Evoluzione e gestione delle malerbe in agricoltura conservativa durante la fase di transizione

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1 Evoluzione e gestione delle malerbe in agricoltura conservativa durante la fase di transizione Giuseppe Zanin Dipartimento DAFNAE - Università di Padova

2 Origine L agricoltura conservativa nasce negli Stati Uniti alla fine degli anni 30 a seguito del cosiddetto Dust bowl, una serie di tempeste di sabbia che colpirono gli stati centrali tra il 1931 ed il 1939, causate da decenni di tecniche agricole inappropriate e dalla mancanza di rotazione delle colture.

3 Per catturare i profitti derivanti dalla prima guerra mondiale si arrivò a uno sfruttamento agricolo oltre i limiti naturali e terre sempre più marginali (praterie) vennero messe a coltura. Poi arrivò la siccità, il suolo si seccò diventando polvere e venne soffiato via in grandi nuvole nere. Le tempeste di sabbia e di polvere erano il segno del degrado dei terreni.

4 Quel disastro ecologico causò un esodo dalle grandi pianure di oltre mezzo milione di americani che fuggirono in California lungo la Route 66 Quell epopea fu immortalata da John Steinbeck, premio Nobel per la letteratura nel 1962, nel libro Furore (The grapes of wrath) 14 aprile 1935

5 Storici e ricercatori concordano che il Dust bowl sia stato il peggiore e più prolungato disastro ambientale della storia americana. L agricoltura conservativa nasce come risposta agronomica a questi fenomeni erosivi, e solo ora dopo più di 80 anni quei terreni cominciano ad essere lentamente rimessi a coltura.

6 Principi dell agricoltura conservativa Copertura del terreno con residui e/o con cover crop Nessun disturbo del terreno o disturbo minimo Rotazione delle colture

7 Evoluzione delle malerbe in agricoltura conservativa Le malerbe sono piante pioniere di successioni secondarie e i campi arati sono un caso particolare di successione secondaria. Se non intervengono disturbi, il processo di successione ecologica è unidirezionale e segue nel tempo un preciso schema di sostituzione di gruppi ecologici: da comunità formate da specie annuali (terofite, Th) si passa ad altre formate prevalentemente da alberi (fanerofite, Ph).

8 Th H2 Hr G Chh Chl Nph Ph In assenza di disturbi meccanici si osserva un aumento: 1) delle specie biennali a rosetta, delle camefite erbacee e legnose e degli arbusti (Morus spp., Rubus spp., Ulmus spp.); 2) delle specie a disseminazione ornitocora e anemocora; 3) delle Graminacee e delle Composite (anemofile); 4) delle specie con semi poco persistenti, con reste o pappi; 5) delle specie indifferenti, in grado di germinare tutto l anno temperatura lo permette (P. annua, T. officinale, S. vulgaris, ).

9 Evoluzione delle malerbe in agricoltura conservativa Gruppi biologici + H2, Hr, Chh, Chl, Nph Disseminazione Famiglie botaniche Tipo di semi NON LAVORAZIONE Ornitocora e Anemocora Graminacee e Composite Poco persistenti, con appendici, reste, pappo Gruppi ecofisiologici + Indifferenti

10 Stellaria media, Veronica persica, Senecio vulgaris, Poa annua sono specie indifferenti

11 Taraxacum officinale: composita, anemocora, indifferente

12 Rubus spp: camefita, ornitocora Olmo: fanerofita, anemocora

13 Come gestire la flora infestante In agricoltura conservativa la corretta gestione della flora infestante prevede una fase di preparazione e una di transizione, ben distinte per tipo e intensità dei mezzi di controllo utilizzati. Il successo finale dipende molto da come viene gestita la fase di transizione

14 Fase di preparazione La gestione di tipo conservativo è una tecnica ancora in evoluzione, si impara molto dagli errori ed è conveniente partire da situazioni non troppo complicate Ad esempio scegliendo i terreni meno infestati e con scarsa presenza o addirittura assenza di specie perenni. Se le perenni sono numerose, prima di iniziare con il regime conservativo bisogna bonificare il terreno

15 Fase di transizione Una caratteristica importante dello stock di semi contenuti nel terreno è la stratificazione, cioè la ripartizione verticale, perché la profondità influenza la dormienza, la germinazione e la mortalità dei semi. Si può ipotizzare che all inizio della fase di transizione i semi siano ripartiti uniformemente lungo il profilo del terreno e che siano quelli tipici dei terreni convenzionali, con alta dormienza, bassa germinabilità e bassa mortalità. Successivamente vengono sostituiti da semi tipici delle lavorazioni ridotte e della semina su sodo, con bassa dormienza, alta germinabilità e alta mortalità.

16 Il numero di semi nel terreno varia continuamente per sparizione e per nuovi apporti (disseminazione) I semi spariscono per: 1) Germinazione, con emergenza o senza (fatale) 2) Senescenza (attacco microbico, sostanze allelopatiche ) 3) Predazione 4) Interramento oltre i 5 cm

17 La sparizione dei semi dal terreno è maggiore nei suoli soppressivi, che si costituiscono aumentando: la sostanza organica la porosità la stabilità degli aggregati Migliorando la qualità del terreno aumenta l attività microbiologica e quindi l attacco microbico ai semi ed ai germinelli. La scarificazione microbica favorisce la germinazione e accelera la riduzione dello stock di semi I terreni a sodo sono un ricco pabulum per uccelli, microroditori e insetti, che predano efficacemente i semi superficiali.

18 I predatori sono numerosi ed efficienti

19 Predazione di semi di malerbe da parte di invertebrati in tre sistemi colturali Semi rimossi/settimana PANDI CHEAL 0 Convenzionale No-till Biologico PANDI=Panicum dichotomiflorum CHEAL=Chenopodium album

20 L interramento riduce lo stock superficiale di semi. E operato da insetti, lombrichi, formiche, ecc., che portano i semi oltre la profondità limite di emergenza di 5 cm. Questi semi essendo a una profondità poco o per nulla compatibile con l emergenza non interferiranno più con la coltura, è come se fossero spariti. Emergono essenzialmente i semi che si trovano nei primi 10 cm di profondità, e più del 95% emerge dai primi 5 cm. Germinazione in funzione della profondità, modello log-normale, da Chancellor (1964) modificata. CHARE=Chamomilla recutita VIOAR=Viola arvensis POLPE=Polygonum persicaria Germinazione relativa 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 CHARE VIOAR POLPE Profondità (cm)

21 Il numero di semi nel terreno varia continuamente per sparizione e per nuovi apporti (disseminazione) I semi spariscono per: 1) Germinazione, con emergenza o senza (fatale) 2) Senescenza (attacco microbico, sostanze allelopatiche) 3) Predazione 4) Interramento oltre i 5 cm La diminuzione complessiva del numero di semi è riassunta dal Tasso Annuo di Decremento (TAD). Semplificando, si può ipotizzare TAD=70-75% per i semi meno persistenti e TAD<=30% per quelli più persistenti. Per ridurre il numero di semi è necessario aumentare il TAD favorendo i processi che causano la sparizione dei semi, con l obiettivo di ridurre lo stock a circa 1-2 milioni di semi/ha ( a mq)

22 Per prevedere l evoluzione dello stock di semi è necessario fissare le condizioni iniziali e la dinamica di sparizione.

23 ESEMPIO DI CALCOLO DELLA VARIAZIONE DELLO STOCK DI SEMI NEL TEMPO Stock complessivo: 100 milioni di semi per ettaro, cioè semi/mq, in uno strato di terreno di 40 cm. Profondità limite per l emergenza: 5 cm. Se la ripartizione è uniforme, nello strato 0-5 cm sono presenti *5/40=1.250 semi/mq semi/mq

24 ESEMPIO DI CALCOLO DELLA VARIAZIONE DELLO STOCK DI SEMI NEL TEMPO Stock complessivo: 100 milioni di semi per ettaro, cioè semi/mq, in uno strato di terreno di 40 cm. Profondità limite per l emergenza: 5 cm. Se la ripartizione è uniforme, nello strato 0-5 cm sono presenti *5/40=1.250 semi/mq. TAD (Tasso annuo di decremento): 0,8 dello stock. Alla fine del 1 anno restano:[1250-(1.250*0,8)]=250 semi/mq. Si può ipotizzare che dei semi spariti, 500 siano emersi e 500 spariti per altre cause, e che i 500 emersi siano emersi metà in coltura e metà in intercoltura. Disseminazione (seed rain): 0,4 dello stock. Quindi al 1 anno sono aggiunti allo stock 1.250*0,4=500 semi/mq. Alla fine del 1 anno sono presenti ( )=750 semi/mq.

25 La disseminazione contrasta la diminuzione dello stock

26 Secondo l Extension Service di Purdue University Serve un periodo di transizione di 5-7 anni prima che un sistema di agricoltura conservativa raggiunga l equilibrio, e in quel periodo le rese possono essere inferiori

27 Nella fase di transizione bisogna favorire la sparizione dei semi dal terreno tramite la predazione e l attacco microbico e limitare il più possibile la disseminazione 0 Svuotare la strato Evitare che si riempia troppo Profondità (cm) Aratura Ripuntatura No-tillage

28 Come fare per ridurre la disseminazione??? Nella fase di transizione, la disseminazione deve essere ridotta in presenza della coltura in atto oppure durante l intercoltura. In presenza della coltura la disseminazione può essere ridotta controllando al meglio l infestazione In questa fase il diserbo chimico andrebbe sfruttato al meglio, consapevoli che se la fase di transizione è ben gestita poi si potrà ridurre l input chimico.

29 Secondo l Extension Service di Purdue University I primi anni di no-tillage possono richiedere maggiori input di erbicida. Tuttavia dopo che il sistema si è stabilizzato, il costo degli erbicidi generalmente diminuisce e diventa competitivo con quello dei sistemi convenzionali. Si tratta di partire bene e di avere pazienza, evitando troppa rigidità normativa nella fase di transizione.

30 Per contenere la disseminazione dentro la coltura durante la fase di transizione si deve sfruttare anche la competizione della coltura che deve chiudere la fila velocemente Bisogna seminare uniformemente, alla giusta profondità, non costipare il terreno. Ciò comporta anche l uso di macchine adeguate, ad esempio seminatrice, trattori e carri per le granaglie con ruote larghe

31 Durante l intercoltura la riduzione della disseminazione dovrebbe riguardare: 1) i semi maturati prima del disseccamento del letto di semina di una coltura primaverile (1); 2) i semi maturati da malerbe emerse tardivamente dentro la coltura primaverile o maturati su nuove ramificazioni prodotte dopo la raccolta della coltura primaverile (2a) o del grano (2b); 3) i semi maturati da malerbe emerse dopo la raccolta del grano (3).

32 Trattamento tardivo con glifosate

33 Se il letto di semina è disseccato tardivamente, la maturazione dei semi e la loro germinabilità può essere molto alta Germinabilità dei semi di alcune malerbe prima del trattamento tardivo con glifosate (metà aprile) Specie Germinazione (%) Stellaria media 91,5 Taraxacum officinale 93,0 Senecio vulgaris 95,5 Poa annua 96,0 Cardamine hirsuta 87,0

34 Emergenze dopo la raccolta della soia da semi disseminati prima della semina Stellaria media Inizio ottobre Cardamine hirsuta

35 Poa annua: emergenze dopo la raccolta della soia da semi disseminati prima della semina Inizio ottobre

36 Portulaca oleracea, disseminazione dopo la raccolta di piante emerse tardivamente nella coltura

37 Amaranthus retroflexus, disseminazione da rami formatisi dopo la raccolta

38 Chenopodium polyspermum, disseminazione dopo la raccolta

39 Digitaria sanguinalis disseminazione dopo la raccolta Inizio ottobre

40 Mercurialis annua

41 Infestazione sulle stoppie del grano: di solito i tempi dell intervento sono tarati sulla spigatura di Sorghum halepense o Echinochloa crus-galli

42 Centaurium pulchellum, Anagallis arvensis in fiore.

43 Specie emerse dopo la raccolta del grano che andranno a seme a ottobre Sigesbeckia orientalis Conyza canadensis Bidens frondosa Acalipha virginica

44 Va poi considerato che in una fase di cambiamento climatico come l attuale gli autunni sono più caldi e le malerbe hanno maggiori probabilità di disseminare prima del freddo. In Italia questo autunno 2016 è il 4 più caldo da 200 anni.

45 Abutilon a fine settembre

46 Conclusioni Nella fase di transizione bisogna prestare attenzione alla disseminazione dentro la coltura e nei periodi di intercoltura Eliminare completamente la disseminazione è impossibile; si deve operare per contenerla al di sotto del 40% dello stock di semi di inizio anno

47 Innanzitutto è importante pulire bene i letti di semina, usando correttamente il glifosate Usare bassi volumi ( L/ha) Maggiore penetrazione, più efficacia Meno problemi dovuti alla presenza di calcio e magnesio L aggiunta di solfato ammonico (1-2% della soluzione) Riduce gli effetti negativi delle acque dure Favorisce l assorbimento (effetto umettante) E importante applicarlo in prossimità della semina, prima della disseminazione delle malerbe ma anche prima che la biomassa da disseccare diventi troppo elevata

48 Le dosi di glifosate vanno adeguate alla sensibilità delle malerbe, per specie e stadio.

49 Geranium dissectum

50 La pulizia del letto di semina attualmente si realizza con il glifosate ma in futuro potrebbe anche non essere più utilizzabile..

51 Le alternative al glifosate sono poche: -per gli erbicidi di sintesi bisogna valutare l impatto ambientale -per gli erbicidi naturali ( es. acido pelargonico), bisogna valutare le reali prestazioni agronomiche nel tempo ed i costi. C è molto da lavorare su questo tema!!!

52 Utile anche l inserimento di cover crop che comunque è più opportuno nella successiva fase di mantenimento in quanto nella fase di transizione il loro impiego può rendere meno efficace il controllo delle malerbe vivaci Le cover crops sono utili a patto di saperle fare bene

53 Grazie