Cap. 4b - IL TERRENO (chimica) Gli elementi indispensabili alla vita dei vegetali si dividono invece in:

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1 Cap. 4b - IL TERRENO (chimica) La nutrizione minerale delle piante I tessuti vegetali sono composti per 85-90% da acqua L analisi delle ceneri dimostra la presenza di un gran numero di elementi che però non sembrano partecipare ad alcun processo metabolico (Al, As, Cr, Fl, I, Li, Na, Ni, Si, Ti, Vn, ecc.), ma un cui più consistente assorbimento può risultare tossico Gli elementi indispensabili alla vita dei vegetali si dividono invece in: macroelementi principali (C, H, O) => atmosfera e acqua macroelementi principali (N, P, K) => terreno e concimi macroelementi secondari (S, Ca, Mg) => terreno e fertilizzanti microelementi (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl) => terreno tutti ugualmente importanti concetto del: - fattore limitante (rimozione dei fattori limitanti) - legge del minimo (botte di Liebig) 1

2 Composizione chimica Pedogenesi, natura della roccia madre Rocce vulcaniche basiche => ricche di P, K e Ca Rocce vulcaniche acide o neutre => contenuto medio/basso Rocce intrusive => ricche di Mg e Fe, povere di K Graniti, dioriti, sieniti => ben dotate di P e Ca Attività antropica Fenomeni naturali (torbificazione, podzolizzazione, ecc.) Forme chimiche nel terreno solubili (presenti nella soluzione circolante) scambiabili (adsorbite sul complesso di scambio) assimilabili (da parte delle piante: solubili + scambiabili) totali (assimilabili + altre) K non scambiabile K scambiabile K solubile reticolo cristallino fissato soluzione (90-98% K tot) (90% K disp.) (10% K disp) K lentamente disponibile K prontamente disponibile foglietti delle argille (1-2% K tot) (1-10% K tot) indifferenza, antagonismo (K Mg, Ca P, Fe) o sinergia nell assorbimento dunque oltre alla consistenza del contenuto dell elemento nel terreno sono importanti anche tutta una serie di condizioni al contorno 2

3 emblematico da questo punto di vista il caso del fosforo che è fortemente influenzata dalla reazione del terreno in quanto la maggior fonte di P (l acido ortofosforico = H 3 PO 4 ) presenta tre gradi di dissociazione: ph = 2 => H 2 PO 4 - (fosfati insolubili con Fe e Al) ph = 12 => HPO 4 -- (fosfati insolubili con Ca e Mg) ph = => condizioni ideali per la solubilizzazione non c è una necessaria corrispondenza fra la presenza dell elemento nel terreno e la sua concentrazione nella pianta (assorbimento selettivo), anche se esistono i consumi di lusso, in cui la maggiore presenza dell'elemento si traduce in una, non giustificata, maggiore concentrazione nei tessuti della pianta 3

4 Le analisi chimiche del terreno costituiscono uno strumento particolarmente utile per approfondire il livello di conoscenza del terreno è necessario però che siano eseguite correttamente e correttamente interpretate campionamento (schema, sottocamp., rappresentatività, ecc.) trattamento del campione (seccatura, sbriciolamento, ecc.) metodo analitico (ufficiali, storici, taratura agronomica, ecc.) unità di misura (forma chimica) interpretazione (dato singolo, assieme, clima, pianta, ecc.) 1. Reazione ph in soluzione acquosa ph tampone (acidità potenziale per correzione) 2. Tessitura scheletro, sabbia, limo, argilla / classificazione 3. Calcare totale o attivo (frazione solubile, più importanti a fini analitici) 4. Sostanza organica sostanza organica azoto totale rapporto C/N (tasso di umificazione) 5. Macroelementi P assimilabile (metodo, ph e calcare attivo) K scambiabile (CSC, Mg) Mg scambiabile (CSC, K) Ca scambiabile Zolfo solubile 4

5 6. Microelementi Fe assimilabile, Mn assimilabile, Zn assimilabile, Cu assimilabile (EDTA o DTPA) B solubile (acqua bollente) 7. CSC (Capacità di Scambio Cationico) CSC (Ca + Mg + K + Na + H + + Al) Saturazione basica Mg / K 8. Salinità conducibilità elettrica cloruri solubili sodio scambiabile saturazione sodica 5

6 La reazione La reazione o ph influenza direttamente la disponibilità di alcuni elementi nutritivi e opera una selezione a carico della biomassa microbica del terreno, condizionando fortemente le condizioni di abilitabilità per le piante coltivate. A seconda della reazione del terreno sarà dunque importante scegliere le specie più idonee all ambiente pedologico considerato, anche se il ph costituisce solo uno degli elementi in grado di definire la vocazione colturale di un determinato terreno. terreno ph terreno ph peracido < 4.5 sub-alacalino acido moderatamente moderatamente alcalino sub-acido peralcalino > 9.0 neutro Per quanto riguarda la fertilità chimica N, P, K e S si rivelano maggiormente disponibili per le piante con reazione vicina alla neutralità e, soprattutto per ph < 5.5 il loro assorbimento è depresso, la stessa cosa si può dire anche per Ca, Mg e Mo che presentano una maggiore assimilabilità in corrispondenza di una reazione sub-alcalina; a ph acido o sub-acido invece le piante riescono ad assorbire abbastanza bene Fe, Mn, B, Cu e Zn. La bassa produttività generalmente riscontrata nei terreni molto acidi (ph< 5.0) può essere messa in relazione all azione tossica causata dalla messa in libertà di cationi metallici che le piante assorbono in quantità tale da superare la soglia di tossicità; ciò vale soprattutto per l alluminio (con effetti negativi anche sulla disponibilità del P), ma può accadere anche per il Mn, il Cu e lo Zn. 6

7 I terreni mediamente acidi e sub-acidi (ph compreso fra 5.6 e 6.5), presentano invece caratteri di maggiore normalità ed ospitalità: l alluminio è assente o presente a livelli non significativi ed il fosforo è presente sotto forma di fosfato bicalcico e monocalcico facilmente assorbibile dalle colture. L alcalinità dei terreni con ph > 7.3 può avere due origini costituzionale o calcarea quando ne risulti responsabile il carbonato di calcio (o carbonati basici di Mg) oppure di assorbimento o sodica, quando tale caratteristica sia dovuta alla presenza di basi di scambio alcaline ed in particolare al sodio. Nel primo caso la reazione basica è conferita ai terreni dal sistema carbonato/bicarbonato il cui ph, dipendente dalla pressione della CO 2 nel terreno, non supera mai il valore di 8.5. Nel secondo caso invece la reazione basica è dovuta alla forte dissociazione del sodio di scambio con formazione di bicarbonato e carbonato di sodio; in tali condizioni il ph può superare il 10 ed, in linea generale, un ph > di 8.5 rivela proprio la presenza dell elemento. L elevata alcalinità che si riscontra è però mal tollerata da molte piante, in quanto la solubilità dei macroelementi tende a diminuire e, ad esempio, i composti del fosforo vengono convertiti in forme poco solubili (fosfato tricalcico). Per la correzione dei terreni acidi si dovrà tenere conto di tutte le possibili modalità operative: la coltivazione di specie adatte, impiego di concimi costituzionalmente o fisiologicamente basici, l irrigazione per sommersione (creazione di un ambiente riducente), l irrigazione con acque dure (ricche di carbonati di Ca e di Mg) e la calcitazione. 7

8 Solo alcune specie possono essere allevate a ph molto basso senza che le loro funzionalità vengano compromesse (arachide, fragola, lupino, patata, pisello, riso) alle quali se ne possono aggiungere altre (fagiolo, girasole, loiessa, mais, pomodoro, sorgo, e trifoglio incarnato) non appena il ph sale leggermente. Per quanto riguarda i concimi è bene utilizzare quelli che non apportino ulteriore acidità al terreno: fra gli azotati il nitrato di calcio, il nitrato di sodio e la calciociannamide od altrimenti l urea ed il nitrato ammonico piuttosto che il solfato ammonico che sarebbe da evitare; fra i fosfatici risultano adatte le scorie di defosforazione ed i fosfati basici, non sono controindicati neppure i superfosfati concentrati, mentre dannoso potrebbe risultare l uso del perfosfato minerale; fra i potassici infine si potrà ricorrere al salino potassico, alle ceneri, alla kainite (KCl). La distribuzione di sostanze correttive (calce viva, calce idrata, carbonato di Ca, carbonato di Mg, marne, ecc.) rappresenta comunque lo strumento a cui si ricorre con maggior frequenza per alzare i valori di un ph troppo basso. Il calcolo del cosiddetto fabbisogno in calce (cioè della quantità di ammendante da aggiungere al terreno per correggere l eccessiva acidità) richiede delle procedure analitiche di laboratorio e comunque ha un valore indicativo (generalmente approssimato per difetto) in quanto i correttivi utilizzati, essendo solidi, presentano una minore efficacia delle soluzioni usate in ambiente controllato; inoltre la loro distribuzione non potrà mai risultare perfettamente omogenea. 8

9 La correzione dei terreni troppo alcalini risulta invece più difficile. Inutile si dimostra infatti il ricorso ad abbondanti irrigazioni e l utilizzo di correttivi acidi (come lo zolfo e l acido solforico) è penalizzato dal loro costo elevato e dai forti quantitativi richiesti. Poiché gli effetti dell alcalinità costituzionale sono tutto sommato moderati ci si può limitare all applicazione di semplici accorgimenti agronomici (arature profonde, apporti di torba, ecc.). Diverso diventa il discorso nel caso dell alcalinità di assorbimento nei quali il valore del ph può risultare decisamente più elevato e dove le conseguenze dell eccessiva concentrazione salina non possono essere trascurate. 9

10 Il calcare Il carbonato di calcio è un componente normale dei terreni agrari dove si trova diversamente rappresentato in funzione della natura del substrato e dell ambiente climatico (dilavamento). Una minima dotazione di calcare nel terreno è necessaria perché oltre alla funzione alimentare, il calcio partecipa ad alcuni importanti processi (favorisce la formazione della struttura, neutralizza gli acidi), mentre suoi eccessi possono anche comportare conseguenze indesiderate (interferenze sull assimilabilità del P, del K e del Fe, innalzamento dei valori di ph, formazione di croste, formazione di eccessiva fangosità in presenza di acqua). Può essere misurato sia come calcare totale che come calcare attivo. Quest ultimo va riferito alla frazione del calcare che si solubilizza in seguito all azione combinata dell acqua e dell anidride carbonica con formazione di bicarbonato solubile: Ca(HCO 3 ) 2 ; la sua incidenza è tanto più rilevante quanto maggiore è la finezza delle particelle (un calcare molto fino reagisce assai più rapidamente di uno grossolano) e quanto è minore il grado di cristallizzazione (un calcare poroso viene solubilizzato più facilmente di uno compatto). Le particelle di calcare più grossolane (ghiaie e ciottoli) possono essere considerate, almeno in prima approssimazione, come inerti. Si esprime come CaCO 3, che risulta la forma dominante, anche se normalmente sono presenti i carbonati di Mg e di Na. terreno totale (%) terreno totale (%) non calcareo < 2.5 sensibilmente c lievemente c fortemente c mediamente c calcareo (c.) > 50 10

11 contenuto attivo (%) terreno attivo (%) scarso < 2.0 elevato normale molto elevato > 10.0 L alcalinità indotta dai carbonati prende il nome di alcalinità costituzionale (in quanto deriva dalla natura del substrato pedogenetico) e raramente raggiunge valori superiori a ph Tali terreni, pur presentando alcuni difetti già citati, possono essere comunque idonei alla vita delle piante a patto di mettere in atto adeguati accorgimenti agronomici (lavorazioni appropriate, elevate concimazioni minerali ed organiche, scelta delle specie). Le correzioni quindi, anche se possibili (massiccio ricorso ad irrigazioni, correttivi acidi, colmate, arature profonde), sono raramente adottate. 11

12 La conduttività elettrica La presenza di un eccessiva salinità dei terreni provoca l instaurarsi di condizioni negative sulla vita delle piante fra le quali le principali sono senz altro da menzionare la difficoltà o l impossibilità di assorbimento idrico da parte delle radici a causa dell eccessiva pressione osmotica e la presenza di elementi tossici per la coltura o dannosi per il mantenimento di un adeguato stato strutturale (Na). Per l individuazione e la trattazione dei terreni salini però più che il contenuto totale in sali solubili è utile conoscere la pressione osmotica (ovvero la componente osmotica del potenziale idrico nel terreno) determinata dalla loro concentrazione. Allo scopo di ovviare all imprecisione derivante dalla determinazione della semplice % di sali presenti nel suolo e considerate le difficoltà di misurare direttamente la pressione osmotica, si ricorre alla determinazione della conduttività elettrica dell estratto saturo di terreno (ECe), che risulta direttamente e strettamente correlato con essa tanto da poter mettere in relazione i valori di ECe con gli effetti della salinità sulle piante. ECe<2 2<ECe<4 4<ECe<8 9<ECe<16 ECe>16 effetti trascura bili riduzione delle rese nelle specie più sensibili riduzione delle rese in molte specie solo specie tolleranti danno buone rese resistono solo piante molto tolleranti In realtà anche la conoscenza delle diverse specie chimiche riveste la sua importanza soprattutto nel caso del Na (ma anche Cl e Bo possono provocare fenomeni di tossicità sulle colture). 12

13 A queso scopo è stato messo a punto l indice ESP (Exchangeable Sodium Percentage = percentuale di sodio scambiabile) definito dal rapporto fra la concentrazione del Na scambiabile e la capacità di scambio cationico ([Na]/CSC x 100); se ESP > 15% sono da temere i danni da sodio. terreni ECe (ms/cm) ESP (%) ph salini > 4 < 15 < 8.5 alcalini-salini > 4 > 15 < 8.5 alcalini non salini (sodici) < 4 > 15 > 8.5 Nei terreni salini (ECe > 4 ms/cm, ESP < 15%, ph < 8.5), il vero punto debole è costituito dall eccessiva pressione osmotica, mentre la reazione anche se anomala non è preoccupante e la bontà dello stato strutturale è assicurata dalla prevalenza degli ioni bivalenti nella saturazione dei colloidi (Ca e Mg). Nei terreni alcalini non salini, pur riscontrandosi una salinità relativamente modesta ECe < 4) è l elevata quantità di Na scambiabile ad interferire negativamente con lo sviluppo delle colture e non tanto il valore del ph che può comunque arrivare anche fino a 10. Il Na in eccesso risulta dannoso almeno per tre motivi: è tossico per le piante, interferisce con l assorbimento degli altri ioni, deteriora la struttura del terreno. Infine nei terreni alcalini-salini (che sono i più comuni) la resa delle colture è ridotta sia dall eccesso di salinità (ECe > 4) che dalla considerevole percentuale di Na adsorbito dai colloidi (ESP > 15). Fino a che l eccesso di salinità permane le caratteristiche sono simili a quelle dei terreni salini, ma se la salsedine viene dilavata il ph aumenta fortemente, la struttura viene degradata, le argille deflocculano e si ha la trasformazione in terreni alcalini non salini (sodici) contraddistinti da peggiori caratteristiche agronomiche. 13

14 La capacità di scambio cationico La soluzione circolante è soggetta all azione di numerosi fattori endogeni (piogge, irrigazioni, condizioni termiche, concimazioni, ecc.), che possono indurre sensibili oscillazioni nella concentrazione dei sali disciolti; tali variazioni sono però contrastate dal comportamento della fase solida del terreno che tende ad riequilibrare le condizioni originarie attraverso la solubilizzazione degli ioni adsorbiti o viceversa attraverso la loro sottrazione dalla soluzione circolante mediante la fissazione sulle superfici di contatto. La capacità del terreno di opporsi ai mutamenti e di ristabilire le condizioni di equilibrio prende il nome di capacità di scambio ionico ed in particolare la capacità di immobilizzare determinati ioni, impedendo il crearsi di eccessi di salinità e/o di dilavamento e costituendo riserve nutritive in seguito utilizzabili dalle piante, prende il nome di potere adsorbente. Tale proprietà è fondamentalmente legata alla presenza di colloidi organici e minerali (argille) che risultano in grado di formare legami di varia natura con le specie ioniche presenti (complesso di scambio). A questo proposito si distingue una capacità di scambio cationico (CSC) che interessa i cationi (Na +, K +, NH 4 +, Ca ++, Mg ++, ecc.) ed una capacità di scambio anionica (CSA) che viceversa interessa gli anioni del terreno; fra questi ultimi ricade anche la famiglia degli ioni fosforici (PO 4-3, HPO 4 2, H 2 PO 4 - ) la cui dinamica è significativamente influenzata dal potere adsorbente del terreno, a differenza di quanto accade per il corrispondente azotato (ione nitrico) che risulta del tutto insensibile al potere adsorbente del suolo. 14

15 I fattori in grado di influenzare la CSC (espressa come numero di milliequivalenti fissati da 100 g di terreno) sono numerosi ed interagenti fra loro: il tipo di argilla (la montmorillonite e la vermiculite più della caolinite), il tipo di sostanza organica (gruppi funzionali fenolici e carbossilici), il tipo di catione scambiabile (il Ca è più adsorbito del Na + e del K + ), la concentrazione del catione nella soluzione circolante, la natura dei cationi saturanti, la tipologia dell anione associato al catione scambiabile, il ph della soluzione (minore adsorbimento per ph inferiori). CSC giudizio CSC giudizio CSC giudizio < 6.0 scarsa media > 32.0 molto bassa elevata elevata In genere valori ridotti di CSC si riscontrano nei terreni sciolti (poveri di sostanza organica e di argille) dove maggiori sono i rischi di lisciviazione e di carenze nutrizionali a causa della limitata riserva di basi di scambio. In tali casi diventa, se possibile ancora più importante mettere in atto tutti gli accorgimenti per conservare ed accrescere il contenuto in humus del suolo. 15

16 La sostanza organica Benefici effetti sulle caratteristiche fisiche (struttura), chimiche (riserva di elementi nutritivi e incremento della disponibilità dei nutrienti già presenti e di trattenimento di quelli eventualmente lisciviabili) e biologiche (fonte di energia per la microfauna e la microflora del terreno), riuscendo spesso a mitigare efficacemente gli effetti negativi dovuti all eventuale anomalia dei parametri chimici precedenti. Una classificazione rigida dei terreni in base al contenuto in humus possiede un significato relativo in quanto il tasso di sostanza organica deve essere interpretato anche in relazione alla tessitura del substrato, cosicché per un terreno con meno del 10% di argilla una buona dotazione di humus varierà fra %, per contenuti maggiori in argilla (10-30%) si passa al %, mentre se la consistenza della frazione più fine supera il 30%, un tasso ideale di sostanza organica si aggirerà attorno al %. terreno % in humus terreno % in humus povero < 1.5% ricco 5-10% medio % umifero 10-20% ben dotato % torboso > 20% Ogni sforzo che si potrà effettuare per accrescere il tenore di humus, nei terreni poveri o mediamente dotati di sostanza organica è da considerare auspicabile; nel caso di terreni ben dotati o ricchi è necessario non sperperare questo patrimonio di fertilità e puntare alla conservazione nel tempo del contenuto attuale di sostanza organica nel terreno. Per quanto riguarda invece i terreni umiferi e torbosi, originatisi a causa della trasformazione dei residui vegetali in condizioni di anaerobiosi conseguenti alla sommersione da parte dell acqua, è importante non dimenticare che sono 16

17 generalmente contraddistinti da alcune caratteristiche peculiari: colore nero o bruno, una certa impermeabilità allo stato secco, eccessiva sofficità, generosa dotazione in azoto (e spesso in potassio), elevata capacità di ritenzione idrica, ma limitata disponibilità di acqua utile per le piante, tendenza a diventare melmosi quando vengono bagnati. Gli accorgimenti agronomici da mettere in atto: cura e manutenzione della rete scolante, irrigazione, lavorazioni del terreno, calcitazioni e concimazioni appropriate. 17

18 L azoto totale È il tipo di determinazione che più frequentemente viene eseguita a carico dell azoto; tuttavia è necessario sottolineare che la conoscenza di questo parametro è poco utile a valutare quali saranno le effettive disponibilità dell elemento per la pianta. Infatti solo una quota largamente minoritaria dell azoto totale corrispondente alla frazione minerale (pari a circa 1-5%), è effettivamente assimilabile dalle piante, mentre la rimanente parte è presente sotto forma organica (-NH 2 ). L entità della quota utile per la nutrizione vegetale dipende come è noto da molti fattori pedologici e climatici (fra i quali si deve naturalmente annoverare anche la quantità di azoto totale) che condizionano i processi bio-geo-chimici del ciclo dell elemento all interno del sistema suolo-pianta-atmosfera, quali ad esempio la mineralizzazione, l immobilizzazione microbica, la nitrificazione, la fissazione ed il rilascio degli ioni ammonio da parte dei fillosilicati, ecc. Del resto la possibilità di determinare direttamente la quota di azoto minerale presente nel terreno (forma ammoniacale + forma nitrica) è una strada poco percorribile soprattutto a causa della grande variabilità nello spazio e soprattutto nel tempo di tale parametro. L elevata mobilità dei nitrati fa sì che il verificarsi di una precipitazione di una certa consistenza sia in grado di ridurre anche significativamente la concentrazione dell azoto disponibile per la coltura (azoto potenzialmente mineralizzabile = NPM). dotazione N-tot ( ) dotazione N-tot ( ) molto bassa < 0.5 elevata bassa molto elevata > 5.0 media

19 Nell impossibilità quindi di disporre di un parametro analitico adeguato, la definizione delle dosi di concimi azotato da distribuire deve essere basata sulla compilazione di un bilancio dell elemento che prenda in considerazione gli apporti e gli asporti che si verificano durante un ciclo vegetativo stabilendo, per differenza, la quantità di fertilizzante da somministrare. Questo approccio è tutt altro che esente da critiche e presenta ancora alcuni limiti operativi; in ogni caso affrontare la problematica della concimazione azotata con la stesura di un bilancio, seppur semplificato, sembra comunque preferibile all adozione di comportamenti tradizionali o imitativi. Un altro aspetto da considerare è il rapporto C/N in quanto il suo valore può costituire un importante indicatore dell attitudine del terreno a liberare il nutriente C/N terreno humus N-org < 9 eccesso di mineralizzazione in calo liberato 9-11 ben umificato stabile stabile > 11 eccesso di umificazione in aumento fissato Quanto più ci si allontana dal valore di 10, che è tipico dell humus stabile, tanto più prevale la liberazione dell azoto mineralizzato (C/N < 9) o la fissazione dell azoto assorbito dai microorganismi (C/N > 11). 19

20 Il fosforo assimilabile Il contenuto di fosforo totale nel terreno è in genere compreso fra 200 e 1000 ppm. Anche per il fosforo però non è particolarmente importante conoscere il contenuto complessivo dell elemento al fine di prevedere le disponibilità per le piante e quindi le possibili integrazioni da effettuare con la fertilizzazione. Al contrario dell azoto però la determinazione della frazione assorbibile dalle piante (cioè del fosforo disciolto nella soluzione circolante e/o labilmente adsorbito) è ormai consolidata e quindi il valore del fosforo assimilabile può risultare utile nel razionalizzare la gestione delle concimazioni. A questo proposito e comunque utile ricordare che per la determinazione del P assimilabile sono previste dall attuale legislazione (DM ) due metodi diversi: il metodo Olsen per terreni neutri ed alcalini ed il metodo Bray e Kurtz per i terreni acidi. Ambedue i metodi sono ormai utilizzati da diversi decenni e la loro taratura agronomica così come la loro rispondenza alle nostre realtà pedo-climatiche sono ampiamente dimostrate. Inoltre deve essere posta attenzione su come sono espressi i quantitativi di P disponibile, cioè se si tratta di P o di P 2 O 5 (anidride fosforica), ed eventualmente trasformare il dato analitico a seconda delle tabelle di valutazione agronomica che si hanno a disposizione: (P x 2.29 = P 2 O 5 e P 2 O 5 x 0.44 = P) dotazione in P ass. P-Olsen (ppm) P-Bray - Kurtz (ppm) molto scarsa < 5 <10 scarsa media buona molto buona > 30 > 60 20

21 Bisogna quindi confrontare il contenuto in fosforo assimilabile per uno specifico terreno ed il valore di normalità per la pianta (tale valore può essere stimato pari a ppm di P-Olsen o ppm di P-Bray, pur potendosi riscontrare differenze anche sensibili a carico delle diverse specie): nel caso che il valore del P assimilabile sia superiore al valore di normalità può essere superfluo il ricorso alla concimazione e si può decidere di distribuirne una minima quantità (concime starter) per ovviare ai fabbisogni precoci della pianta che non ha ancora sviluppato un adeguato apparato radicale se il valore di P assimilabile è uguale o molto simile al valore di normalità si procede ad una concimazione fosforica basata sul reintegro delle presumibili asportazioni (concimazione di mantenimento ) se il valore di P assimilabile è inferiore al valore di normalità, si dovrà tentare non solo di soddisfare le esigenze immediate della specie, ma anche di ricostituire le riserve fosfatiche del terreno (concimazioni di arriccchimento ) Oltre che delle asportazioni la quota di P da somministrare dovrà tenere conto anche dei possibili fenomeni di insolubilizzazione dell elemento: ph, contenuto in calcare, presenza di ossidi di Fe e di Al, tenore in sostanza organica. Tali fenomeni determinando la retrogradazione o fissazione del P, si traducono in una riduzione della disponibilità dell elemento che può essere temporanea, corrispondente alla trasformazione dei fosfati solubili in forme meno solubili (fosfato tricalcico, di Fe o di Al) o permanente, consistente nella loro occlusione all interno di strutture cristalline. Proprio la reazione del terreno rappresenta uno dei fattori più importanti da tenere in considerazione a causa della sua capacità di modulare i fenomeni appena descritti. 21

22 Il potassio scambiabile A differenza dell azoto e del fosforo il potassio nel terreno è prevalentemente di origine minerale ed è presente in una delle seguenti forme: forma di riserva: è la frazione che entra come costituente nella composizione dei minerali primari (fissato nei reticoli o negli interstrati delle argille) e la cui liberazione è legata alla dinamica dei fenomeni pedogenetici (non disponibile in tempi utili per la nutrizione vegetale); forma scambiabile: costituisce la porzione di elemento prontamente disponibile per le colture, adsorbito dai complessi di scambio del terreno che possono cederlo facilmente al posto di altri cationi (in genere H + ); forma solubile: rappresenta la frazione disciolta nella soluzione circolante; si tratta di quantitativi estremamente ridotti, ma che rappresentano l unica forma assorbibile da parte delle colture. Tutte queste forme sono in equilibrio dinamico fra loro, ma mentre la forma solubile e quella scambiabile possono rapidamente provvedere al loro riequilibrio (via, via che il potassio presente in soluzione viene assorbito dalle piante, la sua concentrazione viene ripristinata a spese della forma scambiabile o viceversa quando di somministrano concimi l eccesso di elemento solubile viene fissato dai colloidi del terreno sottraendolo al possibile dilavamento), il passaggio dalla forma di riserva a quella scambiabile è decisamente più lento e comunque tale da non poter rispondere ai fabbisogni di una coltura in pieno sviluppo; per tale ragione può essere necessario intervenire con fertilizzanti potassici anche qualora la dotazione complessiva dell elemento risulti piuttosto elevata. 22

23 In alcuni casi la valutazione della disponibilità dell elemento è effettuata prendendo in considerazione anche i valori fatti registrare dalla CSC e dalla presenza del magnesio di scambio; questo perché l assimilabilità dei cationi di scambio (e quindi anche del potassio) è regolata dalla CSC e dalle interazioni esistenti fra loro, per cui più che individuare soglie di sufficienza per l elemento si preferisce definire dei rapporti ideali fra i cationi (rapporti di saturazione basica fra cationi o BSCR). Tale metodo non si è dimostrato però esente da difetti (soprattutto nei terreni con CSC medio-alta e con ph > 7) tanto che in questa sede si ritiene più opportuno attenersi a valutazioni più tradizionali. K-scam. (ppm) dotazione K-scam. (ppm) dotazione < 50 molto elevata bassa > 200 molto media elevata Valori di normalità pari a ppm sono relativi a terreni franchi, mentre in relazione a diverse condizioni di granulometria tali limiti possono subire variazioni sia in eccesso ( ppm nei terreni argillosi) che in difetto ( ppm nei terreni sabbiosi). 23

24 Il magnesio scambiabile L importanza agronomica del magnesio è rimasta per molto tempo sottostimata a causa dell apporto involontariamente operato di questo elemento attraverso la distribuzione di molti concimi organici e minerali (sali potassici, scorie Thomas, perfosfati). Nonostante il Mg rivesta un ruolo importante e diversificato nella fisiologia vegetale, è richiesto dalle piante in quantità decisamente inferiori rispetto al K ed al Ca. Mg-scam. (ppm) dotazione Mg-scam. (ppm) dotazione < 50 m. bassa elevata bassa > 200 molto media elevata Eventuali carenze sono quasi esclusivamente da imputarsi ad eventuali condizioni di sfavorevole rapporto Mg/K. Elevati quantitativi di potassio possono infatti ostacolare l assorbimento del magnesio determinando carenze indotte. rapporto Mg / K (espressi in meq/100 g) < > 6 valutazione eccesso di K ottimale eccesso di Mg conseguenze carenza di Mg 1 carenza di K 1 1 solo se l elemento è prossimo alla soglia di sufficienza Pertanto nel valutare la dotazione di Mg è necessario considerare i due aspetti: la presenza dell elemento in termini assoluti e la sua assimilabilità in funzione del contenuto in potassio. 24

25 Il sodio scambiabile Come si è già detto il sodio costituisce un elemento indesiderato nel terreno (come Cl e B) in grado di determinare specifici effetti dannosi (deterioramento della struttura, elevata reazione, tossicità verso le colture). Essendo il sodio un elemento scambiabile la sua attività deve essere valutata in relazione alla CSC del terreno cioè all attività degli altri ioni di scambio (soprattutto del Ca che si oppone sia all azione destabilizzante sulla struttura, sia all azione tossica esplicata a danno delle piante). Per questo motivo si ricorre all ESP (anche se la soglia del 15%, è da ritenersi troppo elevata in quanto la struttura, soprattutto in condizioni di bassa salinità può essere danneggiata anche con valori di ESP attorno al 10%). Per analisi di routine, o quando si voglia fare un indagine preliminare, può risultare conveniente utilizzare i livelli di sodio scambiabile (ES = Exchangeable Sodium) in quanto tale metodo di indagine appare più semplice e diretto. Na-scam. (ppm) dotazione Na-scam. (ppm) dotazione < 230 normale elevata attenzione > 690 m. elevata Le azioni da intraprendere per bonificare un terreno sodico riguardano essenzialmente l allontanamento dell elemento e la conversione del carbonato e del bicarbonato di sodio in sali meno alcalini con conseguente riduzione del ph. La bonifica si avvale di ammendanti chimici ed in particolare del gesso (CaSO 4 ) in quanto efficace ed economico. Tale sostanza agisce attraverso due processi: i) il primo convertendo il carbonato di sodio in carbonato di calcio (sale poco solubile che precipita), mentre il sodio sotto forma di solfato viene allontanato per lisciviazione; 25

26 ii) il secondo attraverso la sostituzione del sodio con il calcio nelle superfici di scambio delle argille con riduzione del loro stato di deflocculazione. Dopo l aggiunta di correttivi è utile somministrare acqua in modo da attivare le reazioni di scambio e favorire la lisciviazione dei sali. Il fabbisogno in gesso (GR = Gypsum Requirement) può essere semplicemente calcolata a partire dalla CSC e dalla riduzione dell ESP che si vuole ottenere: GR (meq/100g) = CSC x [(ESP iniziale - ESP finale ) / 100] Poiché 1 meq/100 g di terreno corrisponde a 860 ppm una volta conosciuto il GR ed il peso del terreno da trattare (superficie x spessore x densità apparente) si ottiene facilmente la quantità di gesso da distribuire che dovrebbe però essere aumentata in ragione sia delle impurità presenti nel gesso agricolo, sia dell inefficienza di correzione dovuta al fatto che, interessando equilibri chimici, le reazioni desiderate non arrivano quasi mai a completamento (+25%). 26