Una ricerca condotta da ENEA e Università degli Studi di Bari apre nuove prospettive per la gestione sostenibile del suolo, la tutela dell’ambiente e la sicurezza alimentare. L’obiettivo è di studiare con l’aiuto dell’Intelligenza Artificiale l’impatto dei cambiamenti climatici sulle comunità microbiche nel suolo e sulla salute del suolo.
I primi risultati sono stati pubblicati nell’articolo “Climate Change and Soil Health: Explainable Artificial Intelligence Reveals Microbiome Response to Warming” sulla rivista Machine Learning and Knowledge Extraction.
«Le tecniche di machine learning che abbiamo usato ci hanno permesso di identificare una delle principali “sentinelle” della salute del terreno, il microbioma, vale a dire l’insieme di batteri, funghi e protisti che popolano il terreno e giocano un ruolo cruciale nella dinamica del carbonio nel suolo in risposta al cambiamento climatico» spiega Claudia Zoani, ricercatrice della Divisione ENEA Sistemi agroalimentari sostenibili e coautrice dello studio, insieme al gruppo di lavoro dell’Università degli Studi di Bari coordinato dalla professoressa Sabina Tangaro.
Il cambiamento dei regimi di temperatura e delle precipitazioni influenza direttamente la temperatura del suolo e la disponibilità di acqua, modificando la distribuzione delle comunità microbiche nel suolo e, di conseguenza, i processi di decomposizione della materia organica.
Flusso di lavoro dell’analisi per l’identificazione dei fattori che influenzano maggiormente i terreni con Q10 elevato e Q10 basso. © ENEA
«L’aumento delle temperature accelera i processi di decomposizione del microbioma, incrementando la quantità di gas serra emessi in atmosfera, come l’anidride carbonica e il metano. Il risultato è un peggioramento della qualità del suolo che mette a rischio la produzione agricola e la sicurezza alimentare di milioni di persone nel mondo» sottolinea Zoani.
Il valore che misura l’aumento dell’attività dei microrganismi nel suolo quando la temperatura sale di 10 °C si chiama Q10 e, nello specifico, indica la sensibilità della respirazione microbica alle variazioni di temperatura. Conoscere questo valore dell’attività del microbioma diventa importante per prevedere come il ciclo del carbonio nel suolo risponderà al riscaldamento globale.
«In questo contesto, l’Intelligenza Artificiale può giocare un ruolo fondamentale, perché offre strumenti molto efficaci per analizzare dati complessi, fare previsioni e adottare pratiche agricole sostenibili che promuovano la produzione alimentare nel lungo termine» conclude la professoressa Tangaro.
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