EMERGENCEAND ROOTS DEVELOPMENT AFTER FEW DAYS FROM SEEDING
IN MAIZE (Zea mays L.) ON NATURAL SOIL AND RECONSTITUTED ONE
Paolo Manfredi1*, Roberta Salvi2, Chiara Cassinari3, Raffaella Battaglia4, Adriano Marocco2, Marco Trevisan31 m.c.m. Ecosistemi srl, località Faggiola, 29027 Gariga Podenzano, Italia.
2 Istituto di Agronomia, Genetica e Coltivazioni erbacee, Università Cattolica del Sacro Cuore sede di Piacenza, via E. Parmense 84, 29122 Piacenza, Italia. 3 Istituto di Chimica Agraria e Ambientale, Università Cattolica del Sacro Cuore sede di Piacenza, via E. Parmense 84, 29122 Piacenza, Italia.
4 Centro di ricerca per la genomica e la postgenomica animale e vegetale, Sede (GPG) Via San Protaso 302, 29017 Fiorenzuola d'arda, Italia
Abstract
LIFE10 ENV/IT/000400 “New Life” is a project, co-financed by the European Union, to test the effectiveness of the reconstitution technology to counter the soils desertification. The reconstitution is an innovative technology, patented by the company mcm Ecosistemi, that allows to restore degraded soils through chemical-mechanical actions in order to produce reconstituted soils with excellent agronomic qualities. The described test investigates how reconstituted soil affects the emergence speed and roots development of Zea mays L. seedlings, in comparison with a natural degraded soil. The test is set up in greenhouse conditions and 200 seedlings are monitored up to the 16th day after the seeding. The emergence percentage is 98% on reconstituted soil and 91% on natural one. On reconstituted soil the emergence percentage is 90% after 6 days from the seeding, while on natural one the same value is reach the 12th day after. Average length and average weight of roots are higher in plants on reconstituted soil; for the latter ANOVA test provided is significance.
Parole chiave
Suolo ricostituito, suolo naturale, mais, sviluppo radicale, % emergenza. Keywords
Reconstituted soil, natural soil, maize, roots development, % emergence. Introduzione
La desertificazione è la fase finale del processo di degrado dei suoli; è caratterizzata dalla perdita dello strato superficiale dello stesso e da una progressiva riduzione della fertilità fisica e chimica. Nei Paesi sviluppati il degrado del suolo, originato da azioni antropiche e dai cambiamenti climatici, provoca processi di perdita della produttività biologica ed economica del territorio. La lotta contro la desertificazione è una delle più importanti sfide ambientali attuali e numerosi sono gli strumenti finanziari disponibili per questo fine. Già nel 2006 la Commissione della Comunità Europee espone nella Comunicazione “Strategia tematica per la protezione del suolo” la condizione dei suoli Europei unitamente alle politiche, agli obiettivi e agli strumenti messi a disposizione per contrastare i processi di degrado e di desertificazione in atto. Il progetto LIFE10 ENV/IT/000400 “New Life” testa l’efficacia di una tecnologia innovativa, brevettata dalla società mcm Ecosistemi, nella lotta contro il degrado dei suoli. Tale tecnologia produce suoli ricostituiti mediante lavorazioni meccaniche e chimiche applicate a suoli degradati. Tali lavorazioni agiscono sulla struttura, sulla disposizione della sostanza organica e sulla policondensazione del carbonio organico. Nel presente studio sono confrontati un suolo ricostituito e uno naturale, tendenzialmente degradato, valutandone la loro influenza sulla velocità di emergenza e sullo sviluppo radicale di piantine di Zea mays L. a pochi giorni dalla semina, applicando condizioni ecologiche identiche per entrambe.
Materiali e Metodi
I due suoli naturale e ricostituito sono stati prelevati da due campi siti nell’Azienda Agricola Vercesi a Gossolengo (Pc). I suoli sono stati prelevati tra 5-15 cm di profondità. Dopo il prelievo sono stati lasciati asciugare all’aria e preparati per il letto di semina. Le analisi di tessitura, massa volumica apparente, pH, contenuto in carbonio totale e organico e azoto totale, salinità e contenuti volumetrici di acqua a diverse suzioni sono state eseguite secondo i Metodi Ufficiali di Analisi Chimica e Fisica del Suolo, pubblicati nella Gazzetta Italiana. Il mais utilizzato è della varietà ibrida Antiss prodotta dall’azienda Limagrain Italia S.p.A. Per ciascuna tesi, A suolo naturale e B suolo ricostituito, sono stati realizzati 50 vasi con due semi ciascuno, per un totale di 100 semi a tesi. Il letto di semina è stato posto a 2 cm di profondità. I 2 semi per vaso sono stati distanziati di 5 cm l’uno dall’altro, lungo la diagonale. Ciascun vaso alla semina è stato bagnato con 250 ml di acqua. Le successive irrigazioni sono avvenute a 2 giorni dalla semina (250 ml) a 6 giorni (100 ml) a 9 giorni (100 ml) a 10 giorni (150ml), a 13, 14 e 15 giorni dalla semina (100 ml). La percentuale di emergenza totale è stata calcolata con la formula:
E =∑ . ∗ 100.
Dove: n = numero giorni, P = piante emerse, S = semi. Al fine di effettuare le analisi sull’apparato radicale, dopo 16 giorni dalla semina sono state sradicate tutte le piantine. Per evitare rotture delle radici le attività di rimozione sono
avvenute manualmente e con l’ausilio di acqua corrente. Con un metro e una bilancia di precisione sono state effettuate le misurazioni di lunghezza e peso. Test-F e ANOVA sono stati effettuati sui dati, con il programma IBM SPSS Statistics 21.
Risultati
Nella tabella 1 sono presentati i principali parametri chimico-fisici dei due suoli, i dati derivano dalla media di 4 repliche per suolo. Il suolo della tesi A presenta valori di massa volumica apparente superiori rispetto a quello della tesi B. Il contenuto in carbonio organico nella tesi B è circa tre volte superiore rispetto alla tesi A, così come il contenuto in azoto totale che è circa il doppio. La tabella 2 presenta i contenuti volumetrici di acqua dei due suoli a diversi valori di suzione. Dai tali dati è stato possibile valutare i contenuti idrici alla capacità di campo, al punto di appassimento e calcolare il contenuto di acqua disponibile alle piante. Risulta evidente che i suoli della tesi B hanno maggiore capacità di ritenzione idrica rispetto a quelli della tesi A. Nella figura 1 e nella tabella 3 sono presentati i dati relativi alle piante di mais; lunghezza e peso delle radici sono presentati come media delle piante germinate per tesi (98 nella tesi B e 91 nella A). L’emergenza è iniziata a 4 giorni dalla semina; nella tesi B il 90% delle piante è emersa al 6 giorno e nella A al 12 giorno. Al termine della prova, momento in cui la maggior parte delle piante ha raggiunto lo stadio V2, coincidente con la comparsa della seconda foglia, l’emergenza è 98% nella tesi B e 91% nella tesi A. La percentuale di emersione finale, la velocità e le medie di lunghezza e peso radicale sono maggiori nelle piante della tesi B (fig.1, tab.3). Sono stati eseguiti sui dati di lunghezza e peso radicale il Test-F e il test ANOVA. Gli esiti delle elaborazioni hanno evidenziato differenze significative solo sui dati riferiti al peso con P = 0,05. Discussione e Conclusioni
Analizzando i parametri del suolo è evidente come il processo di ricostituzione generi un suolo con caratteri migliori e con maggiore fertilità rispetto al suolo naturale tendenzialmente degradato, ciò viene confermato anche dagli esiti delle prove su mais. La maggiore capacità di ritenzione idrica dei suoli ricostituiti e la maggiore concentrazione di carbonio organico e azoto hanno permesso di ottenere una percentuale e una velocità di emersione maggiore nella tesi B. La minor massa volumica apparente dei suoli della tesi B ha permesso inoltre un miglior sviluppo radicale, sia in termini di lunghezza sia di peso. Il maggior peso delle radici nella tesi B potrebbe essere legato alla maggiore disponibilità idrica, nonché di nutrimenti presenti nei suoli, a parità di quantità di acqua fornita. Questi dati confermano la maggior fertilità dei suoli ricostituiti, osservata anche in prove di campo (Manfredi et. al., 2012) con le quali si sono ottenute produzioni maggiori di mais su suoli ricostituiti, con un risparmio idrico del 45%.
Tab.1 - Caratteristiche fisiche e chimiche dei suoli. Tab.1 - Physical and chemical characteristics of soils.
Tessitura M. Vol. App. pH C. tot C. org N. tot Salinità S. A. L. gKg-1 gcm-3 [-] gKg-1 dSm-1 TESI A M. 355 147 498 1,64 8,1 35,50 12,1 1,87 0,26 St. Dev. 44 15 45 0,19 0,1 2,23 0,6 0,38 0,06 TESI B M. 330 107 563 1,08 7,9 67,08 43,9 3,93 0,80 St. Dev. 87 90 89 0,07 0,1 10,30 4,2 0,42 0,37 Tab.2 - Contenuti volumetrici di acqua alle diverse suzioni. Tab.2 - Volumetric water contents at different suction values. Suzione (-kPa) 0,1 3 10 31 100 316 1000 1500 Φ Φ Φ Φ% M. TESI A 47,6 39,6 38,1 35,4 34,3 33,5 31,9 30,2 5,13 Φ Φ Φ Φ% M. TESI B 69,6 50,2 45,6 40,1 39,0 37,1 35,7 33,1 6,95 C. Campo P. App. H2O Disp.
Fig.1 - Emersione (%) nei due suoli. Fig.1 - Emergence (%) in the different soils.
Tab.3 - Emersione (%), lunghezza e peso radicale (medie e deviazione standard).
Tab.3 - Emergence (%), length and weight (average and standard deviation).
Emersione
finale Lunghezza Peso
% cm g
TESI A 91 Media: 27,68 Media: 1,31
St. dev.: 12,28 St. dev.: 0,61
TESI B 98 Media: 31,06 Media: 1,64
St. dev.: 7,99 St. dev.: 0,73
Bibliografia
Manfredi P., Tassi D., Cassinari C., 2012. Confronto tra dati produttivi di mais coltivato su terre ricostituite e terre naturali. EQAbook - l’uomo e il suolo: una storia infinita-, 2012/1: 69-80.