Global analysis of relative maize productivity under three different regenerative practices

La costante crescita della popolazione negli anni futuri porterà ad un aumento della domanda di cibo pari circa al 60% rispetto a quella attuale. Finora, le tecniche agricole tradizionali sono state in grado di soddisfare le richieste produttive dell’uomo, ma a spese dell'ambiente. Negli ultimi anni sono emerse nuove tecniche rigenerative come il no-tillage (NT), l'agroforestry (AF) e l'agricoltura biologica (OF) che non hanno più come unico obiettivo la produttività del suolo, ma anche la salvaguardia dell'ambiente. Tuttavia, non c'è ancora consenso sull'esito della loro applicazione per quanto riguarda la produttività delle culture. L'obiettivo di questa analisi è definire per ogni tecnica rigenerativa (NT, AF, OF) le condizioni ambientali in cui la resa del mais aumenta o diminuisce, e la possibile relazione tra i fattori ambientali e la produttività relativa. A tal fine, è stato utilizzato un dataset globale di osservazioni tratte da diversi studi di letteratura e sono stati analizzati diversi fattori ambientali per verificare se fosse possibile definire intervalli in cui si verifichino cambiamenti omogenei nella produttività. Successivamente, per ogni tecnica agricola, sono stati ottenuti modelli predittivi sulla produttività relativa (effect size) utilizzando il modello Random Forest. Questo modello è anche in grado di fornire una classifica delle variabili più importanti che influenzano la previsione. Dai risultati, NT e AF sembrano avere un potenziale maggiore per l'aumento della produttività del mais quando i siti coltivati si trovano in condizioni ambientali meno favorevoli per la sua crescita (zone climatiche ad alto stress idrico o di calore ...), mentre OF ha registrato una diminuzione media in tutte le zone. Il fattore che influenza maggiormente l’effect size è diverso per ogni pratica, l’aridity index è al primo posto per il NT, mentre il pH è la variabile principale per AF e OF. Considerando l'accuratezza del modello Random Forest in base ai valori di R2, la stima più affidabile è risultata essere NT (R2 = 0,36), seguita da OF (R2 = 0,13) ed infine da AF (R2 = 0,07) che non sembra restituire valori affidabili. Una volta scartata l’AF, il NT sembra registrare il maggiore aumento della produttività del mais in Nord America, in Nord Africa e in India, mentre quelle in cui OF ha il maggiore potenziale sono il Sud America e il Sudafrica. Entrambe le pratiche, tuttavia, sembrano avere un effetto positivo nell'America nord-orientale. Inoltre, l'analisi mostra che la relazione con la componente ambientale e la produttività relativa è complessa e che non è possibile definire con precisione degli intervalli in cui la variazione della produttività del mais sia omogenea.