Per la necessità di vuotare i contenitori

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1 SPERIMENAZIONE DEL CRPA CON LIQUAME SUINO Effetti degli iniitori sull zoto dei liqumi Gli iniitori dell nitrificzione e nitrpirin hnno mnifestto effetti simili: sono efficci in utunno, mentre nel periodo estivo non hnno ridotto il processo di nitrificzione di P Mntovi, M. Soldno, G. Mosctelli, V. glio Per l necessità di vuotre i contenitori di stoccggio, i liqumi vengono inevitilmente impiegti nche nel periodo estivo e utunnle. In questi momenti dell nno, l loro quot di zoto mmonicle (dl l 7% dell zoto totle nel liqume ) può rpidmente nitrificre nel terreno, grzie lle temperture fvorevoli ll ttività tteric. I nitrti che così si ccumulno nel suolo, se non ssoriti d un coltur, possono venire trsportti dlle cque di percolzione oltre lo strto esplorile dlle rdici, rggiungendo l fld cquifer (Mntovi, 24). Gli iniitori dell nitrificzione sono composti chimici in grdo di rllentre il processo di ossidzione dell mmonic nitriti iniendo l ttività dei tteri del genere Nitrosomons, cioè loccndo lmeno przilmente il primo dei due pssggi che portno ll genesi dei nitrti (figur 1) (Mc Crty, 1999). Queste sostnze sono già conosciute d tempo e sono stte utilizzte per rendere più grdule il rilscio dell zoto nei concimi lento effetto; per esempio, lcuni concimi minerli vengono direttmente formulti insieme molecole iniitrici dell nitrificzione e il loro utilizzo si st diffondendo nche nel Gli iniitori dell nitrificzione sono composti in grdo di rllentre l ossidzione dell mmonic L ricerc h voluto verificre l effetto degli iniitori sull dinmic dell zoto pportto con i liqumi zootecnici Ammonic. Le emissioni misurte in prossimità delle distriuzioni dei liqumi non hnno mi evidenzto effetti chirmente imputili gli iniitori dell nitrificzione. Si nell serie estiv, si in quell utunnle, nelle tesi con iniitori non si sono verificte emissioni mmonicli superiori ll tesi con solo liqume. Al contrrio, un cert riduzione si è riscontrt nell prov estiv in presenz di 3,4 dimetilpirzolofosfto e nell serie utunnle in presenz di nitrpirin senz però ssumere consistenz sttistic. Protossido di zoto. Le emissioni misurte lcuni giorni dopo gli spndimenti, sono tlvolt risultte significtivmente ridotte dgli iniitori. Il grfico 1 riport le misurzioni del giorno successivo ll ppliczione estiv dei liqumi (7 settemre 24). I vlori delle tesi con gli iniitori sono risultti più ssi di quelli del solo liqume. Un differenz sttisticmente significtiv si è stilit nche tr le tesi liqum- Nitrosomons mmonic (NH 4+ ) nitrito (NO 2 ) (+ ossigeno) Nitrocter (+ ossigeno) nitrto (NO 3 ) FIGURA 1 - Rezioni di ossidzione dell mmonic nel terreno nostro Pese. L zoto contenuto in questi fertilizznti viene definito «stilizzto» (Mzzoncini et l., 2; Notrio e esi, 21; Romni, 23). Recentemente gli iniitori hnno ricevuto rinnovt ttenzione per l possiilità di utilizzrli scopi di protezione mientle (Htch et l., ; Merino et l., 22; Weiske et l., 21). Nell mito del progetto «Verific dell efficci di iniitori dell nitrificzione nell uso gronomico dei liqumi zootecnici», coordinto dl Crp, ci si è proposti di studire gli effetti di queste sostnze in miscel i liqumi zootecnici distriuiti in periodo estivo e utunnle. L finlità principle è stt quell di vlutre i vntggi mientli che ne potreero derivre, seguendo un pproccio spe- rimentle di tipo glole che h coinvolto i comprti ri, suolo e cqu. Emissioni in tmosfer /26 L Informtore Agrrio 27

2 ECNICA Emissioni (mg/m 2 or) Emissioni (mg/m 2 or) Emissioni (mg/m 2 or) Misurzioni (7-9-24) dell distriuzione estiv del ,,4,3,2,1 non liqumto Liqume Liqume Liqume + + nitrpirin Misurzioni ( ) dell distriuzione estiv del ,,4,3,2,1,3,2,1 non liqumto c,,,, Liqume Misurzioni (6-1-24) Liqume nitrpin estiv Liqume Liqume + + nitrpirin c, c,, c Liqume nitrpin utunnle (mg zoto nitrico/l) estiv: A 3 cm di profondità (mg zoto nitrico/l) Liqume A 6 cm di profondità Liqume nitrpirin utunnle: GRAFICO 2 - Concentrzioni medie di zoto nitrico nelle cque del terreno (mg zoto nitrico/l) Nell distriuzione estiv l concentrzione di zoto nitrico nelle cque non h mostrto differenze significtive tr le tesi dditivte rispetto l liqume tl qule A 3 cm di profondità (mg zoto nitrico/l) nitrpirin Liqume 3,4-DMPP nitrpirin In utunno l concentrzione di zoto nitrico nelle cque h mostrto differenze significtive tr le tesi dditivte rispetto l liqume tl qule. A 6 cm di profondità (*) Gli ovli rggruppno vlori che non differiscono dl punto di vist sttistico secondo il test SNK. GRAFICO 3 - Vrizioni reltive delle concentrzioni di zoto nitrico nelle cque del terreno dopo l distriuzione utunnle (*) (*) Lettere sottoinsiemi omogenei dl punto di vist sttistico secondo il test SNK. GRAFICO 1 - Emissioni di protossido di zoto in tmosfer (*) Le emissioni di protossido d zoto misurte pochi giorni dlle distriuzioni sono risultte significtivmente inferiori nelle tesi trttte con iniitori dell nitrificzione. te e non liqumte. Le misure ripetute 1 giorni dopo, con terreno piuttosto umido seguito delle ondnti piogge nell settimn precedente, evidenzino l insturrsi, nei trttmenti con gli iniitori, di livelli emissivi sttisticmente inferiori ll tesi trttt con solo liqume e ssimilili quelli del testimone. Questo ftto può costituire testimoninz del rllentmento dell nitrificzione dovuto gli iniitori. Nelle misurzioni effettute il giorno successivo ll ppliczione utunnle dei liqumi (6 ottore 24), si not per l serie estiv il prtico esurirsi delle emissioni, mentre per qunto rigurd l serie utunnle si evidenzi l mggiore emissività dell tesi con solo liqume rispetto quelle con iniitori; quest differenz non ssume però importnz sttistic. Il monitorggio del protossido d zoto è proseguito con ltre sessioni di misurzione nel corso dell inverno, nelle quli si è rilevt l cesszione delle emissioni, strumentlmente non rilevili nell qusi totlità delle prcelle. Si conferm, quindi, l sospensione stgionle dei processi iologici ed enzimtici che portno ll lierzione di protossido d zoto dl terreno. Azoto minerle nelle cque Il grfico 2 present le concentrzioni di zoto nitrico nelle cque prelevte lle due profondità (3 e 6 cm), per ognun delle tesi confronto. Nel mese di settemre si è ssistito un pssggio dei nitrti dl primo l secondo strto, proilmente in conseguenz delle importnti piogge di metà mese; poi le concentrzioni di nitrti sono cresciute in tutto il profilo fino metà novemre, qundo il dilvmento verso il secondo strto si è mnifestto in mnier ncor più evidente, sempre in conseguenz delle precipitzioni. D questo momento sino ferio 28 L Informtore Agrrio /26

3 1 2 Foto 1 - Prcelle sperimentli l momento dell distriuzione del liqume. Foto 2 - Interrmento del liqume nelle prcelle sperimentli i nitrti sono diminuiti entrme le profondità, per poi lentmente ricrescere nello strto superiore, mntenendosi invece più o meno costnti in quello sottostnte nel corso di un periodo molto siccitoso. Estte. L iniizione dell nitrificzione non si è mi mnifestt con chirezz nel corso dell prov estiv; in generle, non si sono evidenzite differenze tr le concentrzioni nelle tesi dditivte rispetto l liqume tl qule. Il grfico 3 mostr le concentrzioni medie di zoto nitrico lle due profondità; sono presentte come vrizione rispetto l vlore rilevto immeditmente prim dell distriuzione di inizio ottore 24. In mncnz dei dti del testimone e lvorto in utunno, perché non ttrezzt con un proprio set di coppe porose, sono stti inseriti come riferimento i vlori del testimone estivo. Autunno. All profondità di 3 cm, prtire d novemre, in tutte le sessioni di cmpionmento sono comprse differenze significtive fr le tesi utunnli. A metà novemre l differenz è concret solo fr le tesi liqumte (indistinte fr loro) e il testimone. Poi, ttrverso due sessioni interlocutorie, si rriv ll costnte superiorità delle tesi con iniitori (indifferenzite fr loro) rispetto quelle senz. Nello strto -3 cm si riscontr un mggiore liscivizione crico del liqume tl qule, in prticolre tr i cmpionmenti dtti 8 e 18 novemre. r queste due dte sono cduti 93,6 mm di pioggi. Si trtt di precipitzioni notevoli che, cumulte quelle dei 1 giorni precedenti, hnno senz ltro comportto un cospicuo dilvmento dei nitrti, proilmente più intenso in ssenz di iniitori. Nelle tesi dditivte, l nitrificzione, e quindi l quntità di zoto che si è res disponiile in questo primo mese dll liqumzione, è stt effettivmente ridott, riprendendo poi, seene rllentt dlle ormi sse temperture del terreno (hompson, 1989). Grzie questo Gli iniitori non hnno influenzto significtivmente le emissioni di mmonic in tmosfer (mg zoto nitrico/kg) estiv: utunnle: Strto -3 cm meccnismo conservtivo ttivtosi nel periodo più piovoso, nei mesi successivi si sono registrti vlori di zoto nitrico superiori rispetto ll tesi col solo liqume. Le concentrzioni di zoto mmonicle nelle cque di ritenzione del terreno si sono mntenute su vlori estremmente ssi (sempre, mg/l) se confrontti quelli dell zoto nitrico, con ssenz di evidenti differenze tr le tesi. Azoto minerle nei terreni Nel grfico 4 vengono presentte per entrme le distriuzioni, estiv e utunnle, le concentrzioni di zoto nitrico nel terreno, reltivmente gli strti -3 e 3-6 cm. Come ndmento generle, i dti rispecchino qunto verificto sulle cque di ritenzione, pur notndosi lcune importnti differenze. Non si evidenzi, d esempio, il mntenimento di concentrzioni superiori nelle tesi con iniitori nelle prcelle dell serie utunnle, come invece ppriv chirmente di dti delle cque. Anche nei terreni l zoto mmonicle h mntenuto vlori estremmente (mg zoto nitrico/kg) Nel terreno, differenz delle cque, non si evidenzino nei trttmenti utunnli livelli di nitrti superiori in seguito ll ggiunt degli iniitori Strto 3-6 cm 24 Liqume nitrpirin Liqume GRAFICO 4 - Concentrzioni medie di zoto nitrico nel terreno nitrpirin /26 L Informtore Agrrio 29

4 ECNICA Condizioni di prov ABELLA 1 - Crtteristiche fisicochimiche del terreno del sito sperimentle Prmetri Strto Strto -3 cm 3-6 cm Si (2-, mm) (%) 8,3 6,3 Limo (,-,2 mm) (%) 9,3 8,7 Argill (<,2 mm) (%) 32,4 3, ph in cqu 7,7 7,9 Clcre totle (%) 4,7 6,3 Clcre ttivo (%) 3,7 3,7 Sostnz orgnic (%) 2,4 1,43 Azoto totle ( ) 1,83 1,17 Fosforo ssimilile (mg P/kg) 32, 11,6 Potssio scmiile (mg K/kg) 324,8 267,6 Cpcità di scmio (BCl 2 ) (meq/1g) 24,4 21,2 Il terreno del sito è ricollegile, nell rchivio delle unità tipologiche di suolo dell Regione Emili- Romgn, i Vill Polin vrinte sustrto ghiioso (VIPz). Nell prov, inizit d gosto 24 e conclus d prile, sono stte testte le due sostnze tutt oggi dimostrtesi in lettertur mggiormente efficci come iniitori: il 3,4 dimetilpirzolofosfto (, nome commercile Entec) e l nitrpirin (nome commercile N-serve*24, prodotto ttulmente non commercilizzto in Europ). Esse sono stte miscelte i liqumi suini, che rppresentno gli effluenti zootecnici mggiore concentrzione di zoto prontmente minerlizzile (glio e Spllcci, 21). L sperimentzione è stt condott Cvrigo (Reggio Emili), in re vulnerile ll inquinmento d nitrti di origine gricol, nel conoide del torrente Enz. Il terreno dell prov, di medio impsto tendente l limoso-rgilloso, present le crtteristiche fisico-chimiche riportte in tell 1 ed è clssificile come Fine silty, mixed, superctive, mesic «udifluventic hplustepts» (Soil Survey Stff, 23). Nel 24, l ppezzmento vev ospitto un coltur di frumento rccolto fine giugno. L prov h voluto seguire l dinmic dell zoto durnte il periodo intercolturle, fr l rccolt del cerele e l semin di un coltur primverile, in cui il terreno rimne scoperto d vegetzione e spesso viene ugulmente liqumto. Sono stti confrontti 4 trttmenti: testimone ; ABELLA 2 - Crtteristiche fisico-chimiche dei liqumi suini utilizzti nell prov Prmetri Appliczione estiv Appliczione utunnle ph 7,9 8, Solidi totli (S) (% t.q.) 4,2 3,9 Solidi voltili (% S) 63,4 61,1 Cronio orgnico totle (OC) (% S) 4,9 37,4 Azoto totle Kjeldhl (NK) ( t.q.) 3,13 3,9 Azoto mmonicle (N-NH + 4 ) (% NK) 7,7 64,8 Fosforo totle ( t.q.),84 1,22 Potssio totle ( t.q.) 3,3 3,21 liqume ll dose di circ 17 kg/h di zoto; liqume +; liqume +nitrpirin; in un distriuzione estiv (effettut il 6 settemre 24) e in un utunnle (effettut il ottore 24). Le crtteristiche fisico-chimiche del liqume sono riportte in tell 2. Gli iniitori dell nitrificzione sono stti miscelti i liqumi seguendo le modlità d uso e i dosggi consigliti dlle cse distriutrici: 4, kg/h di prodotto se di l %; 4,68 L/h di N-Serve*24 contenente l 22,2% di nitrpirin e 2,% di ltre piridine) + emulsionnte in quntità pri un ottvo del volume del prodotto iniitore. L dose di prodotto preprt per ogni A B Foto 1 - Apprecchiture di misur delle emissioni in tmosfer di mmonic (A) e protossido di zoto (B) ssi (sempre 3 mg/kg), se confrontti quelli dell zoto nitrico. Il vlore di 2 mg/kg è stto superto solo dll tesi liqume +nitrpirin nel cmpionmento di ottore. In conclusione Gli effetti degli iniitori si rivelno essere condizionti d clim e terreno Le due molecole commercili hnno mnifestto effetti prgonili. L loro utilizzzione nel periodo estivo non h ridotto in modo vntggioso il processo di nitrificzione e di successivo dilvmento, mentre l impiego utunnle, sull se dei dti sulle cque di ritenzione, semr vere limitto questo fenomeno. Inftti, seguito dell distriuzione di ottore dei liqumi dditivti con iniitori, le percolzioni dell zoto nel corso del periodo piovoso utunnle sono pprse contenute. Così, nei mesi successivi, le concentrzioni di nitrti nelle cque del suolo sono risultte superiori del 3-3% rispetto ll tesi con il solo liqume, il cui zoto, più prontmente nitrificile, er già stto minerlizzto e dilvto. Le emissioni di mmonic in prossimità delle liqumzioni non semrno essere stte influenzte dll utilizzo dei prodotti testti, mentre quelle di protossido di zoto, misurte lcuni giorni dopo gli spndimenti, tlvolt sono risultte significtivmente ridotte. L impinto sperimentle si è rivelto deguto un monitorggio del processo di iniizione dell nitrificzione, nche se un frequenz di cmpionmento ncor più fitt nel primo periodo dell prov vree consentito di seguire meglio l effetto temporneo delle molecole testte. Per entrmi gli iniitori, l ggiunt i liqumi semr fornire i migliori risultti qundo effettut entro 3- settimne dl momento in cui l nitrificzione nel 3 L Informtore Agrrio /26

5 prcell è stt diluit in poc cqu prim dell miscelzione. I liqumi sono stti interrti entro ore dll distriuzione. È stto dottto uno schem sperimentle locco rndomizzto con 3 ripetizioni. L singol prcell sperimentle vev un superficie di 6 m 6 m = 36 m 2 ). Per l suzione delle cque di ritenzione del terreno, in ogni prcell sono stti posizionti 2 lisimetri vuoto-pressione (coppe cermiche porose) ll profondità di 3 e di 6 cm. Le cque di ritenzione del suolo sono stte cmpionte con cdenz vriile d 1 2 giorni, mentre per il terreno l frequenz di cmpionmento è stt d 1 3 mesi. Su questi cmpioni sono stte determinte le concentrzioni di zoto nitrico e mmonicle. Le emissioni di mmonic in tmosfer Precipitzioni (mm/giorno) sono stte misurte con il metodo del tunnel ventilzione forzt (wind tunnel) in corrispondenz delle liqumzioni, mentre quelle di protossido di zoto con il metodo dell cmer sturzione (sttic chmer) collegt monitor fotocustico Bruel & Kjer, cdenz circ mensile (foto 1). Per tutt l durt dell prov, sono stti registrti i principli prmetri meteorologici e l tempertur del terreno lle profondità di, 3 e 6 cm. Il grfico 1 rppresent le precipitzioni giornliere e l ndmento delle temperture medie giornliere dell ri e del terreno cm di profondità. Il sito sperimentle è stto inoltre ttrezzto con un tteri di 3 tensiometri per l rilevzione del potenzile mtricile del terreno, 3, 6 e 9 cm di profondità ott. 24 Precipitzioni emp. ri emp. suolo cm Appliczione liqumi estiv emperture ( C) Appliczione liqumi utunnle GRAFICO 1 - Precipitzioni giornliere e temperture medie giornliere dell ri e del terreno di prov hp cm 6 cm 9 cm GRAFICO 2 - Potenzili mtricili registrti lle diverse profondità del terreno di prov Gli ndmenti dei potenzili mtricili sono rppresentti nel grfico 2. Si può vlutre gevolmente l effetto dei prmetri mientli sul potenzile mtricile del terreno. È fcile verificre come quest ultimo i ssunto vlori vicini llo zero per l mggior prte del periodo di monitorggio. Solo ll inizio di settemre il terreno è risultto sciutto, mentre nell second settimn del mese, in corrispondenz di piogge ondnti, si è tornti l completo umettmento dello strto -9 cm. È seguit, poi, un progressiv diminuzione del potenzile mtricile, fino circ metà ottore, qundo nuove precipitzioni hnno rizzerto i vlori, eccezione dello strto 9 cm di profondità, dove l effetto delle piogge si è ftto evidente solo fine mese. Nel periodo successivo, e fino l termine del monitorggio, il terreno si è mntenuto in condizioni prossime ll cpcità di cmpo. terreno scende i minimi livelli grzie ll ssmento dell tempertur; in tl modo è possiile posticipre fine inverno l quot mggiore dell nitrificzione. Nello specifico nno di prov, crtterizzto d un inverno siccitoso, tle meccnismo h permesso di mntenere nei trttmenti con iniitori quote superiori di zoto minerle nel terreno sino ll primver successiv, disposizione per l eventule ssorimento colturle, consentendo potenzili vntggi mientli. Ulteriori pprofondimenti srnno necessri per misurre il rele contriuto degli iniitori ll riduzione delle perdite di zoto d liqumi, d esempio verificndo l ssorimento dell zoto «stilizzto» d prte di colture di copertur invernle (come loiess, orzo, frumento, ecc.) o primverili-estive (come mis, sorgo, ecc.) e confrontrne gli effetti con ltre modlità gronomiche di gestione dei reflui zootecnici (come il loro interrmento insieme residui colturli). Quest verific complet dell efficci degli iniitori potrà condurre, in cso positivo, considerre l uso di queste molecole come un soluzione lterntiv in grdo di ttenure il rischio percolzione nitrti nel cso di spndimenti utunno-invernli che potreero così essere consentiti in derog lle prescrizioni che li vietno. Polo Mntovi, Mringel Soldno Giuseppe Mosctelli Crp - Reggio Emili Vincenzo glio Ist. di gronomi generle e coltiv. ercee Università Cttolic del Scro Cuore, Picenz Il progetto «Verific dell efficci di iniitori dell nitrificzione nell uso gronomico dei liqumi zootecnici» è stto finnzito dll Regione Emili-Romgn e cofinnzito dlle ditte Compo Agricoltur (Cesno Mderno, Milno) e Dow AgroSciences B.V. (Bologn). Si ringrzino per l collorzione i rppresentnti delle due ditte Donto esi e Mrcello Re e l ziend gricol Dvoli che h ospitto l prov. /26 L Informtore Agrrio 31