Scienze agrarie: cosa c'entra il latte con l'intelligenza artificiale

Si apre il frigo, si prende il latte, si versa il latte nel caffè, si richiude il frigo.
Quando gli svizzeri si svegliano al mattino, difficilmente pensano al fatto che interi settori della ricerca e del mondo del lavoro si occupano di garantire loro questo standard. Allo stesso modo, guardando fuori dal finestrino dell'auto o della S-Bahn, non pensano certo che scienziati di ogni tipo si occupino della conservazione e dello sviluppo del paesaggio che stanno osservando. Alcuni dei tanti «fili» di questa ricerca si intrecciano con il lavoro di Nina Buchmann, professoressa di scienze dei pascoli all’ETH. La sua ricerca studia come prati, pascoli e campi non solo forniscano cibo, ma agiscano anche come attori nel cambiamento climatico.

Per molto tempo l'agricoltura è stata considerata soprattutto un problema. Le mucche emettono metano, i suoli emettono protossido di azoto e anidride carbonica, i fertilizzanti inquinano le acque. La ricerca di Buchmann dimostra tuttavia che i suoli dei prati e dei pascoli possono essere importanti pozzi di assorbimento del carbonio. Se gestiti correttamente, i prati ben coltivati assorbono più CO₂ di quanta ne emettano. 

Grazie a una rete di stazioni di misurazione distribuite su tutto il territorio svizzero, che da oltre 20 anni rilevano fino a venti volte al secondo lo scambio di gas tra suolo, vegetazione e atmosfera, la prof.ssa Buchmann e il suo team scientifico hanno potuto dimostrare che i prati sono per lo più pozzi di assorbimento del carbonio. Se però vengono arati, gran parte del contributo al clima accumulato in precedenza può andare perso in breve tempo.

Quando i dati di misurazione diventano politica

Dai dati della Buchmann nascono così proposte concrete di intervento per l'agricoltura e la politica. Ad esempio, preferire la semina diretta invece di arare quando si deve rinnovare il prato e mantenere il più breve possibile il periodo in cui il suolo rimane scoperto. Oppure ridurre l'apporto di azoto e adattarlo esattamente al fabbisogno delle piante, in modo che le radici vincano la competizione per l'azoto nel suolo e i microrganismi rilascino meno protossido di azoto.

Anche la biodiversità è fondamentale. «La nostra ricerca ha dimostrato che i prati ricchi di specie offrono un’importante funzione di protezione: resistono meglio alla siccità e alle ondate di calore e garantiscono rese più stabili rispetto alle colture monocolturali», afferma Buchmann. In questo modo, la ricerca di Buchmann fornisce alla politica anche basi scientifiche per promuovere la tutela della biodiversità.

Non solo a livello nazionale esiste un nesso tra il nostro latte e i dati di Buchmann. Questi confluiscono in rapporti internazionali sul clima come quelli del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC), dove i pascoli, le emissioni di protossido di azoto e i pozzi di assorbimento del carbonio emergono come leve della politica agricola e climatica. 

A livello nazionale, il Prof. Buchmann ha redatto, insieme al World Food System Center, uno studio di foresight per l’Ufficio federale dell’agricoltura: In esso è stato delineato come il sistema alimentare svizzero possa diventare sostenibile e rispettoso delle risorse. Molte delle priorità ivi stabilite sono confluite in un grande programma di ricerca agricola – i set di dati di Buchmann costituiscono quindi una delle basi su cui vengono stanziati i fondi per la ricerca in Svizzera.

Una carriera all’insegna dell’alta tecnologia e dei sistemi

E questi fondi contribuiscono a un insegnamento orientato alla ricerca e quindi alla nascita di nuovi settori professionali. Chi studia i pascoli, infatti, non finisce necessariamente in una stalla o in un campo sperimentale, ma magari in una start-up di robotica, dove progetta algoritmi per ottimizzare i tempi di semina e le quantità di fertilizzante, oppure sviluppa nuovi metodi di analisi delle immagini satellitari. 

Poiché il corso di studi presso l’ETH di Zurigo è fortemente orientato ai sistemi – suolo, piante, animali, clima, economia e società vengono considerati nel loro insieme e gli ecosistemi agricoli sono intesi come parte del sistema ambientale –, gli ambiti professionali sono sorprendentemente ampi. Gli agronomi dell’ETH lavorano in banche e compagnie di assicurazione e riassicurazione, dove valutano i rischi climatici o sviluppano prodotti assicurativi contro eventi estremi. Altri lavorano in aziende industriali e analizzano enormi set di dati per rendere più solide le catene del valore o identificare mercati per prodotti sostenibili. A ciò si aggiungono attività nelle ONG, nella cooperazione allo sviluppo, nell’amministrazione o nella comunicazione scientifica – ovunque sia necessario spiegare perché vale la pena riflettere su miscele di prati, metano, CO2 e protossido di azoto, identificare conflitti di obiettivi e sviluppare soluzioni. «I nostri studenti vogliono comprendere le interrelazioni, garantire l’alimentazione e proteggere le risorse – plasmare il futuro con metodi innovativi, alta tecnologia e IA», afferma Buchmann. Affinché anche tra 50 anni possiamo ancora goderci la nostra colazione e i nostri paesaggi.

«Soluzioni per tutti noi»

Christian Hofer, direttore dell’Ufficio federale dell’agricoltura, spiega perché le menti più brillanti dovrebbero studiare scienze agrarie.

Signor Hofer, lei stesso è un agronomo dell’ETH. Cosa le ha trasmesso il corso di studi che utilizza ancora oggi quotidianamente?

Il pensiero sistemico. Durante gli studi di scienze agrarie si impara fin dall’inizio a considerare nel loro insieme i nessi economici, ecologici e sociali. A ciò si aggiunge la metodologia basata sui fatti: statistica, lavoro analitico, processo decisionale basato sulle prove. Gli studi al Politecnico mi hanno insegnato ad affrontare problemi complessi in modo strutturato e, al contempo, pensando in modo interconnesso. Questi strumenti sono oggi più rilevanti che mai.

Più attuale che mai – perché?

Perché la sicurezza alimentare è diventata una sfida sociale fondamentale. In un contesto caratterizzato dalla crescita demografica, dalla crescente scarsità delle risorse e dai cambiamenti climatici, l’economia ha urgente bisogno di professionisti in grado di integrare discipline così diverse come l’ingegneria, l’agronomia, l’economia e le conoscenze biologiche. I laureati dell'ETH offrono proprio questo: pensiero interdisciplinare, orientamento pratico e disponibilità fin dal primo giorno. Il corso di studi prevede fin dall'inizio dei tirocini: molti acquisiscono così esperienza all'estero e sono quindi molto richiesti sul mercato del lavoro.

In quali ambiti concreti gli agronomi e le agronome danno oggi il contributo maggiore?

Prendiamo ad esempio la siccità delle estati passate: già solo in questo caso sono necessarie conoscenze combinate che si intrecciano e si completano a vicenda – ad esempio nella selezione di varietà resistenti alla siccità, nei sistemi efficienti di distribuzione dell’acqua o nello sviluppo di sistemi di irrigazione intelligenti. Anche l’analisi dei cicli dei nutrienti o i metodi di coltivazione che preservano le risorse sono campi centrali. La forza delle scienze agrarie risiede proprio nel fatto che riuniscono queste e molte altre discipline. Chi ha imparato a pensare in modo così sistemico è estremamente richiesto in un numero incredibile di settori del mercato del lavoro. 

Ciononostante, molti talenti scelgono l’informatica o l’economia. Cosa risponde a chi la pensa così?

Che nelle scienze agrarie si imparano e si applicano entrambe le cose e molto altro ancora, operando in un ambito tematico di grande rilevanza. Si lavora a soluzioni di cui il mondo ha davvero bisogno. Le opportunità di carriera sono più ampie di quanto molti pensino: dal settore privato alle assicurazioni, fino all’istruzione e all’amministrazione. E il corso di studi è orientato alla pratica, concreto nel senso migliore del termine.

Maggiori informazioni sul corso di laurea in Scienze agrarie dell'ETH.