NITRATI: RICERCA & APPLICAZIONE

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Arrigo Blasi
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1 LA DIRETTIVA NITRATI: RICERCA & APPLICAZIONE NELLA PROVINCIA DI FERRARA

2 La fertilizzazione azotata nei diversi terreni della provincia di Ferrara è un argomento complesso la cui trattazione tt spazia dalla microbiologia alla idrogeologia e agronomia. Per questo si è scelta una sperimentazione multidisciplinare condotta, in stretto coordinamento, da biologi, idrogeologi ed agronomi. Tra i risultati ottenuti daremo ora maggior risalto a: le trasformazioni dell urea a nitrato la percolazione del nitrato le rese produttive di mais e frumento a diversi livelli di concimazione azotata

Per questo si è scelta una sperimentazione multidisciplinare condotta, in stretto coordinamento, da biologi, idrogeologi ed

3 T A MI S A MI 13.1% 1% 13.2% 11.7% 30.2% 9.3% 22.5%

4 Argilla 120 Frumento Mais 240 N m 200 (180)

5 Da urea a nitrato: ruolo dell attività microbica sul destino dell azoto nei quattro terreni prevalenti della provincia di Ferrara Giuseppe Castaldelli, Fabio Vincenzi, Margherita Zavatta e Remigio Rossi Dipartimento Biologia ed Evoluzione, Università di Ferrara [email protected]

Castaldelli, Fabio Vincenzi, Margherita Zavatta e Remigio Rossi

6 BILANCIO IDRICO PRECIPITAZIONI 300 unità ità 4 DATA LOGGER BILANCIO DELL AZOTO Analisi azoto nei terreni (2008) Trasporto azoto nelle acque ASSIMILAZIONE superficiali (2007 3),MAIS 2008) DEL umidità (%), densità (g/cm sostanza CENTRALINA METEO 240 unità EVAPOTRASPIRAZIONE 200 unità 3 ruscellamento parametri acqua (sonda multiparametrica) in un totale di 396 campioni di terreno UREA NH3 NO3velocità scorrimento (correntometro) attività microbica 2 dosaggio forme azoto minerale SONDE DI TEMPERATURA ( rea (urea, ammoniaca 4 analiti liti (urea, ( ammoniaca, ammoniaca, i nitrito nitrito it eit nitrato) e nitrato) it t ) 75 SCARPA DI LAVORAZIONE 100 TENSIOMETRI 150 organica (%),giornaliera estrazioni (KCl 1M) in VOLATILIZZAZIONE precipitazione (pluviometri) NH 4 siti iti (t (terreni) i) x3 9 repliche li h x 11 date d t 1 INFILTRAZIONE FALDA 3 repliche 4 xanaliti x 396 LISIMETRI in 4per stazioni x 4 siti x 14 date un totale di(terreni) 1584 analisi per un totale di 2688 analisi

NO3velocità scorrimento (correntometro) attività microbica 2 dosaggio forme azoto minerale SONDE DI TEMPERATURA ( rea (urea, ammoniaca 4 analiti liti (urea, ( ammoniaca, ammoniaca, i nitrito nitrito

7 Un caso di trasporto superficiale Asportazione di azoto per dilavamento superficiale Il 7 giugno 2007, circa due settimane dopo la distribuzione 1,2 di urea, nel sito sperimentale argilloso, pioggia inizia a piovere 600 mc/ha molto intensamente: in poco più di un ora urea e ammoniaca sono assenti! 0,6 cadono 50 mm e a fine pomeriggio un totale di 60 mm. deflusso scolina Il bilancio idrico 98 e mc/ha dell azoto ottenuto da misure di 0,2 portata della scolina e relativi campionamenti dell acqua in 0 transito, replicati e ripetuti, è di seguito riportato. pioggia N ruscellamento m urea ammoniaca nitrito nitrato 1 0,8 04 0,4 kg azoto / ettaro

0,6 cadono 50 mm e a fine pomeriggio un totale di 60 mm.

8 La capacità di di trattenere azoto dipende dalle caratteristiche del terreno e dalla forma chimica dell azoto, pertanto abbiamo iniziato rispondendo alle seguenti domande: in che tempo l urea è trasformata in ammoniaca? in che tempo l ammoniaca è trasformata a nitrato? questi tempi sono variabili in relazione al questi tempi sono variabili in relazione al tipo di terreno?

l urea è trasformata in ammoniaca? in che tempo l ammoniaca è trasformata a nitrato?

9 atmosfera atmosfera atmosfera (NH 2NH 2NO 2NO 2 ) 2 CO Urea-N 46% Ammonificazione, processo batterico veloce o lento? Nitrificazione batterica: in che tempi? N 2 NO 3 - NO 3 N NO - N 2 NO 3 - Denitrificazione batterica: quanto conta? c è sufficiente sostanza organica? NO 3 - falda? falda? falda? falda? falda?

10 MEDIO IMPASTO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,16 ± 0, Urea Ammonio Nitratot 40 mm kg azo oto / ettar ro mm 26/05 urea 230 kg/ha 0 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 23/6

Nitratot 40 mm kg azo oto / ettar ro 200 100

11 unità di azoto (kg g/ettaro) /05 urea 200 kg/ha 10 mm ARGILLOSO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,43 ± 0,25 Urea Ammonio Nitrato 18 mm 30 mm 27 mm 0 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6

12 300 TORBOSO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,11 ± 019 0,19 Urea Ammonio Nitrato Nitrito 70 mm 70 mm unità di azoto (kg g/ettaro) /06 urea 270 kg/ha 5mm 0 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 23/6 28/6

13 SABBIOSO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,35 ± 0, Urea Ammonio Nitrito Nitrato uni ità di azo oto (kg/e ettaro) /05 urea 35 mm 250 kg/ha 12 mm 45 mm 0 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6

Nitrato uni ità di azo oto (kg/e ettaro) 200 100

14 Alcune risposte: L urea è stata trasformata in ammoniaca in 5 giorni l ammoniaca è stata trasformata in nitrato in 10 giorni, quindi, dopo 15 giorni dalla distribuzione di urea tutto l azoto era in forma di nitrato. La velocità di trasformazione più alta è stata rilevata nel terreno argilloso. La velocità più bassa è stata misurata nel terreno sabbioso, substrato che non favorisce elevate attività microbiche.

di nitrato. La velocità di trasformazione più alta è stata rilevata nel terreno argilloso.

15 Perdita di ammoniaca gassosa kg / ett taro giorno o 2,5 medio imp. (perdita=1,1 kg/ha, 0,5% urea distribuita) torboso (perdita = 1 kg/ha, 0,4% urea distribuita) sabbioso (perdita = 4,4 kg/ha, 1,7% urea distribuita) 2,0 argilloso (perdita = 0,3 kg/ha, 0,1% urea distribuita) 1,5 1,0 0,5 0, giorni

urea distribuita) sabbioso (perdita = 4,4 kg/ha, 1,7% urea distribuita) 2,0

16 Azoto: ripartizione (%) dopo un mese dalla fertilizzazione percolazione dot. residua (0-15cm) ass. mais trasporto superficiale m. imp. argilla torba sabbia perdite NH3

17 Principali risultati Tutti i terreni hanno mostrato t alte velocità di trasformazione dell urea a nitrato, evidenza di un adattamento della comunità microbica alla fertilizzazione ureica degli ultimi decenni. La variabilità interannuale della piovosità è il principale regolatore dei processi di trasformazione e trasporto. Le perdite di nitrato nelle acque superficiali sono risultate inferiori all 1% del totale, e si sono verificate in giugno mentre il luglio e agosto sono risultate del tutto irrilevanti. Le perdite atmosferiche (NH 3 ) sono risultate comprese tra lo 0,2 e il 2% del totale. Il presente studio, effettuato quasi completamente in campagna, necessità di replicazione interannuale e a tal fine è già in corso il proseguimento in tutto il 2009.

Le perdite di nitrato nelle acque superficiali sono risultate inferiori all 1% del totale, e si sono verificate in giugno mentre il luglio e agosto sono risultate del tutto irrilevanti.

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