Ottimizzare la proporzione dell’area delle trincee nei sistemi di coltivazione riso-astice bilancia mitigazione dei gas serra e produttività

Coltivare riso e astici sullo stesso terreno

Le risaie nella Cina centrale svolgono una doppia funzione: producono granella e allevano astici negli stessi campi allagati. Questa associazione riso–astice è diventata molto diffusa perché aumenta il reddito degli agricoltori e usa acqua e nutrienti in modo più efficiente. Ma c’è un problema. Le trincee piene d’acqua che ospitano gli astici possono anche rilasciare nell’atmosfera potenti gas serra. Questo studio pone una domanda semplice ma urgente: quanta trincea è “abbastanza” per mantenere l’equilibrio tra produzione alimentare e clima?

Due zone in un unico campo

Un tipico campo riso–astice ha due parti principali. Nella zona ampia e poco profonda il riso cresce come di consueto mentre gli astici vagano, scavano tane e si nutrono. Ai bordi, gli agricoltori scavano trincee più profonde che restano allagate tutto l’anno. Questi canali fungono da vie di passaggio e rifugi per gli astici e aiutano l’irrigazione e il drenaggio. Tuttavia creano anche condizioni scure e a basso contenuto di ossigeno che favoriscono i microrganismi responsabili del rilascio di metano, un gas serra con un potere di riscaldamento molto superiore a quello dell’anidride carbonica. Allargare le trincee per allevare più astici rischia quindi di trasformare un campo favorevole al clima in una forte sorgente di emissioni e di ridurre l’area disponibile per il riso.

Usare un gemello digitale delle risaie

Per comprendere questo compromesso, i ricercatori hanno costruito un “gemello digitale” delle risaie usando un noto modello informatico chiamato DNDC. Questo modello simula come carbonio e azoto si muovono nel suolo, nell’acqua, nelle colture e nell’aria, e come gas come metano e protossido d’azoto fuoriescono dal campo. Il team ha alimentato il modello con dati meteorologici, del suolo e di gestione provenienti da numerosi esperimenti sul campo nella pianura medio–bassa dello Yangtze, includendo sia risaie tradizionali solo per riso sia campi riso–astice. In modo cruciale, hanno suddiviso ogni azienda in co-coltura nelle sue due zone reali: la superficie coltivata a riso e la trincea per gli astici, assegnando a ciascuna condizioni proprie di suolo, acqua e alimentazione.

Da dove proviene la maggior parte del riscaldamento

Dopo aver verificato accuratamente il modello con misure provenienti da dozzine di siti, gli autori lo hanno usato per ricalcolare le emissioni di gas serra e le rese di riso in dieci sistemi riso–astice rappresentativi. Il quadro emerso è chiaro. La zona coltivata a riso nei campi in co-coltura rilasciava meno metano rispetto alle risaie tradizionali, in parte perché le tane degli astici lasciano entrare più ossigeno nel suolo, sopprimendo i microrganismi produttori di metano. Tuttavia, le trincee permanentemente allagate emettevano più di tre volte il metano per unità di area rispetto alla zona del riso. Quando si consideravano anche le emissioni delle trincee, il metano totale dei sistemi in co-coltura era superiore rispetto ai campi solo per riso, sebbene il protossido d’azoto — un altro potente gas serra — fosse in realtà più basso nelle trincee.

Trovare il punto ottimale per la dimensione della trincea

La sfida successiva era trovare una percentuale di trincea che bilanciasse impatto climatico e raccolti. I ricercatori hanno usato il modello per esplorare diverse proporzioni di trincea e poi hanno applicato uno strumento decisionale che valuta simultaneamente tre obiettivi: resa di riso, resa di astici e l’effetto di riscaldamento combinato di metano e protossido d’azoto. Hanno assunto che un’area di trincea maggiore significhi più spazio per gli astici, e quindi una maggiore produzione di astici, riducendo nello stesso tempo la superficie per il riso e potenzialmente aumentando il metano. Classificando dieci dimensioni critiche di trincea tratte da studi reali, hanno trovato che una quota di trincea di circa l’8,3 percento del campo offriva le migliori prestazioni, con uno “sweet spot” robusto compreso approssimativamente tra il 7,5 e il 9,0 percento. In questa fascia, l’impatto climatico è vicino al minimo mentre sia la produzione di riso sia quella di astici rimangono elevate.

Cosa significa per le future aziende riso–astice

Per i decisori politici e gli agricoltori, il messaggio è semplice: la co-coltura riso–astice può contribuire a nutrire le persone e sostenere le economie rurali, ma solo se l’espansione delle trincee è mantenuta sotto controllo. Trincee sovradimensionate possono portare più astici nel breve termine, ma aumentano le emissioni di metano e riducono la superficie per il riso, compromettendo la sicurezza alimentare e gli obiettivi climatici a lungo termine della Cina. Indicando una gamma pratica di trincee tra il 7,5 e il 9,0 percento del campo, questo studio offre una linea guida concreta per il principio “un campo, doppio raccolto” più compatibile con il clima e meglio allineata ai piani di sviluppo sostenibile.

Citazione: Xu, Z., Xia, GQ., Zhao, PY. et al. Optimizing the trench area proportion in rice crayfish co-culture systems balances greenhouse gas mitigation and productivity. Sci Rep 16, 9451 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40595-3

Parole chiave: coltivazione integrata riso-astice, emissioni di gas serra, metano dalle risaie, acquacoltura sostenibile, agricoltura climatico-intelligente