Effetti della gestione dell'acqua sulla fitodisponibilità dell'arsenico in risaia

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1 SISTEMI INNOVATIVI PER UNA GESTIONE SOSTENIBILE DELL'ACQUA IN RISAIA CENTRO RICERCHE SUL RISO Cstello D Agogn (PV), 3 Gennio 214 Effetti dell gestione dell'cqu sull fitodisponiilità dell'rsenico in risi Mri Mrtin 1 ; Mrco Romni 2 ; Eleonor Miniotti 1,2 ; Dniel Sid-Pullicino 1, Luisell Celi 1, Elen Znzo 1 ; Cristin Lerd 1, Mrco Prti 1, G.M. Beone 3, Elisett Breris 1 1 DISAFA Università degli Studi di Torino; 2 Centro Ricerche sul Riso - Ente Nzionle Risi 3 Università Cttolic del S. Cuore, PC

2 moilità e fitodisponiilità dell rsenico in risi Minerl dissolution; As relese Fe III Fe II Fe III minerl As V As III [Adpted from Borch et l., 21] As reduction nd desorption AsS; FeAsS Competing ions: P;Si Hinder root sorption (my displce As from minerls)

3 Dti Ente Nzionle Risi: As nell grnell di risi prodotti nell Pinur Pdn As totle grnell (mg/kg) (n=61) Medi Medin Devizione stndrd 83.3 Minimo 55.8 Mssimo As inorgnico grnell (mg/kg) (n=61) Medi 98.5 Medin.9 Devizione stndrd 28.6 Minimo 44.3 Mssimo 158. Possiili futuri limiti di legge UE per l As inorgnico: µg/kg per riso inco; µg/kg per riso d y food As totle suoli (mg/kg) Medi Medin Dev. stndrd Minimo Mssimo (dti UNITO) (n=61) Medi [As] nei suoli del mondo: ~7.5 mg/kg; Limite [As] ree verdi: 2 mg/kg

4 AsO+AsOA (mg/kg) AsP (mg/kg) As grnell (ug/kg) Grnell As tot (ug/kg) Grnell As tot (ug/kg) 7 Piemonte 6 2 R 2 = Suolo As tot (mg/kg) Suolo As tot (mg/kg) Non c è relzione tr As tot nel suolo e As nell grnell in 6 cmpioni dell rele pdno. Un deole relzione emerge se si considerno i soli suoli del Piemonte y =.75x -.18 R 2 = y =.13x -.9 R 2 = R 2 = AsR (mg/kg) AsR (mg/kg) A sp suol o ( mg/ k g) L distriuzione delle forme di As nei suoli, nche quelle lili, è piuttosto costnte; circ il 75% è legto gli ossidi e circ il 13% è in form scmiile. Tuttvi non c è relzione tr forme nel suolo e As nell grnell, se non considerndo un rele omogeneo (Vercellese).

5 Crtteristiche generli dei suoli ph C N % medi medin mx min ds FS 15 F 8 FL 6 SF 1 S 1 AL Argill Limo f. Limo g. Si f. Si g. % medi medin mx min ds

6 As(i) grnell/as suolo (P) As grnell/as suolo As grnell/as suolo y = Ln(x) R 2 = Si disponiile (mg/kg) Si disponiile (mg/kg) 2 1 y = Ln(x) R 2 = Si disponiile (mg/kg) L ssimililità dell As del suolo d prte del riso è tnto minore qunto mggiore è l dotzione in Si iodisponiile del suolo. Pre ddirittur esservi un effetto-sogli intorno i 45- mg/kg di Si disponiile.

7 Il contenuto di As nell grnell di riso non è strettmente legto l contenuto del suolo e può essere reltivmente elevto nche in suoli non contminti Non è possiile, nell rele pdno considerto, individure correlzioni nemmeno tr le diverse forme di As e il contenuto nell grnell Questo si spieg con l elevt complessità del sistem suolo-cqu-pint in risi. Molti ltri fttori hnno un ruolo lmeno pri l contenuto di As nel suolo: - Interzione con ltri soluti: ioni competitori (P; Si), DOC, S - Moilità di fsi che legno l As (ossidi di Fe, Mn). L quntità di Si disponiile semr essere molto importnte nel determinre l fitodisponiilità dell As del suolo: qundo il Si disponiile scende sotto un sogli di mg/kg, l frzione di As che l pint ssume divent molto più elevt Questo suggerisce l potenzile efficci di un fertilizzzione silicic nei suoli crenti, che merit ulteriori pprofondimenti. Occorre considerre nche ltri fttori, controllili dl risicoltore, come l gestione dell cqu, che possono influenzre notevolmente l iodisponiilità dell As

8 As (mg l -1 ) As (t) suolo = 11 mg/kg FLD 16. DRY 16. IRR cm cm 75 cm My 2 3 4June 6 7July 8 9 Aug Sept My June 6 7 July 8 9 Aug Sept My June July Aug. Sept. My June July Aug. Sept. Sperimentzione in cmpo, 212

9 H 2 PO - 4 (x), NO3 -, SO4 2-, (mg l -1 ); As (µg l -1 ) DOC, Fe(II) (mg l -1 ); As (µg l -1 ) FLD DRY IRR DOC Fe(II) As. My June July Aug. Sept. My June July Aug. Sept. My June July Aug. Sept FLD DRY IRR S-SO 2-4 N-NO - 3 P-H 2 PO - 4 As My June July Aug. Sept. My June July Aug. Sept. 1 My June 6 7 July Aug Sept Sperimentzione in cmpo, 212

10 Grin As (mg kg -1 ) Specizione As grnell (ENR-Centro Ricerche sul Riso) DRY 2 A B As(o) As(i) 1 FLD C c DRY FLD IRR IRR Sperimentzione in cmpo, 212

11 Grin As ( mg kg -1 ) Grin As (mg kg -1 ) 2 As(i) As(o) Gldio 1 Gldio Bldo Selenio Loto [DRY; FLD; IRR] Bldo 2 1 AB B As(i) A As(o) A Selenio Loto Gldio Bldo Selenio Loto [DRY; FLD] Sperimentzione in cmpo, 212

12 Lo shift temporle del picco di concentrzione di As in soluzione tr semin in sommersione o in sciutt h conseguenze per l su disponiilità, interessndo l pint in fsi differenti del suo ciclo vegettivo. L eroic rice contiene molto meno As, qusi tutto inorgnico. Il riso seminto in sciutt h un concentrzione di As (i) mggiore rispetto quello seminto in cqu. Esiste un componente vrietle nell tendenz d ccumulre As(i) in grnell, m le differenze fr i trttmenti restno significtive. Il disccoppimento delle vrizioni temporli di As e Fe in soluzione non esclude che l As, nel suolo, si trovi comunque in grn prte legto questo elemento: in cso di rezioni di superficie, l dissoluzione di un piccol frzione del Fe può implicre l dissoluzione di un frzione importnte di As. L ndmento del DOC indic che nch esso er proilmente stilizzto in complessi Fe-orgnici, cui prte dell As è proilmente ssocito. Le concentrzioni dei principli nioni dell soluzione del suolo, incluso il P, non semrno ver influenzto quell dell As. L ss concentrzione di solfto nell ultim prte del ciclo colturle potree implicre l formzione di composti insoluili Fe-As-S. In ssenz di sommersione pochissimo As è moilizzto. L sommersione dopo semin in sciutt, rispetto quell con semin in cqu, h umentto l As in soluzione durnte l second prte del ciclo colturle, esponendo il riso un mggiore disponiilità di As nelle fsi fenologiche critiche (otticell-mturzione ltte). L przile indipendenz degli ndmenti di As e Fe suggerisce il coinvolgimento di ltri meccnismi, oltre l dissoluzione riduttiv degli ossidi, nel regolre il destino dell As nei suoli sommersi.