Risultati 1. Il suolo

Il suolo è medio-sabbioso, poco diff erenziato lungo il profi lo, di reazione sub-alcalina.

I contenuti medi di carbonio organico (7,7 g kg^-1) e azoto totale (0,8 g kg^-1) evidenzia-no la presenza di una fertilità medio-bassa. Il rapporto C/N è comunque attorevidenzia-no a 10, indicando l’esistenza di un equilibrio tra i processi di mineralizzazione e umifi cazione.

La bassa potenzialità produttiva è confermata anche dai modesti contenuti di P Osen (11,9 mg kg^-1) e K scambiabile (36,7 mg kg^-1). La conduttività elettrica apparente (ECa) è variata da 10,4 ms/m con orientamento orizzontale a 43,4 ms/m con orientamento verticale, una diff erenza dovuta alla maggiore salinità presente in profondità al mo-mento del rilievo e riconducibile, presumibilmente, alla falda ipodermica di natura salina.

Le mappe ottenute dall’applicazione dei metodi geostatistici dimostrano la presenza

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di una notevole variabilità spaziale, con una fascia centrale, orientata in direzione est-ovest, caratterizzata da valori elevati di CO, N_tot e argilla, e due zone, una estesa a nord e una più meridionale, con elevato contenuto di sabbia (Fig. 1) e modesto contenuto di CO e N_tot. È interessante evidenziare l’esistenza di correlazioni spaziali signifi cative tra i parametri analizzati, nello specifi co quella positiva tra il contenuto di carbonio e i valori della conducibilità elettrica apparente in entrambi gli orientamenti. Tale com-portamento consente di ipotizzare l’utilizzo futuro dell’EM38 nel campionamento del carbonio organico (utili a fi ni della quantifi cazione dei crediti di carbonio), poiché è possibile sfruttare l’elevata quantità di dati riguardanti la variabile ausiliaria monito-rata in campo (ECa) per ricavare la distribuzione spaziale dei valori della variabile pri-maria da investigare (CO).

Fig. 1 – Distribuzione del contenuto di sabbia (USDA) nello strato attivo (0-30 cm).

sabbia USDA (%)

21,8 - 27,9 27,9 - 34 34 - 40,1 40,1 - 46,2 46,2 - 52,3 52,3 - 58,4 58,4 - 64,5 64,5 - 70,6 70,6 - 76,7 76,7 - 82,9

N

0 12,525 50 75 100

Metri

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41 4.2 Bilancio idrico

Il bilancio idrico fa riferimento al periodo 17/5/2007-18/9/2009. Il 2008 è stato l’anno più piovoso (1090 mm), con eventi di percolazione particolarmente intensi ( > 540 mm y^-1 nella successione triennale), concentrati nei periodi primaverile e autunno-invernale. Le piogge cadute durante l’estate dello stesso anno hanno solo parzial-mente garantito condizioni ottimali di rifornimento idrico alle colture estive, anche se comunque gli indici di stress calcolati dal modello di bilancio sono risultati infe-riori di quelli del 2007 e 2009. Le scarse precipitazioni estive sono state parzialmente compensate dai fenomeni di risalita dalla falda, dell’ordine di 50-100 mm y^-1, con una tendenza all’incremento in direzione est-ovest. Il frumento ha solo in parte risentito della bassa piovosità del 2007 e 2009, con un indice di stress all’incirca di 0,2 contro lo 0,06 del 2008.

L’ET media del periodo monitorato è 459 mm y^-1, corrispondente al 59% della piovo-sità totale, mentre la percolazione è 275 mm y^-1 (corrispondente 36% della piovosità totale), con valori crescenti passando dalla monosuccessione di mais (250 mm y^-1) alla successione biennale (275 mm y^-1) e a quella triennale (300 mm y^-1).

4.3 Le produzioni

La risposta produttiva delle colture ha risentito fortemente dell’interazione tra il siste-ma di conduzione e le caratteristiche di variabilità spaziale del suolo. Questo eff etto è stato particolarmente marcato nelle colture primaverili-estive rispetto al frumento.

Nelle prime, infatti, l’interazione clima-suolo è stata negativa, a causa soprattutto del-lo stress idrico del periodo estivo. È possibile evidenziare la variabilità spaziale della produzione nell’esempio di Figura 2: a) la produzione del mais 2007 oscilla da valori inferiori alle 4 t ha^-1 a valori superiori alle 12 t ha^-1; b) le zone di maggiore produttività coincidono con le zone a tessitura più fi ne e maggiore contenuto di CO e N_tot, mentre quelle a minore produttività con le zone più sabbiose.

La coltivazione in asciutto non ha permesso pertanto di forzare le produzioni e il fat-tore “conduzione” non è risultato signifi cativo. La produzione del mais (umidità 14%), in media 7,8 t ha^-1, è variata signifi cativamente (p<0,01) tra gli anni, con valori più elevati nel 2008 (8,3 t ha^-1) e 2009 (8,7 t ha^-1) rispetto al 2007 (6,3 t ha^-1). Le rese sono più basse rispetto a quelle tipiche della pianura veneta, ma sono comunque in linea con quelle ottenibili in asciutto nel comprensorio aziendale. Le “alte” produzioni del 2009 un po’ contrastano con la bassa piovosità dell’anno, ma non con i livelli di umidi-tà del suolo, particolarmente alti. È verosimile che la buona prestazione produttiva sia anche legata al tipo di ibrido utilizzato nel 2008 e 2009, caratterizzato da una notevole stabilità e resistenza alla siccità.

La perfomance produttive della soia sono state fortemente condizionate da problemi di emergenza nei primi due anni di coltivazione, acuitesi con la siccità del 2007. La resa media è risultata pertanto di soli 2,05 t ha^-1, con un minimo di 0,9 t ha^-1 nel 2007 ed un massimo di 3,4 t ha^-1 nel 2009 (p<0,01). L’analisi del grado di correlazione

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ziale (cross-variogrammi) ha messo in evidenza come, in generale, la soia sia la coltura che meno risente della variabilità spaziale del suolo, in quanto dotata di meccanismi di auto-compensazione.

L’eff etto “livello di input” è risultato signifi cativo (p<0,01) solamente per il frumento, con una produzione (umidità 14%) superiore in HI (6,2 t ha^-1) rispetto a LI (5,3 t ha^-1).

È emerso anche un eff etto “anno” (p<0,01), con valori particolarmente alti nel 2008 (8,4 t ha^-1), anno durante il quale il modello di bilancio ha evidenziato condizioni di disponibilità idrica più elevate rispetto al 2007 e 2009. L’eff etto del tipo di conduzione sulla produzione è visibile anche dall’analisi della mappe di produzione. Ad esempio, nel 2007 emerge un certo grado di variabilità legato alle caratteristiche del suolo, sul quale tuttavia prevale la variabilità di natura antropica introdotta delle diverse opera-zioni colturali (Fig. 2).

Fig. 2 – Mappa delle produzioni: a sinistra del frumento (anno 2007; successione biennale) a destra del mais (anno 2007, monosuccessione).

produzione (kg/ha)

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43 4.4 Azoto: qualità delle acque e bilancio

La concentrazione di N-NO₃ ha evidenziato delle variazioni notevoli in funzione delle condizioni meteorologiche e di gestione del suolo. La monosuccessione di mais non ha mostrato diff erenze signifi cative tra i sistemi di conduzione: il valore mediano è 15,9 mg l^-1 nel sistema LI e 12,8 mg l^-1 in quello HI. Diff erenze signifi cative (p<0,01) sono state invece osservate nelle successioni biennale e triennale, con valori inferiori nei sistemi LI rispetto a quelli HI. Nello specifi co, la mediana è 8,9 mg l^-1 (LI) e 13,4 mg l^-1 (HI) nella successione biennale, e 4,3 mg l^-1 (LI) e 25,2 mg l^-1 (HI) in quella triennale.

In termini quantitativi, le perdite più elevate sono state osservate nel sistema HI e LI della successione biennale (152 kg ha^-1 e 102 kg ha^-1), mentre quelle più basse nella monosuccessione di mais (82 kg ha^-1 in HI e 75 kg ha^-1 in LI). I rilasci sono stati condi-zionati, in parte, dai surplus di N originati dallo squilibrio tra input e asportazioni. Tale

A eco A conv

A eco A conv

0 20 40 80Metri

Bilancio apparente (kg/ha) Calculation

<VALUE>

22 - 81 82 - 140 141 - 199 200 - 258 259 - 317 campo A

Fig. 3 – Mappa del bilancio apparente nel mais in monosuccessione (2007).

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surplus è stato osservato anche nei sistemi LI, nonostante i bassi livelli di input. Non è stata comunque evidenziata l’esistenza di una correlazione signifi cativa tra leaching e surplus, a dimostrazione di come la dinamica dell’azoto risenta di una interazione complessa tra le condizioni pedoclimatiche e quelle colturali. Una relazione signifi -cativa esiste però se si considerano i rilasci medi annui delle successioni biennale e triennale (R² = 0,93). L’effi cienza apparente media della concimazione, calcolata come rapporto tra asportazioni e input N, è stata sempre inferiore al 50%, con valori più elevati nei sistemi LI.

È interessante osservare, inoltre, come i surplus risentano di una spiccata variabilità spaziale. Nel già citato caso del mais in monosuccessione (2007) (Fig. 3), ad esempio, coesistono zone con surplus superiori ai 200 kg ha^-1e altre con surplus inferiori a 80 kg ha^-1. Le prime sono localizzate prevalentemente nelle parcelle HI, mentre le seconde in quelle LI. Quest’analisi rappresenta la base teorica su cui diff erenziare spazialmente la distribuzione di azoto (applicazioni sito specifi che), al fi ne di aumentare l’effi cienza della concimazione, riducendo nel contempo le perdite di lisciviazione.

4.5 Fosforo: qualità delle acque e bilancio

La concentrazione di ortofosfato non ha mostrato variazioni signifi cative in funzione del tipo di conduzione e di successione colturale. I valori mediani delle tesi oscillano attorno a 0,04 mg l^-1, con un 75^le inferiore, nella maggioranza dei casi, a 0,1 mg l^-1; l’unica eccezione è la monosuccessione HI con un 75^le di 0,14 mg l^-1 (Fig. 4). Le perdite medie di lisciviazione sono pertanto modeste, attorno a 0,1 kg ha^-1y^-1, con valori del 2008 superiori a quelli del 2009 (p<0,01). Nel secondo anno di sperimentazione, in particolare, la lisciviazione in molte tesi ha superato i 0,2 kg ha^-1y^-1, con un massimo di 0,92 kg ha^-1y^-1 nella monosuccessione HI.

Il bilancio apparente dell’elemento ha messo in luce condizioni di surplus nelle tesi a conduzione HI, fi no a 28 kg ha^-1y^-1 nella monosuccessione HI, e di un sostanziale pareggio tra input e asportazioni nelle tesi LI.

Le perdite non sono comunque correlate con il bilancio apparente del P. Il risultato era in parte atteso, data l’elevata inerzia e la bassa mobilità dell’elemento nel profi lo. Per contro, il tipo di suolo – caratterizzato da una bassa ritenzione, una elevata permeabi-lità e una modesta capacità di scambio – poteva suggerire ad inizio sperimentazione l’ipotesi che i sistemi colturali potessero infl uenzare signifi cativamente i fenomeni di lisciviazione. È utile notare, comunque, che le perdite medie più elevate sono state osservate in coincidenza del sistema con massimo surplus (monosuccessione HI).

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45 Fig. 4 – Distribuzione della concentrazione di P-PO₄ nelle acque di percolazione.

4.6 Flussi di CO₂ e bilancio del carbonio

I fl ussi di CO₂ misurati nel triennio 2007-2009 hanno mostrato una periodicità stagio-nale con valori minimi nel periodo inverstagio-nale e massimi durante l’estate, in quanto alla respirazione del suolo si è sommata quella radicale della coltura in fase di sviluppo. Si è riscontrato come i fl ussi siano fortemente correlati alla temperatura dei primi 10 cm di suolo (r = 0,76). La temperatura sembra pertanto esercitare un ruolo primario nel controllo dei fl ussi, più signifi cativo di quello dell’umidità del suolo. Complessivamen-te si è evidenziata una piccola diff erenza tra i due sisComplessivamen-temi dopo tre anni di sperimen-tazione, riscontrando un valore mediano di 0,4 g h^-1 m^-2 di CO₂ per la conduzione HI e di 0,38 g h^-1 m^-2 di CO₂ per la LI.

Il bilancio del carbonio organico nello strato attivo ha risentito delle variabilità spaziali delle condizioni del suolo. Le diff erenze non sono signifi cative tra le tesi, tuttavia, si è potuto osservare un trend generale di accumulo nelle tesi a gestione conservativa e di perdita in quelle a gestione convenzionale (Fig. 5). Le variazioni negative più consi-stenti sono state osservate nella successione triennale HI, condizionata da apporti di C inferiori a 5,4 t C ha^-1, mentre il sequestro più elevato (2,0 t C ha^-1) è stato misurato nella monosuccessione LI.

P-PO₄ (mg/l)

Median 25%-75%

Non-Outlier Range

mono-HI mono-LI 2-yr HI 2-yr LI 3-yr HI 3-yr LI CODE

-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

P-PO4 (mg/l)

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Fig. 5 – Variazione % del contenuto di CO osservata nel periodo sperimentale.

I tempi medi di residenza del carbonio sono per contro più elevati nelle successione triennale (17 anni in HI e 21 anni in LI) e più bassi nella monosuccessione di mais (9 anni in HI e 11,8 anni in LI).

L’analisi delle mappe di contenuto di carbonio misurate all’inizio e alla fi ne del perio-do sperimentale permette, inoltre, di sottolineare l’esistenza di una elevata variabilità all’interno delle tesi, con la coesistenza di zone a bilancio positivo e zone a bilancio negativo.

4.7 Analisi degli erbicidi nelle acque di falda

L’analisi della contaminazione da erbicidi dell’acqua di falda è stata condotta nei mais HI e LI di tutte e tre le successioni colturali. Visto l’elevato numero di p.a. e il costo della analisi, si è deciso di considerare come indicatore solo il formulato di pre-emergenza Merlin duo (isoxafl utolo + terbutiliazina), distribuito nelle tesi convenzionali, e quello di post-mergenza Equipe (foramsulfuron + isoxadifen etile), distribuito sia nelle tesi convenzionali che in quelle conservative. Entrambi i formulati hanno azione dicoti-ledonicida e graminicida e sono caratterizzati da un indice di potenziale lisciviazione (GUS) che varia da 0,59 (isoxafl utolo) a 3,13 ( terbutilazina). I campioni sono stati pre-levati nel luglio del 2008 e 2009, considerando l’andamento meteorologico e la data di applicazione dei diserbanti.

In tutti i sistemi colturali, sia nel 2008 che nel 2009, non è mai stata riscontrata la pre-senza di principi attivi nell’acqua di falda. I valori sono, infatti, tutti inferiori a limite

DIFF CO %

-4 -2 0 2 4 6 8 10

1-yr-HI 1-yr-LI 2-yr-HI 2-yr-LI 3-yr-HI 3-yr-LI

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47 di rilevabilità dello strumento (0,01 mg l^-1). Queste evidenze, seppure basate su un numero ridotto di analisi, sembrerebbero escludere l’esistenza di condizioni partico-larmente critiche legate alle pratiche di diserbo dei sistemi colturali.

4.8 Bilancio economico di prima approssimazione

Il bilancio (margine lordo) è stato compilato considerando i costi diretti sostenuti dall’azienda durante la gestione dalla prova sperimentale e gli incassi medi corrispon-denti del triennio (contributi compresi). Non sono stati invece calcolati i costi di am-mortamento delle attrezzature né tantomeno i costi fi ssi aziendali.

Il sistema più conveniente è la successione biennale HI, con un ricavo netto di 351

€ ha^-1, risultato raggiunto grazie alle rese elevate (relativamente) del frumento con gestione HI. In termini di convenienza segue la successione biennale LI (337 € ha^-1) e quelle triennale LI (311 € ha^-1). Quest’ultima è stata penalizzata dalle basse produzio-ne della soia produzio-nei primi due anni di sperimentazioproduzio-ne, condizioproduzio-ne tuttavia recuperata nel 2009, quanto il ricavo netto è stato pari a 500 € ha^-1. La monosuccessione di mais HI è l’unico sistema con bilancio negativo in tutti e tre gli anni (in media -130 € ha^-1), bilancio che diventa positivo solamente con la gestione LI (152 € ha^-1). La successione triennale HI, infi ne, ha garantito un ricavo netto di 114 € ha^-1. Anche in questo caso il ricavo netto aumenta sensibilmente nel 2009 per eff etto delle migliori performance produttive della soia (393 € ha^-1).

4.9 Analisi multicriterio e conclusioni

Qual è dunque il sistema che più soddisfa le istanze ambientali, garantendo nel con-tempo un reddito adeguato agli agricoltori?

Per individuare il sistema “vincente” è stata applicata un’analisi multicriterio a una se-rie di indicatori economici (ricavo netto), tecnici (produttività, effi cienza della conci-mazione N e P, complessità della rotazione ) e ambientali (leaching di N e P, sequestro di carbonio e tempo medio di residenza, emissione di N₂0), in grado di dare una rap-presentazione globale dei sistemi colturali . Dall’analisi di sensibilità (Fig. 6) si può osservare come la successione biennale HI sia sempre il sistema dominante (migliore) qualora prevalgano criteri di tipo economico o tecnico. Nel caso in cui siano invece le istanze ambientali a guidare le scelte dell’agricoltore, il sistema LI della successione triennale diventa la soluzione vincente. In ogni caso, la monosuccessione di mais con-venzionale viene sempre dominata e pertanto è il sistema meno idoneo a soddisfare i criteri di gestione sostenibile, nelle condizioni del sito sperimentale e con i prezzi dei prodotti agricoli utilizzati (Fig. 6). È necessario, infatti, sottolineare che i risultati po-trebbero cambiare qualora la gestione delle colture comprendesse l’uso dell’irrigazio-ne con conseguente ottenimento di produzioni più “accettabili” con la soia e il mais.

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Fig. 6 – Analisi di sensibilità. A sx, grafi co delle soluzioni migliori; a dx grafi co delle soluzioni peggio-ri. Il valore dell’asse indica il peso (0-100) dato ai criteri economici (ECO), ambientali (ENV) e tecnici (TEC).

LI_1 HI_1 LI_2 HI_2 LI_3 HI_3

100 ENV 0

100

ECO

0

100 TEC

0

100 ENV 0

100

ECO

0

100 TEC

0

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