Fonte: periodico "Fertilizzanti"
Articolo a cura di Mattia Paoletti mattia.paoletti@studio.unibo.it
Pubblichiamo un estratto della tesi vincitrice dell'ottava edizione del premio Arvan per la migliore tesi sui fertilizzanti.
Il riciclo di materiali organici in agricoltura va incontro sia agli obiettivi di sostenibilità delle economie più avanzate, sia alla necessità di apportare sostanza organica nei suoli agrari. Questi sacrosanti obiettivi possono però essere raggiunti solo attraverso una valutazione razionale del problema, tenendo in giusta considerazione che l'applicazione di compost al suolo potrebbe dare origine, in talune situazioni, anche a problemi di ordine ambientale.
Lo scopo di questa ricerca è stato quello di studiare gli effetti della concimazione organica a base di compost (ammendante compostato misto, D.Lgs. 75/2010) sull'accumulo e sulla disponibilità dell'azoto (N) in un pescheto.
La prova sperimentale è stata effettuata con la partecipazione dell'Azienda Agraria Sperimentale "Mario Marani" (Ravenna, Italia) su di un pescheto varietà StarkRedGold, a buccia liscia, su portinnesto ibrido GF677. La prova è iniziata nel 2001 con l'impianto del frutteto e nel 2014, successivamente all'espianto della coltura, sono avvenute le operazioni di prelevamento dei campioni di suolo.
Il piano sperimentale utilizzato si basava su uno schema a blocchi randomizzati, costituito da 4 blocchi, in ognuno dei quali si è sperimentato l'effetto di due differenti dosi di compost in relazione ad un controllo positivo e uno negativo, con i quali sono stati confrontati i risultati ottenuti con il compost. In totale lo schema prevedeva 4 diverse modalità di trattamento:
- Controllo negativo (CK), non è stato apportato nessun concime/ammendante.
- Controllo positivo (M), all'impianto sono stati integrati al terreno 100 kg/ha di fosforo e 200 kg/ha di potassio, durante la fase di allevamento sono stati dati 70 kg/ha di azoto (N, sotto forma di urea) suddivisi in due frazioni (60% a fine primavera e 40% a fine estate), al terzo anno di età la concimazione azotata è stata aumentata fino a 120 kg/ ha/anno e al quinto anno di età si è passati a 130 kg/ha/anno di N.
- Fertilizzazione con compost a basse dosi (CCDB), sono stati apportati 5 t/ha/anno di compost (dato espresso sulla sostanza secca, ss) frazionato nelle stesse modalità del controllo positivo. Il compost è stato localizzato entro 2 m dalla fila, interrandolo a 25 cm di profondità.
- Fertilizzazione con compost ad alte dosi (CCDA), sono state distribuite 10 t/ha/anno di compost (dato espresso sulla ss).
- Le biomasse di scarto che sono state usate come materiale di partenza per la produzione del compost utilizzato derivavano da rifiuti organici domestici e da scarti di potatura di piante ornamentali. Riguardo al campionamento, in totale sono state raccolti 128 campioni di suolo, considerando tutti e 4 i blocchi, suddivisi in funzione del trattamento (CK, M, CCDB e CCDA), della posizione (fila o interfila) e della profondità (0-15; 15-25; 25-45; 45-65 cm).
Questa tipologia di campionamento ha portato alla formazione di campioni di suolo che differiscono per: (i) un fattore primario, ovvero il trattamento; (ii) un fattore secondario, cioè la posizione; (iii) un fattore terziario, ossia la profondità; (iv) ripetizione, il blocco di appartenenza.
La determinazione dell'N totale (l'Ntot) rappresenta la concentrazione nel suolo di N sia organico che inorganico. L'N potenzialmente mineralizzabile (Nmin) rappresenta, invece, la quantità di N organico mineralizzabile nel suolo e comprende l'N della biomassa microbica e l'N immediatamente disponibile (composti organici azotati e liberi nella matrice suolo). La percentuale di mineralizzazione (%Nmin) è data dal rapporto, espresso in percentuale, tra l'Nmin e l'Ntot.
I risultati ottenuti sono stati organizzati secondo un modello sperimentale SPLIT-SPLIT-PLOT, in cui il trattamento è il fattore primario (PLOT), la posizione è il fattore secondario contenuto all'interno del primario (SPLIT) e la profondità è il fattore terziario contenuto all'interno del secondario (SPLIT). Sulla base di questa gerarchia fattoriale è stata eseguita l'analisi della varianza (ANOVA). I risultati hanno mostrato che tutti i fattori considerati hanno modificato profondamente la concentrazione di N totale nel suolo (cfr. Tabella 1). Considerando il fattore principale ("concimazione"), è possibile osservare come l'utilizzo del compost abbia incrementato l'N totale rispetto al controllo negativo (1,26 g/kg), sia nella dose alta (2,14 g/ kg), sia nella dose bassa (1,65 g/kg). Il trattamento con compost, inoltre, ha incrementato I'Nmin con un effetto marcato alla dose alta (50,5 mg/kg) rispetto alla dose bassa (36,2 mg/kg).
Nel controllo non trattato e in quello minerale, invece, l'Nmin è risultato significativamente inferiore in entrambi i casi (12,8 e 12,4 mg/kg, rispettivamente). Inoltre, nelle parcelle trattate con compost la % di Nmin è risultata pari al 2,04-2,05%, mentre nel caso del controllo negativo il valore è sceso allo 0,92%. La concimazione minerale, in questo caso, rappresenta una situazione intermedia, con valore pari all'1,48%.
Tabella 1. Dipendenza dell'Ntot dalla concimazione, dalla localizzazione e dalla profondità di campionamento (n=128)
Fattore | Ntot (g/kg) | Nmin (g/kg) | %Nmin(%) |
Concimazione | |||
Controllo negativo (CK) | 1,26 c | 12,8 c | 0,919 b |
Controllo positivo (M) | 1,28 c | 12,4 c | 1,48 c |
Compost dose bassa (CCDB) | 1,65 b | 36,2 b | 2,04 a |
Compost dose alta (CCDA) | 2,14 a | 50,5 a | 2,05 a |
Significatività (p) | <0,001*** | <0,001*** | <0,001* |
Localizzazione (L) | |||
Fila | 1,83 a | 34,0 a | 1,58 |
Interfila | 1,34 b | 22,0 b | 1,66 |
Significatività (p) | 0,032* | <0,001*** | 0,730 |
Profondità (P, in cm) | |||
0-15 | 2,50 a | 63,0 a | 2,38 a |
15-25 | 1,56 b | 26,5 b | 1,75 ab |
25-45 | 1,24 c | 15,2 c | 1,43 bc |
45-65 | 1,05 d | 7,25 d | 0,942 c |
Significatività (p) | <0,001*** | <0,001*** | <0,001*** |
Lettere diverse indicano medie significativamente diverse per p = 0,05 (LSD test).
Anche il fattore subordinato "localizzazione" ha inciso significativamente sia sull'N totale, mostrando un effetto significativo sulla fila (1,83 g/kg) rispetto all'interfila (1,34 g/kg), sia sulle misurazioni dell'N potenzialmente mineralizzabile (fila→34,0 mg/kg; interfila→22,0 mg/kg).
Osservando i risultati relativi al fattore sub-subordinato "profondità", I'N totale è risultato intensamente modificato, con valori decrescenti dallo strato più superficiale (0-15 cm→2,50 g/kg) a quello più profondo (45-65 cm→1,03 g/kg).
La profondità di campionamento ha influito notevolmente anche sull'Nmin, tanto che le misurazioni nell'orizzonte più superficiale (0-15 cm) sono risultate pari a 63,0 mg/kg, cioè circa nove volte maggiori rispetto alle concentrazioni misurate nell'orizzonte più profondo (45-65 cm), dove sono risultate pari a 7,25 mg/kg. Riguardo alla percentuale di mineralizzazione sono state osservate delle differenze altamente significative, con andamento decrescente in funzione della profondità.
Nel caso del trattamento con compost alla dose alta (CCDA) l'Ntot misurato è risultato pari a 2,14 g/ kg, con un incremento marcato rispetto ad entrambi i controlli (CK e M). L'incremento risultante può essere dimostrato dal fatto che il contenuto di Ntot del compost post utilizzato nella prova era del 2,4% sul secco, quindi, apportando 10 t/ha/anno, senza considerare le perdite, sono stati somministrati circa 240 kg/ha/ anno di N, di cui la maggior parte (circa I'80%) sotto forma di N organico.
L'accumulo di N verificatosi nelle parcelle trattate con compost può essere considerato positivo dal punto di vista agronomico, poiché la maggior concentrazione di N garantisce alle colture una disponibilità quasi continua nell'arco dell'anno di questo elemento, che diventa assimilabile attraverso la mineralizzazione. D'altro canto, però, considerata l'elevata percentuale di Norg sul totale presente nel compost, difficilmente questo riuscirà a soddisfare il fabbisogno di N della coltura nei periodi di maggior asportazione, con problematiche legate alla qualità e alla quantità della produzione.
I valori di Ntot, sono risultati superiori sulla fila (1,83 g/kg) rispetto all'interfila (1,34 g/kg). Un'eccezione è rappresentata dal CODA, che presenta anche lungo l'interfila, ma solo nello strato più superficiale (0-15 cm), valori maggiori (2,53 g/kg) rispetto agli altri trattamenti.
Per capire meglio questo risultato è importante ricordare che il compost è stato distribuito in prossimità delle file ed interrato alla profondità di 25 cm.
Quindi l'addizione del compost ha interessato anche zone di terreno adiacenti al punto di distribuzione del compost. Ciò indica che l'apporto di sostanza organica nel suolo fertilizzato con compost alle dosi alte è risultato sovrabbondante rispetto alla capacità del suolo di incorporarlo.
La tipologia di concime ha inciso profondamente sull'Nmin, particolarmente nel caso del compost.
Infatti, sia il CODA, sia il CCDB hanno mostrato valori maggiori, rispettivamente di 50,5 e di 36,2 mg/kg, rispetto ai controllo non trattato (CK) e al controllo trattato con il concime minerale (12-13 mg/kg). I maggiori valori riscontrabili con il compost possono essere messi in relazione sia al fatto che la sua distribuzione ha incrementato il contenuto di sostanza organica e, quindi, anche il contenuto di N organico (Norg) del suolo, sia alla maggior concentrazione di ioni ammonio (NH4+) adsorbiti sulle argille, derivanti dalla mineralizzazione dell'N organico (Norg) avvenuta negli anni della prova.
Anche il fattore profondità di campionamento ha influito significativamente sull'Nmin e, come atteso, ha mostrato una forte correlazione con l'Ntot presente nel suolo (cfr. Figura 1). Questo risultato conferma, come osservato in precedenza, come all'accumulo di sostanza organica (quindi di Norg), dipendente dal punto di deposizione del concime organico, corrisponde un incremento e che la sua presenza dipende dalla mobilità della sostanza organica.
I diversi trattamenti non hanno incrementato significativamente il rapporto Nmin/Ntot (%Nmin), ciò va ad indicare che sia la concimazione minerale, sia quella organica non ha inciso sulla frazione di Ntot potenzialmente mineralizzabile presente nel suolo.
Nella figura 2, dove è riportata la relazione tra l'Ntot e il %Nmin in funzione delle diverse profondità di campionamento, è possibile osservare come al crescere dell'Ntot, la %Nmin si stabilizzi intorno a valori prossimi al 4%.
Analizzando la distribuzione di questi dati è facile accorgersi che la %Nmin cresce più o meno linearmente nell'intervallo compreso tra 1000 e 2000 mg/ kg di Ntot, mentre a livelli superiori si stabilizza. Questo risultato sembra suggerire che l'accumulo di Ntot nel suolo abbia un effetto positivo sulla %Nmin solo a livelli bassi di Ntot, come se entro questo intervallo l'Ntot fosse il fattore limitante, mentre oltre questo limite, subentrino altri fattori limitanti.
I risultati ottenuti in questo studio, dal punto di vista agronomico, hanno messo in evidenza che la concimazione con compost, continuativa per 13 anni, in un pescheto, alle dosi di 5 e 10t/ha, ha comportato, rispetto al controllo non trattato: (i) un aumento consistente dell'N totale nel suolo, rispettivamente +31 % e +70%; (ii) un incremento molto consistente dell'N potenzialmente mineralizzabile, rispettivamente +180% e +295% e (iii) una variazione decisamente consistente del rapporto Nmin/Ntot, +120% in entrambi i casi.