Messa a punto di modelli produttivi innovativi nelle colture estensive per una gestione ecocompatibile nell’ambito del Bacino Scolante in Laguna di Venezia
Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali Università degli Studi
di Padova Università degli Studi di Padova - TeSAF
Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-forestali
Messa a punto di modelli produttivi innovativi nelle colture estensive per una
gestione ecocompatibile nell’ambito del Bacino Scolante in Laguna di Venezia
2007 - 2009
Sintesi dei risultati
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Università degli Studi
di Padova Università degli Studi di Padova - TeSAF
Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-forestali
Messa a punto di modelli produttivi innovativi nelle colture estensive per una
gestione ecocompatibile nell’ambito del Bacino Scolante in Laguna di Venezia
2007 - 2009
Sintesi dei risultati
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Lavoro eseguito da Veneto Agricoltura (Sezione Ricerca e sperimentazione) e Università degli studi di Padova (Dipartimento Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Dipartimento del Territorio e dei Sistemi Agroforestali) su fi nanziamento della Regione del Veneto D.C.R. n. 24 del 04-05-2004, D.D.R.
n. 208 del 10-11-2005
Progetto coordinato da Giustino Mezzalira e Giuseppe Crocetta (Sezione Ricerca e sperimentazione, Veneto Agricoltura) e Luigi Giardini (Università degli studi di Padova)
Gruppo di lavoro
Dipartimento Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali
Luigi Giardini, PO-R (Resp. Scientifi co Progetto) Maurizio Borin, PO-R
Antonio Berti, PA-R Francesco Morari, PA-R
Carlo Duso, PA Emanuele Lugato, ADr
Matteo Passoni, ADr Gianluca Simonetti, D
Michela Salvato, D Chiara Pagliarin, D
Mauro Lorenzon, D Riccardo Polese ,TL
Elisa Cocco, D Davide Piragnolo, TL
Dipartimento del Territorio e dei Sistemi Agroforestali
Luigi Sartori, PA-R Roberto Causin, PA
Matteo Bertocco, Dr Matteo Rota, D
Giovanni Nerva, T Claudio Nerva, T
Cristina Scopel, Dr
Collaboratori esterni ai due dipartimenti
Serenella Nardi, PO Diego Pizzighello, TL
Legenda
PO: professore ordinario, PA: pr. associato, AD: assegnista-dottore di ricerca;
Dr: dottore di ricerca, D: dottorando, TL: tecnico laureato, T: tecnico; R: referente sottoprogetto
Si ringrazia l’azienda Miana Serraglia e, in particolare, il suo direttore Efrem Destro per l’ospitalità e l’assistenza off erte nella conduzione delle prove di campo.
Approfondimenti: http://progetti.venetoagricoltura.org/ecobasco/
Pubblicazione edita da Veneto Agricoltura
Azienda Regionale per i Settori Agricolo, Forestale e Agroalimentare Viale dell’Università, 14 - Agripolis - 35020 Legnaro (Pd)
Tel. 049.8293711 - Fax 049.8293815
e-mail: info@venetoagricoltura.org - www.venetoagricoltura.org Realizzazione editoriale
Veneto Agricoltura
Azienda Regionale per i Settori Agricolo, Forestale e Agroalimentare Coordinamento editoriale e impostazione grafi ca
Alessandra Tadiotto, Federica Mazzuccato, Isabella Lavezzo
Settore Divulgazione Tecnica, Formazione Professionale ed Educazione Naturalistica Via Roma, 34 - 35020 Legnaro (Pd)
Tel. 049.8293920 - Fax 049.8293909 - e-mail: divulgazione.formazione@venetoagricoltura.org È consentita la riproduzione di testi, foto, disegni ecc. previa autorizzazione da parte di Veneto Agricoltura, citando gli estremi della pubblicazione.
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Il territorio che sgronda le sue acque nella Laguna di Venezia è una delle aree geogra- fi che più delicate dal punto di vista ambientale. Qui l’agricoltura ha un peso economi- co rilevante con produzioni sia animali, sia vegetali di qualità.
L’imprenditoria agricola non poteva quindi che porsi responsabilmente l’obiettivo di coniugare produzione e tutela dell’ambiente.
Per questo Veneto Agricoltura, con Regione Veneto e Università di Padova, è impe- gnata in diversi progetti, indagini e azioni di sperimentazione per supportare tale scelta e individuare le migliori soluzioni praticabili.
Il Progetto “Messa a punto di modelli produttivi innovativi nelle colture estensive per una gestione ecocompatibile nell’ambito del Bacino Scolante in Laguna di Venezia” (in sigla EcoBaSco) si inserisce in questo fi lone e la presente pubblicazione documenta la sintesi dei numerosi risultati conseguiti. Ulteriore informazioni e approfondimenti saranno disponibili nelle relazioni che saranno pubblicate sul sito di progetto http://
progetti.venetoagricoltura.org/ecobasco/index.html , così come nelle diverse inizia- tive informative che Veneto Agricoltura periodicamente organizza.
Paolo Pizzolato
Amministratore Unico
Veneto Agricoltura
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Indice
Premessa ... pag. 7
I SOTTOPROGETTO: Ordinamenti colturali e Concimazioni
Azione 1: Studio comparato di Sistemi colturali... » 11 Azione 2: Confronti a livello aziendale ... » 37
II SOTTOPROGETTO: Drenaggio controllato e Fitodepurazione » 51
III SOTTOPROGETTO: Agricoltura di Precisione e Conservativa
Azione 1: Agricoltura di Precisione ... » 67 Azione 2: Agricoltura Conservativa ... » 77
IV SOTTOPROGETTO: Agricoltura biologica ... » 87
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PREMESSA
Luigi Giardini, Università degli Studi di Padova
Come sappiamo, il Sistema colturale, nelle sue molteplici confi gurazioni, è un ecosi- stema antropizzato, un ecosistema artifi ciale dominato (per quanto possibile) dall’uo- mo agricoltore che persegue il conseguimento di prefi ssati obbiettivi.
Dieci mila anni fa, quando iniziarono le prime forme di coltivazione e di allevamento, e per molti secoli successivi, l’obiettivo era quello di accrescere la disponibilità di cibo.
In seguito, l’ondeggiare del multiforme pensiero agronomico, sia pure in costante mi- glioramento nella sua millenaria maturazione, è passato dalle prime incerte osser- vazioni, alla superstizione, alla credenza immaginifi ca, alle più concrete acquisizioni empiriche, dal mito della “fertilità primigenia” al suo superamento, in tempi non brevi, col metodo sperimentale di Galileo.
Fa tenerezza leggere nei versi di Thomas Tusser (secolo VI): “Due raccolti su un maggese / fanno ricco l’aratore / ma che uno sia piselli / e la terra generosa”.
Nel contempo ci inorgoglisce l’agricoltura intensiva lombarda di Agostino Gallo che, sempre nello stesso secolo, partendo da esperienze empiriche, propose corretti avvi- cendamenti cereali-leguminose con ricorso anche all’irrigazione.
Avvicendamenti che, nella prima metà del diciottesimo secolo, in Inghilterra, furono razionalmente codifi cati nella rotazione di Norfolk e diedero una forte spinta innovati- va alla scienza delle coltivazioni e all’agricoltura tutta.
In un mondo in cui la crescente pressione demografi ca cominciava già a farsi sen- tire, il balzo produttivo permesso dalla razionalizzazione delle rotazioni colturali fu accolto con grande interesse. Esse riproducevano, nel piccolo spazio aziendale, il ciclo virtuoso dell’ecosistema terrestre, con l’uomo agricoltore che poco introduceva e non molto sottraeva allo stesso.
Nei due secoli successivi le rotazioni si aff ermarono pienamente e con esse altri mez- zi e progressi tecnici accrebbero notevolmente la loro importanza in agricoltura. La chimica con i concimi e i fi tofarmaci, la meccanizzazione, il miglioramento genetico e il continuo progredire delle conoscenze sembravano voler cancellare i limiti dello sviluppo.
Ma nei primi anni settanta del secolo scorso, dopo un periodo di euforica crescita, quando in Italia la piccola azienda famigliare aveva ormai ceduto il passo ad altri eco- sistemi agricoli, quei limiti ricomparvero minacciosi all’orizzonte.
Fu uno studio del MIT statunitense, commissionato dal Club di Roma, quasi due secoli dopo Thomas Malthus, a riproporre al pianeta il sinistro spettro della fame. Questa volta, l’indice si puntava non solo verso l’incremento demografi co e la conseguen-
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stati troppo pessimisti e allungarono i tempi per il profetizzato arrivo della crisi più drammatica. Il mondo stava prendendo coscienza di questi problemi che oggi sono costantemente all’ordine del giorno.
Anche negli anni più recenti la “vecchia cara agricoltura” ha continuato a cambiare e ora si presenta con una vasta gamma di agrosistemi diff erenti: intensivi, estensivi, integrati, biologici, biotec, di precisione, conservativi, fi todepuranti, energetici, fuori suolo, e altri ancora.
Nuovi orizzonti e nuovi modi di operare. Il concetto “Agricoltura sostenibile” intesa come “agricoltura che persegue l’ottenimento del migliore risultato economico, tecnico e ambientale, senza compromettere la possibilità che le generazioni future possano fare altrettanto” è ormai, in linea di principio, quasi universalmente accettato, ma sarà so- stenibile il principio ispiratore? Sappiamo bene che i tre obiettivi indicati rispondono diversamente ai fattori della produzione e che, di conseguenza, le soluzioni ottimali per l’uno non coincidono con quelle richieste per gli altri.
La scelta delle specie da coltivare, le concimazioni, i trattamenti antiparassitari e di- serbanti, l’irrigazione, le lavorazioni del terreno, la meccanizzazione, il miglioramen- to genetico, il sequestro di C organico nel suolo, gli allevamenti animali off rono una gamma numerosa di esempi a questo proposito. Si può coltivare la collina? Si può forzare la produzione con l’azoto fi no al massimo della risposta? Si può estendere (e quanto) il biologico? Si possono estendere le aree dedicate a colture energetiche?
Si può rinunciare alle coltivazioni transgeniche? Si può continuare ad alimentare gli allevamenti con gran parte delle produzioni vegetali?
Tecnicamente tutto sembra fattibile. Ma se è vero che almeno il 15% dei 6,5 miliardi di persone viventi oggi sulla terra non hanno cibo suffi ciente, che ne sarà dei 9,5 miliardi previsti per la metà del secolo?
Aff rontare oggi una ricerca sui Sistemi colturali è dunque un atto responsabile e do- veroso che nobilita la Regione Veneto che l’ha fi nanziata per un triennio tramite il suo braccio operativo Veneto Agricoltura.
È una decisione coraggiosa perché l’argomento, sia pure orientato sul Bacino Sco- lante in Laguna di Venezia, abbraccia tutta la complessità del processo produttivo agricolo e richiede risultati concreti e, in una logica di prospettiva variabile, capaci di soddisfare esigenze anche contrapposte.
I risultati, come si vedrà, ci sono. Ma il lavoro va continuato nel tempo.
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Ordinamenti colturali e Concimazioni
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I SOTTOPROGETTO: Ordinamenti colturali e Concimazioni
Azione 1: Studio comparato di Sistemi colturali
Luigi Giardini - Antonio Berti - Elisa Cocco - Riccardo Polese
1. Impostazione del lavoro
La ricerca è iniziata nel 1962 presso l’Azienda Sperimentale della Facoltà di Agraria dell’Università di Padova a Legnaro (PD), all’interno del Bacino Scolante in Laguna di Venezia, su terreno alluvionale, medio-limoso, ricco di calcare, con falda ipodermica profonda 1-1,5 m.
Essa si propone di valutare, in assenza di irrigazione, la sostenibilità di diff erenti tipi di avvicendamento a ciclo chiuso (rotazioni) e di un prato polifi ta permanente, combi- nati con diff erenti tipologie di fertilizzazione.
In questo contesto vengono considerati i risultati ottenuti nel triennio 2007-2009.
2. Andamento meteorologico e bilancio idrico
L’andamento termico dei tre anni considerati è stato caratterizzato da temperature medie superiori di 1,5-1,8 °C rispetto alla media trentennale 1961-1990 (Fig. 1). Le piovosità cumulate annue sono invece risultate inferiori alla media nel 2007 (650 mm;
-175 mm rispetto alla media) e più elevate nel 2008 e 2009 (987 e 1018 mm rispetti- vamente).
L’evapotraspirazione di riferimento (ET0), in risposta alle temperature più elevate, si è attestata su valori superiori alla media trentennale (889, 828 e 867 mm rispettiva- mente nei tre anni rispetto a una media di 803 mm). Come conseguenza il Bilancio Idro-Climatico (BIC) annuale ha presentato un defi cit consistente nel 2007 (-239 mm) e valori positivi nel 2008 e 2009 (159 e 151 mm rispettivamente).
Analizzando l’andamento stagionale si può notare che gli inverni 2007/08 e 2008/09 sono stati caratterizzati da temperature relativamente elevate soprattutto nel periodo gennaio-febbraio. La piovosità è risultata particolarmente intensa a fi ne primavera 2007, nel periodo fi ne inverno-inizio primavera 2009 e negli autunni del 2008 e 2009.
La parte centrale dell’estate e l’autunno 2007 sono stati invece caratterizzati da pre- cipitazioni inferiori alle medie. Di conseguenza, il BIC ha presentato dei defi cit con- sistenti nel periodo delle semine delle colture primaverili del 2007 e durante l’estate di quell’anno. Anche nel 2009, comunque, si sono osservati dei defi cit consistenti a maggio e ad agosto, durante fasi di temperature particolarmente elevate.
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Fig. 1 – Andamento termo-pluviometrico nel triennio 2007-2009 e medie trentennali (a); valori dell’Evapotraspirazione di riferimento (ET0) e del Bilancio Idro-Climatico (BIC) (b).
0 5 10 15 20 25 30
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Temperatura (°C)
Piovosità (mm)
P
Pmed trentennale Tmed
T med trentennale
a
-150 -100 -50 0 50 100 150
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
gen mar mag lug set nov gen mar mag lug set nov gen mar mag lug set nov BIC (mm)
ET0(mm)
ET0
ET0med trentennale P-ET0
P-ET0med trentennale
2007 2008 2009
gen mar mag lug set nov gen mar mag lug set nov gen mar mag lug set nov
2007 2008 2009
b
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13 3. Impostazione e conduzione della prova
L’impostazione sperimentale prevede uno schema parzialmente fattoriale, un dise- gno a split-plot con tre repliche, un fattore principale di splitting e le diverse rotazioni e concimazioni combinate fra loro.
Le parcelle di 46,8 m2 (7,8 x 6 m) sono 288.
Le rotazioni colturali previste comprendono alcune monosuccessioni (frumento, mais da granella, mais ceroso) e rotazioni vere e proprie: biennale (mais-frumento), qua- driennale (bietola-soia-frumento-mais) e sessennale (mais-bietola-mais-frumento- medica-medica), più un prato polifi ta permanente. La prova è condotta a fasi con- temporanee per avere tutte le tesi (Tab. 1) sempre presenti ogni anno.
Tab. 1 – Tesi a confronto (R = residui colturali; Q = liquame bovino; L = letame bovino M = dose semplice di concimazione minerale; MM = dose doppia).
Concimazione minerale
Tesi Rotazione Tipo Livello
Conc.
Letame t ha-1
Liquame t ha-1
N kg ha-1
P2O5 kg ha-1
K2O kg ha-1
1 Sessennale Liquame+residui RQ0 - 40 0 0 0
2 Sessennale Liquame+residui RQM - 40 70 70 90
3 Sessennale Liquame+residui RQMM - 40 140 140 180
4 Sessennale Letame L0 20 - 0 0 0
5 Sessennale Letame LM 20 - 70 70 90
6 Sessennale Letame LMM 20 - 140 140 180
7 Quadriennale Liquame+residui RQ0 - 40 0 0 0
8 Quadriennale Liquame+residui RQM - 40 70 70 90
9 Quadriennale Liquame+residui RQMM - 40 140 140 180
10 Quadriennale Residui R0 - - 0 0 0
11 Quadriennale Residui RM - - 70 70 90
12 Quadriennale Residui RMM - - 140 140 180
13 Biennale Liquame+residui RQ0 - 40 0 0 0
14 Biennale Liquame+residui RQM - 40 70 70 90
15 Biennale Liquame+residui RQMM - 40 140 140 180
16 Biennale Residui R0 - - 0 0 0
17 Biennale Residui RM - - 70 70 90
18 Biennale Residui RMM - - 140 140 180
19 Mais cont. Liquame+residui RQ0 - 40 0 0 0
20 Mais cont. Liquame+residui RQM - 40 70 70 90
21 Mais cont. Liquame+residui RQMM - 40 140 140 180
22 Mais cont. Residui R0 - - 0 0 0
23 Mais cont. Residui RM - - 70 70 90
24 Mais cont. Residui RMM - - 140 140 180
25 Mais cont. Residui R0 - 0 0 0 0
26 Mais cont. Liquame+residui RQ2 - 120 0 0 0
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Concimazione minerale
Tesi Rotazione Tipo Livello
Conc.
Letame t ha-1
Liquame t ha-1
N kg ha-1
P2O5 kg ha-1
K2O kg ha-1
27 Mais cont. Residui RM2 - 0 300 150 420
28 Mais cont. Liquame+residui RQ1M1 - 60 150 75 210
29 Mais cont. Letame 0 0 - 0 0 0
30 Mais cont. Letame L2 60 - 0 0 0
31 Mais cont. Letame M2 0 - 300 150 420
32 Mais cont. Letame L1M1 30 - 150 75 210
33 Prato Liquame Q0 - 40 0 0 0
34 Prato Liquame QM - 40 70 70 90
35 Prato Liquame QMM - 40 140 140 180
36 Mais ceroso Liquame Q0 - 40 0 0 0
37 Mais ceroso Liquame QM - 40 70 70 90
38 Mais ceroso Liquame QMM - 40 140 140 180
39 Frumento Liquame+residui RQ0 - 40 0 0 0
40 Frumento Liquame+residui RQMM - 40 140 140 180
41 Frumento Residui R0 - - 0 0 0
42 Frumento Residui RMM - - 140 140 180
Nelle rotazioni da 1 a 18 il letame e il liquame, dove previsti, vengono distribuiti solo a bietola e mais, in dose doppia di quella indicata. Ne consegue che, per questi due fertilizzanti, le dosi indicate in Tabella 1 sono quelle medie per anno di rotazione.
Negli anni precedenti il 2008 per il letame e il 2007 per i liquami, sia nel primo che nel secondo gruppo, con la concimazione minerale si sono apportati quantità di N, P e K mediamente pari alla corrispondente concimazione con letame o liquame; nel triennio 2007-2009, a seguito di cambiamenti intervenuti nei sistemi di allevamento e conservazione dei refl ui, i quantitativi di N, P e K apportati con il liquame sono stati inferiori rispettivamente del 25%, 30% e 32%. Nel 2008 e 2009 i quantitativi di N, P e K apportati con il letame sono stati diversi rispettivamente per -10%, +37% e +10%.
Di seguito si riportano alcuni risultati esemplifi cativi ottenuti nel triennio, mentre si rimanda alla relazione completa disponibile sul sito del progetto per una visione d’in- sieme degli stessi.
4. Produzioni
Le Figure 2 e 3 evidenziano la diversa capacità produttiva dei diff erenti sistemi colturali a confronto. Con questo parametro di valutazione appare evidente la superiorità della rotazione sessennale soprattutto con basse concimazioni: la medica fi ssa azoto e tutta la sua parte epigeica viene raccolta. Il mais recupera ad alti livelli di concimazione.
Si notino le diverse prestazioni dei testimoni non concimati.
Si notino pure (Figg. 3, 4, 5, 6) i diff erenti comportamenti colturali.
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15 Fig. 2 – 2007-2009. Parte fattoriale. Produzioni medie di sostanza secca PAU (prodotto agrario utile) nelle rotazioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame;
L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
Fig. 3 – 2007-2009. Parte non fattoriale. Produzioni medie di granella di mais (sostanza secca) in mono- successione, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame).
0 20 40 60 80 100 120 140
0 M MM 0 M MM 0 M MM 0 M MM ann ann ann bien bien bien quad quad quad sess sess sess s.s._PAU (q ha-1)
R Lq+R
0 20 40 60 80 100 120 140
L2 Lq2 L1M1 Lq1M1 M2+R M2 R 0 granella (q ha-1 s.s.)
mais media ’07-’09 - parte non fattoriale
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Fig. 4 – 2007-2009. Parte fattoriale. Produzioni medie di granella di mais nelle rotazioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessen- nale il confronto è L vs Lq + R).
Fig. 5 – 2007-2009. Parte fattoriale. Produzioni medie di granella di frumento nelle rotazioni a con- fronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
0 20 40 60 80 100 120 140
0 M MM 0 M MM 0 M MM 0 M MM ann bienn quadr sess s.s._granella (q ha-1)
R Lq+R mais media ’07-’09 - p. fattoriale
0 10 20 30 40 50 60
0 M MM 0 M MM 0 M MM
bienn quadr sess
R Lq+R
frumento media ’07-’09 - p. fattoriale
s.s._granella (q ha-1)
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17 Fig. 6 – 2007-2009. Parte non fattoriale. Produzioni medie di sostanza secca PAU nella monosucces- sione di mais ceroso e nel prato permanente, con diversi livelli di concimazione minerale su una base comune di 40 t/ha di liquame.
5. Azoto nei vegetali prodotti
Le analisi relative al contenuto azotato dei vegetali prodotti forniscono informazioni importanti per la valutazione qualitativa del PAU (contenuto proteico) e per la compi- lazione del bilancio (apporti meno asportazioni) dell’elemento N.
Come emerge dalla Figura 7, il contenuto di azoto nella granella di mais (parte fattoria- le) è dipendente dal tipo di rotazione considerata, ma meno di quanto ci si potrebbe aspettare. La sessennale, tuttavia evidenzia quasi sempre, anche per la presenza della medica, una minore diff erenza fra i due tipi di fertilizzazione organica (L o Lq+R).
Un eff etto nullo o negativo del liquame si è avuto nella rotazione quadriennale per- ché la soia, in presenza di fertilizzante organico, sembra avere fi ssato meno azoto del necessario.
Il contenuto di N nella granella di frumento ha risentito positivamente della concima- zione più elevata soprattutto nella rotazione quadriennale, dove ha superato il 2% in presenza di un minimo di circa 1,3% (Fig. 8).
Nella granella di soia (Fig. 9) il contenuto di azoto si è tendenzialmente abbassato con la concimazione minerale ed è decisamente diminuito a seguito della liquamazione.
Un andamento opposto si è invece osservato sui residui colturali (Fig. 10).
Nelle radici di barbabietola e nei residui colturali prodotti nella rotazione quadrien- nale il contenuto in N è aumentato con la concimazione (soprattutto con il liquame).
Nella rotazione sessennale la risposta è stata meno decisa e diversa fra concimazione minerale e organica. Nel mais ceroso, infi ne, il passaggio da Q0 a QMM ha incrementa- to del 45% il contenuto di N nella s.s. prodotta.
0 50 100 150 200 250
0 M MM 0 M MM
Mais cer. prato
s.s._PAU (q ha-1)
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Fig. 7 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di azoto (TKN) nella granella di mais ottenuta nelle rotazioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
Fig. 8 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di azoto (TKN) nella granella di frumento ottenuta nelle rotazioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
0 2 4 6 8 10 12 14
O M MM O M MM O M MM O M MM ann ann ann bien bien bien quadr quadr quadr sess sess sess NKT_PAU (g kg-1)
mais 2007 - p. fattoriale
R Lq+R
NKT_PAU (g kg-1)
R Lq+R
0 5 10 15 20 25
O M MM O M MM O M MM bien bien bien quadr quadr quadr sess sess sess
frumento 2007- p. fattoriale
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Riassunto.indb 18 6-04-2010 18:43:266-04-2010 18:43:26
19 Fig. 9 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di azoto (TKN) nella granella di soia ottenuta nella rotazione quadriennale, con diversi livelli e tipi di concimazione, N minerale escluso (R = Residui; Lq
= Q = Liquame; L = Letame).
Fig.10 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di azoto (TKN) nei residui di soia ottenuta nella rota- zione quadriennale, con diversi livelli e tipi di concimazione, N minerale escluso (R = Residui; Lq = Q
= Liquame; L = Letame).
NKT_PAU (g kg-1)
R Lq+R
46 48 50 52 54 56 58 60 62
M M M
O
soia 2007 - p. fattoriale
R Lq+R
0 5 10 15 20
M M M
O NKT_Residui (g kg-1)
soia 2007 - p. fattoriale
Riassunto.indb 19
Riassunto.indb 19 6-04-2010 18:43:336-04-2010 18:43:33
20
6. Fosforo nei vegetali prodotti
Le analisi relative al contenuto di fosforo dei vegetali prodotti forniscono informazioni importanti per la valutazione qualitativa del PAU e per la compilazione del bilancio (apporti meno asportazioni) dell’elemento P.
Sulla granella di mais gli eff etti delle concimazioni e dell’avvicendamento sul conte- nuto in P si sono manifestati in modo poco sistematico e con scarti modesti (Fig. 11, 12). Fanno però eccezione i residui colturali in condizioni estreme (poco o punto con- cimati, o concimati con letame (LMM nella sessennale o L2 nella monosuccessione di mais) che presentano valori alti.
Sulla granella di frumento gli eff etti delle concimazioni e dell’avvicendamento, nella parte fattoriale della prova, sul contenuto in P si sono manifestati in modo poco siste- matico e con scarti modesti (Fig. 13). Nella paglia gli eff etti della concimazione e della rotazione sono più evidenti.
Sulla granella di soia (Fig. 14) l’eff etto della concimazione minerale si è manifestato positivamente solo a livello MM, mentre quello del liquame è risultato positivo a livel- lo 0 e M, ma negativo a livello MM. Il risultato si è ripetuto sui residui colturali.
Il contenuto in P delle radici di barbabietola è aumentato sia con la concimazione mi- nerale che con quella organica nella rotazione quadriennale, mentre nella sessennale la concimazione organica ha evidenziato un eff etto contrario.
Nel mais ceroso il contenuto in P per kg di s.s. è diminuito ai livelli più alti di concima- zione minerale (Fig. 15).
Fig. 11 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di fosforo nella granella di mais ottenuta nelle rota- zioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Leta- me). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
R Lq+R
0 0,5 1 1,5 2 2,5
O M MM O M MM O M MM O M MM ann ann ann bien bien bien quadr quadr quadr sess sess sess P tot_PAU (g kg-1)
mais 2007 - p. fattoriale
R Lq+R
Riassunto.indb 20
Riassunto.indb 20 6-04-2010 18:43:336-04-2010 18:43:33
21 Fig. 12 – 2007. Parte non fattoriale. Contenuto medio di fosforo nella granella di mais in monosucces- sione, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame).
Fig. 13 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di fosforo nella granella di frumento ottenuta nelle rotazioni a confronto, con diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
R Lq+R
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
O M MM O M MM O M MM bien bien bien quadr quadr quadr sess sess sess P tot_PAU (g kg-1)
frumento 2007- p. fattoriale 0
0,5 1 1,5 2 2,5
P tot_PAU (g kg-1)
mais 2007 - p. non fattoriale
L2 Lq2 L1M1 Lq1M1 M2+Res M2 res O
Riassunto.indb 21
Riassunto.indb 21 6-04-2010 18:43:366-04-2010 18:43:36
22
Fig. 14 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di fosforo nella granella di soia ottenuta nella rota- zione quadriennale con diversi livelli e tipi di concimazione, Azoto minerale escluso (R = Residui; Lq
= Q = Liquame; L = Letame).
Fig. 15 – 2007. Parte non fattoriale. Contenuto medio di fosforo nella sostanza secca del mais ceroso in monosuccessione con diversi livelli di concimazione su una base di 40 t/ha di liquame.
R Lq+R
3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8
M M M
O P tot_PAU (g kg-1)
soia 2007 - p. fattoriale
M M M
O 0
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
P tot (g kg-1)
mais ceroso - p. fattoriale
Riassunto.indb 22
Riassunto.indb 22 6-04-2010 18:43:406-04-2010 18:43:40
23 7. Analisi del terreno
Nel 2007 il terreno di tutte le parcelle è stato campionato e analizzato distinguendo lo strato più superfi ciale (0-30 cm) da quello sottostante (30-60 cm).
• Nello strato più superfi ciale il pH risulta tendenzialmente più basso negli avvicen- damenti che hanno ricevuto Q o L. Nello strato inferiore questa risposta è meno signifi cativa.
• Nello strato più superfi ciale la salinità risulta tendenzialmente più elevata negli avvicendamenti che hanno ricevuto Q o L. Nello strato inferiore, con valori più bassi, questa risposta non è evidenziata.
• Nello strato più superfi ciale la sostanza organica (Fig. 16) risulta decisamente più elevata negli avvicendamenti che hanno ricevuto Q o L. Nello strato inferiore, con valori più bassi, questa risposta non è evidenziata.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in azoto (TKN) (Fig. 17) risulta (fatta ecce- zione per la rotazione sessennale) tendenzialmente più elevato negli avvicenda- menti che hanno ricevuto Q o L. Nello strato inferiore, con valori più bassi, questa risposta non è evidenziata.
• Nello strato più superfi ciale il rapporto C/N risulta (fatta eccezione per la monosuc- cesione) tendenzialmente più elevato nelle tesi che hanno ricevuto Q o L. Nello stra- to inferiore, con valori spesso più elevati, questa risposta è anche più evidenziata.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in fosforo assimilabile (Fig. 18) risulta (fatta eccezione per la rotazione sessennale) decisamente più elevato negli avvi- cendamenti che hanno ricevuto Q. Nello strato inferiore, con valori mediamente più bassi, si riscontra la stessa risposta.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in potassio scambiabile (Fig. 19) risulta (fatta parziale eccezione per la rotazione sessennale) più elevato negli avvicenda- menti che hanno ricevuto Q. Nello strato inferiore si riscontra la stessa risposta.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in magnesio scambiabile risulta media- mente inferiore a quello dello strato sottostante. Nella monosuccessione si evi- denzia anche un eff etto depressivo della liquamazione.
• Nello strato più superfi ciale il rapporto Mg/K risulta (fatta eccezione per la rota- zione sessennale) mediamente più basso negli avvicendamenti che hanno rice- vuto Q. Nello strato inferiore, con valori mediamente più alti, si riscontra la stessa risposta.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in calcio scambiabile risulta tendenzial- mente più basso negli avvicendamenti che hanno ricevuto Q o L. Nello strato infe- riore, con valori decisamente più elevati, si riscontra la stessa risposta.
• Nello strato più superfi ciale il contenuto in sodio scambiabile non sembra me- diamente infl uenzato dalla distribuzione di Q o L. Nello strato inferiore invece, con valori molto più elevati, si riscontra un deciso aumento di Na scambiabile a seguito della concimazione organica.
Riassunto.indb 23
Riassunto.indb 23 6-04-2010 18:43:406-04-2010 18:43:40
24
Fig. 16 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di sostanza organica nel suolo a diff erenti profondità, con diff erenti rotazioni, diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = L iquame; L = Leta- me). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
Fig. 17 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di azoto nel suolo a diff erenti profondità, con diff eren- ti rotazioni, diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Lq+R R Lq+R R Lq+R R Lq+R L ann bienn quadr sess
S.O. (g/kg)
profondità 0-30 cm profondità 30-60 cm profondità 0-60 cm
Lq+R R Lq+R R Lq+R R Lq+R L ann bienn quadr sess
profondità 0-30 cm profondità 30-60 cm profondità 0-60 cm 0
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
NTK (g/kg)
Riassunto.indb 24
Riassunto.indb 24 6-04-2010 18:43:406-04-2010 18:43:40
25 Fig. 18 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di fosforo assimilabile nel suolo a diff erenti profon- dità, con diff erenti rotazioni, diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
Fig. 19 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto medio di potassio scambiabile nel suolo a diff erenti profon- dità, con diff erenti rotazioni, diversi livelli e tipi di concimazione (R = Residui; Lq = Q = Liquame; L = Letame). (Nella sessennale il confronto è L vs Lq + R).
Lq+R R Lq+R R Lq+R R Lq+R L ann bienn quadr sess
profondità 0-30 cm profondità 30-60 cm profondità 0-60 cm 0
5 10 15 20 25
P ass (mg/kg)
Lq+R R Lq+R R Lq+R R Lq+R L ann bienn quadr sess
profondità 0-30 cm profondità 30-60 cm profondità 0-60 cm 0
20 40 60 80 100 120 140 160
K sc (mg/kg)
Riassunto.indb 25
Riassunto.indb 25 6-04-2010 18:43:406-04-2010 18:43:40
26
8. Bilancio apparente dei nutrienti (N, P)
La valutazione del bilancio apparente dei nutrienti (apporti con le concimazioni meno asportazioni con il PAU) consente di trarre importanti informazioni sulla sostenibilità a medio-lungo termine di sistemi colturali diversi. Prima di aff rontare i risultati ottenuti in questi tre anni di sperimentazione si deve ricordare che l’entità dell’azotofi ssazi- ne simbiontica non è stata controllata. In assenza di una quantifi cazione precisa di questo fenomeno, si è scelto di considerare le leguminose a bilancio 0 per l’azoto, assumendo quindi che l’azotofi ssazione copra le richieste di azoto della coltura che partecipa direttamente alla simbiosi. Va perciò sottolineato che il bilancio apparente dell’azoto così eseguito è tanto più impreciso quanto maggiore è l’incidenza delle leguminose nella rotazione. Ciò infl uisce sui risultati ottenuti nella rotazione sessen- nale (per il biennio di medica), nella quadriennale (per la soia) e nel prato polifi ta. Per quest’ultimo si è accettato un apporto simbiotico pari al 10% del fabbisogno.
Nelle Tabelle 2 e 3 si riportano solo i bilanci di N e P.
Tab. 2 – Bilancio di N (kg ha-1 anno-1) nel triennio 2007-2009.
Livello concimazione
Rotazione Sessennale Quadriennale Biennale Monosucc.
mais Prato Monosucc.
frumento
Mais ceroso
RQ0 17 27 44 51 54
RQM 33 51 74 82
RQMM 59 105 131 129 171
L0 10
LM 42
LMM 83
R0 -31 -37 -23 -28
RM 0 4 18
RMM 37 51 57 68
Q0 -20 31
QM 10 51
QMM 35 62
R0 -21
RQ2 202
RM2 171
RQ1M1 163
0 -31
L2 156
M2 108
L1M1 104
Riassunto.indb 26
Riassunto.indb 26 6-04-2010 18:43:406-04-2010 18:43:40
27 Tab. 3 – Bilancio di P (kg ha-1 anno-1) nel triennio 2007-2009.
Livello concimazione
Rotazione Sessennale Quadriennale Biennale Monosucc.
mais Prato Monosucc.
frumento
Mais ceroso
RQ0 17 26 28 29 31
RQM 43 53 54 53
RQMM 73 83 84 81 92
L0 11
LM 37
LMM 61
R0 -9 -7 -5 -4
RM 18 20 21
RMM 46 47 47 53
Q0 11 23
QM 29 50
QMM 59 78
R0 -4
RQ2 97
RM2 45
RQ1M1 69
0 -10
L2 73
M2 41
L1M1 56
9. Bilancio del carbonio organico nel terreno
Il bilancio del carbonio organico (Co) nel terreno è importante per motivi agronomici (ne condiziona la fertilità e la produttività) e ambientali (condiziona lo scambio di CO2 con l’atmosfera: emissione e sequestro).
Questa ricerca di lunga durata apporta un contributo alle conoscenze sull’argomento perché permette di fare riferimento agli eff etti di un periodo ben più lungo dei tre anni per i quali si sono riferiti i risultati produttivi.
In questa sede si evidenziano prima i risultati del rilevamento eseguito nel 2007 (già parzialmente riferito in Fig. 5), considerando gli eff etti dei trattamenti sul contenuto di sostanza organica del terreno (g/kg). In seguito, con riferimento alle analisi del suo- lo eseguite nel 2000 (Giardini L. e Morari F., 2002) vengono richiamati i cambiamenti intervenuti e il bilancio del carbonio.
Il Co presente nel terreno nel 2007 è stato rilevato separatamente a due diff erenti pro- fondità (0-30 e 30-60 cm).
I primi 30 cm superfi ciali hanno evidenziato un contenuto medio di 31,10 t/ha a fron- te dei 24,95 t/ha riscontrati nello strato compreso fra 30 e 60 cm di profondità.
Riassunto.indb 27
Riassunto.indb 27 6-04-2010 18:43:416-04-2010 18:43:41
28
Considerando lo strato 0-60 cm (si veda soprattutto la Tab. 4) si sono osservati i se- guenti eff etti signifi cativi (>0,01p):
- fra i sistemi colturali: netta superiorità dell’avvicendamento sessennale (58,11 t/ha);
- fra le dosi di concimazione minerale: netta inferiorità del testimone non concima- to (54,13 t/ha contro un massimo di 57,29) in MM;
- interazione “concimazione min. x avvicendamento”: la monosuccessione di mais si dimostra mediamente meno reattiva (da 54,14 t/ha passa a 55,38 per eff etto di MM, mentre la quadriennale passa da 51,62 t/ha a 56,02);
- interazione “tipo di avvicendamento x concimazione organica”: nel gruppo di tesi non liquamate l’avvicendamento sessennale (letamato) evidenzia un valore me- dio (59,84 t/ha) molto superiore ai corrispondenti degli altri avvicendamenti; non altrettanto avviene nel gruppo di tesi liquamate (56,38 t/ha la sessennale contro una media degli altri avvicendamenti pari a 57,47).
Tab. 4 – 2007. Parte fattoriale. Contenuto di carbonio organico (Co t/ha) nello strato di terreno da 0 a 60 cm di profondità.
Sist. colt. R*0 R*M R*MM x– RQ0 RQM RQMM x– 0 M MM x–
mono mais 54,10 48,31 53,53 51,98 54,19 60,88 57,24 57,43 54,14 54,59 55,38 54,71 biennale 53,81 57,14 57,46 56,14 54,82 58,17 59,69 57,56 54,31 57,66 58,58 56,85 quadriennale 49,30 50,95 54,66 51,64 53,94 60,94 57,37 57,42 51,62 55,95 56,02 54,53 Media parz 52,40 52,13 55,22 53,25 54,32 60,00 58,10 57,47 53,36 56,07 56,66 55,36 Sessennale* 59,28 59,85 60,39 59,84 53,64 57,50 57,99 56,38 56,46 58,68 59,19 58,11 Media totale 54,12 54,06 56,51 54,90 54,15 59,37 58,07 57,20 54,13 56,72 57,29 56,05
* L invece che R nella sessennale.
I valori riferiti alla parte non fattoriale della prova (Tab. 5) forniscono le seguenti prin- cipali informazioni:
- il valore medio dello strato 0-30 cm è 35,59 t/ha e diff erisce signifi cativamente da 24,78 riscontrato nello strato sottostante;
- l’interazione “tesi x profondità” è altamente signifi cativa; si noti, ad esempio che nel prato le diff erenze fra i due strati sono intorno a 30 t/ha, mentre nel frumento e nel mais ceroso 3-6 t/ha, nel mais granella oscilla da circa 11 nelle tesi più conci- mate a 5-6 t/ha nelle altre;
- nello strato 0-60 cm la quantità più elevata di Co si trova nel mais L2 (64,43 t/ha), seguito dalle tre tesi a prato e dal mais Q2; il valore più basso (43,16 t/ha) si trova nel mais non concimato, seguito dal mais con solo R e dalle altre tesi similari.
Il confronto temporale dei quantitativi di Co presenti nel terreno (Co2007 vs Co2000 ) è stato possibile solo per lo strato 0-30 cm perché nel 2000 non erano disponibili le analisi dello strato più profondo. Esso sembrerebbe evidenziare un’apparente modesta ten- denza generale alla perdita di Co del terreno nei sette anni considerati: in media circa 130 kg/ha/anno.
Riassunto.indb 28
Riassunto.indb 28 6-04-2010 18:43:416-04-2010 18:43:41
29 Al fi ne di indagare ulteriormente su questo problema, sono stati compilati i bilanci del Co nei diff erenti sistemi colturali:
C2007 – C2000 = ΔC ΔC = Rh ∑Ca
Dove C2007 e C2000 sono le quantità di carbonio organico (t/ha) contenuto nel terreno (strato 0-30 cm) rispettivamente negli anni 2007 e 2000;
ΔC è il cambiamento quantitativo (incremento o decremento, espresso in t/ha) del carbonio organico contenuto nello strato di terreno considerato;
∑Ca è la sommatoria degli apporti di C organico con la fertilizzazione nel periodo con- siderato (t/ha).
±Rh è il rendimento (=ΔC / ∑Ca ) in C umico della fertilizzazione organica (t/ha per unità di quantità impiegata).
I risultati, hanno evidenziato valori di Rh sempre molto vicini allo zero, non signifi ca- tivamente infl uenzati dai fattori sperimentali.
Un risultato che sembrerebbe indicare, per le diff erenti tesi a confronto, il raggiungi- mento di un regimi mediamente permanenti di fertilità, sia pure a livelli diversi di Co sequestrato. Ma servirà indagare ancora sull’apparente ΔC di cui si è detto sopra.
Tab. 5 – 2007. Parte non fattoriale. Contenuto di carbonio organico (Co t/ha) nello strato di terreno da 0 a 60 cm di profondità. Media 0-30 cm: 35,59 t/ha; Media 30-60 cm: 24,78 t/ha.
Tesi 0-30 cm 30-60 cm 0-60 cm
Frumento
R0 26,75 21,98 48,73 gh
RMM 32,67 28,01 60,68 def
RQ0 30,63 25,42 56,05 efg
RQMM 34,73 27,34 62,08 def
Prato
RQ0 53,76 21,99 75,75 ab
RQM 54,75 19,98 74,73 ab
RQMM 49,79 21,66 71,45 bc
Mais ceroso
RQ0 25,50 22,11 47,61 gh
RQM 29,22 23,53 52,75 fgh
RQMM 29,44 25,10 54,54 fg
Mais
L2 46,47 35,21 81,68 a
L1M1 37,76 26,67 64,43 cde
Lq2 41,45 33,51 74,97 ab
Lq1M1 37,70 29,21 66,90 bcd
M2+R 30,36 22,96 53,31 fgh
M2 28,93 21,33 50,26 gh
R 26,51 21,07 47,58 gh
0 24,27 18,89 43,16 h
Interazione “tesi x profondità” signifi cative allo 0,01 p.
Riassunto.indb 29
Riassunto.indb 29 6-04-2010 18:43:416-04-2010 18:43:41
