Sulla base di oltre dati del

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1 UTILIZZO DI AMMENDANTI: CINQUE TESI A CONFRONTO DAL 21 AL 27 Fertilità del terreno recuperata con ammendanti compostati È stata condotta una ricerca agronomica durante il periodo per valutare la possibilità di riportare a buoni livelli il tenore di sostanza organica attraverso l apporto di ammendante compostato misto, la cui produzione è incentivata dalle norme sul riciclo delle biomasse di V. Tabaglio, E. Bortolazzo, M. Ligabue, L. Rossi Sulla base di oltre 44. dati del Servizio analisi e consulenza terreni della Regione Emilia- Romagna, raccolti nel periodo , si deduce che il 34% dei terreni regionali ha un basso tenore di sostanza organica. La frequenza delle situazioni di carenza aumenta procedendo lungo la regione da ovest verso est, parallelamente all abbandono delle attività zootecniche e, in particolare, dell allevamento bovino. Per valutare la possibilità di riportare a buoni livelli il tenore di sostanza or- ganica attraverso l apporto di ammendante compostato misto, la cui produzione è incentivata dalle norme sul riciclo delle biomasse, è stata condotta una ricerca agronomica durante il periodo 21-27, di cui si riporta in questo articolo una sintetica analisi dei risultati relativamente agli effetti sulle caratteristiche fisico-chimiche e fisiche del terreno. La sperimentazione Durante tutto il periodo di prova è stato coltivato il sorgo da granella. Per brevità, e grazie alle moderate fluttuazioni annuali, la caratterizzazione chimicofisica dei materiali ammendanti, forniti da diverse aziende consorziate nel Cic (Consorzio italiano compostatori), può essere riportata come media dei 6 lotti apportati durante la sperimentazione (tabella 1). Alla scontata differenza nei tenori in sostanza secca fra compost e letame, fa riscontro un ph del letame piuttosto alto e un tenore in sostanza organica insolitamente basso, indice della qualità al di sotto delle attese di questo ammendante. Al contrario, azoto, fosforo e potassio si posizionano su livelli elevati o molto elevati; in particolare, la ricchezza in azoto fa scendere il rapporto C/N a 14 rispetto a un più comune 2. TABELLA 1 - Composizione media dei compost e dei letami utilizzati nei 6 anni di prova Parametri Media 6 anni compost letame ph 7,9 9,1 S.s. (% t.q.) 7 26 S.o. (% s.s.) 5,2 66,6 N tot. (% s.s.) 2,38 2,52 N-NH 4 (% N tot.) 1,25 8,5 C/N Fosforo (% s.s.),44,92 Potassio (% s.s.) 1,7 4,46 Rame tot. (mg/kg s.s.) Zinco tot. (mg/kg s.s.) Piombo tot. (mg/kg s.s.) Nichel tot. (mg/kg s.s.) 3 2 Cadmio tot. (mg/kg s.s.),51,41 Mercurio tot. (mg/kg s.s.),2,26 Cromo VI (mg/kg s.s.),5,77 48 L Informatore Agrario 15/21

2 ECNICA T Le tesi Il campo sperimentale è stato allestito in località Eia, in provincia di Parma, secondo un disegno a blocchi randomizzati con 4 repliche. Le tesi in prova erano le seguenti: T: testimone, nessun apporto di fertilizzante; L: letame, apporto annuale di 1 t/ha di sostanza organica; C1: compost, apporto annuale di 1 t/ha di sostanza organica; C4: compost, apporto annuale di 4 t/ha di sostanza organica; NL: non lavorazione, nessun apporto organico e semina su sodo. IL PROGETTO Effetti sul terreno La ricerca è parte di un progetto, coordinato da Crpa e Crpv, finanziato dall Assessorato agricoltura della Regione Emilia-Romagna e cofinanziato dagli impianti di compostaggio soci del Cic presenti in regione e dai soci del Crpv. Relativamente agli effetti sulle caratteristiche fisico-chimiche e fisiche del terreno, la prova ha permesso di evidenziare una buona efficienza del compost e della non lavorazione sull accumulo di sostanza organica nel suolo. Andamento simile per l azoto, mentre per i metalli pesanti non si sono manifestati accumuli statisticamente significativi. Il livello di nitrati è risultato al di sopra dei livelli di guardia solo con la tesi compost a 4 t/ha di sostanza organica. La struttura del terreno, infine, è migliorata nelle tesi trattate con il compost, ma anche la non lavorazione ha dimostrato di avere effetti positivi sulla struttura, pur necessitando (anche per l accumulo di sostanza organica) di tempi più lunghi rispetto al compost. TABELLA 2 - Caratterizzazione fisico-chimica del terreno a inizio prova (strato -3 cm) Sabbia Limo Argilla ph ( 1 ) Sostanza organica N ( 2 ) ( ) C/N Il terreno è di medio impasto, tendente al limoso, con difficoltà di lavorazione e disposizione all incrostamento, per cui risulta importante l apporto di sostanza organica. Il compost ha concentrazioni di fosforo e potassio inferiori a quelle del letame, mentre ha valori simili per quella azotata. Come riscontrato per il letame, anche per il compost il rapporto C/N è inferiore ai valori tipici. Il contenuto in metalli pesanti, invece, è più sfavorevole nel compost: Cu, Zn, Pb e Ni hanno concentrazioni rispettivamente di 2,8; 1,2; 23 e 1,5 volte superiori, mentre sono sostanzialmente simili Cd, Hg e Cr VI. La situazione microbiologica, infine, evidenzia l assenza di problemi sanitari e la migliore sanitizzazione del compost. Le caratteristiche fisico-chimiche del terreno all inizio della prova (strato -3 cm) sono presentate in tabella 2. Si tratta di un medio impasto tendente al limoso, con difficoltà di lavorazione e disposizione all incrostamento, per cui risulta di grande utilità l apporto di sostanza organica per migliorarne la stabilità strutturale. Si evidenzia, inoltre, una ricca dotazione di fosforo e di potassio e un contenuto di sostanza organica medio. La tabella 3 riporta, invece, il contenuto iniziale di metalli pesanti totali nel terreno (strato -3 cm) per ciascuna tesi, per i quali si osserva una condizione di sostanziale omogeneità per tutti gli elementi determinati. Durante la sperimentazione sono stati monitorati i seguenti aspetti pedologici: proprietà fisico-chimiche; proprietà fisiche (densità apparente, porosità, stabilità strutturale); proprietà biologiche; contenuto nitrico in momenti significativi nel corso dell annata agraria; effetti residui degli ammendanti. Nel determinare le dosi di ammendante per i diversi trattamenti si è seguito il criterio di apportare il medesimo quantitativo di sostanza organica sia per il compost (tesi C1) sia per il letame (tesi L), pari a 1 t/ha. La tesi C4 ha avuto un apporto quadruplo allo scopo, del tutto sperimentale, di saggiare gli effetti di un trattamento d urto e/o di velocizzare le risposte a trattamenti più contenuti. I quantitativi apportati annualmente sono risultati, in media, quelli della tabella 4. A causa del differente tenore in sostanza organica dei materiali, le tesi C1 e L hanno ricevuto quantità diverse di nutrienti. La tesi C1 ha ricevuto il 44% in più di azoto, mentre ha visto ridurre le quantità di fosforo e di potassio del 43 e del 72%, rispettivamente. Calcare totale Calcare attivo P assorb. (mg/kg) K scamb. (mg/kg) CSC (cmol + /kg) 12,5 64,1 23,4 8,4 2,11 1,28 9, , ,9 ( 1 ) ph determinato in CaCl2. ( 2 ) Metodo Kjeldhal. CSC = Capacità di scambio cationico. TABELLA 3 - Contenuto totale di metalli pesanti nel terreno (strato -3 cm) all avvio della prova (mg/kg) Tesi (*) Rame Zinco Piombo Nichel Cadmio Mercurio T ,4,7 L ,5,18 C ,5,7 C ,5, NL ,3,16 (*) Per il significato delle tesi si veda il riquadro «Le tesi» in questa pagina. Si osserva una condizione di omogeneità per tutti gli elementi. Pur non conoscendo la quota disponibile di questi elementi nei due ammendanti, è ragionevole considerare che, per quanto riguarda l azoto, la coltura di sorgo abbia beneficiato di una migliore nutrizione con il compost piuttosto che con il letame, mentre per gli altri due elementi non dovrebbero essersi create condizioni preferenziali, dati l abbondanza pedologica di partenza e gli apporti decisamente superiori alle asportazioni colturali. In ogni caso, l effetto produttivo non costituiva parte importante della sperimentazione, essendo rivolta alle conseguenze sul terreno. Per questo motivo non vengono qui illustrate le produzioni TABELLA 4 - Apporti medi annuali di ammendanti e nutrienti Apporti Media 6 anni (*) C1 L C4 Tal quale (t/ha) 32,5 66,1 129,9 S.s. (t/ha) 22,8 16,2 91,3 S.o. (t/ha) 1,8 1,2 43,1 N (kg/ha) P (kg/ha) K (kg/ha) (*) Per il significato delle tesi si veda il riquadro «Le tesi» in questa pagina. 15/21 L Informatore Agrario 49

3 di sorgo ottenute nel sessennio, che comunque sono state leggermente inferiori alle aspettative in tutte le tesi. Andamento del ph Fra i parametri fisico-chimici analizzati, si presentano i 4 più rappresentativi delle dinamiche pedologiche coinvolte nella sperimentazione, tutti relativi allo strato -3 cm. Nel grafico 1 viene mostrato l andamento del ph, per le diverse tesi. Come anche negli altri grafici, i valori originali sono stati trasformati in numeri indice, fatto pari a il valore iniziale di ogni tesi. In questo modo, risulta facilmente percepibile l evoluzione percentuale del parametro in questione Le fluttuazioni che si osservano, contrariamente alle apparenze, sono di modesta entità, essendo comprese fra 4 e +2% rispetto al ph di partenza (8,4). Benché non significativo all analisi statistica, si può segnalare il piccolo incremento fatto segnare dalla tesi testimone rispetto a tutte le altre, che può trovare giustificazione solo in una tendenziale perdita di sostanza organica in 6 cicli di aratura e coltivazione. Come evolvono sostanza organica e azoto Nel grafico 2 è illustrato il comportamento della sostanza organica nel terreno. Si evidenzia l andamento decisamente differente della tesi a elevato apporto di compost (C4), che dimostra di accumulare fin dal primo anno rilevanti quantità di sostanza organica nel suolo. Come indica la retta di tendenza, quell accumulo è ben simulato da una regressione lineare, il cui coefficiente angolare è dell ordine del 17%. Ciò significa che, nelle condizioni sperimentali, quel trattamento ha determinato un incremento annuale del 17% nel tenore di sostanza organica. In maniera molto sintetica si può quantificare l effetto di somministrazione di elevate dosi di compost in un raddoppio del tenore di partenza dopo 6 apporti annuali (da 2, a 4,2%, con un incremento pari al 26%). Questo risultato, di per sé vantaggioso poiché oltre all effetto sulla stabilità Tesi ( 2 ): T L C1 C4 NL ( 1 ) I valori originali sono stati trasformati in numeri indice, fatto pari a il valore iniziale GRAFICO 1 - Andamento del ph nel terreno nei 6 anni di prova Le fluttuazioni sono di modesta entità, comprese tra 4 e +2% rispetto al ph di partenza (8,4). strutturale e sulla fertilità in senso generale favorisce anche il sequestro di CO 2, contribuendo a mitigare l effetto serra, dovrà essere messo in relazione alla sua stabilità nel tempo una volta cessati gli apporti (per esempio, valutando il ritmo di «scomparsa» nelle parcelle degli effetti residui) e all assenza di controindicazioni agronomiche e ambientali (effetti negativi sulle rese colturali, accumulo di metalli pesanti e contaminanti, eccesso di nitrati, mortificazione delle popolazioni telluriche, ecc.). Le altre tesi hanno andamenti molto simili nel primo triennio, per poi cominciare a differenziarsi, anche se non statisticamente. Ovviamente i valori più bassi sono relativi al testimone, che perde quasi il 2% della sostanza organica di partenza in soli 6 anni. Il compost alla dose di 1 t/ha fa incrementare la dotazione pedologica di più del 2%, mentre il letame apportato mostra un comportamento deludente, che si concretizza al sesto anno in un sostanziale ritorno ai valori di partenza dopo qualche tendenza incrementale negli anni precedenti (con un massimo del +12%). Da ricordare, però, che il letame utilizzato probabilmente non costituisce un buon rappresentante del «re dei concimi» nella classica accezione agronomica. Un commento puntiforme merita la tesi NL (non lavorazione) che, anche in assenza di apporti esterni di sostanza organica, sulla base dei soli residui colturali arriva a esibire un incremento di circa il 2% nel 26. L analisi statistica sul contenuto di sostanza organica finale (27) conferma la superiorità della tesi C4 sulle altre, che non sono tra loro differenziate. Va tuttavia segnalato che, sulla base delle analisi relative alle frazioni della sostanza organica eseguite nell ultimo periodo della prova, la tesi C1 presenta il maggior incremento della frazione umica, quella cioè che più contribuisce alla stabilità degli aggregati del terreno. L apporto di dosi più elevate non ha comportato un aumento proporzionale dell humus. Presumibilmente la causa è da attribuirsi alla lisciviazione di una consistente frazione della sostanza organica che, apportata in dosi così elevate, non ha potuto essere efficacemente intercettata e rielaborata dalle popolazioni telluriche. L andamento dell azoto totale è illustrato nel grafico 3. La sovrapponibilità con il grafico della sostanza organica è molto buona e consente di aggiungere due ulteriori considerazioni. La tesi C4 mostra un trend di accumulo analogo, ma più ripido, rispetto a quello della sostanza organica, basato su un incremento lineare del 21% annuo. Si evidenzia, quindi, come gli effetti misurati attraverso questo parametro siano più intensi, mentre la sostanza organica reagisce in maniera più lenta e ridotta, dimostrandosi però un indicatore più affidabile dei processi pedologici in atto. Questa intensificazione si rende ancora più evidente nelle 4 tesi rimanenti, dato che a fine prova esibiscono incrementi superiori a quelli computati per la sostanza organica. La tesi C1, per esempio, fa segnare un +46% nel 27 rispetto al 21, mentre il letame arriva a un +2%, testimoniando ancora una volta una maggiore funzione nutritiva di questo materiale a scapito di quella strutturante. 5 L Informatore Agrario 15/21

4 ECNICA T Compost in fase di maturazione in cumuli Aspetti ambientali Per quanto riguarda i metalli pesanti le differenze riscontrate a fine prova sono numericamente modeste e l analisi statistica sui contenuti nel terreno non evidenzia alcuna significatività tra le tesi per nessuno di essi. Come è lecito attendersi il testimone presenta i valori più bassi. Il fatto che le concentrazioni di metalli pesanti fossero non significative all inizio della prova e siano rimaste tali dopo 6 anni di apporti fa ritenere che il contributo di elevate dosi di compost non abbia ancora inciso sulle quantità totali di metalli presenti nel terreno. Del resto, la quantità totale del metallo, pur esplicitamente richiesta per legge, non costituisce il migliore indicatore del rischio ambientale, in quanto più lenta nella capacità diagnostica e, soprattutto, non direttamente collegata al rischio di mobilizzazione nella biosfera, che sarebbe meglio individuare con la determinazione della forma «disponibile» dell elemento. Un ulteriore possibile ricaduta di tipo ambientale è legata al contenuto di nitrati nel terreno: il livello di questa forma solubile dell azoto nei due strati di terreno indagati (-3 cm e 3-7 cm, grafico 4) è risultato più abbondante nella tesi C4, da considerare quindi foriera di rischi ambientali da lisciviazione nitrica rispetto alla dose più bassa di compost, che si mantiene entro limiti contenuti. L anomalia del letame, per il quale si disegna una linea superiore al compost, va letta alla luce della considerazione già fatta sulla composizione e sul grado di maturazione del materiale utilizzato. La struttura del suolo Un ultimo commento riguarda la struttura del suolo, che si può definire come il rapporto e la disposizione reciproca tra le fasi solide, liquide e gassose del terreno. La porosità, ovvero lo spazio interposto tra la massa discontinua di particelle solide, è una caratteristica molto importante, poiché direttamente correlata con la struttura. In riferimento alla loro dimensione, i pori possono classificarsi come macropori, se il diametro è superiore a 5 μm, o come micropori, se il diametro è inferiore. I primi, che comprendono le fessure e i pari di trasmissione, hanno la funzione di scambiare l acqua e i gas nel suolo e consentire alle radici di esplorare il terreno, mentre i micropori presentano la capacità di trattenere l acqua contro la forza di gravità, rendendola disponibile per gli apparati radicali, i quali devono tuttavia esercitare una suzione più o meno elevata per assorbirla. Dal punto di vista agronomico i terreni migliori sono quelli che si caratterizzano per una percentuale equilibrata di macro e micropori, situazione che conferisce la migliore abitabilità radicale, agevolando la respirazione e favorendo l assorbimento dell acqua e degli elementi nutritivi. In riferimento ai pori di trasmissione, questi giocano un ruolo molto importante nel sistema pianta-terreno-acqua e una loro diminuzione è segnale di un peggioramento della struttura. Nel grafico 5 sono presentati i valori di macroporosità rilevati nell ultimo triennio di sperimentazione, in funzione degli apporti di sostanza organica. Per quanto riguarda la macroporosità totale del terreno, espressa come percentuale dell area occupata dai pori con diametro > 5 μm, la tesi C1 ha mostrato i valori più elevati, statisticamente uguali soltanto alla tesi C4. Questi valori sono correlati a buone condizioni strutturali. Il rapporto più equilibrato tra i pori di trasmissione e le fessure nella tesi C1 è indice di una distribuzione più omogenea della porosità. Da segnalare che la maggiore quantità di pori regolari, collegati a un intensa attività biologica, è stata riscontrata nella tesi NL, grazie al minore disturbo dell attività della microflora e Tesi ( 2 ): y = 17,192x + 85,52 R 2 =,9727 T L C1 C4 NL Retta di tendenza ( 1 ) I valori originali sono stati trasformati in numeri indice, fatto pari a il valore iniziale GRAFICO 2 - Andamento della sostanza organica nel terreno nei 6 anni di prova L andamento è differente per la tesi a elevato apporto di compost, che dimostra di accumulare fin dal primo anno rilevanti quantità di sostanza organica dal suolo Tesi ( 2 ): y = 2,617x + 82,251 R 2 =,951 T L C1 C4 NL Retta di tendenza ( 1 ) I valori originali sono stati trasformati in numeri indice, fatto pari a il valore iniziale GRAFICO 3 - Andamento dell azoto Kjeldhal nel terreno nei 6 anni di prova La tesi C4 mostra un trend di accumulo analogo a quello della sostanza organica, ma più rapido, con un incremento lineare del 21%. Gli effetti misurati da questo parametro sono più intensi, la sostanza organica reagisce in maniera più lenta e ridotta. 15/21 L Informatore Agrario 51

5 Nitrati nel suolo (mg/kg) Strato -3 cm Nitrati nel suolo (mg/kg) Strato 3-7 cm Tesi (*): C1 (*) Per il significato delle tesi si veda il riquadro «Le tesi» a pag. 49. GRAFICO 4 - Andamento dei nitrati nei 6 anni di prova C4 L NL T Il livello di nitrati è più abbondante nella tesi C4, da considerare, quindi, per la possibilità di rischi ambientali da lisciviazione nitrica. della mesofauna che quel sistema di coltivazione garantisce. I valori minimi di porosità sono stati riscontrati nella tesi testimone, nella quale non veniva effettuato alcun apporto di materiale organico. Bilancio del confronto tra pratiche agronomiche Macroporosità ( 1 ) Lo scopo della sperimentazione era quello di verificare l efficacia di alcune pratiche agronomiche di ricostituzione della dotazione organica del terreno, provando due classici ammendanti organici, letame e compost, affiancati a una modalità di gestione conservativa del terreno (non lavorazione). In sintesi i risultati possono essere così schematizzati: il trend di accumulo della sostanza organica è ovviamente legato alle dosi, con coefficienti di efficienza del 3% per apporti di 1 t/ha di compost, che scendono al 23% per apporti quadrupli (adottati per soli motivi sperimentali). Si dimostra dunque una buona efficienza, anche se indagata solo nel breve periodo, per il compost. Anche la non lavorazione ha dato un contributo positivo alla sostanza organica nel terreno. Per il letame le problematiche legate alla scarsa qualità e maturazione del materiale ne hanno limitato l efficacia. È sempre più frequente, purtroppo, trovare letami di questa tipologia, ai quali non può essere riconosciuto il potente valore ammendante di un tempo; il contenuto di azoto totale nel terreno ha assunto un andamento quasi del tutto simile a quello della sostanza organica, tranne che per il letame, nel quale è risultato proporzionalmente più elevato, confermando l eccessiva tendenza alla mineralizzazione di questo materiale. Come rovescio della medaglia si è determinato un minore effetto sull incremento della sostanza organica pedologica; per quanto riguarda i metalli pesanti, non si sono manifestati accumuli statisticamente significativi sulla quantità totale per nessun elemento, neanche dopo 6 apporti annuali di compost alla dose di 4 t/ha di sostanza organica; il livello dei nitrati nel suolo è risultato più abbondante nella tesi C4, da considerare foriera di rischi ambientali, mentre alla dose inferiore il livello di nitrati residui rientra entro livelli normali; la struttura del terreno, correlata alla macroporosità, ha fatto segnare un buon ,48 9,58 5,61 8,7 6,6 3,6 4,96 3,54 4,64 3,14 2,7 3,36 1,87 1,2 1,22 1,31 1,54 NL T L C1 C4 Tesi ( 2 ) Fessure Pori di trasmissione Pori irregolari Pori regolari ( 1 ) Espressa in percentuale dell area occupata dai pori con diametro maggiore di 5 μm. ( 2 ) Per il significato delle tesi si veda il riquadro a pag. 49. GRAFICO 5 - Valori medi (25-27) di macroporosità per tipologia di pori miglioramento con l uso del compost, in particolare con la dose meno elevata, rispetto sia al letame, sia alla tesi di non lavorazione. I valori meno favorevoli si sono riscontrati nel testimone, in cui l assenza di apporti organici, insieme all asportazione dei residui colturali e alla lavorazione tradizionale, hanno peggiorato le caratteristiche strutturali; la non lavorazione ha cominciato a produrre sensibili miglioramenti della struttura e del tenore in sostanza organica ma, ovviamente, esige tempi di azione più dilatati per ottenere gli stessi effetti degli apporti diretti di ammendanti; un ultima annotazione di tipo operativo: la distribuzione in campo del compost richiede, come per tutti gli ammendanti, che il materiale sia distribuito con attrezzature idonee (nel nostro caso carri spandicompost) e sia interrato con le lavorazioni del terreno. Distribuire compost in ragione di 1-15 t/ha di sostanza organica significa portare al campo 3-4 t/ha di materiale, pari a m 3, quantità quindi perfettamente gestibili nell operatività comune, che consentono di ottenere, nei comprensori carenti di effluenti zootecnici, notevoli effetti benefici sulle caratteristiche fisico-chimiche dei suoli. Vincenzo Tabaglio Istituto di agronomia, genetica e coltivazioni erbacee Università Cattolica del Sacro Cuore Piacenza vincenzo.tabaglio@unicatt.it Elena Bortolazzo, Marco Ligabue Lorella Rossi Crpa - Reggio Emilia e.bortolazzo@crpa.it 52 L Informatore Agrario 15/21