Negli USA si studia un sensore contro la perdita di nutrienti

Una ricerca dell’Università del Missouri descrive le potenzialità di un nuovo strumento per rilevare la presenza di nutrienti a base di fosforo e azoto nel suolo. Un’innovazione che aprirebbe la strada a un uso più sostenibile dei fertilizzanti

di Matteo Cavallito

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La perdita dei nutrienti nel suolo rappresenta da sempre una significativa minaccia per gli agricoltori. Lo sanno bene i ricercatori dell’Università del Missouri, attualmente impegnati nella sperimentazione di un nuovo strumento per monitorare il fenomeno e fornire, al tempo stesso, le informazioni più utili per mitigarlo.

Gli scienziati, guidati da Matthias Young, ricercatore dello stesso ateneo USA, si stanno concentrando in particolare su nitrati e fosfati, ovvero quelle sostanze a base di azoto e fosforo che giocano un ruolo fondamentale nel garantire la fertilità del terreno. Il gruppo dei ricercatori, spiega una nota, punta ora a realizzare nuovi tipi di sensori per aiutare gli agricoltori a misurare meglio la presenza dei nutrienti consentendo loro di utilizzare i fertilizzanti in modo più efficiente.

I pericoli della dispersione dei nutrienti

I nutrienti sono componenti imprescindibili per la salute del terreno. La loro dispersione al di fuori delle colture, di conseguenza, genera inevitabilmente danni economici e ambientali. “In base ai dati dell’Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti, si stima che ogni anno nel solo Missouri vengano sprecati 100 milioni di dollari di fertilizzanti“, sottolinea infatti Young. Quanto all’ambiente si tratta, come noto, di effetti ad ampio raggio.

“I nitrati e i fosfati rilasciati nei corsi d’acqua causano fioriture di alghe che uccidono i pesci e danneggiano il turismo nelle comunità costiere”, aggiunge ancora il ricercatore. E non è tutto.

Oltre a danneggiare la qualità dell’acqua, infatti, i nitrati presenti in quantità eccessive possono causare eutrofizzazione (l’eccessivo arricchimento di nutrienti) e comportare rischi per la salute degli animali e dell’uomo. E il problema, osservano gli autori, è che quando le conoscenze sull’effettiva disponibilità di nutrienti sono limitate, gli agricoltori possono essere indotti a un utilizzo errato dei fertilizzanti. Che si traduce in un impiego insufficiente o, per contro, eccessivo.

I limiti degli strumenti disponibili

Al momento gli agricoltori hanno a disposizione particolari dispositivi, noti come elettrodi ionoselettivi, che sono in grado di misurare la presenza di nitrati e fosfati. Questi strumenti, spiegano però i ricercatori, sono costosi e imprecisi. In alternativa è possibile raccogliere campioni di suolo e inviarli ai laboratori specializzati che possiedono una tecnologia più sofisticata. Anche questo sistema però è particolarmente dispendioso e rischia, al tempo stesso, di fornire informazioni limitate a una parte circoscritta di terreno.

Per queste ragioni, Young e i suoi collaboratori stanno cercando di sviluppare sensori portatili “per raccogliere misure in tempo reale e altri che possono essere installati sul campo”. Gli strumenti, aggiunge, non sono ancora pronti ma promettono di offrire nuove opportunità. Come? Basandosi su un metodo più rapido, affidabile ed economico per misurare gli ioni rilevanti come ad esempio i nitrati nel suolo.

Un nuovo sistema

I risultati fin qui ottenuti sono stati presentati in un articolo pubblicato su ACS Omega, una pubblicazione dell’American Chemical Society. Il tema è abbastanza complesso ma il principio di base può essere sintetizzato così: a differenza dei suoi predecessori, il sensore che Young e l’équipe di ricerca stanno sviluppando non misura la forza con cui gli ioni si legano a una membrana bensì la velocità con cui la attraversano. Utilizzando una corrente elettrica pulsata, inoltre, i dispositivi risulterebbero più sensibili e affidabili.