Satelliti e altre tecnologie innovative a supporto di tecniche di fertilizzazione a rateo variabile in risicoltura.

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1 Satelliti e altre tecnologie innovative a supporto di tecniche di fertilizzazione a rateo variabile in risicoltura

2 Elementi di fisiologia della pianta di riso, fertilità dei suoli ed aspetti agronomici nella gestione della concimazione in risaia, con particolare riferimento alla nutrizione azotata Maurizio Tabacchi

3 Argomenti del seminario Riso: cenni di fisiologia della pianta Riso: fertilità del suolo Azoto e riso: un binomio fondamentale ma difficile da ottimizzare Alcune considerazioni su fosforo e potassio in risaia Elementi di fisiologia della pianta di riso, fertilità dei suoli ed aspetti agronomici nella gestione della concimazione in risaia, con particolare riferimento alla nutrizione azotata

4 Argomenti del seminario Riso: cenni di fisiologia della pianta Riso: fertilità del suolo Azoto e riso: un binomio fondamentale ma difficile da ottimizzare Alcune considerazioni su fosforo e potassio in risaia Elementi di fisiologia della pianta di riso, fertilità dei suoli ed aspetti agronomici nella gestione della concimazione in risaia, con particolare riferimento alla nutrizione azotata

5 PRINCIPI DI CONCIMAZIONE AZOTATA IN RISICOLTURA L AZOTO E LA PIANTA L AZOTO NEL SISTEMA PIANTA SUOLO LE PERDITE AZOTATE SISTEMI DI DIAGNOSI PIANO DI CONCIMAZIONE

6 L IMPORTANZA DELL AZOTO PER LA PRODUZIONE DI RISO L azoto svolge numerose funzioni: è costituente delle proteine e della clorofilla; promuove la crescita in altezza della pianta; favorisce l accestimento; aumenta la taglia delle foglie e dei granelli; aumenta il n di spighette per pannocchia; influisce sulla % di spighette vuote; modifica il contenuto proteico delle spighette.

7 ASSORBIMENTO DELL AZOTO DA PARTE DELLA COLTURA FORME DI AZOTO ASSORBITE ESIGENZE DURANTE IL CICLO COLTURALE

8 FORME DI AZOTO ASSORBITE Il riso può assorbire differenti forme di azoto: ammoniacale, nitrico, ureico, amminoacidico. Da una soluzione contenente sia azoto ammoniacale, sia azoto nitrico, viene assorbito preferenzialmente quello ammoniacale L assorbimento di azoto nitrico richiede alla pianta un maggior consumo energetico. Un apporto di nitrati, a relativamente basse concentrazioni, favorisce un miglior accrescimento delle varietà di tipo indica.

9 ESIGENZE DURANTE IL CICLO COLTURALE Circa il 50-60% dell azoto è assorbito entro le fasi precoci di formazione della pannocchia; il 70-80% entro la fase di botticella; il restante 20-30% durante la maturazione. Un eccesso aumenta il rischio di allettamento, di sterilità fiorale, la sensibilità alle basse temperature ed in generale verso tutti i patogeni, in particolare al brusone

10 ESIGENZE DURANTE IL CICLO COLTURALE Schematicamente si può asserire: - l azoto assorbito allo stadio di 4 foglia - inizio accestimento incrementa il n di culmi; - l azoto assorbito all inizio della differenziazione fiorale incide sul n totale di spighette; - l azoto assorbito alla fine della differenziazione della pannocchia modifica la % di spighette degenerate; - nell ultima parte del ciclo l azoto incide sul riempimento dei granelli mantenendo alta l attività fotosintetica

11 INPUTS APPORTI DI SOSTANZA ORGANICA AZOTO ATMOSFERICO FERTILIZZANTI SISTEMA PIANTA- SUOLO N ORGANICO N BIOMASSA NH4 - N NH4 DISPONIBILE CO(NH2)2 ASSORBIMENTO DELLE PIANTE NH4 FISSATO NO3 - N PERDITE NH3 PERCOLAZIONE N2 - N2O

12 NITRIFICAZIONE - DENITRIFICAZIONE Sono processi biologici operati da batteri. La nitrificazione avviene in presenza di ossigeno: - periodo tra la distribuzione e la sommersione (prolungato in semina interrata e in falsa semina); - nel primo strato di terreno a contatto dell acqua; - nella rizosfera; - durante le asciutte. La denitrificazione ad azoto atmosferico avviene nello strato anaerobico sottostante quello aerobico. Aumentando il livello dell acqua si diminuisce la quantità di O 2 nel terreno sfavorendo l attività dei nitrificanti. ph neutro o neutro-alcalino favorisce l attività dei batteri nitrificanti.

13 NITRIFICAZIONE - DENITRIFICAZIONE Romani, 2016

14 VOLATILIZZAZIONE DELL AMMONIACA E maggiore per distribuzioni superficiali non seguito da interramento. E favorito da alti valori di ph sia dell acqua sia del terreno. Le condizioni di bassa C.S.C. del terreno aumentano il fenomeno. Aumenta con l aumentare della temperatura.

15 PERCOLAZIONE E DEFLUSSO SUPERFICIALE E maggiore per lo ione nitrico (carico -), rispetto allo ione ammoniacale (carico +). La percolazione è favorita da determinate caratteristiche del terreno: - tessitura sciolta; - bassa C.S.C.; - livello della falda profondo; - inadeguata preparazione del terreno (slottatura, pesta, livellamento laser). Il deflusso superficiale è in relazione alla gestione dell acqua

16 AREE VULNERABILI DA NITRATI Problema quasi inesistente nella Lomellina

17 IMMOBILIZZAZIONE CHIMICA Determinati tipi di argille sono strutturate in modo tale da avere dei siti preferenziali di legame con gli ioni NH 4. Gli ioni fissati risultano non più disponibili per la nutrizione delle piante. Occorre conoscere il livello di saturazione dei terreni in questione. Calcolare nei piani di concimazione un extra dose di azoto ammoniacale od ureico per saturare le esigenze del terreno.

18 MINERALIZZAZIONE E IMMOBILIZZAZIONE Sono uno il processo inverso dell altro. In ambiente sommerso i due cicli sono rallentati. La presenza di S. O. fresca con elevato rapporto C/N, favorisce l immobilizzazione. Elevate dotazioni di S.O. stabilizzata (con C/N 10) possono fornire attraverso la mineralizzazione kg/ha /anno di azoto. Le asciutte favoriscono la mineralizzazione. Ambedue i processi sono legati alla temperatura. L azoto inorganico può innescare il processo di mineralizzazione.

19 MIGLIORAMENTO DELLA NUTRIZIONE AZOTATA IN RISAIA TERRRENI SCIOLTI Alta % di sabbia; Bassa % di S. O.; Bassa C.S.C. BASSA EFFICACIA AGRONOMICA DELLA CONCIMAZIONE AZOTATA AMMENDAMENTO CONCIMAZIONE APPORTI DI S.O. APPORTO DI ARGILLE FRAZIONA- MENTO USO DI CONCIMI SPECIALI PRECISION FARMING

20 ELEMENTI DA CONSIDERARE NEL PIANO DI CONCIMAZIONE DOSE TOTALE DI AZOTO FRAZIONAMENTO MODALITA DI APPLICAZIONE TIPO DI FERTILIZZANTE

21 DOSE TOTALE DI AZOTO Fattori da considerare: varietà (allettamento sensibilità alle malattie, ecc.); tipo di terreno: S.O., C/N, K 2, potere di fissazione dell NH 4 ; gestione dei residui colturali ed eventuali pratiche di ammendamento; andamento climatico (sterilità fiorale da freddo); gestione dell acqua (n di asciutte, semina in acqua o interrata a file) curve di risposta, asportazioni ed efficienza d uso Dosi medie di fertilizzazione in risaia

22 N e sterilità fiorale da freddo

23 FRAZIONAMENTO Fattori da considerare: tipo di terreno: tessitura, C.S.C., contenuto di s.o. varietà (si possono distinguere due grossi gruppi); tipo di semina : in acqua o interrata a file. Diverso timing a seconda della tipologia varietale e della fisiologia-fenologia dell inizio della fase riproduttiva

24 Frazionamento e tipo di semina: in acqua o interrata a file.

25 MODALITA DI APPLICAZIONE In pre-semina il fertilizzante azotato ureico o ammoniacale deve essere distribuito più vicino possibile alla sommersione ed interrato simultaneamente In copertura i migliori risultati sperimentali hanno evidenziato la maggior efficienza quando il fertilizzante ureico viene distribuito su terreno asciutto e risommerso non oltre le 24 ore. Anche nelle semine interrate la distribuzione prima della sommersione deve essere effettuata su terreno asciutto e risommerso in 24 ore Le somministrazioni in differenziazione della pannocchia vanno incontro a minori perdite per volatilizzazione per un assorbimento da parte della coltura molto più veloce

26 L AZOTO NELLE FOGLIE Numerosi studi hanno dimostrato l elevata correlazione tra: concentrazione dell azoto nelle foglie, nei diversi stadi del ciclo, e produzione di granella; Tale relazione è legata all influenza del contenuto azotato sulla fotosintesi.

27 SISTEMI DI DIAGNOSI PER UNA CORRETTA CONCIMAZIONE IN COPERTURA Si hanno dati di correlazione tra la concentrazione di N nelle foglie e nella pianta intera e la produzione. La concentrazione dell azoto è correlabile, a sua volta, alla quantità di clorofilla presente. Esistono quindi diversi metodi per ottenere queste informazioni: - analisi della foglia a Y o del contenuto di N dell intera pianta; - indice fogliare e metodo dell allungamento dell internodo basale - indici colorimetrici; - lettura SPAD/DUALEX - PocketN (Cassandra lab, prof. Confalonieri) Modificato da: Marco Romani La fertilizzazione della coltura, Ente Nazionale Risi Kellogg s Origins Project

28 CONCIMI A LENTA TRASFORMAZIONE DELL AZOTO Concimi minerali speciali: - inibitori della nitrificazione; - inibitori dell ureasi; - prodotti rivestiti; - prodotti minerali complessati. Concimi organici o misto-organici (organo-minerali).

29 INIBITORI DELLA NITRIFICAZIONE Bloccano la trasformazione dell azoto ammoniacale ad azoto nitrico. Agiscono selettivamente sui batteri Nitrosomonas. I più diffusi sono: - Nitrapyrin (N-serve); - Dicyandiamide; - Etridiazole; - AM (2 ammino - 4 chloro - 6 methylpyrimidine); - ST (2 sulfanilamidiothiazole); - 3,4 dimethyl pyrazole phosphate.

30 INIBITORI DELL UREASI Impediscono il passaggio dell azoto ureico ad azoto ammoniacale, inattivando le ureasi. Il vantaggio è una limitazione delle perdite di volatilizzazione dell NH 3. I più diffusi sono: - NBPT (N-(n-butyl) thiophosphorictriamide); - PPD (phenylphosphorodiamidate); - TPT (thiophoshoryltriamide); - DPCA (N-(diaminophosphinyl)-cyclohexamine); - CHPT (cyclohexylphosphorictriamide); - HQ (idrochinone).

31 INIBITORI DELLA NITRIFICAZIONE E DELL UREASI Romani, 2016 Inibitore dell ureasi, NBPT Il blocco dell ureasi aumenta le probabilità di dilavamento dell urea perché l urea non è assimilabile dalla radice

32 INIBITORI DELL UREASI (NBPT) Per la semina interrata Applicazione NBPT prima della sommersione Massima efficacia se trascorrono 3-5 giorni prima della sommersione (concime non interrato) Massima efficacia se distribuito su suolo asciutto, su suolo umido ha minore efficacia Molto scarsa o assente efficacia su risaia sommersa [Harrell et al., 2014]

33 PRODOTTI RIVESTITI Durante il processo di granulazione le unità fertilizzanti sono incapsulate da una membrana microporosa, in genere costituita da zolfo (sono stati usati anche: cere ai bitumi, oli minerali, resine sintetiche o naturali, polimeri vinili e acriline). La relativa insolubilità della membrana e le dimensioni dei pori permettono un diverso effetto di lenta cessione.

34 UREE CONDENSATE 1 UREA FORM O UREA FORMALDEIDE è il prodotto di condensazione tra l urea e la formaldeide; la disponibilità del concime è dipendente dal grado di condensazione, quantificabile dall indice di attività. 2 CROTONILIDENDIUREA (CDU) - è il prodotto di condensazione tra l urea e l aldeide crotonica; - la mineralizzazione della CDU è più veloce e completa dell urea form. 3 ISOBUTILENDIUREA (IBDU) - è il prodotto di condensazione tra l urea e l aldeide isobutirrica; - la decomposizione avviene esclusivamente per via idrolitica, non è perciò influenzata dall attività batterica.

35 CONCIMI ORGANICI Sono concimi contenenti composti organici del carbonio di origine biologica. A seconda della matrice organica si ha una diversa velocità di cessione dell azoto organico (vedi tabella). La mineralizzazione è un processo microbiologico.

36 CONCIMI MISTO-ORGANICI (ORGANO - MINERALI) Sono prodotti a base di concimi organici addizionati di uno o più concimi minerali. Sono utilizzate le matrici organiche dei concimi organici più la torba. Esistono grosse differenze di comportamento a seconda che i prodotti siano ottenuti per semplice miscelazione o per reazione della componente organica con quella minerale.

37 EFFICACIA AGRONOMICA DEL FERTILIZZANTE RECOVERY kg N assorbito / kg N distribuito Dipende da: dose e modalità di distribuzione; stato nutrizionale della coltura; dalle condizioni del suolo; dalla fase fisiologica; in media raggiunge il %. EFFICIENZA DI UTILIZZAZIONE kg di risone / kg N assorbito Dipende da: caratteristiche genetiche della pianta; può essere migliorata da accorgimenti necessari ad evitare disordini nutrizionali; si quantifica in 50 kg / kg di N