Discussione

La sostituzione di torba con compost verde selezionato e/o misto ne ha alterato in modo significativo la composizione chimica degli elementi nutritivi assorbiti rispetto al substrato di controllo con sola torba (TC) (Tabella 3). Tuttavia, come previsto, basandosi sulla composizione chimica dei compost riportata in Tabella 1, le concentrazioni di N e C, nonché il rapporto C/N sono rimasti entro i limiti imposti dalla Normativa Italiana. I substrati ottenuti miscelando torba e compost hanno evidenziato valori di pH superiori all’intervallo ottimale (circa 5,5-6,5) previsto per colture floricole atto garantire un'elevata disponibilità di nutrienti e assorbimento degli stessi (De Lucia et al., 2013). L'aumento del pH causato dalla presenza di compost nei mezzi di crescita è una problematica comune (Mugnai et al, 2007;. Tittarelli et al., 2009) e rappresenta una delle principali preoccupazioni per l’applicazione dei compost in diversi settori agricoli (Brito et al 2015.; Sonneveld e Voogt, 2009). Tuttavia, va sottolineato che, in colture allevate in substrato, la regolazione del pH dell'acqua di

irrigazione è uno dei più semplici accorgimenti tecnici soprattutto se in presenza di serbatoi in cui raccogliere l'acqua da utilizzare e di un sistema di irrigazione a goccia (Chong 2005); come mostrato in Figura 3 infatti addizionare acido solforico all'acqua di irrigazione è stato sufficiente a livellare il pH in tutti i trattamenti mantenendolo su livelli ottimali (Sonneveld e Voogt, 2009). La più elevata EC mostrata nei substrati con torba+ compost è probabilmente relativa alla maggiore disponibilità in elementi nutritivi (Tabella 3). Infatti, la concentrazione di nutrienti è significativamente correlata con la EC e può essere utilizzata per stimare la disponibilità di nutrienti per le colture in substrato (Sonneveld e Voogt, 2009). A tale proposito, il K è risultato significativamente più alto in tutti i trattamenti con compost rispetto al trattamento di controllo (TC). La presenza di compost verde selezionato ha anche migliorato la disponibilità in Ca e Mg. Insieme con macro-cationi, la presenza di entrambi i due compost ha anche causato una maggiore presenza di P e Fe mentre il compost verde selezionato ha mostrato anche più elevate concentrazioni in N-NO3.

Questo budget di nutrienti potrebbe essere probabilmente utilizzato dalle piante in modo da ridurre l’apporto di fertilizzanti chimici come sottolineato in altri lavori scientifici (Martínez-Blanco et al 2013); in altre ricerche, compost miscelati con torba sono hanno incrementato la crescita e la qualità di piante agrarie rispetto a substrati di controllo non fertilizzati (Estévez-Schwarz et al., 2009).

Indubbiamente, i diversi trattamenti hanno influenzato la nutrizione della pianta e l’assorbimento dei nutrienti (Tabelle 5-8); la presenza del compost verde selezionato (SC) ha aumentato la concentrazione in N, P, K e Mg nei tessuti (basandosi sulla media dei tessuti) rispetto al trattamento di controllo (PC), mentre solo il contenuto in K era più alto nei trattamenti torba+compost misto (MC) rispetto al controllo. La presenza di compost nei substrati di coltivazione è spesso associata a una maggiore capacità di assorbimento dei nutrienti nelle colture ornamentali (De Lucia et al., 2013). Come noto, una maggiore concentrazione di nutrienti può aumentare l'assorbimento da parte della pianta (Marschner et al., 2011; Massa et al., 2008). Inoltre, i compost sono ricchi in acidi umici e fulvici (Tabella 1), i quali potenziano i processi legati alla nutrizione delle piante (Calvo et al., 2014). E' anche noto che la presenza di sostanze umiche contengono P organico che viene reso disponibile durante i processi di umificazione mineralizzazione (Calvo et al., 2014). La solubilità e la capacità di fornire ioni fosforici assimilabili dipende dal pH e dal contenuto in calcare. In substrati con calcare e pH nettamente basico si forma fosfato tricalcico poco solubile e difficilmente assimilabile

dalle piante. In substrati acidi con pochi ioni calcio si forma fosfato monocalcico molto solubile ed assimilabile (Belsito A. et al 1988). Inoltre, i compost verdi sono ricchi in sostanze organiche composte da acidi umici e fulvici (Tabella 1), i quali potenziano i processi legati alla nutrizione delle piante (Calvo et al., 2014), come ad esempio l'accumulo di N visto in piante ornamentali (Massa et al ., 2016). E’ anche noto che la presenza di sostanze umiche induce una maggiore disponibilità P per le piante coltivate in quanto tali composti prevengono la formazione fosfato di calcio insolubile (Calvo et al., 2014). Aumenti in contenuto di K o Mg sono stati mostrati per piante da vaso coltivate in compost verde rispetto a substrati a base di sola torba (Grigatti et al, 2007;. López-Cuadrado et al., 2008). Tutti questi effetti possono essere riconosciuti nelle Tabelle 5, 6, 7 e 8. Tuttavia, il maggiore aumento è stato osservato per la concentrazione in K per tutti i compost testati rispetto al trattamento di controllo con sola torba; il valore più alto in K è stato causato, in media, dal trattamento MC50. Una significativa correlazione negativa è stata trovata tra le concentrazioni di K e Na nei tessuti vegetali (R = -0,70, P<0,001, n = 45); quest'ultimo è stato generalmente ridotto dalla presenza di compost. Il Ca è stato l'unico tra i macronutrienti ad essere significativamente ridotto, in media, dal trattamento MC50 rispetto al substrato di controllo con sola torba. I risultati sopra riportati erano in accordo con le ipotesi già dimostrate in altri lavori secondo le quali: i) aumentando la concentrazione K nella zona radicale può essere utile in piante ornamentali a contrastare l’assorbimento passivo di Na (Massa et al, 2009); ii) un maggiore assorbimento di K a livello cellulare è generalmente accoppiato a diminuzioni in Ca (Li et al., 2013). L'accumulo di Ca inferiore potrebbe essere anche dovuto al minore assorbimento idrico (Figura 3) causato dal trattamento MC50 (Marshner, 2011).

Comunque, i diversi contenuti in macronutrienti causati dai diversi trattamenti (Tabella 5) non sembrano aver influenzato la crescita delle piante (Tabella 4). tutti i trattamenti sono stati alimentati con una dose ottimale di fertilizzanti chimici (vedi materiali e metodi), i quali probabilmente hanno attenuato i possibili effetti di eventuali contributi di nutrienti, provenienti dai compost, tali da influenzare l'accumulo di biomassa. Questo andamento può essere spiegato con una curva ideale della velocità di crescita in funzione della concentrazione di un particolare elemento nel tessuto. Nella curva si evidenzia una zona di carenza che è legata ad un certo valore di concentrazione dell'elemento al di sotto della quale non si può scendere per non avere una carenza (concentrazione critica), quando forniamo una maggiore quantità dell'elemento la sua concentrazione nella pianta aumenta e la velocità di crescita viene fortemente stimolata.

Dopo la concentrazione critica cioè la minima concentrazione nel tessuto con la quale si ha una crescita ottimale, si ha un aumento della concentrazione attraverso la fertilizzazione non ha effetti apprezzabili sulla velocità di crescita abbiamo la zona ottimale (consumo di lusso) (Richard Molard et al., 2008). La zona ottimale rappresenta il consumo in eccesso dell'elemento, essa è abbastanza ampia per la maggior parte degli elementi mentre è più ristretta nei microelementi. Quando si verificano aumenti progressivi di concentrazione dei microelementi e dei macroelementi portano fenomeni di tossicità (più diffusi nei microelementi dove la soglia di tossicità è più bassa dei macroelementi) e a tassi di crescita ridotta (Belsito A. et al 1988, Massa et al. 2009, Marshner, 2011). Nel presente esperimento tutti trattamenti sono stati alimentati con una dose ottimale di fertilizzanti chimici (vedi materiali e metodi), i quali probabilmente hanno attenuato i possibili effetti di eventuali contributi di nutrienti, provenienti dai compost, tali da influenzare l'accumulo di biomassa. L'unico aumento significativo, risultato dal confronto tra compost+torba e sola torba, è stato osservato per il peso fresco totale dei trattamenti SC30 e MC30. A tal fine, risultati eterogenei sono stati ottenuti in altri lavori con piante da vaso fiorito in cui l'applicazione di compost verdi, per la sostituzione parziale di torba, ha prodotto significativi incrementi nella concentrazione di macronutrienti nei tessuti con e senza effetti significativi sulla crescita delle piante e la loro qualità finale (Grigatti et al ., 2007).

Al contrario, come già accennato il compost verde selezionato utilizzato al 50% di sostituzione della torba ha significativamente ridotto il peso secco in tutti gli organi della pianta (Tabella 4). La superficie fogliare è significativamente ridotta nel trattamento SC30. L'influenza dei trattamenti con compost sui parametri estetici (dati non riportati in questo manoscritto di tesi) è stata abbastanza significativa se confrontati con il trattamento contenente sola torba. L'influenza negativa trattamento compost misto al 50% si osserva sui parametri biometrici (dati non riportati in questo manoscritto di tesi), i quali sono fortemente correlati alla commerciabilità prodotto in produzioni ornamentali. A tale proposito, si ritiene che un tale scarso rendimento è stato dovuto principalmente alle conseguenze dirette e indirette della elevata concentrazione di Cl apportata dal compost misto (MC) (Tabella 3) e il conseguente accumulo nei tessuti vegetali (Tabelle 4-7).

Il Cl è richiesto per la reazione di scissione fotosintetica dell'acqua durante la quale viene prodotto ossigeno (Haehnel 1984, Taiz L., Zeiger E. 1991), può essere richiesto per la divisione cellulare sia in foglie che in radici (Terry 1977, Taiz L., Zeiger E.

1991). E' estremamente solubile e la maggior parte delle piante lo assorbe a concentrazione ben superiori di quelle richieste per un funzionamento normale ( Taiz L., Zeiger E. 1991). L'eccesso di Cl limita l’assorbimento di nutrienti in piante ornamentali (Massa et al., 2009). L'esistenza di sali nella soluzione circolante può inibire la crescita e le ragioni sono legate alla presenza di sali nel substrato che riduce la capacità delle piante di assorbire l'acqua con conseguente ridotto accrescimento (effetto osmotico) e all'eventualità che un'eccessiva quantità di sali entri nel flusso traspiratorio della pianta provocando danni alle cellule a causa di un effetto fitotossico dei sali.

L'effetto osmotico riduce lo sviluppo fogliare e l'estensione dell'apparato diminuendo la conduttanza stomatica di conseguenza la fotosintesi. Solitamente i sali non vengono assorbiti nei tessuti in crescita a concentrazioni che possono inibire lo sviluppo. I tessuti meristematici vengono riforniti di sostanza nutritive attraverso il floema dal quale i sali vengono esclusi e le cellule in fase di estensione possono escludere i sali che giungono attraverso il flusso xilematico mediante compartimentazione vacuolare. Infatti i sali che arrivano alla pianta non inibiscono direttamente la crescita di nuovi tessuti. La presenza di sali incrementa la senescenze fogliare. Un trasporto continuo in foglie pienamente traspiranti porta ad un elevato accumulo di ioni con precoce morte dei tessuti. La riduzione della crescita si compone di due fasi. Nella prima fase la riduzione è apparente ed è dovuta alla presenza di ioni all'esterno delle radici legata ad un effetto osmotico. Nella seconda fase si può condurre a un danno dei tessuti ed è geneticamente determinata.

Il controllo del trasporto degli ioni avviene a livello della corteccia radicale, nei tessuti xilematici e nel punto di contatto fra questi due siti allo scopo di ridurre la quantità di ioni trasportati nella parte superiore della pianta. Il controllo a livello fogliare avviene tramite l'esclusione dei sali presenti nella linfa floematica. (Mugnai S. 2004)

Il geranio e altre piante ornamentali in genere mostrano correlazione positiva tra concentrazione di Cl apportata con il substrato di coltivazione e nei vari organi della pianta (Bres et al., 2016; Cai et al., 2014). Elevate concentrazioni di Cl in compost verde non necessariamente associate a ridotta crescita delle piante coltivate in genere e ridotta qualità di piante da vaso fiorito con differenze a seconda della specie (Garcia- Gomez et al., 2002). I dati raccolti sull’attività fotosintetica (dati non mostrati) non erano in accordo con tale effetto negativo. La fotosintesi netta del trattamento MC50, è stata probabilmente la principale causa che ha determinato il maggiore accumulo di

biomassa rispetto agli altri trattamenti. Inoltre, nessuna differenza significativa è stata trovata tra i diversi trattamenti in termini di conduttanza stomatica e tasso di evapotraspirazione misurati a 65 DAT (dati non mostrati). Pertanto, il minore assorbimento di acqua osservato in MC50, rispetto agli altri trattamenti, ciò non è necessariamente dovuto al ridotto sviluppo dell’apparato fogliare (Tabella 4).

In generale, lo scarso rendimento del compost verde selezionato si è manifestato solo al 50% di sostituzione di torba. Dati compatibili con l'ipotesi che la bassa concentrazione Cl nel compost verde selezionato abbia giocato un ruolo importante nella riduzione della crescita delle piante e qualità rispetto agli altri trattamenti. Infatti, come osservato dai primi studi di Maas e Hoffman (1977), la risposta della pianta alla presenza di salinità può essere descritta da un modello lineare, in cui la crescita delle piante e la conducibilità elettrica sono mantenute costanti fino ad un soglia di tolleranza tipica della specie; dopo tale soglia si osserva una diminuzione altrettanto lineare. Questo modello è stato ampiamente verificato per specie ornamentali (Villarino e Mattson 2011) e altre colture orticole (Magan et al., 2008). La tolleranza alla salinità è legata alla percentuale di biomassa prodotta in un substrato salino rispetto ai substrati non salini dopo aver permesso la crescita per un periodo di tempo esteso (Mugnai 2004).

La prova sperimentale ha permesso di poter affermare la possibilità di sostituire la torba con il compost. I risultati ottenuti hanno dimostrato che le quote massime di compost sopportabili dalla pianta del Geranio non possono essere superiori al 50% confermando i dati provenienti da precedenti ricerche. In pratica è evidente che un compost ottenuto da un processo di compostaggio preceduto da una selezione accurata del materiale di partenza può garantire risultati migliori in termini di qualità estetica e resa delle colture ornamentali da vaso fiorito.