Interazione tra urbanizzazione e modernizzazione agricola modella l'uso dell'azoto nelle coltivazioni globali

Perché città e campagne raccontano la stessa storia

Man mano che sempre più persone si trasferiscono nelle città, è facile dimenticare che il loro cibo proviene ancora da campi lontani. Questo studio esamina come la crescita urbana modifichi in modo silenzioso il modo in cui gli agricoltori nel mondo utilizzano i fertilizzanti azotati, un ingrediente chiave che aumenta le rese ma che può anche inquinare aria e acqua. Tracciando sei decenni di dati provenienti da 139 paesi, gli autori mostrano che non esiste un unico percorso per nutrire le persone e al tempo stesso proteggere l'ambiente. L'impatto della crescita urbana sull'agricoltura dipende invece dal grado di modernizzazione delle aziende agricole e dal livello di ricchezza del paese.

Come l'azoto è diventato aiuto e pericolo

L'agricoltura moderna si affida ai fertilizzanti azotati per ottenere più cibo per ettaro. Dal 1961, la quantità di azoto applicata alle terre coltivate è aumentata di oltre sette volte e l'azoto raccolto mediamente per ettaro è triplicato. Questo boom ha contribuito a garantire le forniture alimentari in molte regioni, in particolare Cina, India, Europa e Nord America, dove varietà coltivali migliorate e una gestione migliore hanno sostenuto l'aumento delle rese. Ma l'uso di fertilizzanti è spesso cresciuto più delle rese, quindi una quota minore dell'azoto applicato è finita effettivamente nelle colture. L'efficienza d'uso dell'azoto a livello globale è scesa dal circa 45% degli anni '60 a circa il 35% negli anni '90, per poi risalire intorno al 45% negli anni 2020, in gran parte grazie a una gestione migliore nei paesi più ricchi.

Progresso diseguale nel mondo

Dietro queste medie globali si celano storie regionali molto diverse. In alcune zone dell'Asia centrale, le rese di azoto nelle colture sono stagnate o addirittura diminuite dopo il crollo dei sistemi agricoli dell'era sovietica, quando sono scomparsi i sussidi e le reti di irrigazione si sono deteriorate. Al contrario, paesi come Danimarca e Paesi Bassi sono riusciti ad aumentare le rese azotate delle colture riducendo l'uso di fertilizzanti grazie all'adozione dell'agricoltura di precisione. Paesi in rapida industrializzazione come Cina e India hanno visto l'uso di fertilizzanti crescere più rapidamente delle rese per lunghi periodi, riducendo l'efficienza e aumentando le perdite di azoto. Questi schemi evidenziano come la crescita urbana, le transizioni economiche e le politiche locali possano rafforzare o indebolire il legame tra input di fertilizzante e raccolti utili.

Quando la crescita urbana aiuta o danneggia le performance agricole

Gli autori vanno oltre le semplici medie per chiedersi come cambino gli effetti dell'urbanizzazione man mano che i paesi diventano più ricchi e le aziende agricole si modernizzano. Utilizzando un quadro statistico dinamico, separano l'influenza diretta dell'aumento della popolazione urbana dai ruoli indiretti della dimensione aziendale, dell'uso di macchinari e dell'irrigazione. Nei paesi più poveri, ogni fase di crescita urbana tende ad aumentare l'uso di fertilizzanti senza migliorare chiaramente rese o efficienza. Con l'abbandono delle campagne e la frammentazione dei terreni, le piccole aziende faticano ad acquistare macchinari e tecnologie, quindi più fertilizzante produce solo guadagni modesti. Aziende di dimensioni maggiori possono attenuare queste perdite iniziali rendendo conveniente la meccanizzazione, ma questo vantaggio è limitato quando credito, infrastrutture e mercati sono deboli.

Gli strumenti moderni cambiano le regole

Nei paesi che raggiungono livelli di reddito medio, il quadro cambia. Qui, irrigazione migliore e meccanizzazione cominciano a ridurre il fabbisogno di fertilizzante e possono migliorare l'efficienza d'uso dell'azoto, ma emergono dei trade-off. Gli investimenti in irrigazione spesso aiutano gli agricoltori a usare l'azoto in modo più efficace e a ridurre la domanda di fertilizzanti, tuttavia possono anche rallentare la crescita delle rese se non sono accompagnati dalla giusta meccanizzazione e gestione. Nei paesi già ricchi, dove le aziende agricole sono generalmente grandi e ben attrezzate, un'ulteriore espansione della dimensione aziendale offre pochi benefici aggiuntivi e può persino danneggiare rese ed efficienza. Al contrario, tecnologie raffinate come macchinari avanzati e sistemi irrigui efficienti diventano gli strumenti principali che permettono alle società altamente urbanizzate di contenere le perdite di azoto mantenendo la produzione.

Nessuna ricetta unica per un'agricoltura sostenibile

Il messaggio centrale dello studio è che l'urbanizzazione non aiuta né danneggia automaticamente l'agricoltura; i suoi effetti dipendono dal timing, dal livello di reddito e da come avviene la modernizzazione. Nei paesi poveri, politiche che combinano una moderata consolidazione fondiaria con accesso a macchinari e input appropriati possono impedire che la prima crescita urbana comprometta i raccolti. I paesi a reddito medio necessitano di strategie bilanciate che usino irrigazione e meccanizzazione per ridurre gli sprechi di fertilizzante senza sacrificare le rese. Le nazioni ricche dovrebbero concentrarsi meno sull'aumentare la dimensione delle aziende e più sulle tecnologie di precisione e sul riciclo dei nutrienti. In tutti i casi, combinazioni intelligenti di gestione del suolo, macchine e controllo dell'acqua possono trasformare la crescita delle città in una forza che supporta sia la sicurezza alimentare sia ambienti più puliti.

Citazione: Wang, S., Zhang, X., Deng, O. et al. Interplay of urbanization and agricultural modernization shapes nitrogen use in global croplands. Nat Commun 17, 4524 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71251-z

Parole chiave: urbanizzazione, fertilizzante azotato, rese delle colture, modernizzazione agricola, sistemi alimentari