Centro di Ricerca e Formazione in Agronomia e Produzioni Vegetali Agronomy and Crop Sciences Research and Education Center

Transcript

1 FERTILIZZANTI TRADIZIONALI E NON A PRONTO EFFETTO A CONFRONTO: RISPOSTA PRODUTTIVA E QUALITATIVA IN FRUMENTO DURO Fabio Stagnari, Stefano Speca e Michele Pisante XXXIX Convegno SIA, Roma Settembre Centro di Ricerca e Formazione in Agronomia e Produzioni Vegetali Agronomy and Crop Sciences Research and Education Center

2 N: : elemento determinante per la produzione e la qualità della granella del frumento duro (Gauer et al., 1992; Ehdaie and Waines, 2001). Disponibilità azotate nel suolo (conseguenti a fertilizzazioni): forte effetto su LAI e LAD (Langer and Liew, 1973), indici frequentemente e strettamente associati con la produzione finale di granella (Slafer and Savin, 1994) inducono accumulo di biomassa e N nella pianta influenzano componenti della produzione > resa areica migliorano la qualità della granella (contenuto proteico, contenuto in glutine, qualità del glutine.)

3 Efficienza d uso d dell azoto nella produzione cerealicola: < al 50% (Malhi et al., 2001, ; Chien et al., ) alcune stime intorno 33% (Raun and Johnson, 1999) Perdite: denitrificazione runoff volatilizzazione lisciviazione Aspetti negativi sull ambiente Minore ritorno economico dall utilizzo degli inputs fertilizzanti

4 N: ridotta efficienza d uso d principalmente per scarsa sincronizzazione del rilascio con le richieste della coltura epoche di distribuzione non appropriate dosaggi irrazionali (commerciali) scarsa conoscenza della fisiologia della coltura per singolo ambiente tecniche di applicazione non sempre efficienti forma chimica del fertilizzante azotato (cond. amb.) Migliorare efficienza d uso d dell azoto e ridurre le perdite dell elemento elemento nell ambiente (Englesjord et al., 1997). Fertilizzanti a lento rilascio o rilascio controllato dell N Ritardano la disponibilità iniziale di N o estendono il periodo di continua disponibilità,, attraverso una varietà di meccanismi (Waddington, 1990; Shoji et al., 1991; Goertz, 1991; Mao et al., 2005)

5 2 gruppi principali composti a bassa solubilità fertilizzanti ricoperti o incapsulati Altri: (N stabilizzatori o bio-inibitori), inibitori), non propriamenti prodotti a lento rilascio, riducono le perdite di N rallentando la trasformazione dell N N nelle sue diverse forme Degradabili microbiologicamente (urea-formaldeide, urea-aldeidi): aldeidi): fertilizzanti a lento rilascio Ricoperti o incapsulati (sulfuri, polimeri..): fertilizzanti a rilascio controllato N stabilizzatori o bio-inibitori: inibitori: inibitori della nitrificazione, inibitori della nitrificazione e dell ureasi (Trenkel, 2007) Fertililizzanti a rilascio controllato (incapsulati con polimeri) ) molto promettenti Polimeri sono duraturi (generalmente) ed esibiscono un rilascio consistente dell azoto, soprattutto prevedibile quando i regimi termici e idrici possono essere stimati

6 Diversi studi riportano benefici dall utilizzo di fertilizzanti azotati non convenzionali in termini di aumento della produttività delle colture e efficienza d uso d dell N colture orticole in diverse condizioni pedo-climatiche (Pasda et al. 2001) riso (Carreres et al. 2003; Majumdar et al., 2000) mais irriguo (Delgado and Mosier, 1996; Linzmeier et al., 2001; Shoji et al., 2001; Majumdar et al., 2002) prati e pascoli permanenti (Macadam et al., 2003; Zaman et al., ) e di NH 3 (Zaman et al., ) con riduzione di emissioni di N 2 O avvicendamenti riso frumento (Pathak et al. 2003) con riduzione di emissione di CH 4 piante arboree (Walker and Huntt, 1999; Fernández ndez-escobar et al., 2004; Oliet et al., 2004; Girardi et al., 2005)

7 Altri studi hanno evidenziato una risposta non positiva dall utilizzo di fertilizzanti azotati non convenzionali (Cartagena et al., 1995; Diez et al., 1997; Guertal, 2000) Inconsistenza dei risultati dovuta alla variabilità dei tassi di rilascio dell azoto, influenzati dalle caratteristche dei fertilizzanti, propriet ietà del suolo e condizioni climatiche (Powlson et al., 1992; Sanaa et al., 1992) N da IBDU, rilasciato in seguito ad idrolisi, dipendente da umidit ità e temperatura del suolo, in suoli acidi il rilascio è più rapido (Trenkel, 2007) rilascio di N da fertilizzanti ricoperti dipende da umidità,, ma anche da temperatura con tasso di rilascio doppio ogni 10 C C in più (Kochba et al. 1990), o del 20% da 30 a 40 C C (Huett e Gogel 2000) fertilizzanti N stabilizzatori N è protetto da lisciviazione e denitrificazione, ma immobilizzato da fattori biotici e abiotici, in quantità variabili con il tipo di suolo (Gioacchini et al. 2006) - 70% in suoli argillosi, circa 0% nei sabbiosi

8 Obiettivi della Ricerca Efficacia agronomica di fertilizzanti azotati non a pronto effetto in frumento duro: dinamica di accumulo della biomassa dinamica di accumulo dell N risposta produttiva risposta qualitativa

9 Metodologia sperimentale

10 prove di pieno campo in due annate: 2008 ; ; località: : campo didattico-sperimentale Univ. di Teramo (42( N; E; ; 80 m s.l.m.; esposizione NE), media collina disegno sperimentale: blocchi randomizzati, 4 repliche frumento duro (Grecale) parcelle di 18 m 2 (2.25 x 8 m) semina: 7/12/2008 e 1/12/ raccolta: 24/6/ e 25/6/ 2008 : : coltura precedente orzo : coltura precedente girasole Preparazione del terreno: rippatura + erpicatura Tecnica di semina: seminatrice meccanica a 12 file di 0.17 m, 350 semi m 2

11 Tesi allo studio Tesi N (kg ha -1 ) N f.c. (%) f.c. (kg ha -1 ) Epoca applicazione non fertilizzato urea semina+ copertura nitrato amm semina+ copertura fosfactyl + sulfammo ½ dose semina+ copertura sulfammo semina+ copertura sulfammo ½ dose semina+ copertura Fosfactyl D-Coder: D MPPA + Protezione D-coder D Sulfammo MeTA: Doppia membrana MeTA + MPPA concimazione in copertura: unico intervento accestimento (growth stage 2 (27) scala BBCH) (fine febbraio)

12 Caratteristiche fisico-chimiche del suolo Parametro Valore Sabbia (%) 29 Limo (%) 33 Argilla (%) 38 Reazione (1:2.5) ph 7.93 Conducibilità elettrica ms Calcare totale (%) 24.2 Sostanza organica (%) 1.1 N m inerale (g/kg N) 0.34 P 2 O 5 assimilabile (mg/kg P 2 O 5 ) 63.0 K scambiabile (mg/kg K) 115 Cu totale (mg/kg Cu) 23.5 Zn totale (mg/kg Zn) 57 Co totale (mg/kg Co) 29 B solubile (mg/kg B) 0.39 Mn totale (mg/kg Mn) 414 C/N 37 CSC (meq) 16.67

13 Andamenti termo-pluviometrici nelle due annate Pioggia mm T max C T min C precipitazioni (mm) nov-08 dic-08 gen-09 feb-09 mar-09 apr-09 mag-09 giu-09 nov-09 dic-09 gen-10 feb-10 mar-10 apr-10 mag-10 giu-10 T C 0 mese precipitazioni (mm) T C Pioggia mm T max C T min C mese

14 Rilievi Valutazione strategia di gestione dell N Dati produttivi Biomassa epigea Resa areica Qualità granella (% N su s.s., caratt.tecnologiche) Indicatori di disponibilità Indicatori di rischio ambientale Colore fogliare N N pianta intera e vari organi Sviluppo della coltura N N lungo il profilo del suolo Bilancio

15 Risultati

16 GIORNI GIULIANI A DETERMINATI STADI FENOLOGICI PER LE TESI ALLO STUDIO Anthesis complete (BBCH 69) Early milk (BBCH 73) Early drought (BBCH 83) Cariopsis hard (BBCH 89) non fertilizzato urea nitrato amm. fosfactyl + sulfammo ½ dose sulfammo sulfammo ½ dose non fertilizzato urea nitrato amm. fosfactyl + sulfammo ½ dose sulfammo sulfammo ½ dose

17 DINAMICA DELL ACCUMULO DELLA BIOMASSA EPIGEA, g m -2 I simboli rappresentano la media ± e.s. per n = 4 repliche indipendenti non fertilizzato urea nitrato amm. fosfactyl + sulfammo 1/ dose + sulfammo sulfammo 1/2 dose S. secca (g/m 2 ) S. secca (g/m 2 ) /5 12/5 19/5 27/5 4/6 13/6 18/6 7/5 14/5 21/5 29/5 6/6 14/6 20/6

18 DINAMICA DELL ACCUMULO DELLA S.S. NELLE SPIGHE, g m -2 I simboli rappresentano la media ± e.s. per n = 4 repliche indipendenti non fertilizzato urea nitrato amm. fosfactyl + sulfammo 1/ dose + sulfammo sulfammo 1/2 dose Spighe (g/m 2 ) Spighe (g/m 2 ) /5 12/5 19/5 27/5 4/6 13/6 18/6 7/5 14/5 21/5 29/5 6/6 14/6 20/6

19 DINAMICA DELLA CONCENTRAZIONE DI AZOTO NEI CULMI, g 100g -1 I simboli rappresentano la media ± e.s. per n = 4 repliche indipendenti non fertilizzato urea nitrato amm. 1 fosfactyl + sulfammo 1/ dose + sulfammo sulfammo 1/2 dose N (g/100g) 0.6 N (g/100g) /5 12/5 19/5 27/5 4/6 13/6 7/5 14/5 21/5 29/5 6/6 14/6

20 DINAMICA DELLA CONCENTRAZIONE DI AZOTO NELLE FOGLIE, g 100g -1 I simboli rappresentano la media ± e.s. per n = 4 repliche indipendenti non fertilizzato urea nitrato amm. 4 fosfactyl + sulfammo 1/2 dose sulfammo sulfammo 1/2 dose N (g/100g) 2 N (g/100g) /5 12/5 19/5 27/5 4/6 13/6 7/5 14/5 21/5 29/5 6/6 14/6

21 DINAMICA DELLA CONCENTRAZIONE DI AZOTO NELLE SPIGHE, g 100g -1 I simboli rappresentano la media ± e.s. per n = 4 repliche indipendenti non fertilizzato urea nitrato amm. 2.5 fosfactyl + sulfammo 1/2 dose sulfammo sulfammo 1/2 dose N (g/100g) 1.5 N (g/100g) /5 12/5 19/5 27/5 4/6 13/6 7/5 14/5 21/5 29/5 6/6 14/6

22 Componenti la resa e produzione di granella al 12% di umidità Trattamento sperimentale Spighe n m -2 Lunghezza spighe (cm) Cariossidi per spiga Peso 1000 semi (g) Produzione (t ha -1 ) non fertilizzato 205c 192d 7.0c 6.0c 30d 19e c 1.5e urea 279b 274c 7.2bc 7.1b 35c 24c b 2.6d nitrato amm. 299ab 270c 7.2bc 7.1b 36c 22d b 2.5d fosfactyl + sulfammo ½ dose 304a 278c 7.6a 6.9b 39ab 25c a 3.0c sulfammo 318a 321a 7.6a 8.0a 41a 39a a 5.0a sulfammo ½ dose 305a 305b 7.4ab 7.8a 38b 35b a 4.1b F test ** ** ** ** ** ** n.s. CV % n.s. ** ** Significatività al test F dopo ANOVA: ns, non significativo; *, significativo per p P < 0.05; **, significativo per P < 0.01.

23 Parametri qualitativi: proteine, glutine, fibra, ceneri e peso ettolitricoe Tesi Proteine (%) Glutine (%) Fibra (%) Ceneri (%) P.E. kg hl -1 non fertilizzato 13.9c 11.3e 11.0b 9.7e 3.9a 3.9a urea 14.6b 13.7cd 11.6b 10.4d 2.8b 2.9b nitrato amm. 14.5b 13.1d 11.7b 10.2d 2.8b 2.9b fosfactyl + sulfammo ½ dose 14.5b 14.3bc 11.5b 11.1c 2.9b 2.9b sulfammo 15.8a 16.0a 12.7a 12.6a 3.1b 3.1b sulfammo ½ dose 14.3b 14.5b 11.4b 11.8b 3.0b 2.9b F test ** ** * ** * * n.s. CV % n.s. n.s. n.s Significatività al test F dopo ANOVA: ns, non significativo; *, significativo per p P < 0.05; **, significativo per P < 0.01.

24 Parametri qualitativi della granella: contenuto in elementi minerali Tesi K (mg/100g) P (g/100g) Fe (mg/100g) Zn (mg/100g) non fertilizzato 480b 462b a urea 498b 521a a nitrato amm. 509b 494ab abc fosfactyl + sulfammo ½ dose 523ab 539a abc sulfammo 551a 547a bc sulfammo ½ dose 513b 492ab c F test * * n.s. * n.s. n.s. CV % n.s. n.s Significatività al test F dopo ANOVA: ns, non significativo; *, significativo per p P < 0.05; **, significativo per P < 0.01.

25 Conclusioni tutte le tesi allo studio hanno evidenziato nel biennio di prove vantaggi dall applicazione applicazione dell N N con risultati produttivi anche doppi e tripli rispetto al testimone e con incremento del contenuto proteico p di circa 4 punti percentuali dinamica di accumulo della biomassa epigea (s.s.) i fertilizzanti a lento rilascio rispetto ai convenzionali hanno determinato un maggiore accumulo, in particolare la tesi (18-46+sulfammo) dinamica di accumulo dell N rimobilizzazione lineare dagli organi della pianta (culmi e foglie) e accumulo nella spiga, maggiore nelle tesi a lento rilascio risposta produttiva notevolmente superiore nelle tesi a lento rilascio, +sink per m 2 risposta qualitativa proteine fino al 16%, glutine fino al 12.7%; indifferenza sugli elementi minerali

26 Grazie per l attenzion

27

28