La sostenibilità agronomica, economica ed ambientale di diversi sistemi colturali erbacei

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1 34 AGRICOLTURA INFORMAZIONE TECNICA La sostenibilità agronomica, economica ed ambientale di diversi sistemi colturali erbacei Barbara Moretti, Dario Sacco, Francesco Vidotto, Sara Desogus, Roberto Busi, Franco Tesio, Carlo Grignani, Aldo Ferrero Dip. di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio Remigio Berruto, Silvio Marocchino, Giangiacomo Ghiotti Dipartimento di Economia e Ingegneria Agraria, Forestale e Ambientale - Sez. Di Meccanica Agraria Sandro Barra Istituto Tecnico Agrario Don Bosco di Lombriasco Mario Bonino Istituto Superiore Umberto I, Azienda Agraria Fossano Filippo Conti Istituto Tecnico Agrario G. Ferraris di Vercelli RICERCA FINANZIATA DALLA REGIONE PIEMONTE L a prova sperimentale ha come obbiettivo la ricerca di sistemi colturali alternativi, nell ottica di migliorare la sostenibilità dell agricoltura per soddisfare le esigenze dell agricoltore e rispettare la qualità dell ambiente. Il progetto, iniziato nella primavera del 2004, si articola in tre sottoprogetti, facenti capo a tre diversi siti sperimentali, situati nei comuni di Lombriasco, Fossano e Vercelli, caratterizzati da realtà produttive varie, in grado di rappresentare buona parte del complesso quadro agricolo piemontese. Il sottoprogetto1, Lombriasco, prevede il confronto di sistemi colturali erbacei distinti per impiego dell input energetico e l inserimento, in una rotazione classica della pianura piemontese (frumento-mais-leguminosa da granella), di colture alternative quali pomodoro da industria o barbabietola. Le camere coltivate a riso nel campo sperimentale di Vercelli Il sottoprogetto2, Fossano, ha lo scopo di misurare i metodi di coltivazione biologica applicati ad aziende tipiche anch esse della pianura piemontese, provviste cioè di stalla (ricorrendo, quindi, all impiego di letame per la fertilizzazione) o di tipo mercantile (utilizzando fertilizzanti autorizzati dai disciplinari di produzione biologica e sovesci di leguminose). Nel sito che accoglie il sottoprogetto3, Vercelli, è stata allestita una prova che valuta l impatto ambientale della risicoltura, con particolare riferimento alle perdite potenziali di elementi nutritivi e di fitofarmaci nelle acque di superficie. La sperimentazione, inoltre, si prefigge di fornire giudizi di tipo agronomico nel confronto tra diversi sistemi di coltivazione del riso, differenziati per input energetici, gestione delle paglie e della fertilizzazione e per rotazione colturale. Sistemi colturali erbacei tradizionali Protocollo e ambiente sperimentale La sperimentazione si svolge su 12 parcelloni, ciascuno largo 12 m e lungo 84 m (1008 m 2 di superficie), sui quali sono posti a confronto tre sistemi colturali: Basso Input (BI): caratterizzato da semina delle colture in rotazione con la tecnica del sod seeding, impiego contenuto di concimi, lotta chimica alle infestanti; azione F1 delle misure agro-ambientali del PSR Regione Piemonte (PSR): segue le regole di produzione contemplate dal regolamento con conseguente sensibile riduzione nell impiego di fertilizzanti e fitofarmaci; Sistema Innovativo (SI): condotto con tradizionale pratica agricola, tipica della zona, e caratterizzato dall inserimento di colture alternative ai seminativi più tradizionali, quali il pomodoro e la barbabietola. I parcelloni, di dimensioni adatte all impiego di normali attrezzature aziendali per tutte le operazioni colturali, sono sistemati a spianata ed irrigati per scorrimento. Unica eccezione è il pomodoro, irrigato a goccia, utilizzando manichette forate. Ognuno dei tre sistemi colturali (SI, PSR e BI) interessa

2 TECNICA 35 quattro parcelloni, all interno dei quali si sono ricavati i siti di rilievo (3 per ogni parcellone) denominati parcelle. I sistemi colturali PSR e BI ospitano una rotazione quadriennale composta da frumento-mais1- pisello-mais2. Il sistema colturale SI ospita, invece, una rotazione quadriennale composta da frumento-barbabietola-mais-pomodoro. Sono stati raccolti dati relativi al monitoraggio della crescita e dello sviluppo delle colture in rotazione, determinando l altezza, densità e stadio fenologico delle colture. Inoltre diverse metodologie sono state applicate per la raccolta di informazioni necessarie a definire la competizione svolta dalle infestanti e l efficacia delle tecniche di lotta alle malerbe. Al termine dei cicli produttivi è stata misurata la produzione e prelevati campioni di biomassa al fine di definire i livelli qualitativi delle colture, la concentrazione e gli asporti degli elementi nutritivi dalle singole parti della pianta. Il mais coltivato nel campo sperimentale di Lombriasco L attività sperimentale ha permesso di valutare gli effetti dei tre diversi percorsi colturali dal punto di vista agronomico e tecnico-economico. La riduzione degli input energetici, intesi come sostituzione dell aratura con tecniche di minima lavorazione e riduzione dell apporto di concimi nei sistemi colturali, non determina conseguenti riduzioni nelle produzioni di mais e di frumento. Nel 2004 il frumento ha prodotto in tutti e tre i sistemi colturali circa 6 t/ha di granella, nel mais le produzioni di granella sono state di 12 t/ha nel BI e circa 13 t/ha negli altri sistemi; La coltura del pomodoro ha raggiunto una produzione di bacche commerciabili pari a 97 t/ha, indicando una buona adattabilità della coltura all ambiente piemontese; molto limitate sono risultate le frazioni di scarto della produzione, corrispondente alle bacche malate, marce o spaccate; Questa coltura, la prima inserita nel SI ha richiesto notevoli cure colturali; in particolare è necessario segnalare che sono stati effettuati numerosi trattamenti con fungicidi e insetticidi; La qualità merceologica della granella di frumento, espressa attraverso il peso ettolitrico ed il peso di 1000 semi, non è dissimile nei tre sistemi colturali. L analisi degli indici reologici effettuata sulle farine di frumento ha riportato valori di W e P/L molto bassi in tutti i sistemi colturali. Tra le probabili cause di decremento qualitativo c è lo sviluppo della cimice del grano, da alcuni anni molto sviluppata nelle zone dell alessandrino e dell astigiano. L insetto determina un alterazione della qualità del glutine e, quindi, penalizza la lievitazione degli impasti; La paglia dei cereali del sistema colturale PSR presenta una concentrazione di P inferiore rispetto agli altri sistemi. Ciò è da mettere in relazione alla probabile riduzione della dotazione del suolo causata dall assenza dell apporto di P da almeno 8 anni. Si nota inoltre che i residui colturali risultano più suscettibili alle variazioni di disponibilità nel suolo rispetto alla granella. E opportuno ricordare che questo risultato non era stato ancora evidenziato nell intero periodo sperimentale precedente. Gli stessi residui colturali, solo nel caso del mais, hanno evidenziato nel sistema BI una riduzione della concentrazione del K nei tessuti, anch essa probabilmente determinata dalle variazioni degli equilibri nel suolo di tale elemento provocati dalla riduzione degli apporti; La concentrazione dell azoto nella pianta, ed in particolare nella granella dei cereali, è soggetta a più fattori di equilibrio; oltre agli aspetti agronomici legati al bilancio apporti-asporti vi sono anche i fattori fitopatologici quali sviluppo di muffe, come Fusarium ed Alternaria o la cimice del frumento, che non permettono di correlare in modo diretto la disponibilità dell azoto nel suolo e la sua concentrazione nella pianta. In ogni modo, differenze di concentrazione per l elemento tra il sistema BI (con minor apporto di concime azotato) e gli altri sistemi a confronto sono state riscontrate per la granella del cereale vernino, ma non per il cereale estivo; ciò suggerisce che la più intensa attività di mineralizzazione nel periodo primaverile-estivo, ha un buon effetto tampone sulle riduzioni di disponibilità dell elemento provocate dalle ridotte concimazioni azotate; La redazione dei bilanci apparenti ha mostrato che i sistemi più efficienti nella gestione delle concimazioni sono risultati i sistemi colturali BI e PSR. Infatti l aumento delle concimazioni in SI non determina un aumento proporzionale delle produzioni. Ciò determina apporti eccessivi degli elementi nutritivi rispetto alle esigenze colturali, con conseguente riduzione della sostenibilità agronomica, economica ed ambientale. La coltura del pomodoro, gestita come fatto nella presente campagna, riequilibra il bilancio, perché gli apporti sono stati molto modesti. Probabilmente, in futuro, le concimazio- Agricoltura/48

3 36 AGRICOLTURA INFORMAZIONE TECNICA I costi di meccanizzazione più bassi si hanno nel sistema colturale BI, con una riduzione del 28% per il frumento e del 32% per il mais, sempre rispetto al sistema PSR. In questo caso è l assenza di aratura a comportare riduzioni importanti nei costi della meccanizzazione. Sistemi colturali erbacei biologici La stazione meteorologica nel campo sperimentale di Vercelli ne al pomodoro dovranno essere aumentate. La determinazione di alcuni indici di fertilità del suolo, come biomassa microbica, potere mineralizzante del suolo, attività di respirazione del suolo, non hanno mostrato differenze significative tra i percorsi colturali; L assenza di aratura determina un accumulo di semi di infestanti negli strati più superficiali con conseguente aumento dell infestazione reale nel sistema con minima lavorazione. D altro canto la presenza dei semi negli strati superficiali ne favorisce un emergenza sincrona con migliore effetto del diserbo. A Lombriasco un unico intervento diserbo, per tutte le colture in rotazione, è risultato sufficiente a controllare l eccessivo sviluppo delle infestanti in modo tale da non compromettere la produttività colturale; Nella sperimentazione di Lombriasco si evince come il costo di trazione vari in modo inversamente proporzionale all impiego delle trattrici. Ad esempio nel SI, la coltivazione del pomodoro richiede un uso più intensivo delle trattrici, e comporta un inattesa riduzione dei costi orari di trazione; Dalla comparazione tra i costi unitari dell operazione, riferiti ai diversi sistemi colturali, si può concludere che i costi ad ettaro per singola passata possano variare in maniera consistente, mantenendo costi orari uguali; un esempio può essere riferito all aratura in cui il diverso tempo d impiego annuo della trattrice abbinata, condiziona in modo importante il costo unitario dell operazione ( /ha). Allo stesso modo l elevato utilizzo della macchina operatrice comporta la riduzione dei costi di esercizio. Protocollo e ambiente sperimentale L appezzamento dedicato alla prova, sito presso l Istituto Agrario di Fossano, è suddiviso in 9 parcelloni di dimensioni di 100?8 m. Tra i diversi parcelloni è stato lasciato un corridoio di rispetto utile per delimitare idraulicamente le parcelle (durante gli interventi irrigui), per limitare i possibili inquinamenti fra i sistemi colturali, nonché per facilitare il passaggio dei macchinari. Le 9 parcelle ospitano tre sistemi colturali a confronto, così denominati e caratterizzati: OLET: sistema colturale a conduzione biologica, con impiego di letame compostato per quanto riguarda le concimazioni; falsa semina e lavorazioni meccaniche per il controllo delle infestanti; il sistema simula la conduzione tipica di un azienda della pianura piemontese che pratica allevamento; OSOV: sistema a conduzione biologica, con impiego di sovesci e apporto esterno di fertilizzanti commerciali (pollina e pellet di letame); lavorazioni meccaniche per il controllo delle infestanti; il sistema simula un azienda di tipo mercantile, i cui prodotti e sottoprodotti, non destinati alla stalla, vengono venduti all esterno; CONV: sistema a conduzione convenzionale, senza apporto di letame, con uso di fertilizzanti di sintesi e controllo delle infestanti con mezzi chimici. Per quanto riguarda le fertilizzazioni e i trattamenti chimici le quantità apportate seguono quanto previsto dall azione F1 delle misure agroambientali del PSR della Regione Piemonte. La rotazione colturale è stata uguale nel 2004 per i tre sistemi, frumento-pisello-mais. Nel sistema Osov, prima del mais, è presente un erbaio autunno- primaverile costituito da Vicia villosa. Lo studio dei sistemi colturali si svolge attraverso la definizione di misure riguardanti lo sviluppo e la crescita delle colture, competizione delle infestanti, livello produttivo e concentrazioni di N, P e K nelle diverse parti della pianta, asporti delle colture. Inoltre si prevede la raccolta di campioni di fertilizzanti organici impiegati nei sistemi biologici per la determinazione degli apporti effettivi e la stesura di bilanci apparenti degli elementi nutritivi. Anche in questa sezione del progetto si prevede la raccolta di dati meteorologici per valutare l influenza delle condizioni climatiche sulle colture e sui sistemi.

4 TECNICA 37 Le informazioni acquisite dalla sperimentazione possono essere così riepilogate: La coltura più penalizzata per i livelli produttivi dai sistemi biologici è il frumento. Riferendo le produzioni in sostanza secca, nel 2004 il sistema Conv ha riportato livelli produttivi pari a 5 t/ha contro le 4 t/ha e le 3.6 t/ha del sistema Olet e Osov. La produzione di mais è risultata anch essa progressivamente decrescente passando dal convenzionale (14,4 t/ha), al sistema biologico con letame ( 12.0 t/ha), fino al sistema biologico con sovescio (8.4 t/ha). Il pisello proteico ha avuto un comportamento diverso. In questo caso il sistema convenzionale (3.7 t/ha) è risultato intermedio tra il sistema colturale Olet (4.7 t/ha) e il sistema colturale Osov (1.6 t/ha). Nel frumento l insuccesso della semina autunnale, provocata da ristagno idrico verificatosi nelle parcelle, può avere alterato in parte i risultati. Per il pisello, invece, solo il proseguimento della sperimentazione consentirà di verificare l attendibilità dei dati raccolti; I sistemi biologici provocano una disomogeneità sul campo nello sviluppo e nella crescita delle colture, evidenziate dai diversi livelli produttivi di biomassa nei siti di rilievo. Ciò, probabilmente, deriva dalla intrinseca disomogeneità di distribuzione di alcuni concimi, come il letame, e/o da quella legata all interramento delle leguminose da sovescio; Le tecniche colturali biologiche non determinano differenze notevoli a livello di qualità della granella di frumento considerando gli indici alveografici e riferiti alle micotossine; I contenuti in azoto della granella di frumento sono simili, per ciò che riguarda le paglie, invece, è stato possibile mettere in evidenza differenze significative tra i sistemi colturali, risultando inaspettatamente inferiore la concentrazione in azoto nel sistema colturale Olet, rispetto agli altri; il contenuto in fosforo è inferiore nel convenzionale (che non riceve questo fertilizzante da diversi anni) rispetto ai sistemi colturali biologici; il potassio all opposto è più alto nel convenzionale; nel mais la concentrazione di azoto è simile tra i diversi sistemi colturali, e si confermano gli andamenti tendenzialmente decrescenti a riguardo del contenuto in P del convenzionale rispetto agli altri percorsi colturali; infine il pisello proteico dimostra concentrazioni in azoto superiori nel sistema colturale con sovescio, forse per una più spinta attività di azotofissazione, e effetti simili a quelli visti per le altre colture a carico del contenuto in P e K. Le pratiche biologiche riducono l efficienza della concimazione a causa degli asporti più bassi e degli apporti elevati determinati dalla natura dei fertilizzanti; A riguardo della lotta alle infestanti, la falsa semina unita agli altri interventi meccanici permette un migliore controllo delle infestanti sia nel cereale estivo che invernale; il pisello proteico si è mostrato particolarmente adatto alla coltivazione biologica perché molto competitivo verso le infestanti; lo studio della flora potenziale evidenzia una concentrazione di semi minore nel biologico con sovescio rispetto al biologico con Il pisello proteico coltivato nel campo sperimentale di Cussanio letame per il continuo apporto di nuovi semi provenienti dall ammendante; A causa delle condizioni pedoclimatiche meno favorevoli, le produzioni di Fossano sono state inferiori rispetto a Lombriasco, indipendentemente dal tipo di sistema colturale seguito. Si noti inoltre che i costi della meccanizzazione sono generalmente più elevati per frumento e mais, se si compara il sistema convenzionale di Fossano con quello PSR di Lombriasco. Il sistema biologico con letame è quello che consente gli utili aziendali complessivi, comprensivi del contributo PAC, maggiori (316,46 /ha), rispetto al sistema colturale convenzionale (146,78 /ha) e al sistema colturale biologico con sovescio (-66,63 /ha). Analizzando gli utili nelle singole colture, inoltre, si osserva l elevata incidenza della concimazione. Nel mais OLET, per esempio, la fertilizzazione con letame prodotto all interno dell azienda determina utili superiori ( /ha) rispetto a CONV (587,4 /ha). Contemporaneamente l effetto positivo derivante dall impiego del letame risulta, nel frumento, annullato dalla mancata vendita delle paglie (rispettivamente /ha in OLET e /ha in CONV). Meno vantaggioso è il sistema biologico con sovescio, nonostante i contributi PAC e PSR siano gli stessi del sistema biologico con letame. In questo caso, infatti, si sono registrate produzioni più contenute ed elevati costi di fertilizzazione (500 e 430 /ha rispettivamente per mais e frumento). Agricoltura/48

5 38 AGRICOLTURA FITOPATOLOGIA Sistemi colturali risicoli Protocollo ed ambiente sperimentale All interno dell appezzamento messo a disposizione dall Istituto G. Ferraris di Vercelli sono stati realizzati 8 parcelloni adiacenti (camere delle dimensioni di circa 23m x 90m), senza repliche. Tre ripetizioni sono state ricavate all interno delle stesse camere. Le camere sono isolate idraulicamente tra loro mediante argini, per poter effettuare valutazioni e bilanci di massa di nutrienti e fitofarmaci all interno di ogni singola camera senza subire gli effetti (diluizione o accumulo) dovuti al trasferimento di tali sostanze da una camera all altra. L impostazione sperimentale della prova prevede il confronto di sei tecniche gestionali: AUT è la tecnica di riferimento caratterizzata da aratura autunnale, interramento delle paglie, fertilizzazione unicamente minerale, semina a spaglio in sommersione. PRI caratterizzato da una tecnica colturale simile al sistema colturale di riferimento ma in questo sistema l aratura è eseguita in primavera ASC caratterizzato da semina interrata in asciutta e da una gestione dell acqua basata su irrigazione a domanda e non sulla sommersione. Parte della fertilizzazione è qui ritardata rispetto al sistema colturale di riferimento alla somministrazione della prima acqua di irrigazione. BRU caratterizzato dalla bruciatura delle paglie anziché l interramento diretto del materiale fresco LIQ caratterizzato dalla distribuzione di liquame bovino oltre al fertilizzante minerale, distribuito qui però in minore misura. ROT basato su una rotazione triennale di due anni di riso ed uno di mais. Questo sistema colturale è stato impostato su 3 parcelloni in modo che tutte le 3 colture della rotazione (riso 1, riso 2, mais) siano contemporaneamente presenti ogni anno. Tutte le pratiche colturali nelle camere in studio sono effettuate secondo le metodologie ordinarie previste per le diverse tecniche adottate, utilizzando attrezzature normalmente disponibili in azienda, salvo eccezioni legate a specifiche esigenze sperimentali. La gestione dei principi attivi per il diserbo è stata effettuata seguendo le migliori pratiche aziendali. Viene coltivato riso di varietà LOTO fertilizzato con 130 kg N ha -1, 70 kg P 2 O 5 ha -1 e 160 kg K 2 O ha -1 nella maggior parte dei parcelloni tranne LIQ e ASC. La produzione unitaria, le componenti della produzione, i parametri biometrici e l indice SPAD sono risultati tendenzialmente a favore della semina in asciutta e, in misura inferiore, a favore della rotazione colturale rispetto agli altri sistemi colturali; Per quanto riguarda gli aspetti produttivi, la coltivazione in asciutta potrebbe aver beneficiato della maggiore quantità di concime somministrato in copertura, al momento della sommersione. La limitata performance produttiva del sistema colturale con interramento primaverile dei residui colturali potrebbe essere collegabile ad un effetto negativo (fitotossico e/o nutritivo) della loro decomposizione in ambiente anaerobico, sebbene tale affermazione sia ancora prematura. Passando a considerare gli aspetti qualitativi, la miglior resa in grani interi del sistema con semina in asciutta è legata ad un grado di maturazione inferiore, dimostrata altresì dal ritardo di fioritura e dalla maggior percentuale di grani gessati. Si noti che tutti i sistemi colturali a riso sono stati raccolti contemporaneamente e ciò potrebbe aver influito sugli aspetti qualitativi; Risulta interessante il dato relativo alla più elevata percentuale di riso danneggiato della tesi PRI. Ancora una volta potrebbe essere ipotizzato un effetto fitotossico delle paglie. Per quanto riguarda i dati ambientali, sia nelle acque di percolazione che nelle acque profonde si registra una maggiore concentrazione di azoto nel periodo di inizio ciclo, con tendenza alla diminuzione verso la fine del ciclo. Peraltro a fine ciclo l arricchimento dovuto al passaggio dell acqua sulle camere tende a scomparire sia per quanto riguarda l azoto che per quanto riguarda il fosforo; in pratica questi primi dati acquisiti suggeriscono che l impatto ambientale della risaia sia superiore nel periodo primaverile rispetto alla successiva stagione colturale; Riguardo alla concentrazione di propanile e di dicloroanilina nella soluzione circolante, le concentrazioni sono sempre risultate relativamente contenute, ma con dinamiche differenti fra le camere indagate e piuttosto interessanti; L analisi della flora potenziale indica che le parcelle con la maggiore infestazione sui due strati di suolo sono quelle in rotazione. Ringraziamenti Si ringraziano: l Istituto Tecnico Agrario Don Bosco di Lombriasco, gli assistenti tecnici dell Istituto Superiore Umberto I di Fossano (CN) e dell Istituto Tecnico Agrario G. Ferraris di Vercelli; un sentito ringraziamento ad A. Lusetti della cooperativa Terre del Maira di Cavallermaggiore (CN) per il supporto tecnico prestato nella gestione delle colture di pomodoro e barbabietola a Lombriasco e ad A. Saglia della Direzione Regionale Sviluppo Agricoltura - Settore Fitosanitario.