Recenti acquisizioni sulla fertilizzazione azotata in provincia di Ferrara

Transcript

1 Provincia di Ferrara Recenti acquisizioni sulla fertilizzazione azotata in provincia di Ferrara Giuseppe Castaldelli 1, Nicolo Colombani 2, Micol Mastrocicco 2, Fabio Vincenzi 1, Sandro Bolognesi 3, Riccardo Loberti 4 e Marco Calmistro 4 1. Dipartimento di Biologia ed Evoluzione, Università degli Studi di Ferrara 2. Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Ferrara 3. PARCAGRI, Parco Scientifico per le Tecnologie Agroindustriali 4. Settore Agricoltura e Sviluppo Economico, Provincia di Ferrara Provincia di Ferrara Con il Progetto nitrato (2729) e il Progetto EUWater (21212 ) la Provincia di Ferrara ha voluto analizzare, nelle principali realtà pedologiche della provincia, i temi di seguito elencati: le rese agronomiche di varietà di grano e mais a vari livelli di fertilizzazione azota (completati 4 anni di 5); le trasformazioni dell azoto somministrato in forma ureica su mais; il trasporto idrico e del nitrato nell insaturo e la relativa modellazione matematica; la definizione e validazione di un modello di calcolo della vulnerabilità dell acquifero al nitrato (tutt ora in corso). 1

2 T MI A A S MI 13.2% 13.2% 13.1% 13.1% 3.2% 3.2% 11.7% 11.7% 9.3% 9.3% 22.5% 22.5% BILANCIO IDRICO PRECIPITAZIONI 3 unità 4 DATA LOGGER BILANCIO DELL DELL AZOTO Analisi azoto nei terreni (28) Trasporto azoto nelle acque ASSIMILAZIONE superficiali (27 3),MAIS 28) DEL umidità (%), densità (g/cm sostanza CENTRALINA METEO 24 unità EVAPOTRASPIRAZIONE 2 unità 3 ruscellamento parametri acqua (sonda multiparametrica) in un totale di 396 campioni di terreno 25 5 UREA NH3 NO3velocità scorrimento (correntometro) attività microbica 2 dosaggio forme azoto minerale SONDE DI TEMPERATURA (urea,(urea, ammoniaca, nitrito e nitrato) 4 analiti ammoniaca, nitrito e nitrato) 75 SCARPA DI LAVORAZIONE 1 TENSIOMETRI 15 organica (%),giornaliera estrazioni (KCl 1M) in VOLATILIZZAZIONE precipitazione (pluviometri) NHx3 9 repliche x 11 date 4 siti (terreni) 1 INFILTRAZIONE FALDA x 3 repliche 4 analiti x 396 LISIMETRI in 4per stazioni x 4 siti x 14 date un totale di(terreni) 1584 analisi per un totale di 2688 analisi 2

3 Un caso di trasporto superficiale Il 7 giugno 27, circa due settimane dopo la distribuzione 1,2 di urea, nel sito sperimentale argilloso, inizia a piovere 6 mc/ha molto intensamente: in poco più di un ora urea e ammoniaca sono assenti!,6 cadono 5 mm e a fine pomeriggio un totale di 6 mm. Il bilancio idrico 98 e mc/ha dell azoto ottenuto da misure di,2 portata della scolina e relativi campionamenti dell acqua in transito, replicati e ripetuti, è di seguito riportato. pioggia N Asportazione di azoto per dilavamento superficiale pioggia ruscellamento 5 1 m deflusso scolina urea ammoniaca nitrito nitrato 1,8,4 kg azoto / ettaro 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 tipo di terreno? 3

4 atmosfera (NH 2 ) 2 CO 2 NH 3 2 NO 2 2 UreaN 46% Ammonificazione, processo batterico veloce o lento? atmosfera Nitrificazione batterica: in che tempi? N 2 atmosfera N 2 Denitrificazione batterica: quanto conta? c è sufficiente sostanza organica? MEDIO IMPASTO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,16 ±,15 3 Urea Ammonio Nitrato 4 mm kg azoto / ettaro mm 26/5 urea 23 kg/ha 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 23/6 4

5 unità di azoto (kg/ettaro) /5 urea 2 kg/ha 1 mm ARGILLOSO (medie ± e.s., n=9) Urea Ammonio Nitrato 18 mm ph = 7,43 ±,25 3 mm 27 mm 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 3 TORBOSO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,11 ±,19 Urea Ammonio Nitrato Nitrito 7 mm 7 mm unità di azoto (kg/ettaro) 2 1 2/6 urea 27 kg/ha 5 mm 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 23/6 28/6 5

6 SABBIOSO (medie ± e.s., n=9) ph = 7,35 ±,17 3 Urea Ammonio Nitrito Nitrato unità di azoto (kg/ettaro) /5 urea 25 kg/ha 12 mm 35 mm 45 mm 19/5 24/5 29/5 3/6 8/6 13/6 18/6 atmosfera (NH 2 ) 2 CO 2 NH 3 2 NO 2 2 UreaN 46% Ammonificazione, processo batterico veloce o lento? atmosfera Nitrificazione batterica: in che tempi? N 2 atmosfera N 2 Denitrificazione batterica: quanto conta? c è sufficiente sostanza organica? 6

7 mg N.NH4+ prodotta / kg (suolo secco) giorno attività ureasica totale attività ureasica extracellulare medio impasto argilloso torboso sabbioso mg N.NH4+ ossidata a nitrato/ kg (suolo secco) giorno Tasso potenziale di nitrificazione tasso reale di nitrificazione (x25) medio impasto argilloso torboso sabbioso Ulteriori elementi: i quattro terreni hanno evidenziato una attività ureasica comparabile, mentre l attivitl attività di nitrificazione è risultata maggiore nel terreno argilloso, in linea con i risultati ottenuti in campo. Quindi nel terreno sabbioso, la più lenta trasformazione dell urea a nitrato non sembra dipendere da una minore attività ureasica e di nitrificazione ma da altri fattori tra cui la scarsa ritenzione idrica che rallenta le cinetiche enzimatiche e stressa i popolamenti microbici. A prescindere, mediamente dopo 15 giorni dalla distribuzione tutto l azoto l ureico è stato trasformato in nitrato. 7

8 kg / ettaro giorno 2,5 2, 1,5 1, Perdita di ammoniaca gassosa medio imp. (perdita=1,1 kg/ha,,5% urea distribuita) torboso (perdita = 1 kg/ha,,4% urea distribuita) sabbioso (perdita = 4,4 kg/ha, 1,7% urea distribuita) argilloso (perdita =,3 kg/ha,,1% urea distribuita),5, giorni 8

9 torboso medio impasto argilloso medio impasto argilloso torboso 9

10 argilloso medio impasto 2 cm 35 cm torboso Provincia di Ferrara Cosa considerare per evitare perdite? Evitare la distribuzione in presemina e sopratutto evitare di operare nel periodo autunnale quando è molto più probabile che si instauri un flusso idrico ed un trasporto di nitrato verso la falda. Di fatto ciò è già codificato dal metodo di produzione integrata, già adottato da almeno il 4% delle aziende ferraresi. 1

11 Provincia di Ferrara Cosa considerare per prolungare la prevalenza della forma ammoniacale? Operando in copertura, a) meglio frazionare (due distribuzioni); b) meglio utilizzare granuli di dimensioni maggiori; c) meglio distribuire in superficie senza interramento; d) utile tenere in conto dell andamento delle precipitazioni il relazione alla tempistica della distribuzione di urea (o nitrato ammonico). Grazie dell attenzione 11