CONTRIBUTION OF AGROECOLOGICAL MEASURES TOWARDS CLIMATE-SMART AND MULTIFUNCTIONAL FARMING SYSTEMS

Growing population, land degradation and climate change are significant threats to food security and human development. Conventional intensive farming is usually associated with soil quality depletion and environment pollution, through soil organic matter mineralization as carbon dioxide (CO2) and nitrogen release as reactive forms to atmosphere and water, thus promoting global climate change. The adoption of sustainable agroecosystems management is key for adapting to climate change while increasing soil quality and lowering agricultural impact on global warming. The main objective of this thesis is to evaluate the performances of climate-smart practices (i.e., no-till, cover crops, and subsurface drip irrigation) in terms of crop yield potential, soil quality increase and reduced impact on climate change. We concluded that conservation practices (no-till and cover crops) may ensure comparable crop yields to conventional system while high-efficient micro-irrigation systems (subsurface drip irrigation) are particularly effective under dry climate conditions. Moreover, such sustainable farming practices may (i) positively affect soil quality by enhancing carbon and nitrogen content into the soil, as well as (ii) reduce agricultural impact on climate change by lowering the release of nutrients to the environment.

La continua crescita della popolazione mondiale, il progressivo degradamento dei suoli e il cambiamento climatico globale sono tra le più grandi sfide per l’umanità nel prossimo futuro. Pratiche non sostenibili di gestione del suolo e delle colture in agricoltura convenzionale hanno danneggiato lo stato di salute dell’agro-ecosistema e favorito il cambiamento climatico, attraverso la mineralizzazione della sostanza organica e il rilascio di forme reattive dell’azoto nelle acque e in atmosfera. L’adozione di nuove pratiche agricole sostenibili è stata indicata come una delle strade percorribili per l’adattamento dei sistemi agricoli ai cambiamenti climatici e per ridurre l’impatto negativo sull’ambiente. L’obiettivo principale di questa tesi è quello di valutare le performance delle pratiche sostenibili e clima-intelligenti (p.e., no-till, cover crop, e sub-irrigazione) in termini di potenziale produttivo delle colture, di incremento della qualità del suolo, e di riduzione dell’impatto climatico. Dai risultati emerge come le pratiche conservative (no-till e cover crop) siano in grado di generare rese colturali paragonabili ai sistemi convenzionali, mentre i sistemi irrigui efficienti (sub-irrigazione) siano particolarmente efficaci in condizioni climatiche siccitose. Inoltre, l’introduzione di queste pratiche agricole sostenibili ha consentito di preservare la qualità del suolo aumentandone il contenuto di azoto e carbonio e, allo stesso tempo, riducendo l’impatto climatico grazie al minor rilascio di nutrienti nell’ambiente.