Molteplici fattori del cambiamento globale amplificano la perdita di azoto e le terre coltivate sono a maggior rischio

Perché la silenziosa fuga di azoto dal suolo è importante

La produzione alimentare terrestre dipende in larga misura dall’azoto, un ingrediente chiave nei fertilizzanti che favorisce la crescita delle colture. Tuttavia una grande parte di questo nutriente prezioso fugge silenziosamente dai suoli nell’aria sotto forma di gas invisibili, sprecando fertilizzanti, costando denaro agli agricoltori e contribuendo al cambiamento climatico. Questo studio pone una domanda cruciale: con il riscaldamento del pianeta, l’aumento dell’anidride carbonica, l’incremento dell’uso di fertilizzanti e i cambiamenti nei regimi di precipitazione, quanto più velocemente aumenterà questa perdita di azoto — e quali tipi di paesaggi sono più a rischio?

Tubi a gas nascosti sotto i nostri piedi

In ogni manciata di suolo, innumerevoli microbi agiscono come piccoli ingegneri chimici. Attraverso processi noti come denitrificazione e anammox, essi trasformano l’azoto disponibile per le piante in gas che si disperdono nell’atmosfera. Queste trasformazioni sono naturali e aiutano a mantenere l’equilibrio degli ecosistemi, ma quando accelerano si perde più azoto dal suolo, lasciandone meno per le colture e aumentando le emissioni di potenti gas serra. Poiché le attività umane stanno modificando temperatura, precipitazioni, anidride carbonica e inquinamento da azoto simultaneamente, gli autori si sono proposti di valutare come queste pressioni combinate probabilmente rimodelleranno le perdite di azoto a livello mondiale.

Individuare schemi a partire da esperimenti in tutto il mondo

I ricercatori hanno raccolto 682 misure da 127 esperimenti sul campo condotti in foreste, praterie e terre coltivate in tutto il globo. In questi esperimenti, gli scienziati avevano deliberatamente aumentato l’anidride carbonica, aggiunto azoto, riscaldato il suolo o l’aria, o modificato la quantità di precipitazioni, talvolta combinando più di questi trattamenti. Unendo e rianalizzando i risultati, il team ha potuto andare oltre la variabilità rumorosa di sito in sito e porre domande ampie: quali cambiamenti globali accelerano maggiormente la perdita di azoto? Le terre coltivate si comportano diversamente rispetto a foreste e praterie? E le condizioni climatiche e del suolo locali sono importanti nel modellare queste risposte?

Quando molte pressioni agiscono insieme

Le prove combinate mostrano che i cambiamenti indotti dall’uomo generalmente accelerano la perdita microbica di azoto dai suoli, con effetti particolarmente forti quando più pressioni operano simultaneamente. In tutti i siti, un singolo fattore di cambiamento globale ha aumentato in media i tassi di denitrificazione di circa un terzo, ma tre o più fattori insieme li hanno quasi raddoppiati. L’aggiunta di azoto — che rappresenta l’uso di fertilizzanti e la deposizione atmosferica — è risultata il fattore più potente, potenziando sia la denitrificazione sia l’anammox. Il riscaldamento ha inoltre incrementato la denitrificazione, mentre le variazioni nelle precipitazioni e l’aumento della CO2 da soli hanno avuto effetti più deboli e più variabili. È importante notare che lo studio ha rilevato che questi molteplici driver si sommano per lo più in modo lineare, piuttosto che produrre frequentemente sinergie sfuggenti o forti cancellazioni.

Le terre coltivate come i paesaggi più «perdenti»

Non tutti gli ecosistemi hanno risposto allo stesso modo. Le terre coltivate si sono distinte come le più vulnerabili all’aumento della perdita di azoto, soprattutto in presenza di input azotati aggiuntivi e riscaldamento. La fertilizzazione frequente, la perturbazione del suolo e rapporti carbonio-azoto relativamente bassi sembrano predisporre i suoli agricoli a un’attività microbica rapida e a una maggiore produzione di gas. Anche praterie e foreste hanno mostrato incrementi, ma le loro risposte sono state più deboli o più discontinue. La sensibilità della perdita di azoto dipendeva fortemente dal clima locale e dalle caratteristiche del suolo, come il grado di umidità tipico del sito, il pH del suolo e il contenuto di nutrienti. Per esempio, terre coltivate e praterie in contesti più aridi tendevano a perdere più azoto quando veniva aggiunto fertilizzante, mentre le regioni più umide mostravano aumenti più marcati della perdita di azoto sotto il riscaldamento.

Tracciare i rischi futuri e chiudere il ciclo dei nutrienti

Utilizzando modelli di machine learning che hanno collegato i risultati sperimentali a mappe globali di clima e proprietà del suolo, gli autori hanno stimato dove la perdita di azoto è più probabile che risponda in modo marcato all’aumento della CO2 e agli input azotati. Le loro mappe evidenziano una sostanziale variazione geografica, con molte aree coltivate in Africa e Australia proiettate come particolarmente sensibili agli apporti di azoto aggiuntivo. Sebbene permangano incertezze — soprattutto riguardo ai cambiamenti delle precipitazioni e all’anammox al di fuori delle terre coltivate — il messaggio è chiaro: molteplici cambiamenti globali sovrapposti stanno accelerando la fuga di azoto dalla terra, e i paesaggi coltivati sono al centro di questa tendenza. Per il pubblico generale, la conclusione è che una gestione più intelligente dei fertilizzanti, una migliore cura del suolo e modelli climatici più realistici che includano queste perdite microbiche saranno essenziali per mantenere più azoto nei nostri campi e meno nell’aria, tutelando sia le forniture di cibo sia l’ambiente.

Citazione: Ding, B., Xu, D., Wang, S. et al. Multiple global change factors amplify nitrogen loss and croplands are at the highest risk. Commun Earth Environ 7, 288 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03316-2

Parole chiave: perdita di azoto, terre coltivate, cambiamento globale, microbi del suolo, gestione dei fertilizzanti