I costi ambientali e sociali della produzione di mais diminuiscono affrontando l’incertezza nelle raccomandazioni sui dosaggi di azoto

Perché troppo fertilizzante riguarda tutti

L’agricoltura del mais moderna dipende in larga misura dai fertilizzanti azotati per produrre il granoturco che nutre persone e bestiame e fornisce biocarburanti. Ma gran parte di quell’azoto non finisce nella coltura. Invece, fugge nell’aria e nell’acqua, alimentando i cambiamenti climatici, inquinando l’acqua potabile e danneggiando gli ecosistemi. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice ma dalle enormi conseguenze: di quanto azoto potrebbero ridurre in sicurezza gli agricoltori di mais statunitensi, una volta che si tenga conto onestamente dell’incertezza nelle raccomandazioni sui fertilizzanti?

Il problema dell’azoto sprecato

Il mais è sorprendentemente inefficiente nell’uso dell’azoto. Nell’area del Corn Belt degli Stati Uniti, gli agricoltori applicano grandi quantità di fertilizzante, eppure il 50–70 percento di quell’azoto viene perso dal campo. Una parte viene dilavata come nitrato nei fiumi e nelle falde acquifere, alimentando fioriture algali, zone morte e contaminazione dell’acqua potabile collegata a tumori e malformazioni congenite. Un’altra parte sfugge come ossido nitrico, un potente gas serra che danneggia anche lo strato di ozono, o come altri gas azotati che aggravano lo smog e l’inquinamento da particolato fine. La produzione stessa del fertilizzante è energivora e solitamente basata sui combustibili fossili. Allo stesso tempo, molti terreni non ricevono esattamente la quantità giusta di azoto al momento giusto, per cui le colture possono essere sia sovrafertilizzate sia sottoalimentate.

Riconsiderare il consiglio “ottimale” sui fertilizzanti

Le linee guida sui fertilizzanti offrono solitamente un unico tasso “migliore” di azoto che massimizza la resa (ottimo agronomico) o il profitto (ottimo economico). In realtà, questi valori sono incerti perché le condizioni del suolo, il clima e la crescita delle colture variano di anno in anno e da luogo a luogo. Gli agricoltori lo sanno e spesso aggiungono azoto extra come assicurazione contro la cattiva sorte, spingendo le applicazioni oltre le raccomandazioni ufficiali. Gli autori hanno usato prove sperimentali dettagliate in 49 località di otto stati del Corn Belt per costruire modelli statistici della risposta del mais a dosi crescenti di azoto. Invece di trattare il tasso ottimale come un valore fisso, lo hanno considerato una distribuzione di probabilità, catturando quanto siano probabili diverse percentuali “migliori” in ciascun sito.

Due passi per un uso più sicuro dell’azoto

Con queste distribuzioni di probabilità in mano, il team ha esplorato cosa accadrebbe se gli agricoltori riducessero i fertilizzanti in due fasi. Nella Fase I, i tassi di azoto scendono dal livello medio che massimizza la resa fino al livello medio che massimizza il profitto. Questa sola modifica fa risparmiare denaro agli agricoltori e riduce l’uso di fertilizzante di circa l’8 percento, mentre la perdita di resa prevista è inferiore a mezzo punto percentuale—troppo piccola per avere rilevanza economica. Nella Fase II, si spinge un po’ più in là, riducendo i tassi fino a un punto conservativo sulla curva del profitto dove la probabilità di perdita di resa resta bassa e l’entità di una eventuale perdita rimane sotto circa l’1 percento. In tutti i siti, combinando entrambe le fasi si arriva a una riduzione totale del fertilizzante di circa il 12–16 percento, con una diminuzione della resa solo dello 0,48–1,43 percento, e anche quella piccola perdita non è garantita in un anno specifico.

Aria più pulita, acqua più sicura, risparmi concreti

Per collegare queste modeste riduzioni dei tassi a risultati reali, gli autori hanno tradotto la riduzione d’azoto in cambiamenti nel dilavamento di nitrati, nelle emissioni di ossido nitrico e nella CO2 rilasciata per la produzione e il trasporto dei fertilizzanti. In media, una riduzione del 12–16 percento del fertilizzante ha abbassato le emissioni di ossido nitrico di circa il 10 percento, le perdite di nitrato di circa il 13 percento e la CO2 legata ai fertilizzanti fino al 16 percento negli scenari dello studio. Scalando questi cambiamenti su tutto il Corn Belt e usando stime pubblicate dei costi sociali dell’inquinamento, stimano benefici sociali di circa 230–530 milioni di dollari all’anno solo da aria e acqua più pulite. Queste cifre probabilmente sottostimano i benefici completi perché non includono tutti gli inquinanti legati all’azoto né tutti gli impatti sugli ecosistemi.

Condividere rischi e ricompense lungo la filiera alimentare

Se ulteriori riduzioni di azoto oltre il 12–16 percento porterebbero guadagni ambientali ancora maggiori, il rischio di perdite di resa significative aumenterebbe rapidamente, rendendo tali tagli poco attraenti per gli agricoltori che già sopportano la maggior parte del rischio di produzione. Gli autori sostengono che politiche realistiche sul clima e sulla qualità dell’acqua devono riconoscere questo squilibrio. Strumenti come mercati di crediti per l’azoto, incentivi collettivi o assicurazioni sull’azoto potrebbero usare parte dei grandi benefici pubblici per compensare gli agricoltori quando si verificano rare perdite di resa. Trattando le raccomandazioni sui fertilizzanti come intervalli incerti anziché numeri magici, e condividendo rischi e ricompense in tutto il sistema alimentare, la società può ridurre significativamente l’inquinamento da azoto senza sacrificare la sicurezza alimentare.

Citazione: Palmero, F., Davidson, E.A., Guan, K. et al. Environmental and societal costs of maize production decrease by addressing the uncertainty in nitrogen rate recommendations. Nat Commun 17, 2375 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68988-y

Parole chiave: concime azotato, produzione di mais, Corn Belt, qualità dell’acqua, gas serra