5. Materiali e metodi
5.1 Descrizione della prova
La ricerca è stata realizzata presso la stazione sperimentale di Rottaia del Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema dell’Università di Pisa nelle annate agrarie 2006/2007 e 2007/2008. L’appezzamento interessato, lo stesso in entrambe le stagioni colturali, è costituito da due campi separati, con un'area complessiva di circa 0,6 ha. Le caratteristiche principali del terreno sono riportate nella tab. 1.
Sabbia (%) Limo (%) Argilla (%) Tessitura (USDA) Sostanza organica (%) pH Fosforo assimilabile Olsen (ppm) 40,7 42,2 17,1 Franco 2,1 8,2 2,1
Tab. 1: Caratterizzazione del terreno (0-30 cm)
La ricerca, come già detto, rappresenta un'esperienza preliminare di valutazione dell’effetto della consociazione temporanea frumento duro-veccia sulla produttività e qualità del cereale vernino. Questa tecnica, ormai abbandonata sia dal punto di vista scientifico che tecnico, non si basa al momento su un preciso protocollo applicativo: di conseguenza nel biennio considerato, alla luce delle esperienze maturate, alcuni aspetti dell’agrotecnica sono stati variati, anche in maniera sostanziale.
Nella stagione 2006/2007 la prova è stata impostata come confronto fra tecniche di nutrizione azotata del frumento: i trattamenti differivano esclusivamente per la modalità e la dose della concimazione azotata fornita al frumento duro. Le caratteristiche dei trattamenti posti a confronto nel primo anno di studio sono sintetizzate di seguito:
• frumento duro consociato con veccia (Vicia villosa Roth.): le due colture sono
state seminate a file alterne, con interfila di 15 cm, secondo un disegno sostitutivo (densità totale della coltura equivalente a quello di una coltura pura di frumento);
• frumento duro in purezza in assenza di concimazione azotata;
• frumento duro in purezza con concimazione azotata pari a 60 kg N/ha, distribuiti
sotto forma di urea granulare in un unico intervento in fase di accestimento;
• frumento duro in purezza con concimazione azotata pari a 120 kg N/ha,
distribuiti sotto forma di urea granulare in due interventi (metà in fase di accestimento e metà all’inizio della levata);
• frumento duro in purezza con concimazione azotata pari a 180 kg N/ha, distribuiti sotto forma di urea granulare in due interventi (un terzo in fase di accestimento e due terzi all’inizio della levata).
Le colture, indipendentemente dal trattamento imposto, non hanno ricevuto alcun intervento di diserbo chimico.
In seguito ai risultati ottenuti nel corso del primo anno (vedi sezione 6.1), nella stagione 2007/2008 sono state introdotte alcune modifiche molto importanti.
Innanzitutto, per evitare l'eccessivo sviluppo delle infestanti nei trattamenti con concimazione minerale e mettere meglio in evidenza l'influenza della disponibilità di azoto sulle prestazioni produttive, in questi trattamenti è stato introdotto un intervento di diserbo chimico in fase di botticella del frumento: la ricerca ha assunto così più i connotati di un confronto fra diversi “sistemi gestionali” per il frumento duro (fertilizzazione azotata e controllo delle infestanti), in cui il trattamento “consociazione temporanea” è stato posto a confronto con diversi trattamenti convenzionali (concimazione azotata minerale in dosi crescenti – 0, 60, 120 e 180 kg N/ha - e diserbo chimico).
Si è deciso inoltre di modificare la densità complessiva del trattamento consociato, passando da una disegno sostitutivo
ad uno additivo (frumento seminato con la densità di semina pari a quella della coltura pura), per migliorare la capacità competitiva e produttiva della coltura principale.
Anche la disposizione spaziale della consociazione è stata modificata, scegliendo di alternare file binate di frumento e veccia invece che file singole (fig. 3), al fine di facilitare l'interramento della leguminosa con l'intervento meccanico.
Nella 2° annata, è stato inoltre introdotto un nuovo trattamento per
valutare l'effetto residuo della consociazione con la coltura di copertura su frumento in purezza in successione: in questo trattamento il frumento è stato seminato in purezza ma con a stessa disposizione spaziale di quello consociato.
Fig. 3: Disposizione spaziale a file singole
nel 2006/2007 (a) e a file binate nel
2007/2008 (b) del trattamento
Lo schema sperimentale della ricerca nelle due stagioni colturali è illustrato nelle figure 4 e 5: nel corso del secondo anno di prova i trattamenti sono stati ripetuti in successione a sé stessi.
In entrambe le stagioni sono state realizzate quattro repliche per ciascuno dei trattamenti a confronto, organizzate in blocchi randomizzati.
Le parcelle avevano dimensioni comprese fra 130 e 150 m2: nel corso del secondo
anno la dimensione delle parcelle del trattamento consociato è stata dimezzata per l'inserimento del trattamento “effetto residuo”.
Campo 54 Campo 57
35 m Frum. N 120 Frum. N 60 Frum. e veccia Frum. N 0 Frum. N 180 40 m Frum. N 120 Frum. N 60 Frum. e veccia Frum. N 0 Frum. N 180
35 m Frum. N 0 Frum. N 120 Frum. e veccia Frum. N 180 Frum. N 60 40 m Frum. N 0 Frum. N 120 Frum. e veccia Frum. N 180 Frum. N 60
3,75 m 3,75 m 5 m 3,75 m 3,75 m 3,75 m 3,75 m 5 m 3,75 m 3,75 m
Nell'anno precedente alla prima stagione di prova l'appezzamento era stato coltivato a mais. Le operazioni di preparazione del terreno e del letto di semina sono state in entrambi gli anni un’aratura a 30 cm di profondità, un passaggio con erpice a dischi e uno con erpice a denti rotanti. Il calendario delle operazioni colturali è riportato nella tab. 2. 2006/2007 2007/2008 Semina 08/11/06 08/11/07 1° concimazione 05/02/07 13/02/08 2° concimazione 16/03/07 17/03/08 Interramento veccia (mediante fresatura) 16/03/07 17/03/08 Diserbo - 03/04/08
Tab. 2: Successione delle operazioni colturali
Per la veccia è stata utilizzata la varietà Villana, mentre per il frumento è stata impiegata la varietà Claudio nel corso del primo anno e la varietà Duilio nel corso del secondo: non è stato possibile utilizzare la medesima varietà a causa di forti difficoltà nel reperimento della semente nell'autunno del 2007.
Campo 54 Campo 57
35 m Frum N 120 Frum N 60
Effetto residuo
Frum N 0 Frum N 180 40 m Frum N 120 Frum N 60
Effetto residuo
Frum N 0 Frum N 180
Frum e veccia Frum e veccia
35 m Frum N 0 Frum N 120
Effetto residuo
Frum N 180 Frum N 60 40 m Frum N 0 Frum N 120
Frum e veccia
Frum N 180 Frum N 60
Frum e veccia Effetto residuo
3,75 m 3,75 m 5 m 3,75 m 3,75 m 3,75 m 3,75 m 5 m 3,75 m 3,75 m
La dose di semina per il frumento in purezza è stata di 250 kg/ha in entrambi gli anni; per il frumento e la veccia in consociazione è stata di circa 125 kg/ha e 50 kg/ha rispettivamente nell'anno 2006/2007 (disegno sostitutivo) e 250 kg/ha e 50 kg/ha rispettivamente nell'anno 2007/2008 (disegno additivo). Per la semina è stata utilizzata una seminatrice Marzia combinata, il cui cassone per il concime granulare è stato utilizzato per la distribuzione del seme di veccia nel trattamento consociato: la dose di 50 kg/ha di seme era la massima consentita con questa soluzione.
5.2 Rilievi eseguiti
I rilievi sperimentali hanno preso in esame numerosi elementi relativi allo sviluppo delle colture e della vegetazione infestante, con particolare riferimento all'evoluzione nel corso del ciclo colturale dei seguenti parametri:
• biomassa totale delle colture e della vegetazione infestante;
• contenuto ed asportazioni in azoto e fosforo delle colture e della vegetazione
infestante;
• evoluzione dell'infestazione;
• contenuto in azoto totale e nitrico nel terreno;
• produzione di granella del frumento duro;
• densità di spighe;
• caratteristiche qualitative della granella (peso ettolitrico e contenuto in proteine).
I rilievi sulla biomassa di colture ed infestanti sono stati eseguiti su due aree di saggio di 50x50 cm per parcella in corrispondenza delle fasi di accestimento, inizio della levata, spigatura, maturazione lattea e maturazione di morte del frumento duro.
Sulla biomassa di frumento, veccia ed infestanti, precedentemente separate, sono stati determinati:
• peso fresco e secco (in stufa a 60°C fino a peso costante) dell'intera parte
aerea (per il frumento separata in paglia e spighe in occasione dei campionamenti in fase di spigatura e di maturazione lattea ed in paglia, pula e granella per il campionamento alla raccolta);
• concentrazione di azoto totale (metodo Kjeldhal) e di fosforo totale (metodo
colorimetrico con fosfo-molibdato ammonico);
• asportazioni in azoto ed anidride fosforica totali e per ciascuna componente
I rilievi sulla vegetazione infestante sono consistiti in due osservazioni della densità totale, eseguiti in fase di accestimento e inizio levata del frumento, su cinque aree di saggio di 25x30 cm per parcella.
I campionamenti di terreno per il monitoraggio del contenuto in azoto totale e nitrico del suolo sono stati eseguiti tramite sonda metallica in due punti per ogni parcella: i rilievi sono stati eseguiti ad una profondità di 60 cm, prendendo in considerazione due livelli di profondità (0-30 e 30-60 cm). I campioni di suolo sono stati seccati in stufa a 100°C fino a peso costante, setacciati a 2 mm ed in seguito trattati per la determinazione di azoto totale (metodo Kjeldhal) e azoto nitrico (cromatografia anionica).
La resa in granella del frumento è stata determinata mediante trebbiatura con apparecchiatura fissa delle spighe preventivamente seccate in stufa: la granella è stata posta nuovamente in stufa a 60°C fino a peso costante per la determinazione della sostanza secca. Sulle cariossidi sono state effettuate misurazioni di peso medio di mille cariossidi e del peso ettolitrico: quest'ultimo parametro è stato determinato su granella pulita mediante bilancia di Schopper. È stato inoltre calcolato il tenore proteico della granella, moltiplicando il contenuto in azoto della granella per il fattore 5,74 (contenuto medio in azoto delle proteine).
I risultati delle asportazioni in azoto sono stati utilizzati per quantificare la quota di azoto messe a disposizione dalla consociazione (per confronto con il testimone N0 e con il trattamento “effetto residuo”) e per calcolare alcuni indici di efficienza dell'utilizzo dell'azoto a disposizione della coltura principale (N recovery per il trattamento “frumento-veccia”; efficienza della concimazione azotata per i trattamenti concimati). I risultati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) mediante CoStat Software.
Fig. 6: Uno dei campi sperimentali fase di botticella del frumento (anno
2006/2007)
5.3 Andamento meteorologico
Sono presentati nelle figure 7 e 8 i dati relativi all'andamento delle precipitazioni e delle temperature medie minime e massime mensili per il periodo ottobre-giugno delle annate 2006/2007 e 2007/2008, con un confronto con i valori medi riferiti al poliennio 1993-2006. I dati presentati sono stati raccolti presso la stazione meteorologica di San Piero a Grado (43°40' N, 10°21'E, 3 m s.l.m.).
Nell'anno 2006/2007 le temperature medie mensili del periodo in esame, sia per le massime che per le minime, sono risultate generalmente superiori ai valori del poliennio di riferimento: questo si osserva principalmente per i mesi invernali, durante i quali l'andamento termico inusualmente elevato ha condizionato in maniera determinante lo sviluppo delle colture ed in particolare lo sviluppo del frumento. Per quanto riguarda l'andamento delle precipitazioni, nel periodo di interesse si osservano valori medi mensili generalmente inferiori a quelli del poliennio di riferimento, con le sole eccezion dei mesi di marzo e maggio: ancora una volta i mesi invernali ed autunnali sono quelli in cui le differenze hanno assunto probabilmente la maggiore rilevanza, determinando con tutta probabilità una diminuzione del tasso di lisciviazione dell'azoto presente nel terreno che potrebbe spiegare alcuni dei risultati produttivi di seguito presentati. O tto br e N ov em br e D ic em br e G en na io F eb br ai o M ar zo A pr ile M ag g io G iu g no 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Anno 2006/2007 Precipitazioni (mm) Poli 1993-2006 Prec.(mm) 06/07 T.max (°C) 06/07 Min Poli 1993-2006 T.min (°C) 06/07 Max Poli 1993-2006
Fig. 7: Andamento delle temperature medie e delle precipiazioni nel periodo ottobre
2006 - giugno 2007
Per quanto riguarda invece l'anno 2007/2008, nei primi mesi del ciclo colturale (ottobre-dicembre) si osserva un andamento delle temperature medie e delle precipitazioni generalmente inferiori alla media del poliennio 1993-2006; al contrario da gennaio a giugno i valori medi di temperature minime e massime e delle precipitazioni risultano generalmente superiori rispetto ai valori medi del poliennio di riferimento. Per quanto riguarda le precipitazioni, si osserva sia nel 2007 che nel 2008 un valore particolarmente elevato rispetto alla media del poliennio di riferimento: questo ha comportato in entrambi gli anni uno sviluppo molto rapido e consistente della vegetazione infestante nell'ultima fase del ciclo del frumento (dalla maturazione latteo-cerosa alla maturazione di raccolta).
Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Anno 2007/2008 Precipitazioni (mm) Poli 1993-2006 Prec.(mm) 07/08 T.min (°C) 07/08 Min Poli 1993-2006 T.max (°C) 07/08 Max Poli 1993-2006
