CLIMA: IL RISO È A RISCHIO PER VIA DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO

In un anno tipico, sguazzava in pochi centimetri d'acqua tra piante di riso rigogliose e verdi.  Ma oggi il terreno giace nudo e cuoce al caldo di 35˚ Celsius (95˚ Fahrenheit) durante una devastante siccità che ha colpito la maggior parte degli Stati Uniti occidentali.  La siccità è iniziata all'inizio del 2020 e le condizioni sono diventate progressivamente più secche.

I bassi livelli d'acqua nei bacini idrici e nei fiumi hanno costretto gli agricoltori come Rystrom, la cui famiglia coltiva riso su questa terra da quattro generazioni, a ridurre il consumo idrico.

Rystrom si ferma e si guarda intorno.  "Abbiamo dovuto ridurre tra il 25 e il 50 percento".  È relativamente fortunato.  In alcune parti della Sacramento Valley, a seconda dei diritti idrici, dice, gli agricoltori non hanno ricevuto acqua in questa stagione.

La California è il secondo produttore statunitense di riso, dopo l'Arkansas, e oltre il 95% del riso californiano viene coltivato entro circa 160 chilometri da Sacramento.  A est della città si ergono le vette della Sierra Nevada, che in spagnolo significa "montagne innevate".  I coltivatori di riso nella valle sottostante contano sulla gamma per essere all'altezza del suo nome ogni inverno. In primavera, il manto nevoso che si scioglie scorre nei fiumi e nei bacini idrici e poi, attraverso un'intricata rete di canali e drenaggi, arriva alle risaie che gli agricoltori irrigano in un'inondazione poco profonda da aprile o maggio a settembre o ottobre.

Se in quelle montagne cade poca neve, gli agricoltori come Rystrom sono costretti a lasciare i campi non coltivati. Il 1° aprile di quest'anno, la data in cui il manto nevoso della California è solitamente più profondo, ha contenuto circa il 40% in meno di acqua rispetto alla media, secondo il Dipartimento delle Risorse Idriche della California. Il 4 agosto, il lago Oroville, che rifornisce Rystrom e altri coltivatori di riso locali con acqua per l'irrigazione, ha raggiunto il livello più basso mai registrato.

Non molto tempo fa, il contrario - troppa pioggia - ha impedito a Rystrom e ad altri di piantare. “Nel 2017 e nel 2019 abbiamo lasciato il terreno a causa dell'alluvione. Non siamo riusciti a piantare ", dice. I trattori non potevano muoversi attraverso il terreno fangoso e ricco di argilla per preparare i campi alla semina.

Si prevede che i cambiamenti climatici peggioreranno le oscillazioni estreme delle precipitazioni nello stato, secondo quanto riportato dai ricercatori nel 2018 in Nature Climate Change. Questo "colpo di frusta climatico" incombe su Rystrom e sugli altri circa 2.500 produttori di riso nel Golden State. "Stanno parlando di manto nevoso sempre meno e scrosci di pioggia più concentrati", afferma Rystrom. "È davvero preoccupante."

Gli agricoltori in Cina, India, Bangladesh, Indonesia, Vietnam - i più grandi paesi produttori di riso - così come in Nigeria, il più grande produttore di riso dell'Africa - si preoccupano anche dei danni che il cambiamento climatico farà alla produzione di riso. Più di 3,5 miliardi di persone ottengono il 20% o più delle loro calorie dai soffici cereali. E la domanda è in aumento in Asia, America Latina e soprattutto in Africa.

Per salvare e persino aumentare la produzione, coltivatori di riso, ingegneri e ricercatori si sono rivolti a routine di irrigazione a risparmio idrico e banche genetiche del riso che immagazzinano centinaia di migliaia di varietà pronte per essere distribuite o allevate in nuove forme resistenti al clima. Con l'accelerazione del cambiamento climatico e i ricercatori che lanciano l'allarme sulle minacce correlate, come la contaminazione da arsenico e le malattie batteriche, cresce la domanda di innovazione.

"Se perdiamo il nostro raccolto di riso, non mangeremo", afferma la genetista vegetale Pamela Ronald dell'Università della California, Davis. Il cambiamento climatico sta già minacciando le regioni risicole di tutto il mondo, afferma Ronald, che identifica i geni nel riso che aiutano la pianta a resistere a malattie e inondazioni. “Questo non è un problema futuro. Questo sta accadendo ora".

Guai di acqua salata

La maggior parte delle piante di riso viene coltivata in campi, o risaie, che in genere sono riempiti con circa 10 centimetri d'acqua. Questa inondazione costante e superficiale aiuta a allontanare erbacce e parassiti. Ma se i livelli dell'acqua diventano improvvisamente troppo alti, come durante un'inondazione improvvisa, le piante di riso possono morire.

Trovare il giusto equilibrio tra troppa e troppo poca acqua può essere una lotta per molti coltivatori di riso, specialmente in Asia, dove viene prodotto oltre il 90% del riso mondiale. I grandi delta fluviali nel sud e sud-est asiatico, come il delta del fiume Mekong in Vietnam, offrono terreni pianeggianti e fertili, ideali per la coltivazione del riso. Ma queste aree basse sono sensibili alle oscillazioni del ciclo dell'acqua. E poiché i delta si trovano sulla costa, la siccità porta un'altra minaccia: il sale.

L'impatto del sale è lampante nel delta del fiume Mekong. Quando il fiume scorre basso, l'acqua salata del Mar Cinese Meridionale invade il delta a monte, dove può insinuarsi nei terreni e nei canali di irrigazione delle risaie del delta.

"Se irrighi il riso con acqua troppo salata, specialmente in alcune fasi [di crescita], corri il rischio di perdere il 100% del raccolto", afferma Bjoern Sander, specialista in cambiamenti climatici presso l'International Rice Research Institute, o IRRI, che ha sede in Vietnam.

In una siccità del 2015 e del 2016, l'acqua salata ha raggiunto fino a 90 chilometri nell'entroterra, distruggendo 405.000 ettari di risaie. Nel 2019 e nel 2020, la siccità e l'intrusione di acqua salata sono tornate, danneggiando 58.000 ettari di riso. Con l'aumento delle temperature regionali, si prevede che queste condizioni nel sud-est asiatico si intensificheranno e diventeranno più diffuse, secondo un rapporto del 2020 della Commissione economica e sociale per l'Asia e il Pacifico.

Poi arriva il colpo di frusta: ogni anno, da aprile a ottobre, il monsone estivo apre il rubinetto sulle andane del sud e del sud-est asiatico. Circa l'80% delle precipitazioni dell'Asia meridionale viene scaricato durante questa stagione e può causare inondazioni improvvise distruttive.

Il Bangladesh è uno dei produttori di riso più soggetti a inondazioni della regione, poiché si trova alle foci dei fiumi Gange, Brahmaputra e Meghna. Secondo il ministero dell'Agricoltura del Bangladesh, nel giugno 2020, le piogge monsoniche hanno inondato circa il 37% del paese, danneggiando circa 83.000 ettari di risaie. E il futuro riserva poco sollievo; Si prevede che le piogge monsoniche dell'Asia meridionale si intensificheranno con il cambiamento climatico, secondo quanto riportato dai ricercatori il 4 giugno su Science Advances.

Un pasticcio caldo

Gli alti e bassi dell'acqua non sono l'intera storia. Il riso generalmente cresce meglio in luoghi con giornate calde e notti più fresche. Ma in molte regioni di coltivazione del riso le temperature stanno diventando troppo alte. Le piante di riso diventano più vulnerabili allo stress termico durante la fase centrale della loro crescita, prima che inizino a costruire la carne nei loro chicchi. Il calore estremo, superiore a 35 C, può ridurre il numero di cereali in poche settimane o addirittura giorni. Ad aprile in Bangladesh, due giorni consecutivi di 36°C hanno distrutto migliaia di ettari di riso.

Nel sud e sud-est asiatico, si prevede che tali eventi di calore estremo diventeranno comuni con il cambiamento climatico, hanno riferito i ricercatori a luglio in Earth's Future. E ci sono altre conseguenze, meno ovvie, per il riso in un mondo che si sta riscaldando.

Una delle maggiori minacce è la peronospora batterica, una malattia mortale delle piante causata dal batterio Xanthomonas oryzae pv. oryzae. È stato riferito che la malattia, più diffusa nel sud-est asiatico e in aumento in Africa, ha ridotto i raccolti di riso fino al 70% in una sola stagione.

"Sappiamo che con una temperatura più alta, la malattia peggiora", afferma Jan Leach, patologo delle piante presso la Colorado State University di Fort Collins. La maggior parte dei geni che aiutano il riso a combattere la peronospora batterica sembrano diventare meno efficaci quando le temperature aumentano, spiega.

E mentre il mondo si riscalda, potrebbero aprirsi nuove frontiere per i patogeni del riso. Uno studio di agosto su Nature Climate Change suggerisce che con l'aumento delle temperature globali, le piante di riso (e molte altre colture) alle latitudini settentrionali, come quelle in Cina e negli Stati Uniti, saranno a maggior rischio di infezione da agenti patogeni.

Nel frattempo, l'aumento delle temperature può portare a un problema di arsenico a doppio taglio. In uno studio del 2019 su Nature Communications, E. Marie Muehe, biogeochimica presso il Centro Helmholtz per la ricerca ambientale di Lipsia, in Germania, che allora era all'Università di Stanford, ha dimostrato che in condizioni climatiche future, più arsenico si infiltrerà nelle piante di riso. Alti livelli di arsenico aumentano il rischio per la salute di mangiare il riso e la strana crescita delle piante.

L'arsenico si trova naturalmente nei suoli, sebbene nella maggior parte delle regioni l'elemento tossico sia presente a livelli molto bassi. Il riso, tuttavia, è particolarmente suscettibile alla contaminazione da arsenico, perché viene coltivato in condizioni di allagamento. Le risaie mancano di ossigeno e i microbi che prosperano in questo ambiente anossico liberano l'arsenico dal terreno. Una volta che l'arsenico è nell'acqua, le piante di riso possono assorbirlo attraverso le loro radici. Da lì, l'elemento viene distribuito nei tessuti e nei grani delle piante.

Muehe e il suo team hanno coltivato una varietà di riso californiana in un terreno locale a basso contenuto di arsenico all'interno di serre a clima controllato. L'aumento della temperatura e dei livelli di anidride carbonica per adeguarsi agli scenari climatici futuri ha migliorato l'attività dei microbi che vivono nei suoli delle risaie e ha aumentato la quantità di arsenico nei chicchi, afferma Muehe. E, soprattutto, i raccolti di riso sono diminuiti. Nel suolo californiano a basso contenuto di arsenico in condizioni climatiche future, la resa del riso è scesa del 16%.

Secondo i ricercatori, i modelli che prevedono la futura produzione di riso non tengono conto dell'impatto dell'arsenico sui raccolti. Ciò significa, dice Muehe, che le attuali proiezioni sovrastimano la quantità di riso che verrà prodotta in futuro.

Gestire la sete di riso

Dall'alto di un terrapieno che costeggia uno dei suoi campi, Rystrom osserva l'acqua sgorgare da un tubo, allagando una risaia piena di piante di riso. "In un anno come questo, abbiamo deciso di pompare", dice.

In grado di attingere alle acque sotterranee, Rystrom ha lasciato solo il 10% circa dei suoi campi non piantati in questa stagione di crescita. "Se tutti pompassero da terra per coltivare il riso ogni anno", ammette, sarebbe insostenibile.

Un metodo ampiamente studiato e favorevole alla siccità è "bagnatura e asciugatura alternati" o inondazioni intermittenti, che comportano l'allagamento e il drenaggio delle risaie su cicli da uno a 10 giorni, invece di mantenere un'inondazione costante. Questa pratica può ridurre il consumo di acqua fino al 38% senza sacrificare i rendimenti. Stabilizza anche il terreno per la raccolta e abbassa i livelli di arsenico nel riso portando più ossigeno nei terreni, interrompendo i microbi che rilasciano arsenico. Se regolato correttamente, potrebbe anche migliorare leggermente i raccolti.

Ma i vantaggi in termini di risparmio idrico di questo metodo sono maggiori quando viene utilizzato su terreni altamente permeabili, come quelli dell'Arkansas e di altre parti del sud degli Stati Uniti, che normalmente richiedono molta acqua per rimanere allagati, afferma Bruce Linquist, uno specialista del riso presso l'estensione cooperativa dell'Università della California. I terreni ricchi di argilla della Sacramento Valley non drenano bene, quindi il risparmio idrico dove le fattorie Rystrom sono minime; non usa il metodo.

La costruzione di argini, sistemi di canali e bacini idrici può anche aiutare gli agricoltori a smorzare la volatilità del ciclo dell'acqua. Ma per alcuni, la soluzione ai problemi legati al clima del riso sta nel migliorare la pianta stessa.

Razze migliori

La più grande raccolta di riso al mondo è conservata vicino al bordo meridionale della Laguna de Bay nelle Filippine, nella città di Los Baños. Lì, l'International Rice Genebank, gestita dall'IRRI, detiene oltre 132.000 varietà di semi di riso provenienti da fattorie di tutto il mondo.

All'arrivo a Los Baños, quei semi vengono essiccati e lavorati, posti in sacchi di carta e trasferiti in due strutture di stoccaggio: una raffreddata a 2˚-4˚C da cui i semi possono essere facilmente prelevati, e un'altra refrigerata a –20˚C per conservazione a lungo termine. Per essere più sicuri, i semi di riserva sono conservati presso il Centro nazionale per la conservazione delle risorse genetiche a Fort Collins, in Colorado, e lo Svalbard Global Seed Vault nascosto all'interno di una montagna in Norvegia.

Tutto questo viene fatto per proteggere la biodiversità del riso e accumulare un tesoro di materiale genetico che può essere utilizzato per allevare le future generazioni di riso. Gli agricoltori non utilizzano più molte delle varietà conservate, optando invece per nuove razze più robuste o ad alto rendimento. Tuttavia, le soluzioni ai problemi legati al clima possono essere nascoste nel DNA di quei ceppi più vecchi. "Gli scienziati sono sempre alla ricerca di quella raccolta per vedere se è possibile scoprire geni che non vengono utilizzati in questo momento", afferma Ronald, di UC Davis. "Ecco come è stato scoperto Sub1."

Il gene Sub1 consente alle piante di riso di sopportare periodi prolungati completamente sommerse sott'acqua. È stato scoperto nel 1996 in una varietà tradizionale di riso coltivata nello stato indiano dell'Orissa e, attraverso l'allevamento, è stato incorporato in varietà coltivate nelle regioni del sud e sud-est asiatico soggette a inondazioni. Le varietà con sub1, chiamate "riso scuba", possono sopravvivere per oltre due settimane completamente sommerse, un vantaggio per gli agricoltori i cui campi sono vulnerabili alle inondazioni improvvise.

Alcuni ricercatori stanno guardando oltre la variabilità genetica conservata nelle banche dei geni del riso, cercando invece geni utili di altre specie, comprese piante e batteri. Ma l'inserimento di geni da una specie in un'altra, o la modificazione genetica, rimane controverso. L'esempio più famoso di riso geneticamente modificato è il Golden Rice, inteso come soluzione parziale alla malnutrizione infantile. I chicchi di Golden Rice sono arricchiti in beta-carotene, un precursore della vitamina A. Per creare il riso, i ricercatori hanno unito un gene da un narciso e un altro da un batterio in una varietà asiatica di riso.

Sono trascorsi tre decenni dal suo sviluppo iniziale e solo una manciata di paesi ha ritenuto il riso dorato sicuro per il consumo. Il 23 luglio, le Filippine sono diventate il primo paese ad approvare la produzione commerciale del Golden Rice. Abdelbagi Ismail, scienziato principale dell'IRRI, attribuisce la lenta accettazione alla percezione pubblica e agli interessi commerciali contrari agli organismi geneticamente modificati, o OGM (SN: 2/6/16, p. 22).

Guardando al futuro, sarà fondamentale per i paesi abbracciare il riso GM, afferma Ismail. Le nazioni in via di sviluppo, in particolare quelle africane che stanno diventando sempre più dipendenti dal raccolto, trarrebbero grandi benefici dalla tecnologia, che potrebbe produrre nuove varietà più velocemente dell'allevamento e potrebbe consentire ai ricercatori di incorporare nelle piante di riso caratteristiche che l'allevamento convenzionale non può. Se il Golden Rice dovesse ottenere l'accettazione mondiale, potrebbe aprire la porta a nuove varietà geneticamente modificate resistenti al clima e alle malattie, afferma Ismail. “Ci vorrà tempo”, dice. "Ma accadrà".

Il cambiamento climatico è una bestia dalle molte teste e ogni regione di coltivazione del riso dovrà affrontare una serie di problemi particolari. Risolvere questi problemi richiederà la collaborazione tra gli agricoltori locali, i funzionari governativi e la comunità internazionale di ricercatori.

"Voglio che i miei figli possano provare a farlo", dice Rystrom. “Devi fare molto di più che coltivare il riso. Devi pensare alle generazioni future. ”

Da: Science News

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