Effetti di differenti livelli di fertilizzazione azotata sulla risposta produttiva e qualitativa in una coltura di tabacco Burley di tipo aromatico.

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1 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina 19 Effetti di differenti livelli di fertilizzazione azotata sulla risposta produttiva e qualitativa in una coltura di tabacco Burley di tipo aromatico. Eugenio Cozzolino Riassunto Una prova di fertilizzazione azotata è stata effettuata negli anni in un esperimento di campo con tre livelli di somministrazione(n0, N100, N200 unità per ettaro) allo scopo di valutare gli effetti sulla produttività e principalmente sulla qualità del prodotto curato. La fertilizzazione azotata sino alla dose massima ha migliorato la resa della coltura mentre relativamente alla qualità sono risultate migliorate le caratteristiche estrinseche e l'indice di qualità ed al contrario peggiorate la combustibilità ed il potere di riempimento. Dal punto di vista delle caratteristiche chimiche nessun effetto della concimazione è emerso per l'azoto totale e gli alcaloidi mentre per entrambi i parametri si è avuto per le corone fogliari. Per i nitrati la dose N100 ha manifestato una concentrazione significativamente inferiore sia ad N0 che ad N200 mentre nessun effetto si è avuto per le corone fogliari anche se presente una tendenza a diminuire dalla basali alle apicali. Abstract. Effects of various levels of nitrogenus fertilizing on the productive ano qualitative result in the cultivation of aromatic burley tobacco. A test of nitrogenous fertilization was made in in a field experiment with 3 level of supply (N0, N100, N200 unity per hectare) so as to evaluate the effects on productivity and first of all on the quality of the treated product. Nitrogenous fertilization up the maximum dose improved the yield while, as a regards quality, the outer characteristics were improved and the quality, while combustibility and filling were worsened. As for the chemical characteristics, no effect due to the fertilization emerged for the total nitrogen and the alkaloids, while for both parameters there were effects on the leaf crowns. As for nitrates, the N100 dose showed a concentration remarkably lower than N0 and N200, while there was no effect on the leafcrowns, though there was a tendency to decreasing from the base to the apical ones. Key words: burley tobacco, nitrogen fertilization, harvest date Premessa La tecnica della concimazione azotata del tabacco Burley rappresenta forse l'aspetto più critico della gestione della coltura. Infatti, l'eccesso di azoto che normalmente viene distribuito alle piante, in aziende caratterizzate nella maggior parte dei casi da suoli sciolti è da considerarsi negativo sia per la qualità del prodotto finale sia per l'effetto potenzialmente inquinante dell'ambiente. Eugenio Cozzolino, CTER Sezione per la Genetica, Istituto Sperimentale per il Tabacco, via P. Vitiello 108, Scafati (SA), Italia Razionalizzare e ridurre il consumo quasi sempre eccessivo dei fertilizzanti azotati nella coltivazione del tabacco risponde quindi a questa duplice esigenza di salvaguardia dell'ambiente come indicato anche dal Codice di Buona Pratica Agricola (Sequi e Benedetti, 1995) e di miglioramento della qualità del prodotto curato.una razionale coltivazione deve ottimizzare la gestione dell'azoto nel sistema suolo/pianta in presenza di colture agricole che si succedono e alle quali occorre assicurare un livello produttivo valido economicamente e sostenibile dal punto di vista ambientale, al fine di minimizzare le possibili perdite dell'elemento con le acque di ruscellamento e di drenaggio. Il Tabacco, 11, 2003: 19-27

2 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina Il Tabacco, 11 Materiali e metodi La ricerca è stata condotta negli anni 2000/2001 nell'azienda dell'istituto Sperimentale per il Tabacco di Scafati (SA) su un suolo di origine vulcanica le cui caratteristiche sono riportate in tabella 1. E' stata utilizzata la cultivar C 104, ibrido maschiosterile di prima generazione, caratterizzato da una notevole precocità di sviluppo con circa 25 foglie di ampia paginatura e particolarmente adatto per l'ottenimento di un buon tabacco aromatico. Nel secondo anno la prova è stata ripetuta sullo stesso appezzamento rispettando la stessa disposizione parcellare dell'anno precedente. Ciò ha comportato la precessione colturale a tabacco in linea con l'uso tipico delle aree coltivate a Burley nella Regione Campania. L'esperimento ha previsto il confronto di tre livelli di concimazione azotata, e cioè un controllo non concimato (N0) e somministrazioni di 100 e 200 kg N ha -1 (N100 e N200) secondo uno schema sperimentale a blocchi randomizzati, con due ripetizioni. L'azoto è stato distribuito, in relazione alla buona dotazione del terreno, in una unica soluzione in copertura a circa 20 giorni dal trapianto come nitrato ammonico (26% di N). Il trapianto, in parcelle di 102 m2, è stato eseguito il 25 ed il 16 maggio nel 2000 e 2001, rispettivamente, con una densità di piante per ettaro. Per il trapianto sono state utilizzate piantine prodotte con la tecnica del float-system. Tenuto conto della buona dotazione naturale del terreno, non è stata effettuata alcuna concimazione fosfo-potassica in pre-trapianto. Il controllo dei parassiti è stato eseguito secondo le necessità durante l'intero ciclo colturale soddisfacendo sempre criteri di eco-sostenibilità. Le piante sono state irrigate con la restituzione dell'80% della quantità di acqua evapotraspirata della coltura. La scelta del livello di restituzione, inferiore al 100% è stata motivata dalla convenienza espressa in precedenti esperienze condotte nella stessa azienda e sempre su tabacco tipo Burley. La prova è stata effettuata adottando la tecnica colturale per la produzione di tabacco Burley di tipo americano(indicato come aromatico,viene utilizzato nelle miscele delle american blend fornendo aroma e corpo alle miscele), che prevede la cimatura, effettuata asportando l'infiorescenza insieme alle ultime foglie, poco sviluppate, in modo da conservare circa venti foglie utili. L'operazione è stata effettuata quando il 50% delle piante per ogni parcella presentava almeno un fiore aperto. Avendo tutte le parcelle in prova raggiunto lo stadio di fioritura pressoché contemporaneamente, la cimatura è stata effettuata in un'unica data sia nel 2000 che nel 2001, e cioè il 14 agosto e il 16 luglio, rispettivamente. Dopo la cimatura, è stato effettuato un trattamento chimico antigermogliante con un prodotto contattocida (p.c. Off-shoot a base di m-decanolo) effettuato somministrando 15 ml per pianta di una soluzione al 5% di principio attivo. Tab. 1. Caratteristiche fisiche e chimiche del terreno ad inizio sperimentazione.

3 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina 21 Cozzolino Effetti concimazione azotata su Burley aromatico 21 Fig.1. Precipitazioni (mm) e temperature ( C) minime e massime mell anno 2000 e I simboli sono la somma (precipitazioni) e la media (temperature calcolate su base decennale). La raccolta è stata effettuata con tecnica mista: infatti le prime 3 foglie sono state raccolte a mano al viraggio, in data 7 agosto e 9 luglio nell'anno 2000 e nel 2001, mentre le altre sono state raccolte con l'intera pianta dopo circa 15 giorni dalla cimatura (il 31 e il 2 Agosto nel 2000 e 2001, rispettivamente). Alla raccolta, effettuata su un'area di 25m2 lasciata indisturbata al centro della parcella,le piante sono state recise al colletto e, dopo essere state infilzate su paletti di legno, sono state lasciate in campo per 24 ore per un preappassimento. Le piante sono state successivamente trasportate nel locale di cura ad aria, coperto con laminato plastico rigido e rete ombreggiante. La cura è durata 41 giorni nel 2000 e 36 nel Al termine di tale periodo è stata effettuata la sfogliettatura e la separazione del prodotto secondo i quattro palchi fogliari, e, quindi, determinata la produzione di foglie curate al 19% di umidità standard. Le foglie che erano state raccolte a mano sono state incluse nel computo della produzione in foglie curate, del numero di foglie per pianta e del peso medio delle foglie. Per quanto riguarda la qualità della produzione in foglie curate sono stati determinati: il potere di riempimento la combustibilità le caratteristiche estrinseche (sviluppo, tessuto, colore) l'indice di qualità,sulla base della classificazione secondo i gradi CEE (A, B, C e fuori grado) le caratteristiche intrinseche (N totale, alcaloidi totali, nitrati) Dall'esame del decorso termopluviometrico(fig.1) relativo ai periodi di prova si rileva che in entrambi gli anni le temperature sono risultate favorevoli allo sviluppo della coltura e le precipitazioni particolarmente scarse.

4 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina Il Tabacco, 11 Tab. 2 - Effetto dell anno di sperimentazione e della concimazione azotata sulla produzione in foglie curate e sulle sue componenti nei due anni di sperimentazione. La tabella dell'analisi della varianza (ANOVA) riporta la significatività dei trattamenti e della loro interazione. Le lettere differenti indicano la minima differenza significativa (MDS) a P < 0.05; P < 0.01 (lettere maiuscole); N0 = controllo non concimato; N100 = concimato con 100 kg N ha -1 ; N200 = concimato con 200 kg Risultati L'effetto dell'anno di sperimentazione e della concimazione azotata sulla produzione in foglie curate e sulle sue componenti (numero di foglie per pianta e peso medio delle foglie curate) ed i risultati dell'analisi della varianza per questi parametri, sono riportati in tabella 2.E' risultata significativa l'interazione anno x concimazione azotata per la produzione di foglie curate (t ha - 1)(tab. 2; fig. 2). In entrambi gli anni la concimazione azotata ha influenzato positivamente e significativamente la produzione in foglie curate con incrementi, rispetto al testimone non concimato, sempre crescenti all'aumentare delle dosi (100 e 200 kg N ha -1 ) anche se in modo più marcato nel Il numero di foglie per pianta non è risultato differente nei due anni di sperimentazione (tab. 2). Esso è aumentato, invece significativamente con la concimazione azotata a partire dalla dose 100 kg N ha -1. Gli ulteriori apporti non hanno migliorato la risposta per questo parametro. E' risultata significati- Fig.2. Effetto dei livelli di concimazione azotata ( N0, N100 e N200 kg/ha -1 ) sulla produzione in foglie curate nell'anno 2000 e nel La barra indica la minima differenza significativa (MDS) a P<0.01. Fig. 3. Effetto dei livelli di concimazione azotata ( N0, N100 e N200 kg/ha -1 ) sul peso medio delle foglie curate nell'anno 2000 e nel La barra indica la minima differenza significativa (MDS) a P<0.05.

5 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina 23 Cozzolino Effetti concimazione azotata su Burley aromatico 23 Tab. 3 - Effetto dell anno di sperimentazione e della concimazione azotata sulla combustibilità, sulle caratteristiche qualitative (estrinseche ed indice di qualità), sul potere di riempimento delle foglie curate. La tabella dell'analisi della varianza (ANOVA) riporta la significatività dei trattamenti e della loro interazione. Le lettere differenti indicano la minima differenza significativa (MDS) a P < 0.05; P < 0.01 (lettere maiuscole); N0 = controllo non concimato; N100 = concimato con 100 kg N ha -1 ; N200 = concimato con 200 kg N ha -1. va l'interazione anno x concimazione azotata per il parametro peso medio delle foglie curate (tab. 2; fig. 3): l'effetto della concimazione nei due anni sul parametro peso medio delle foglie curate è risultato simile a quello discusso per la produzione in foglie curate con differenze tra i due anni più marcate rispetto a quelle discusse precedentemente. In tabella 3 sono riportati gli effetti dell'anno e dei trattamenti di concimazione azotata sulla combustibilità, sulle caratteristiche estrinseche, sull'indice di qualità e sul potere di riempimento del tabacco curato nonché i risultati dell'analisi della varianza per questi parametri. Nessuna differenza significativa tra gli anni è emersa per tutti i parametri ad eccezione del potere di riem- Fig. 4. Effetto dei livelli di concimazione azotata ( N0, N100 e N200 kg/ha -1 ) sul contenuto di azoto totale delle lamine delle tre corone fogliari (B= Basali; M=Mediane; A=Apicali) nell'anno 2000 e nel La barra indica la minima differenza significativa (MDS) a P<0.05. Fig. 5. Effetto dei livelli di concimazione azotata ( N0, N100 e N200 kg/ha -1 ) sul contenuto di azoto totale delle lamine curate delle tre corone fogliari (B=Basale; M=Mediana; A=Apicale) nell'anno 2000 e nel La barra indica la minima differenza significativa (MDS) a P<0.01.

6 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina Il Tabacco, 11 Tabella 4 - Effetto dell anno di sperimentazione, della concimazione azotata e del palco fogliare sul contenuto percentuale di alcaloidi totali, nitrati ed azoto totale (% SS), del prodotto curato dei diversi palchi fogliari nei due anni di sperimentazione. La tabella dell'analisi della varianza (ANOVA) riporta la significatività dei trattamenti e della loro interazione. Le lettere differenti indicano la minima differenza significativa (MDS) a P < 0.05; P < 0.01 (lettere maiuscole); N0 = controllo non concimato; N100 = concimato con 100 kg N ha -1 ; N200 = concimato con 200 kg N ha -1 ; B = palco basale, M = palco mediano; A = palco apicale. pimento che è risultato significativamente superiore nel Per quanto riguarda l'effetto della concimazione, essa ha ridotto significativamente la combustibilità rispetto al testimone non concimato già alle dosi di 100 kg N ha -1. La valutazione soggettiva, effettuata da esperto E.T.I. per il giudizio sulle caratteristiche estrinseche del prodotto curato, è risultata migliorata dalla concimazione azotata. Infatti, come si evince dai dati in tabella 3, le votazioni attribuite ai tabacchi curati sono aumentate significativamente passando dal testimone, non concimato, al dosaggio massimo, con incrementi significativi anche in corrispondenza della dose intermedia. Allo stesso modo ha risposto l'indice di qualità. In tabella 4 sono riportati i risultati relativi ad alcune caratteristiche intrinseche del prodotto curato, in particolare, il contenuto di azoto totale, nitrati ed alcaloidi totali. Per quanto riguarda la concentrazione di azoto totale delle foglie curate, sono risultate significative le interazioni anno x palco fogliare (fig. 4) e concimazione azotata x palco fogliare (tab.4; fig.5). Dall'analisi della figura 4 è emerso che la concentrazione di azoto delle foglie curate è aumentata nei due anni di sperimentazione passando dalle foglie basali alle apicali. In tutti i palchi fogliari è infine risultato evidente l'effetto della concimazione azotata (fig. 5). Nessun effetto significativo è stato registrato per effetto della concimazione azotata

7 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina 25 Cozzolino Effetti concimazione azotata su Burley aromatico 25 Discussione e conclusioni Fig. 6. Effetto dei livelli di concimazione azotata ( N0, N100 e N200 kg/ha -1 ) sul contenuto di alcaloidi totali delle lamine delle tre corone fogliari (B=Basali; M=Mediane; A=Apicali) nell'anno 2000 e nel La barra indica la minima differenza significativa (MDS) a P<0.05. sul contenuto di alcaloidi totali (tab.4). E' risultata invece significativa l'interazione anno x palco fogliare (fig. 6); nel 2000 il contenuto percentuale di alcaloidi è aumentato significativamente nelle foglie del palco mediano rispetto a quelle appartenenti al palco basale mentre un leggero decremento, anche se non significativo è stato registrato passando dalle foglie mediane alle apicali. Nel 2001, invece, il contenuto percentuale di alcaloidi nelle foglie curate è risultato sempre crescente a partire dalle foglie basali alle mediane e, quindi, alle apicali. Infine il contenuto di nitrati nel 2001 è risultato molto inferiore al quello registrato nel 2000 (0.564 vs %). In particolare la dose N 100, nei valori medi dei due anni, ha manifestato una concentrazione di nitrati significativamente inferiore sia al controllo non concimato sia alla dose di 200 kg N ha -1 (0.122 vs e 0.386% rispettivamente). Nessun effetto significativo è stato infine registrato nei diversi palchi fogliari anche se presente una tendenza alla diminuizione passando dalle foglie basali alle apicali. La concimazione azotata anche alla dose massima ha migliorato la risposta della coltura in termini quantitativi. Relativamente alla qualità, mentre per effetto della concimazione sono risultate migliorate le caratteristiche estrinseche e l'indice di qualità, sono risultate, al contrario,peggiorate sia la combustibilità che il potere di riempimento. Nessun effetto della concimazione è emerso per quel che riguarda gli alcaloidi e l'azoto totale mentre è risultato importante in entrambi i parametri l'effetto dei palchi fogliari. La risposta produttiva alla concimazione di questa prova è in accordo con quanto riportato da diversi autori (Mc Cants e Woltz, 1967; Mylomas at al., 1979; Link e Terril, 1982) che segnalano risposte favorevoli sino a dosi di circa kg N ha -1. Tuttavia, va detto che in alcuni ambienti e condizioni colturali, anche livelli superiori a quelli appena citati possono non influenzare negativamente la qualità (Castelli et al., 1990). Va tenuto presente, in ogni caso, che l'efficienza di assorbimento dell'n nel tabacco Burley (MacKown e Sutton., 1997) è sempre piuttosto bassa (45-50%), e mostra una tendenza a diminuire all'aumentare delle dosi distribuite con la concimazione. Il peggioramento della combustibilità e del potere di riempimento, registrato per effetto della concimazione azotata, è stato ampiamente dimostrato in letteratura per diversi tipi di tabacco ed in diversi ambienti ed è generalmente inversamente correlato al contenuto percentuale di N fogliare (Akehurst, 1981; Tso,1990). Nel caso in esame, il peggioramento della combustibilità e del potere di riempimento poiché la concimazione non ha prodotto incrementi nel contenuto di N fogliare, sembra essere conseguenza dell'incremento di consistenza del tessuto fogliare: infatti tale caratteristica è aumentata con le dosi di N ed ha determinato una buona valutazione merceologica, sulla base sia delle caratteristiche estrinseche, che dell'elevato indice di qualità. Una riduzione di combustibilità e

8 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina Il Tabacco, 11 potere di riempimento, come quella registrata, risulta quindi più che compensata dal guadagno globale di qualità. La concimazione azotata adottata ha avuto un effetto migliorativo sul colore delle foglie curate.nella presente prova in realtà quello che è risultato alla valutazione soggettiva da esperto è stato un incremento al crescere delle dosi di azoto adottate del tono nocciola che attualmente è un parametro qualitativo molto ricercato dalle industrie manifatturiere per il tabacco tipo Burley. Dal punto di vista chimico, la composizione del tabacco curato è risultata abbastanza equilibrata grazie ad una concentrazione di azoto totale inferiore al 5% e di alcaloidi totali inferiori al 3%. Il tenore in N totale, come detto precedentemente, non è variato con la concimazione, contrariamente a quanto segnalato in letteratura (Castelli et al.,1990; Cuocolo et al.,1993). Esso è cresciuto dalle foglie della corona basale a quelle della corona apicale, analogamente a quanto riportato da altri autori (Castelli et al., 1990), a causa del maggiore sfruttamento delle foglie in posizione nodale bassa rispetto a quelle in posizione apicale. Tale risultato deriva quindi dalle complesse dinamiche delle relazioni source/sink durante la fase di maturazione delle foglie, tipiche della coltura di tabacco cimata e raccolta a pianta. Il contenuto in alcaloidi totali è risultato in generale piuttosto contenuto, con valori che non hanno mai superato il 2%. I modesti contenuti, ottenuti nella presente prova, sono presumibilmente il risultato del ridotto intervallo di tempo(15gg) che è intercorso tra la cimatura e la raccolta.tale scelta si è resa necessaria per evitare peggioramenti della qualità come dimostrato da precedenti esperienze in loco. La concimazione azotata ha prodotto incrementi, anche se non significativi, nel contenuto di alcaloidi totali delle foglie curate in accordo con quanto riportato in letteratura poiché è ormai accertata l'esistenza di una relazione positiva tra dosi di azoto e contenuto percentuale di alcaloidi del prodotto curato. Il contenuto di alcaloidi, infine, è risultato influenzato dal palco fogliare ed è aumentato passando dalle foglie in posizione basale a quelle in posizione apicale. Per quanto concerne il contenuto di nitrati nelle foglie curate, la riduzione anche se non significativa registrata passando dalle foglie basali alle apicali era attesa e, presumibilmente, è dovuta al maggiore irraggiamento a carico delle foglie superiori. Infatti, la presenza di luce è riportata come principale fattore di innesco dell'attività nitrato-reduttasica, prima fase dell'assimilazione metabolica dell'n minerale (Wakhloo e Staudt, 1988). In generale, la concentrazione in nitrati delle foglie curate è risultata piuttosto contenuta rispetto ai valori medi di 1.7% e fino al 2.5% max indicati per il Burley in letteratura. Nel caso della presente prova, si è verificata una riduzione del contenuto di nitrati(dati non pubblicati) nelle ultime 2 settimane del ciclo (in piena fase di maturazione) in tutti i trattamenti di concimazione ma molto più consistente nel livello intermedio. Il materiale portato alla cura ha presentato perciò, già in partenza, un basso tenore di nitrati; tale risultato è certamente confortante poiché queste sostanze rappresentano uno dei maggiori fattori di rischio del fumo, essendo stati riconosciuti fra i principali precursori delle sostanze mutagene del fumo di tabacco (Mizusaki et al., 1977; Tso, 1990). Bibliografia Akehurst B.C Tobacco, 2nd ed. (Tropical agricultural series). Logman Inc., New York, pp Castelli F., Miceli F., Piro F., Effetti delle modalità di raccolta e cura in tabacco (Nicotiana tabacum L.) "Burley" a differente fertilizzazione azotata e densità di popolamento. Riv. di Agron., 4, Cuocolo, L., Caruso, G., Postiglione, L., Effetti della cultivar, della concimazione azotata e dell'epoca di raccolta sulla produzione del tabacco Burley di tipo americano. Il tabacco, 1, Link L. A., Terril T. R., Influence of nitrogen and potassium fertilization on the yield, quality and chemical composition of burley tobacco. Tob. Int. 184,l 26-29

9 concimazione4.qxd 25/03/ Pagina 27 Cozzolino Effetti concimazione azotata su Burley aromatico 27 MacKown, C.T., Sutton, T.G., Recovery of fertilizer nitrogen applied to Burley tobacco. Agron. J. 89, Mc Cants C.B., Woltz W.G., Growth and mineral nutrition of tobacco. Adv. Agron., 19, Mylonas V. A., Athanasiadis V. N., Peraxis X. A., Effects of nitrogen and potassium on yield, value and chemical composition of burley tobacco. Co.Res.Ta. Agron. study group report, Mizusaki, S., Okamoto,H., Akiyama,A., Fukuhara,Y., Relation between chemical constituents of tobacco and mutagenic activity of sigarette smoke condensate. Mutat. Res. 48, Sequi, P., Benedetti, A., Guida alla lettura ed interpretazione del Codice di Buona Pratica Agricola per la protezione della acque dai nitrati. Ministero delle Risorse Agricole, Alimentari e Forestali, Collana progetto finalizzato PANDA, Quaderno n 2, Ed agricole, pp Tso, T.C., Production, physiology and biochemistry of tobacco plant. Ideals Inc., Beltsville, Maryland, USA. 753 p.