Fonte articolo: Rivista "Uva da tavola"
Articolo a cura di Chiara Vacca - Dottoressa in Scienze Agrarie
Alta efficienza e numerosi vantaggi derivano dall'utilizzo di questa tecnica in particolari fasi di sviluppo della coltura. Importante utilizzare formulati di qualità e a titolo noto.
La capacità delle foglie della pianta di assorbire acqua e sostanze nutritive è riconosciuta da circa tre secoli. L'applicazione di soluzioni nutritive alle foglie come strategia alternativa per fertilizzare una coltura come la vite, era già utilizzata all'inizio del 1800. Il ruolo degli stomi nel processo di assorbimento fogliare ha destato un generalizzato interesse fin dall'inizio del 1900.
In un secondo momento si è scoperto che la cuticola è preferibilmente permeabile a sostanze con una maggiore componente apolare nelle loro molecole (ad esempio, oli, molti agrofarmaci, erbicidi o insetticidi).
Successive ricerche hanno confermato che anche acqua, ioni e altri composti polari possono penetrare nelle cuticole. Dal suo primo impiego per scopi agricoli fin dal 1800, la concimazione fogliare è stata oggetto di una considerevole ricerca, ed è stata adottata come pratica standard per molte colture. Dai lavori di ricerca che si sono susseguiti negli anni si è constatato che, tutte le piante sono in grado di avvalersi della concimazione fogliare, non solo attraverso le foglie - che rimangono gli organi più attivi per l'assorbimento dei nutrienti - ma anche mediante le altre parti verdi della pianta, come piccioli, meristemi, fiori ed addirittura attraverso le lenticelle delle branche e del fusto.
Quando utilizzare fertilizzanti fogliari
Le situazioni in cui si raccomanda l'uso di fertilizzanti fogliari, includono:
- condizioni che limitano la disponibilità di sostanze nutritive;
- condizioni che portano a elevate perdite di nutrienti;
- la limitazione dell'assorbimento dei nutrienti negli organi critici della pianta in particolari condizioni quali la fase fenologica della coltura, la domanda interna di nutrimento della pianta o altre condizioni ambientali.
La concimazione fogliare è per molti motivi più rispettosa dell'ambiente rispetto alla fertirrigazione oltre ad avere un'azione più immediata e mirata rispetto alla fertilizzazione del terreno, perché i nutrienti possono essere applicati direttamente ai tessuti vegetali durante le fasi critiche della crescita delle piante.
Gli apporti di fertilizzanti a livello fogliare risultano particolarmente indicati nei casi in cui la potenzialità produttiva delle piante è compromessa o se la si vuole aumentare. Risultati molto evidenti si hanno quando questa tecnica è utilizzata per integrare le concimazioni al terreno, stimolare piante sottoposte a stress ambientali e fisiologici, esaltare quali-quantitativamente le produzioni e prevenire o curare carenze nutrizionali.
Tuttavia, sebbene la necessità di correggere uno stato di carenza nutrizionale in una coltura possa essere ben definita, la determinazione dell'efficacia della concimazione fogliare può essere molto più incerta. Questo perché la penetrazione dei nutrienti nella foglia è legata a numerosi e variabili fattori che saranno di seguito descritti.
Penetrazione dei nutrienti nella pianta e morfologia fogliare
Il requisito fondamentale per un'efficace irrorazione fogliare di nutrienti è che questi ultimi possano penetrare nella pianta in modo da essere metabolicamente attivi per le cellule alle quali sono necessari. Una sostanza chimica applicata per via fogliare può attraversare la superficie della foglia in più di una modalità. La cuticola è una barriera efficace contro la perdita di acqua che, allo stesso tempo, limita l'assorbimento di prodotti applicati.
La presenza di crepe, imperfezioni cuticolari o la comparsa di strutture epidermiche modificate come stomi, tricomi e lenticelle può contribuire in modo significativo ad aumentare il tasso di assorbimento delle applicazioni fogliari dei nutrienti. La struttura e la composizione delle superfici della pianta saranno brevemente descritte come base per comprendere il loro ruolo riguardo l'assorbimento delle irrorazioni fogliari di nutrienti.
Cuticola e strutture epidermiche specializzate
L'epidermide è il tessuto protettivo della foglia; copre la superficie della pianta proteggendola da eccessive perdite d'acqua attraverso la traspirazione.
La cuticola è uno strato idrofobico composto da cere e da cutina depositato esclusivamente sulla parte esterna delle cellule dell'epidermide con funzione protettiva. Conferisce impermeabilità all'acqua e, in minor misura, ai gas. Lo spessore della cuticola varia a seconda dei climi in cui vive la pianta. La cuticola compare già nell'embrione della pianta. Sotto la cuticola si trova l'epidermide.
Esiste una grande variabilità tra le specie nello spessore e nella composizione della cuticola. Questa variabilità si traduce non solo in differenze nella capacità della foglia di ridurre i rischi di disidratazione, ma coinvolge anche la mobilità dei soluti attraverso il cuticola, sia verso l'interno che verso l'esterno dell'epidermide. Generalmente, le specie con più cere hanno un tasso inferiore di mobilità delle sostanze attraverso la cuticola.
Le caratteristiche della cuticola variano con l'età della foglia e questo influenza direttamente processi come la traspirazione: le giovani foglie tendono ad avere un'elevata traspirazione che si riduce progressivamente e proporzionalmente all'accumulo di cere nella cuticola.
A pH fisiologico (7.4) la cuticola ha una carica negativa, che favorisce l'interazione e, in alcuni casi, l'assorbimento di ioni positivi.
Gli STOMI
Gli stomi sono piccoli pori situati sulla superficie delle foglie; sono parte dell'epidermide e sono composti da cellule modificate che hanno la capacità di aprirsi e chiudersi per regolare lo scambio di gas. Contrariamente alla credenza popolare, l'assorbimento dei nutrienti attraverso gli stomi è basso.
L'assorbimento degli stomi è difficile perché il contatto tra lo stoma e la goccia è minimo, poiché le gocce sono più grandi dell'apertura stomatica e perché l'acqua ha alta tensione superficiale.
Via preferenziale
La cuticola, grazie alla sua maggiore capacità di intercettazione delle gocce, la sua alta superficie di contatto e la sua composizione chimica, è considerata la via predominante nel processo di assorbimento fogliare.
Quando i soluti si muovono attraverso i diversi strati della foglia, interagiscono con le cere epicuticolari, la cuticola, gli strati di pectina, la parete cellulare e la membrana cellulare. I soluti si diffondono attraverso gli strati cellulari della foglia, attraverso un gradiente di concentrazione che si stabilisce tra la elevata concentrazione della soluzione applicata sulla superficie della foglia e la bassa concentrazione di soluto nelle cellule.
Fattori che influenzano l'assorbimento fogliare
L'assorbimento fogliare è influenzato da diversi fattori tra cui l'ambiente, il genotipo, la fase fenologica, lo stato fisiologico e nutrizionale della pianta, la tecnica di applicazione dei fogliari, la natura chimica del composto distribuito e le loro interazioni. In ogni caso l'anatomia della foglia e la composizione chimica della superficie fogliare sono l'espressione genica che maggiormente influenza la ritenzione idrica della soluzione applicata, che infatti aumenta in presenza di microrugosità della superficie, di tricomi e in assenza di cere; per questo motivo le foglie giovani sono in genere più efficienti di quelle adulte nell'assorbimento dei nutrienti. D'altra parte nelle foglie mature spesso gli stomi perdono efficienza, non si aprono completamente o si occludono con conseguente riduzione dell'assorbimento dei nutrienti. La pagina inferiore delle foglie, in genere più ricca di stomi, risulta la più adatta all'assorbimento fogliare.
Condizioni di carenza di nutrienti possono determinare modifiche morfologiche e strutturali della superficie fogliare con conseguenze sull'assorbimento fogliare.
Tra i fattori ambientali che influenzano l'assorbimento fogliare, l'elevata umidità relativa (RH) favorisce la penetrazione dei nutrienti ionici in quanto riduce le proprietà idrofobiche della cuticola, amplifica il diametro dei pori, ritarda la disidratazione delle gocce irrorate, mantiene il deposito salino idratato permettendo una rapida dissoluzione e influenza la velocità di prosciugamento delle soluzioni.
La radiazione luminosa svolge in genere un effetto positivo sull'assorbimento fogliare, favorendo l'apertura degli stomi, l'attività fotosintetica e la permeabilità della cuticola in prossimità delle cellule di guardia. La luce promuove l'assorbimento del ferro ma se troppo intensa può rivelarsi negativa in quanto favorisce la formazione di cere ed un maggiore ispessimento della cuticola, con aumento dello strato impermeabile e, con esso, della potenziale barriera alla penetrazione dei nutrienti.
L'effetto benefico delle temperature relativamente elevate non è in genere diretto, ma è legato all'aumento della fluidità delle cere della cuticola, che conseguentemente migliora il movimento dei soluti apolari e quindi l'assorbimento della soluzione nutritiva. L'aggiunta di tensioattivi alla soluzione fertilizzante migliora la bagnatura della superficie fogliare in quanto riduce la tensione superficiale delle goccioline e aumenta l'angolo di contatto con la superficie bagnata; è stato, infatti, dimostrato che un liquido con una tensione superficiale <30 mN/m entra spontaneamente nello stoma.
Efficacia di penetrazione per via fogliare
Una volta raggiunta la superficie fogliare, la velocità di penetrazione del sale è piuttosto elevata, in quanto è massimo il gradiente di concentrazione tra l'esterno e l'interno della foglia; successivamente la velocità tende a diminuire fino a stabilizzarsi con il tempo. La velocità di prosciugamento delle soluzioni influenza notevolmente l'assorbimento di alcuni nutrienti. Ad esempio con evaporazione veloce il calcio viene assorbito in maggiore quantità, mentre con evaporazione lenta viene favorito l'assorbimento di azoto ureico, rame e magnesio. Tra i formulati a base di azoto, quello ureico è il più veloce ad essere assorbito: viene idrolizzato subito all'interno delle foglie e trasformato molto presto in azoto proteico, amminico e ammoniacale. Inoltre, è in grado di favorire l'assorbimento degli altri elementi. Seppure in modo diverso anche l'azoto nitrico e ammoniacale viene assorbito dalle foglie, così come gli altri elementi che, entrano a livello cuticolare e, una volta penetrati nelle foglie, vengono traslocati nelle zone di utilizzo.
Il pH della soluzione modifica la polarità delle sostanze che penetrano e quella della cuticola. Inoltre la velocità di penetrazione è influenzata in funzione del prodotto somministrato. Un pH basso evita l'idrolisi alcalina dei prodotti miscelati e favorisce l'assorbimento di elementi nutritivi, in particolare di metalli (ferro e zinco), un pH compreso tra 5,4 e 6,6 si è dimostrato ottimale per l'urea, mentre il fosfato di potassio sembra penetrare con più facilità a pH superiore a 7. In generale poi l'entrata dei nutrienti nella foglia è tanto più rapida quanto minore è la loro dimensione molecolare.
Le caratteristiche fisico-chimiche dell'ambiente tra le cellule influenzano l'assorbimento di alcuni ioni come ad esempio il Fe3+, che per essere assorbito dalla membrana citoplasmatica deve essere ridotto a Fe2+. Tale riduzione è influenzata dal pH e dagli acidi organici presenti; ne consegue che se l'ambiente non è sufficientemente riducente, il ferro si accumula nelle pareti tra le cellule (apoplasto) senza essere assorbito. È evidente quindi che l'efficacia di un formulato fogliare a base di ferro dipende dalle condizioni fisiologiche della foglia; ad esempio l'abbassamento del pH della soluzione irrorata permette al Fe3+, eventualmente accumulato nell'apoplasto, di essere assorbito con conseguente rinverdimento delle foglie clorotiche.
Velocità di assorbimento
L'efficacia di una concimazione fogliare è influenzata sia dalla velocità con cui gli elementi vengono assorbiti sia dalla loro conseguente mobilità a livello dei tessuti. L'assorbimento della soluzione fertilizzante per via fogliare inizia con ritmo piuttosto rapido ed è massimo nelle prime ore dopo l'intervento, per poi assestarsi col passare del tempo su valori contenuti e costanti.
Occorre infine sottolineare la favorevole interazione che si instaura fra assorbimento radicale e fogliare, che determina un più dinamico trofismo radicale. Ugualmente un'appropriata concimazione radicale si ripercuote a livello fogliare, con un maggiore e più efficiente funzionamento dell'apparato fogliare stesso.
Mobilità dei nutrienti nella pianta
Nel caso di nutrienti caratterizzati da elevata mobilità floematica (azoto, potassio, fosforo, boro, ecc.), il loro utilizzo può avvenire anche in tessuti diversi da quelli irrorati, come ad esempio in organi riproduttivi o di riserva. La quantità di nutrienti mobilizzati dipende dallo stadio fenologico della pianta. A fine stagione, invece, una significativa porzione di azoto derivante da somministrazioni fogliari è mobilizzata negli organi legnosi prima della senescenza fogliare. Altri nutrienti (calcio, ferro, zinco, manganese, ecc.) sono pressoché immobili per cui il loro effetto benefico è limitato alla zona di applicazione della soluzione fertilizzante.
Nel caso dello zinco, una volta entrato, tuttavia, risulta piuttosto mobile ed in grado di distribuirsi in tutti i distretti dello scheletro, incluse le radici. Nel caso del boro, la mobilità è legata alla capacità della pianta di sintetizzare zuccheri alcolici, come il sorbitolo. Nella maggior parte delle specie il boro si muove maggiormente per via xilematica e mostra una marcata immobilità una volta depositatosi nella foglia. Nonostante questo, le applicazioni fogliari di boro sono un mezzo efficace per migliorarne la concentrazione nelle gemme e nei fiori ottenendo così una maggiore allegagione e dunque una maggiore produttività.
Limiti della nutrizione fogliare esclusiva
Il fabbisogno annuale dei micronutrienti è inferiore a un grammo per albero e attraverso la concimazione fogliare è possibile reintegrare le quantità asportate annualmente; viceversa la domanda annuale di macroelementi è dell'ordine delle decine o centinaia di grammi, per cui è necessario il ricorso alla concimazione radicale.
Con una sola somministrazione fogliare infatti è possibile garantire solo poche unità percentuali delle richieste di macroelementi. Questo significa che, anche ipotizzando un'efficienza di uso dell'elemento del 100%, si renderebbero necessari svariati trattamenti fogliari per poter garantire un'adeguata nutrizione della pianta. Impostare la nutrizione solo sugli apporti fogliari è da ritenersi, sulla base delle attuali conoscenze, errato in linea di principio, in quanto si potrebbero creare carenze a livello della radice.
È evidente che un equilibrato sviluppo vegeto-produttivo lo si ottiene quando almeno una parte di nutrienti vengono distribuiti al terreno. Ad esempio lo sviluppo radicale e la sintesi di fitoregolatori endogeni sono favoriti proprio dalla presenza di azoto nel suolo.
Come nel caso della fertirrigazione, anche la concimazione fogliare permette di programmare la disponibilità di nutrienti con le richieste della coltura.
Questa caratteristica si esplica indipendentemente dalle condizioni del terreno.
Il ricorso alla somministrazione fogliare di nutrienti è giustificato proprio nei casi in cui le condizioni pedologiche determinano una insolubilizzazione dei nutrienti (ad esempio pH elevato, presenza di carbonati, elevata capacità di scambio cationico) che rende poco efficiente l'apporto di concime al terreno. Al fine di gestire al meglio la nutrizione fogliare è indispensabile stabilire con sicurezza le condizioni di carenza. Per tali motivi è da ritenersi utile ricorrere alla diagnostica fogliare
Suggerimenti pratici
Affinché la risposta alla concimazione fogliare sia positiva è necessario che la pianta sia carente di un dato nutriente e che la quantità apportata soddisfi le esigenze del momento. Un apporto eccessivo ed inadeguato, infatti, potrebbe avere anche effetti antagonistici.
In linea di massima l'apporto fogliare è più efficace su foglie giovani, la cui capacità di assorbimento migliora se è presente una leggera bagnatura. Il periodo migliore per la concimazione coincide con la fase di ripresa vegetativa, quando la pianta è al massimo della propria attività.
Il trattamento non va effettuato nelle ore più calde della giornata e con vegetazione esposta ai raggi solari, pertanto il periodo ottimale per effettuarlo è il tardo pomeriggio, preferibilmente di una giornata coperta, non troppo calda e poco ventilata. Importante anche lo stato vegetativo e di salute della pianta, che può essere determinante per un assorbimento ottimale degli elementi.
Il tempo di assorbimento, oltre che alle condizioni ambientali, è strettamente correlato alla specie vegetale. Generalmente questo varia dalle 3 ore per l'azoto fino alle 24 ore per il potassio. L'efficacia della concimazione fogliare dipende, oltre che dai fattori sopraelencati, anche dalla purezza dei componenti e dai rapporti nutritivi fra gli elementi impiegati, i cui formulati devono avere un elevato grado di purezza dei componenti, estrema solubilità e provata efficacia in campo.
L'impiego di azoto ureico e amminoacidi consente non solo una concimazione azotata adeguata, ma anche una maggior penetrazione fogliare degli altri elementi nutritivi. L'aspetto della penetrazione fogliare è migliorato dalla presenza nei formulati di agenti adesivanti e veicolanti, la cui conformazione molecolare permette di favorire il trasporto degli elementi nutritivi.
Anche le formulazioni a base di chelati favoriscono il trasporto degli elementi attraverso la cuticola. Il caso più frequente in cui questi si rendono utili riguarda la clorosi ferrica: il ferro può essere somministrato anche per via radicale, ma attraverso le foglie l'azione è più rapida ed efficace.
Infine, la frequente presenza di microelementi nei più comuni prodotti permette la prevenzione degli effetti delle carenze nutritive momentanee o anche latenti.
Conclusioni
La concimazione fogliare presenta numerosi vantaggi rispetto alla concimazione al suolo, principalmente legati alla elevata efficienza con cui gli elementi nutritivi sono assorbiti ed alla velocità con cui essi raggiungono gli organi con sintomi di carenza, quali le foglie, i fiori e i frutti.
Essa può quindi essere considerata non solo una tecnica di soccorso, in grado di soddisfare richieste specifiche di elementi nutritivi in particolari fasi fenologiche e in alcuni organi della pianta, ma anche come una parte integrante della ordinaria gestione dei nutrienti nel frutteto, al fine di limitare significativamente sprechi e rischi di inquinamento. È bene in ogni caso intervenire solo in presenza di reali condizioni di necessità, utilizzando formulati di comprovata qualità e titolazione nota. In ogni caso la fertilità (chimica, fisica e biologica) del terreno deve essere preservata ed implementata, in quanto solo da un equilibrato sviluppo della parte ipogea e di quella epigea possono scaturire le condizioni per una produzione costante e di qualità con il minimo impiego di energia.