Produzione idroponica di patate in fibra di legno per la sicurezza alimentare

Sep 30, 2023

npj Science of Food volume 7, numero articolo: 24 (2023) Citare questo articolo

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La resilienza della sicurezza alimentare globale è una preoccupazione fondamentale. Di fronte ad un accesso limitato alla terra e alla potenziale interruzione dei mercati alimentari, sono necessari sistemi di produzione alternativi, scalabili ed efficienti come cuscinetto complementare per il mantenimento dell’integrità della produzione alimentare. Lo scopo di questo studio era quello di introdurre un sistema alternativo di coltivazione idroponica delle patate in cui le patate vengono coltivate in fibra di legno nudo come mezzo di coltura. È stato testato un sistema che utilizza l'irrigazione a goccia e sacchetti di plastica come contenitori per tre diversi tipi di fibra di legno, due cultivar e due strategie di fertirrigazione. L’implementazione del sistema ha comportato una produzione di tuberi superiore di circa il 300% rispetto all’agricoltura convenzionale locale. La composizione minerale dei tuberi ottenuti dal sistema idroponico era simile alla composizione dei tuberi coltivati ​​sul campo e ha rivelato un potenziale di biofortificazione. Inoltre, una strategia di fertirrigazione in cui i due punti di applicazione erano separati lungo la zona radicale ha prodotto tuberi con un contenuto di sostanza secca paragonabile a quello delle patate coltivate nel terreno. La riciclabilità, riutilizzabilità e semplicità di questa soluzione possono incoraggiarne l’applicazione per migliorare la sicurezza della produzione alimentare in aree selezionate del mondo, nonché il suo utilizzo nell’agricoltura urbana.

Nei prossimi decenni, l’espansione della popolazione e la volatilità del mercato richiederanno miglioramenti al sistema alimentare globale. Il sistema alimentare non è equilibrato in modo sostenibile e non fornisce cibo nutriente sufficiente alla popolazione mondiale1. Secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, entro il 2050, una popolazione globale prevista di 9,7 miliardi di persone richiederà il 70% in più di cibo rispetto a quello consumato oggi e il 100% in più nei paesi in via di sviluppo2. Per garantire un approvvigionamento alimentare sufficiente ai consumatori di tutto il mondo, sempre più aree sono state attualmente convertite in terreni agricoli, spesso a scapito del danneggiamento degli habitat naturali ad elevata biodiversità. È discutibile se la conversione di più terra per produrre più cibo contribuisca alla sicurezza alimentare3. Godfray e Garnett4 hanno sottolineato che l’obiettivo di aumentare la produzione alimentare deve essere vincolato da altri obiettivi altrettanto importanti per il mantenimento della sostenibilità e dell’equilibrio. La produzione alimentare dovrebbe essere intensificata in modo sostenibile, ovvero con un impatto minore sugli ecosistemi in degrado, sui cambiamenti climatici e sulla diminuzione delle risorse terrestri e idriche. Le preoccupazioni ambientali, d’altro canto, mettono a dura prova la sicurezza alimentare di una popolazione in rapida crescita.

Un tasso di urbanizzazione senza precedenti altera i sistemi alimentari a livello globale5, in particolare nell’Africa sub-sahariana e nell’Asia meridionale6. L’urbanizzazione innesca cambiamenti nella domanda alimentare verso prodotti più nutrienti e trasformati, converte i terreni agricoli in aree residenziali o industriali e forma collegamenti di mercato più complessi6. Con un accesso limitato ai terreni utilizzati per l’agricoltura nelle aree urbane e con una maggiore dipendenza dai trasporti e dalle infrastrutture, il cibo viene prodotto in modo più intensivo nei restanti terreni agricoli7 oppure viene prodotto nelle aree urbane e periurbane su terreni non classificati come agricoli. In effetti, l’agricoltura urbana e periurbana svolge un ruolo significativo nella sicurezza alimentare e nutrizionale di centinaia di milioni di abitanti delle città nella maggior parte dei paesi a basso reddito8, sebbene in molte città sia diventato difficile accedere alla terra necessaria per l’agricoltura9. Pertanto, è necessario introdurre sistemi di coltivazione alternativi e soluzioni tecnologiche per produrre cibo in aree con risorse territoriali limitate.

La patata è la terza coltura alimentare più importante in termini di consumo globale ed è stata altamente raccomandata dalla FAO come coltura per la sicurezza alimentare mentre il mondo si trova ad affrontare le sfide di una popolazione in crescita e di disturbi dell'approvvigionamento alimentare10,11. Secondo la FAO, le patate garantiscono una resa maggiore per unità di terreno coltivato in meno tempo rispetto a qualsiasi altra coltura importante2. Nonostante la costante diminuzione della superficie di produzione mondiale di patate, nel 2020 sono state prodotte oltre 360 ​​milioni di tonnellate in tutto il mondo, con un aumento sostanziale rispetto ai 329 milioni di tonnellate del 201012. Milioni di agricoltori dipendono dalle patate sia per il cibo che per il reddito in denaro. Nel frattempo, a differenza delle principali materie prime cerealicole, è assente nelle principali borse internazionali delle materie prime, il che significa che la sua offerta non è influenzata dalle attività speculative del mercato. La patata è una delle colture globali con il modello di distribuzione più diversificato13. È stato dimostrato che la coltivazione della patata (e della patata dolce) ha contribuito a intensificare e diversificare i sistemi alimentari locali altrimenti dominati dai cereali, come in Asia, contribuendo a rafforzare la loro capacità di resistere e riprendersi dalla crisi14. Nel loro recente articolo di opinione tratto dalla situazione del mercato alimentare durante la pandemia di COVID-19, Heck et al.15 hanno indicato che le innovazioni agricole dovrebbero concentrarsi sulla soddisfazione dei bisogni dei poveri e che l’utilizzo di patate biofortificate e patate dolci migliorerebbe la nutrizione e mezzi di sussistenza durante tali crisi.