il team ha coltivato una varietà di riso a chicco medio nel suolo dalla regione risicola della California. Nelle serre è sono stati tenuti sotto stretto controllo temperatura, concentrazioni di anidride carbonica e livelli di arsenico del suolo, che saranno più alti in futuro a causa dell’accumulo di suoli causato dalle colture irrigate con acqua contaminata da arsenico, un problema che aggravato da un eccesso di emungimento delle acque sotterranee.

Fendorf fa notare che «Non ci pensiamo spesso, ma il suolo è vivo: pullula di batteri e molti microrganismi diversi. Abbiamo scoperto che quei microrganismi determinano se l’arsenico rimane nei minerali e lontano dalle piante o se fuoriesce dai minerali nella fase acquosa».

I ricercatori hanno anche scoperto che «Con l’aumento delle temperature, i microrganismi hanno destabilizzato una parte maggiore dell’arsenico intrinseco del suolo, portando a maggiori quantità di tossina nell’acqua del suolo che è disponibile per l’assorbimento da parte del riso. Una volta assorbito, l’arsenico inibisce l’assorbimento dei nutrienti e diminuisce la crescita e lo sviluppo delle piante, fattori che hanno contribuito alla riduzione del 40% della resa osservata».

Se la drammatica perdita di produzione è una delle loro principali preoccupazioni, gli scienziati sperano che questa ricerca aiuterà i produttori a trovare potenziali soluzioni per nutrire il mondo e Fendorf aggiunge: «La buona notizia è che, visti i precedenti progressi in termini di capacità della comunità globale di coltivare varietà in grado di adattarsi a nuove condizioni, insieme a revisioni della gestione del suolo, sono ottimista sul fatto che possiamo superare i problemi osservati nel nostro studio. Sono anche ottimista sul fatto che mentre continuiamo a far luce sulle minacce derivanti da un cambiamento di 5 gradi Celsius, la società adotterà pratiche per garantire che non raggiungiamo mai quel grado di riscaldamento».

In futuro Fendorf, la Muehe e un’altra autrice dello studio, Tianmei Wang della Stanford Earth, sperano di poter valutare le rese di riso a livello globale utilizzando tecnologie remote sensing per individuare le risaie contaminate e modellare così le rese future e la contaminazione da arsenico.

La Wang conclude. «Questo diventerà molto probabilmente un problema dove viene consumata la maggior parte del riso, quindi pensiamo all’Asia del meridionale e orientale. Soprattutto per le persone come mio padre: consuma riso tre volte al giorno e non può vivere senza».