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L'intricato percorso dell'azoto

Nell'ambiente, l'azoto (N) subisce diverse trasformazioni. L'agricoltura sfrutta il processo della fissazione tecnica e biologica dell'azoto per rendere reattivo e quindi disponibile per la crescita delle piante l'azoto atmosferico non reattivo (N2). L'azoto minerale assorbito dalle piante viene trasformato in proteine e, assieme al carbonio, in biomassa, sostanzialmente in forma proteica. All'atto del foraggiamento e durante il processo di digestione le proteine vegetali vengono trasformate in proteine animali; entrambe hanno una notevole valenza nell'alimentazione umana. I composti azotati organici presenti nelle parti morte dei vegetali e negli escrementi animali vengono nuovamente decomposti in forme minerali di azoto.

L'azoto minerale che non giunge nei prodotti agricoli e si disperde nell'ambiente può avere effetti negativi sugli ecosistemi: sotto forma di ammoniaca (NH3) altera gli ecosistemi sensibili come le paludi e le foreste, sotto forma di nitrati (NO3) inquina le acque sotterranee e gli ecosistemi marini e sotto forma di protossido di azoto (N2O) concorre al riscaldamento climatico. L'azoto può quindi compromettere l'ambiente sul piano locale, (sovra)regionale e globale. Un atomo di azoto è in grado di formare diversi composti chimici prima di trasformarsi nuovamente in azoto elementare atmosferico innocuo per l'ambiente.

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Influsso considerevole dell'agricoltura sui flussi di azoto

Uno studio commissionato dall’UFAG per quantificare e illustrare i flussi di azoto nella filiera agroalimentare svizzera nel 2005 (Reutimann et al. 2013) evidenzia che dal profilo quantitativo i concimi minerali, gli alimenti importati per animali e l'azoto fissato biologicamente sono le tre principali fonti d’immissione di azoto nel sistema agroalimentare svizzero. Secondo l'attuale bilancio nazionale dell'azoto (cfr. grafico sull'evoluzione del bilancio e dell'efficienza dell'azoto), nel frattempo l’apporto di azoto attraverso gli alimenti per animali ha superato quello attraverso i concimi minerali. I principali flussi di azoto si rilevano tuttavia all’interno del settore primario, sotto forma di piante foraggere per l'alimentazione animale e di concimi aziendali utilizzati nella produzione vegetale. L'azoto esce dal sistema agroalimentare principalmente attraverso gli escrementi umani che finiscono nelle acque di scarico, attraverso l'aria sotto forma di ammoniaca, protossido di azoto e azoto elementare atmosferico emessi dalle aziende detentrici di animali e dal suolo, nonché attraverso il dilavamento dei suoli sotto forma di nitrati. In proporzione, i flussi di azoto di origine agricola verso l'alimentazione umana sono esigui.

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L'UFAM ha commissionato uno studio per calcolare le probabili variazioni dei flussi di azoto in Svizzera fino al 2020 sulla base di ipotesi sullo sviluppo demografico e sulla Politica agricola 2014–2017 (Heldstab et al. 2013). I risultati mostrano che le importazioni di azoto attraverso le derrate alimentari e gli alimenti per animali aumentano considerevolmente. L’evoluzione delle importazioni di derrate alimentari è da ricondurre al maggiore fabbisogno di calorie di una popolazione in crescita. Secondo lo studio, l'incremento del fabbisogno di alimenti importati per animali è dovuto al costante aumento della produzione lattiera per animale che compensa ampiamente gli effetti della soppressione dei contributi per gli animali che consumano foraggio grezzo decisa nel quadro della Politica agricola 2014–2017. Anche gli sviluppi nel settore dell'ingrasso di pollame rivestono un ruolo importante. Stando allo studio dell'UFAM, l'importazione di azoto attraverso i concimi minerali diminuisce ulteriormente poiché il fabbisogno di azoto delle piante può essere coperto mediante il volume supplementare di concimi aziendali risultante dalle importazioni di alimenti per animali. Le perdite gassose di azoto (ammoniaca, protossido di azoto, ossidi d'azoto, azoto elementare atmosferico) segnano tuttavia un lieve calo poiché per spandere i concimi aziendali si ricorre sempre più a tecniche a basse emissioni. Il calo potrebbe essere più consistente se venissero applicate tutte le altre misure aziendali e tecniche attualmente note (IIASA 2015, IIASA 2011). Siccome le emissioni di NOx provocate dal traffico sono destinate a diminuire ulteriormente grazie all’inasprimento delle prescrizioni sui gas di scarico, è minore anche il deposito atmosferico di azoto.

Perdite di azoto e obiettivi in materia di riduzione: una sfida

L'efficienza, ovvero l'output di azoto che l'agricoltura svizzera produce con una unità di input di azoto, è aumentata costantemente passando dal 22 per cento nel 1990/92 al 30 per cento nel 2012/14. Il bilancio nazionale dell'azoto mostra che l'output di azoto sotto forma di prodotti vegetali e animali è aumentato del 28 per cento nonostante le immissioni di azoto sotto forma di concimi minerali, alimenti importati per animali, fissazione biologica dell'azoto e deposito atmosferico abbiano segnato un calo complessivo del 5 per cento.

Benché ambizioso, l'obiettivo intermedio di un'efficienza dell'azoto pari al 33 per cento entro il 2017 (cfr. messaggio sulla Politica agricola 2014–2017) dovrebbe poter essere raggiunto. Anche le perdite di azoto che finiscono nell'ambiente (input di N meno output di N) sono diminuite passando da 132 000 tonnellate di azoto nel 1990/92 a 116 000 tonnellate di azoto nel 1999/2001 (-12 %).  Da allora non si registrano praticamente più progressi. Stando ai calcoli di Agroscope, nel 2012/14 le perdite di azoto ammontavano ancora a 113 000 tonnellate. Molto probabilmente non sarà raggiunto l'obiettivo intermedio per il 2015 di al massimo 95 000 tonnellate di perdite di azoto stabilito nel messaggio sulla Politica agricola 2011 e ripreso nel messaggio sulla Politica agricola 2014–2017.

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I dati sugli indicatori dell’azoto e su altri indicatori agroambientali a livello nazionale sono disponibili su Servizi.

Come ridurre le perdite di azoto

Di base, le perdite di azoto dipendono, da un lato, dall'intensità dell’azoto (ovvero dalla quantità di azoto utilizzata) e, dall'altro, dall'efficienza dell'azoto (ovvero da come viene impiegato). Secondo uno studio di Agroscope (cfr. riquadro in basso), nell'agricoltura svizzera la situazione è molto eterogenea per quanto riguarda l'intensità e l'efficienza dell'utilizzo di azoto sia tra i diversi tipi di azienda sia all'interno dello stesso tipo di azienda. Lo studio mostra anche che in tutti i tipi di azienda l'intensità dell'azoto ha ripercussioni positive sulla cifra d'affari per ettaro, ma non esercita praticamente alcun influsso sul profitto del lavoro per unità di lavoro annuale della famiglia. Alla luce di tale considerazione si può quindi concludere che è possibile ridurre le perdite di azoto, da un lato, attraverso il progresso tecnologico teso ad accrescere l'efficienza e, dall'altro, gestendo l'intensità.
 
Approccio «efficienza»: per ridurre in maniera efficace le perdite di azoto provocate dall'agricoltura è opportuno intervenire all'inizio della catena delle perdite. Maggiore sarà il quantitativo di azoto utilizzato trasformato in prodotti agricoli, meglio sarà per l'agricoltura e l'ambiente. In quest’ottica sono molto promettenti la selezione di piante e animali in grado di utilizzare l'azoto in maniera più efficiente e il regime alimentare di animali e vegetali. In questo ambito è possibile accrescere l'assorbimento dell'azoto da parte di piante e animali e ridurre le perdite nell'ambiente. 

Approccio «intensità»: un altro approccio efficace per ridurre le perdite di azoto è l'adeguamento dell'intensità al potenziale e alla sopportabilità ecologica del luogo. Ciò implica, tra l'altro, un maggiore utilizzo delle superfici coltive direttamente per l'alimentazione umana e il pascolo degli animali su superfici inerbite non altrimenti utilizzabili. Diminuisce così il volume di prodotti animali, con conseguenze sul consumo e sulle abitudini alimentari, ma non sulla sicurezza alimentare: un'alimentazione che sostituisce sempre più le proteine animali con quelle vegetali accresce l'efficienza del sistema alimentare in generale poiché viene ridotto il passaggio attraverso l'animale che comporta perdite elevate (Schader et al. 2015).

Quali fattori aziendali determinano eccedenze di azoto troppo elevate?

Sulla base di una statistica descrittiva e comprendente molteplici varianti, Agroscope (Jan et al. 2013) ha analizzato i dati dell'analisi centralizzata degli indicatori agroambientali (AC-IAA) e quelli dell'analisi centralizzata dei dati contabili (AC-DC) di circa 200 aziende onde stabilire quali sono i fattori che determinano le eccedenze di azoto a livello aziendale. I risultati principali dello studio sono i seguenti:

a livello di singola azienda l'intensità e l'efficienza dell'azoto rivestono un ruolo analogo nella formazione delle eccedenze di azoto;

una maggiore intensità dell'azoto comporta, tendenzialmente, una minore efficienza dell'azoto;

nelle aziende specializzate si rilevano eccedenze di azoto inferiori rispetto a quelle non specializzate (le cosiddette «aziende combinate»). Eccedenze elevate sono frutto, in particolare, della combinazione con la trasformazione, poiché in questo tipo di aziende a fronte di un’elevata intensità dell’azoto vi è una bassa efficienza di tale elemento. Sebbene in misura minore, è il caso anche delle aziende che producono latte commerciale;

nella regione di pianura e in quella collinare le eccedenze di azoto sono pressoché uguali, mentre nella regione di montagna sono nettamente inferiori;

nelle aziende dedite all’agricoltura biologica si rilevano emissioni di azoto inferiori rispetto a quelle che forniscono la prova che le esigenze ecologiche sono rispettate (PER);

le aziende con una superficie agricola utile estesa presentano, tendenzialmente, un’intensità dell’azoto lievemente inferiore e quindi eccedenze inferiori rispetto a quelle con una superficie modesta;

l’intensità dell’azoto ha effetti positivi sulla cifra d’affari per ettaro, ma non esercita praticamente alcun influsso sul profitto del lavoro per unità di lavoro annuale della famiglia.

I dati sugli indicatori dell’azoto e su altri indicatori agroambientali a livello aziendale sono disponibili su Servizi.

La Germania intende ridurre le perdite di azoto che, commisurate alla superficie, sono simili a quelle rilevate in Svizzera (OCSE 2013). A tal fine ha avviato una revisione del diritto in materia di concimi i cui elementi principali in discussione sono la creazione di basi legali per l’introduzione di un bilancio franco azienda che rilevi l’input e l’output di azoto a livello aziendale, la creazione di basi legali per un confronto automatico dei dati tra le diverse autorità coinvolte, la disposizione di termini transitori fino all’introduzione dell’obbligo di applicare tecniche di spandimento a basse emissioni e l’obbligo di fornire consulenza agli agricoltori.

Conclusioni

L’obiettivo intermedio in relazione alle perdite massime di azoto fissato dalla politica agricola per il 2015 non sarà raggiunto.

La sfida della riduzione delle perdite di azoto va affrontata a più livelli. Siccome l’azoto reattivo è molto mobile e instabile, gli approcci che prevedono di ridurre l’utilizzo di azoto – sotto forma sia di alimenti per animali sia di concimi – è particolarmente efficace ed efficiente. Nelle altre fasi del ciclo dell’azoto è molto più difficile intervenire sulle emissioni e controllare le perdite.

È molto probabile che la Politica agricola 2014–2017 determinerà una riduzione delle perdite di azoto. Sono tuttavia necessari ulteriori sforzi sul piano dell’innovazione tecnologica e aziendale per accrescere l’efficienza onde raggiungere gli obiettivi prefissati. Laddove ciò non basti, occorre adeguare l’intensità di produzione alla sopportabilità degli ecosistemi. Per compiere ulteriori progressi nella riduzione delle perdite di azoto è fondamentale l’impegno di tutti gli attori, ovvero di agricoltori, politica, imprese private, ricerca e consulenza.

Bibliografia

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IIASA (2011) CIAM Report 4/2011, An Updated Set of Scenarios of Cost-effective Emission Reductions for the Revision of the Gothenburg Protocol IIASA (2015) Scenarios for further improvements of air quality in Switzerland. FOEN, Berna, 84 pagg.

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Schader C, Müller A, El-Hage Scialabba N, Hecht J, Isensee A, Erb K-H, Smith P, Makkar H P S, Klocke P, Leiber F, Schwegler P, Stolze M, Niggli U (2015) Impacts of feeding less food-competing feedstuffs to livestock on global food system sustainability. Journal of the Royal Society, Interface 12: 20150891

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Christine Zundel, UFAG, Settore Sistemi agroambientali e sostanze nutritive, christine.zundel@blw.admin.ch