Al mattino presto, dopo una calda tazza di caffè, Jim sale sul suo trattore, gira la chiave e guida fino al bordo dei suoi vasti campi di mais. I bracci della barra irroratrice si aprono, creando un’apertura alare di 120 piedi. Mentre Jim guida lungo le file designate, una combinazione di acqua e prodotti chimici spruzza sulle sue coltivazioni ricoprendo tutto, ma uccidendo solo le fastidiose erbacce (“Crop Sprayer”, n.d.). Mentre la maggior parte muore sotto le dure condizioni, alcune erbacce sopravvivono. Applicazione dopo applicazione, stagione dopo stagione, più erbacce sopravvivono. Tentando di salvare i suoi raccolti di mais e allo stesso tempo ottenere qualche profitto, Jim aumenta i tassi di applicazione e le date. Tuttavia, col passare del tempo, niente sembra aiutare. Le fastidiose erbacce hanno superato il vecchio agricoltore, lasciandolo nella disperazione (“How Pesticide Resistance Develops”, n.d.).
Jim, come migliaia di agricoltori in tutto il paese, sta sperimentando gli aspetti negativi della monocoltura, o la pratica agricola di coltivare una singola specie di coltura in cui tutte le piante sono geneticamente simili o identiche su vasti ettari di terreno (“Biodiversity”, n.d.). Nonostante gli alti rendimenti e i prezzi relativamente bassi dei fattori di produzione, coltivare una sola specie di coltura su molti acri di terra crea grandi problemi di parassiti. Le attuali politiche agricole americane coperte dal Farm Bill incentivano la sovrapproduzione di colture di base, come mais, grano, soia e cotone, in sistemi di monocoltura. Quando il Farm Bill è nato durante la Grande Depressione, tuttavia, il suo obiettivo era quello di preservare il paesaggio agricolo diversificato. A quel tempo, l’eccedenza era alta ma la domanda scendeva bassa, spingendo i prezzi dei raccolti al ribasso. Gli agricoltori faticavano a pagare i mutui. Temendo che le fattorie sarebbero state costrette a uscire dal mercato, il presidente Roosevelt approvò l’Agricultural Adjustment Act, che pagava gli agricoltori per non coltivare una certa percentuale della loro terra. Questo riuscì a ridurre l’offerta e ad aumentare i prezzi, mantenendo il mercato a galla (Masterson, 2011). In seguito alla stabilizzazione dei prezzi dei raccolti, il Farm Bill divenne un atto legislativo permanente nel 1938. Per i successivi quarant’anni, gli agricoltori hanno continuato a coltivare sia colture di base (mais, grano e avena) che colture speciali (frutta e verdura), così come il bestiame (Haspel, 2014).
Nella seconda metà del XX secolo, l’agricoltura americana ha subito una revisione. La Rivoluzione Verde durante gli anni ’60 ha aumentato la produzione di colture attraverso l’introduzione di fertilizzanti sintetici, pesticidi, varietà di colture ad alto rendimento e la meccanizzazione delle attrezzature agricole (Mills, n.d.). Le dimensioni delle aziende agricole sono aumentate drammaticamente nel tempo; dagli anni ’80, il numero medio di acri per azienda è aumentato di oltre il 100% (DePillis, 2013). Le fattorie si sono consolidate, portando il 20% degli agricoltori a produrre l’80% della produzione agricola (Mills, n.d.). Le nuove pratiche, combinate con le nuove aggiunte al Farm Bill, hanno cambiato il modo in cui gli agricoltori hanno gestito il rischio (Haspel, 2014). Una di queste aggiunte includeva il Marketing Loan Program, che ruota intorno a un prezzo stabilito dal Congresso. Se i prezzi dei raccolti scendono al di sotto di un certo punto, il governo degli Stati Uniti rimborserà agli agricoltori la differenza. Questo programma di rimborso incoraggia gli agricoltori ad aumentare la produzione indipendentemente dal fatto che ne abbiano bisogno o meno. Più coltivano, più soldi fanno, anche se questo abbassa i prezzi di mercato correnti dei raccolti (Riedl, 2007). Nel 1996, per esempio, il Congresso ha aumentato il prezzo della soia da 4,92 a 5,26 dollari al bushel. Per approfittare della situazione, gli agricoltori piantarono 8 milioni di acri in più di soia, facendo scendere i prezzi di mercato della soia del 33% (Riedl, 2007). Nonostante il calo dei prezzi, gli agricoltori hanno effettivamente guadagnato di più grazie al programma di rimborso. Il Farm Bill promuove la sovrapproduzione che satura il mercato con il prodotto e abbassa artificialmente i prezzi.
Oltre alla sovrapproduzione, la monocoltura industriale predispone le aziende a problemi di parassiti. Per tenere il passo con la produzione intensificata, gli agricoltori hanno aumentato l’uso di pesticidi e fertilizzanti, la densità delle colture e il numero di cicli di colture per stagione, ma hanno diminuito la diversità delle colture (Crowder & Jabbour, 2014). Il sovraffollamento di piante geneticamente uniformi permette ai parassiti di diffondersi nei campi con relativamente poca resistenza, rispetto a una gamma più diversificata di specie (“Biodiversità”, n.d.). Forse il resoconto più infame di parassiti che si diffondono in un campo si è verificato in Irlanda durante il 1840. Gli agricoltori irlandesi coltivavano un’unica varietà di patate. Nel 1845, il fungo della peronospora della patata distrusse quasi la metà del raccolto di patate, e continuò ad ucciderne sempre di più per sette anni (“Irish Potato Famine”, 2017). Proprio come i campi durante la carestia di patate irlandese, le monocolture moderne rischiano l’infestazione in qualsiasi momento.
I problemi inerenti alla gestione dei parassiti nei sistemi di monocoltura saranno esacerbati dagli effetti del cambiamento climatico. L’aumento della temperatura media crea un ambiente favorevole che supporta popolazioni di parassiti più grandi. Tutti gli insetti sono organismi a sangue freddo, il che significa che la loro temperatura corporea e i loro processi biologici sono direttamente correlati alle temperature ambientali (Petzoldt & Seaman, 2006; Bale & Hayward, 2010). I cicli riproduttivi di parassiti come la piralide europea del mais, lo scarabeo della patata del Colorado e la cimice del platano dipendono dalla temperatura (Petzoldt & Seaman, 2006). A causa delle temperature medie più alte, questi cicli riproduttivi richiedono meno tempo (Petzoldt & Seaman, 2006). Per esempio, la cimice del platano ha visto drastiche riduzioni di tempo nello sviluppo delle uova. A 19˚C, le uova di Sycamore lace bug hanno richiesto 20 giorni per svilupparsi completamente, ma a 30˚C, le uova hanno raggiunto la piena maturità in 7,6 giorni (Ju et al., 2011, p. 4). Le temperature medie più calde permettono tassi di riproduzione più veloci dei parassiti, portando a un aumento significativo delle popolazioni di parassiti. Man mano che le popolazioni di parassiti crescono di dimensioni, cresce anche la minaccia per le monocolture.
Le temperature medie più alte non solo accorceranno i cicli riproduttivi degli insetti, ma limiteranno anche i meccanismi di controllo dei parassiti dell’inverno. Il 2015 è stato l’inverno più caldo mai registrato, e il 2016 non è stato molto più fresco. In un qualsiasi giorno per tutto il 2016, gli stati di tutto il paese hanno sperimentato temperature giornaliere fino a 12,1˚C più calde del normale (Samenow, 2017, Grafico II). Come risultato del cambiamento climatico, gli scienziati si aspettano che gli inverni più miti continuino. Il National Weather Service prevede che l’inverno del 2017 sarà costantemente più caldo del solito (Samenow, 2017). Gli insetti non hanno un metodo per trattenere il calore, costringendo i parassiti delle colture a sviluppare strategie di sopravvivenza durante l’inverno. Gli insetti rientrano in due categorie, tolleranti al gelo e che evitano il gelo, entrambi i quali rimangono dormienti durante l’inverno (Bale & Hayward, 2010). Temperature invernali più miti avranno effetti diversi sulle specie di parassiti delle colture, ma nel complesso un aumento di 1-5˚C diminuirà lo stress termico sia negli insetti tolleranti al gelo che in quelli che lo evitano (Bale & Hayward, 2010). La piralide del mais del sud-ovest è una specie che beneficia di inverni più miti. Durante l’estate del 2017, gli agricoltori dell’Arkansas hanno segnalato un numero maggiore di piralidi del mais del sud-ovest (SWCB) dopo l’inverno più mite registrato nel 2016. Per combattere le SWCB, gli agricoltori di tutto lo stato hanno distribuito trappole a feromoni. Le trappole hanno catturato il 300% in più di falene SWCB a settimana durante la stagione 2017 rispetto agli anni precedenti. (Studebaker, 2017). Gli inverni miti aiuteranno i parassiti delle colture a sopravvivere durante l’inverno, aumentando il potenziale di infestazioni e danni alle colture.
Inverni più caldi spingeranno anche le popolazioni di parassiti verso nord in territori inesplorati dei terreni agricoli. Il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) classifica le regioni climatiche simili in zone di resistenza per aiutare gli agricoltori a determinare quali colture prospereranno nella loro area. Negli ultimi trent’anni, l’aumento delle temperature associato al cambiamento climatico ha spostato le zone di resistenza verso nord. Per esempio, l’USDA ora classifica il Montana nord-occidentale come zona 6a invece che 5b. Colture come lo zenzero e i carciofi possono ora crescere con successo in questa regione (Shimizu, 2017). Allo stesso modo, più parassiti possono prosperare in luoghi più settentrionali. Coleotteri, falene e acari si stanno spostando verso i poli a una velocità di 2,7 chilometri all’anno (Barford, 2013). Inoltre, funghi ed erbacce si stanno spostando verso nord ad una velocità di 7 chilometri all’anno (Barford, 2013). Con l’aumento di queste distanze, gli agricoltori devono sviluppare nuove strategie per controllare i parassiti che non hanno mai incontrato. Il cambiamento climatico scatenerà una miriade di cambiamenti nei parassiti delle colture: il loro tasso di riproduzione, il tasso di sopravvivenza invernale e le gamme aumentano con l’aumento delle temperature. Per adattarsi a questi cambiamenti, gli agricoltori hanno molte opzioni, ognuna con i suoi limiti.
La strategia più comune per combattere i parassiti nelle produzioni in monocoltura è quella di aumentare i tassi di applicazione dei pesticidi per acro. Teoricamente, più pesticidi uccideranno più parassiti. Tuttavia, questa soluzione sta perdendo praticità a causa degli effetti più sottili del cambiamento climatico. L’efficacia dei pesticidi diminuisce con l’aumento della temperatura globale. I tassi di detossificazione, o il tempo necessario per scomporre un pesticida e renderlo non dannoso per le erbacce, diminuiscono con l’aumentare delle temperature (Matzrafi et al., 2016, p. 1223). Uno studio del 2016, per esempio, ha determinato che il cambiamento climatico ha influenzato negativamente l’efficacia di due erbicidi comuni, diclofopmethyl e pinoxaden. A basse temperature (22-28˚C) il diclofopmetile e il pinoxaden hanno impedito la crescita di qualsiasi erbaccia. Tuttavia, alle alte temperature (28-34˚C) l’80% delle erbacce è sopravvissuto all’applicazione di diclofopmetile e il 100% delle erbacce è sopravvissuto all’applicazione di pinoxaden (Matzrafi et al., 2016, p. 1220, 1223). L’applicazione di quantità maggiori può funzionare inizialmente, ma con il continuo aumento della temperatura globale, i pesticidi diventeranno sempre meno efficaci. Gli agricoltori non potranno permettersi le quantità necessarie per controllare i parassiti.
Mentre gli attuali pesticidi stanno perdendo la loro capacità di uccidere i parassiti delle colture, nuovi pesticidi più efficaci sono lontani milioni di dollari e anni dallo sviluppo. Nel 2016, lo sviluppo di un nuovo pesticida ha richiesto quasi 11 anni di ricerca e un prezzo di 287 milioni di dollari. I progressi tecnologici non saranno sviluppati abbastanza velocemente per difendere le monocolture dal rischio di cambiamento (“Cost of Crop”, 2016). Di conseguenza, gli agricoltori applicheranno quantità maggiori dello stesso pesticida nella speranza di controllare il problema dei parassiti. Le stime dei costi dei pesticidi, secondo un modello di cambiamento climatico del 2090, prevedono che ci sia una correlazione diretta tra l’aumento delle temperature e l’aumento del costo dei pesticidi per colture come mais, cotone, patate e soia. In alcune aree, i costi di utilizzo dei pesticidi aumenteranno fino al 23,17% entro il 2090, tagliando in modo aggressivo i margini di profitto (Chen & McCarl, 2001, Tabella VII).
Mentre gli agricoltori cercano di mitigare le conseguenze negative del cambiamento climatico sui pesticidi aumentandone l’utilizzo, sorgono ulteriori problemi. La resistenza ai pesticidi si verifica in seguito ad applicazioni ripetute dello stesso pesticida su un campo. Con ogni applicazione di pesticidi, pochi parassiti selezionati sopravvivono. Questi trasmettono i loro geni di resistenza alla loro prole, e più individui sopravvivono all’applicazione del pesticida nella generazione successiva. Alla fine, il pesticida smette di controllare il parassita e si verifica un danno al raccolto (“Come si sviluppa la resistenza ai pesticidi”, n.d.). Attualmente, ci sono oltre 500 casi segnalati di resistenza ai pesticidi e oltre 250 casi di resistenza agli insetticidi in tutto il mondo (Gut, Schilder, Isaacs, & McManus, n.d.; “International Survey”, 2017). Il caso più famigerato di resistenza ai pesticidi si verifica all’interno delle colture Roundup Ready. Gli scienziati hanno modificato geneticamente colture come il cotone, il mais e la soia per tollerare applicazioni di glifosato, che è il nome generico del comune diserbante domestico Roundup. Gli agricoltori possono spruzzare interi campi con glifosato e uccidere tutto tranne il raccolto stesso (Hsaio, 2015). Negli Stati Uniti, il 90% della soia e il 70% del mais coltivati sono colture Roundup ready. La prevalenza di colture Roundup ready espone gli svantaggi dei sistemi di monocoltura. Per esempio, oltre 10 milioni di acri di terreno agricolo negli Stati Uniti sono stati afflitti da parassiti resistenti al Roundup come la pigweed (Neuman & Pollack, 2010). Il crescente tasso di resistenza al Roundup ha il potenziale per interrompere drammaticamente la sicurezza alimentare degli Stati Uniti.
Come il cambiamento climatico aumenta la prevalenza e la gamma di parassiti e diminuisce l’efficacia dei pesticidi, gli agricoltori americani inizieranno a perdere la loro capacità di controllare e mantenere i suoi attuali livelli di produzione. Le aziende agricole in monocoltura si espongono a maggiori rischi di infestazioni di parassiti e di resistenza ai pesticidi. La migliore strategia per mantenere un approvvigionamento alimentare stabile è trasformare l’agricoltura americana da sistemi di monocoltura a fattorie sostenibili e diversificate con una varietà di colture speciali. In generale, più i terreni agricoli sono diversificati, più la terra è resistente ai cambiamenti climatici e ad altre perturbazioni (Walpole, et. al, 2013). I campi in monocoltura mancano di biodiversità, il che ostacola il controllo naturale dei parassiti. Le specie indesiderate possono diffondersi in interi campi con relativa facilità a causa dell’abbondanza delle loro specie ospiti e della mancanza di predatori naturali. Nei campi diversificati, invece, i parassiti incontrano più resistenza quando tentano di invadere un campo; più parassiti e predatori naturali, noti come controlli biologici, limitano il loro movimento (Brion, 2014).
Le aziende agricole diversificate possono già avere controlli biologici naturali nel loro ecosistema, anche se possono essere introdotti anche nelle aziende. I controlli biologici si dimostrano più efficaci in termini di costi e più rispettosi dell’ambiente rispetto al controllo chimico. Entrambi i metodi richiedono circa dieci anni per essere sviluppati, ma i controlli biologici sono molto più economici. Nel 2004, è costato solo due milioni di dollari per sviluppare un controllo biologico di successo, mentre ci sono voluti 180 milioni di dollari per sviluppare un controllo chimico di successo. Inoltre, lo sviluppo dei controlli biologici ha un successo 10.000 volte superiore a quello dei controlli chimici, in gran parte dovuto alla ricerca diretta di agenti biologici rispetto alla più ampia ricerca di agenti chimici. La cosa più importante è che i controlli biologici presentano un rischio minimo o nullo di resistenza e di effetti collaterali dannosi, mentre i controlli chimici hanno un alto rischio di resistenza e molti effetti collaterali (Bale, van Lenteren, & Bigler, 2008).
Oltre ad aumentare la biodiversità e i controlli biologici, le aziende agricole diversificate utilizzano pratiche di gestione diverse rispetto alle aziende a monocoltura. Le aziende agricole diversificate tendono a utilizzare meno pesticidi chimici sintetici per unità di produzione rispetto alle aziende agricole convenzionali, secondo uno studio del National Resource Council (Walpole, et. al, 2013). Producono anche di più per ettaro rispetto alle piantagioni su larga scala. Come si legge in un rapporto del censimento agricolo del 1992, le aziende agricole diversificate crescevano più del doppio del cibo per acro rispetto alle grandi aziende agricole, coltivando più colture e più tipi di colture per ettaro (Montgomery, 2017).
Per mitigare gli effetti del cambiamento climatico sull’agricoltura americana, il governo degli Stati Uniti deve modificare le sue politiche agricole per promuovere l’agricoltura diversificata. Rimuovendo i sussidi per le colture di materie prime e riassegnando quel denaro alle aziende che praticano tecniche agricole diversificate, diminuirà la sovrapproduzione nelle operazioni di monocoltura che si basano sull’uso pesante di pesticidi. Gli agricoltori non saranno più in grado di produrre una singola coltura al massimo volume e continuare a fare profitti perché programmi come il Marketing Loan Program non esisteranno più. A sua volta, questo aiuterà ad alleviare la resistenza ai pesticidi causata dall’uso eccessivo e dal cambiamento climatico. Gli agricoltori che coltivano una varietà di colture speciali saranno ricompensati per la loro gestione ambientale attraverso una compensazione monetaria, in modo simile a come le aziende agricole monocolturali ricevevano i sussidi.
Gli Stati Uniti non sarebbero il primo paese a rimuovere i sussidi alle colture. Nel 1984, la Nuova Zelanda ha rimosso il suo programma di sussidi alle colture. Come gli Stati Uniti, la Nuova Zelanda aveva sovvenzionato fino al 40% del reddito di un agricoltore per tutti gli anni ’70 e i primi anni ’80 (Imhoff, 2012, p. 103). Gli agricoltori hanno approfittato dei programmi governativi simili al Marketing Loan Program negli Stati Uniti, producendo di più e quindi ricevendo più sussidi. Durante le elezioni del 1984, tuttavia, il partito vincente presentò una piattaforma per eliminare i sussidi. L’eliminazione dei sussidi dal bilancio non causò grandi carenze di cibo come i sostenitori del Farm Bill degli Stati Uniti sostenevano che sarebbe successo. Invece, la Nuova Zelanda ha visto un aumento dell’efficienza. Per esempio, il numero totale di pecore è sceso dopo il 1984, ma l’aumento di peso e la produttività degli agnelli sono aumentati. Anche l’industria lattiero-casearia in Nuova Zelanda ha visto un drastico aumento dell’efficienza, portando i costi di produzione del bestiame ai più bassi del mondo (Imhoff, 2012, p. 104).
Oltre a fattorie più efficienti, c’è un aspetto interessante della rimozione dei sussidi messo in luce nel caso della Nuova Zelanda. Dopo l’abrogazione del 1984, l’uso dei pesticidi si è ridotto del 50% (William, 2014). Se gli Stati Uniti adottassero una pratica simile a quella neozelandese, ma invece riallocassero i sussidi per le colture di materie prime verso una pratica agricola diversificata, ci sarebbe un afflusso di aziende agricole più efficienti e produttive che potrebbero nutrire la nazione utilizzando meno pesticidi.
Molti stati hanno iniziato ad attuare programmi di sovvenzioni per promuovere l’agricoltura diversificata. Nel 2017, il Massachusetts ha concesso oltre 300.000 dollari a imprese e aziende agricole che promuovono la diversificazione attraverso la produzione di colture speciali. In concomitanza con l’USDA, Boston ha offerto sovvenzioni per progetti volti a migliorare le colture speciali del Massachusetts, che includono frutta e verdura, frutta secca, frutta a guscio e prodotti di orticoltura e vivaio. In generale, queste sovvenzioni sostengono progetti che aiutano ad aumentare le opportunità di mercato per gli agricoltori locali e promuovono pratiche di produzione sostenibili dando soldi alle aziende agricole diversificate più fondi. La Community Involved in Sustainable Agriculture (CISA), per esempio, ha ricevuto una parte di questa sovvenzione. Con il denaro, CISA prevede di fornire un sostegno finanziario agli agricoltori di colture speciali nel Massachusetts occidentale. Anche la Sustainable Business Organization ha ricevuto una parte della sovvenzione, con la quale spera di costruire relazioni tra gli agricoltori di colture speciali e gli acquirenti. Rimuovendo le barriere che impediscono agli agricoltori e ai clienti di fare affari, la Sustainable Business Organization spera di aumentare le vendite di colture speciali in tutto il New England (“Baker-Polito,” 2017).Il governo federale degli Stati Uniti spesso guarda agli stati per assicurarsi che i programmi funzionino su una scala più piccola prima che l’intero paese li segua su una scala più grande. Se gli Stati Uniti rimuovono i sussidi che incoraggiano la monocoltura e riallocano quel denaro verso la diversificazione delle colture nelle aziende agricole, gli agricoltori americani potrebbero emulare programmi come quelli del Massachusetts. Così facendo, i problemi associati ai parassiti e al cambiamento climatico saranno mitigati.
Di fronte agli effetti negativi dei sistemi agricoli di monocoltura e al cambiamento climatico, gli agricoltori e il legislatore devono lavorare insieme per diversificare le aziende agricole in tutti gli Stati Uniti. L’attuale monocoltura produce eccessivamente cibo, portando a un aumento dell’uso di pesticidi, anche solo per il semplice aumento dei terreni agricoli. Oltre a questo, l’aumento delle temperature associato al cambiamento climatico sta minacciando anche l’agricoltura americana. Le temperature più calde aumentano le popolazioni di parassiti e diminuiscono l’efficacia dei pesticidi. Inoltre, l’uso eccessivo di pesticidi permette ai parassiti di sviluppare resistenza ai pesticidi, creando un effetto valanga tra parassiti, uso di pesticidi e resistenza ai pesticidi. Per preservare la sicurezza alimentare e mitigare gli effetti del cambiamento climatico, gli Stati Uniti devono eliminare i sussidi alle colture di base e riallocare i fondi verso pratiche agricole diversificate. In questo modo si ridurrà la necessità di pesticidi e si aumenterà la resa delle colture. La lotta contro il cambiamento climatico si rivelerà un processo impegnativo, ma la collaborazione tra agricoltori e governo aiuterà a facilitare il processo e a creare un cambiamento positivo.
AUTORI
Julia Anderson – Scienze animali e alimentazione e agricoltura sostenibile
Emily Hespeler – Scienze ambientali
Steven Zwiren – Tecnologia edilizia e costruzioni
Biodiversità e agricoltura. (n.d.). Recuperato da https://chge.hsph.harvard.edu/biodiversity-and-agriculture
Come funziona uno spruzzatore. (n.d.). Recuperato da http://lethamshank.co.uk/sprayer.htm
Hsaio, J. (2015). OGM e pesticidi: Nocivo o utile? Disponibile all’indirizzo: sitn.hms.harvard.edu/flash/2015/gmos-and-pesticides/.
Imhoff, Dan (2012). Lotta per il cibo: la guida del cittadino alla prossima legge sul cibo e sull’agricoltura. Healdsburg, California: Watershed Media
International Survey of Herbicide Resistant Weeds. (2017). Retrieved from www.weedscience.org/.
Irish Potato Famine. (2017). Retrieved from http://www.history.com/topics/irish-potato-famine
Mills, R. (n.d.). Una dura realtà. Recuperato da http://aheadoftheherd.com/Newsletter/2011/A-Harsh-Reality.html