In una prova sperimentale avviata

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1 5 ANNI DI PROVA SPERIMENTALE Il liquame bovino su prato non comporta perdite di nitrati L uso ripetuto di liquame bovino su prato di graminacee, anche a dosi superiori al limite di 17 kg N/ha/anno su terreno franco-argilloso-limoso, non comporta perdite di nitrati significative dal suolo alle acque. Un incremento di nitrati nel terreno si manifesta dopo la rottura dei prati, che quindi deve essere seguita dalla semina di colture a elevato assorbimento di azoto di Paolo Mantovi, Elena Bortolazzo, Vincenzo Tabaglio In una prova sperimentale avviata nel periodo 24-7 nell ambito del progetto Life OptiMa-N del Crpa, e proseguita nel 28 e 29 grazie al finanziamento dell Assessorato agricoltura della Regione Emilia-Romagna e con il cofinanziamento dei Consorzi di bonifica Bentivoglio-Enza e Parmense, è stato verificato che l utilizzo ripetuto di Foto 1 - Paesaggio tipico dell alta pianura emiliana dove è stato condotto lo studio. La rottura dei prati permanenti, oltre ai rischi ambientali connessi, nuoce alla conservazione del paesaggio rurale e della tipicità delle produzioni agricole del territorio (in questo caso il Parmigiano-Reggiano) liquame bovino su prato di graminacee non comporta perdite di nitrati significative dal suolo alle acque. A tal fine, particolarmente adatto è risultato il festuceto, grazie alla sua capacità di costituire un importante filtro/barriera alla percolazione dei nitrati anche a fronte di distribuzioni di liquami in dosi quasi doppie rispetto al limite di 17 kg N/ha/anno previsto dalla direttiva nitrati per le zone vulnerabili. Dato che il rischio di perdite di nitrati si determina in modo particolare a seguito della rottura dei cotici erbosi, il positivo effetto di protezione ambientale della festuca è potenziato dal fatto che questo tipo di prato può durare sino a 8- anni e che la sua rottura è meno frequente rispetto al medicaio. In ogni caso dopo la rottura dei prati l agronomo dovrebbe contrastare la dispersione dei nitrati con la semina di colture a elevato assorbimento di azoto. Le graminacee contrastano la dispersione dei nitrati Le estensioni a prato sono spesso collegate alla presenza dell allevamento bovino, laddove le precipitazioni o le possibilità irrigue sono adeguate ai fabbisogni delle graminacee foraggere. Nel Nord Italia i prati permanenti si localizzano in particolare in zone prealpine e nel comprensorio del Parmigiano-Reggiano. I prati temporanei o avvicendati sono diffusi in Piemonte e Lombardia occidentale. Le superfici prative, però, per diversi motivi sono in costante declino e questo nuoce alla protezione dell ambiente e alla conservazione della biodiversità, del paesaggio rurale e della tipicità delle produzioni agricole del territorio. Nelle aree vulnerabili all inquinamento da nitrati di origine agricola l utilizzo degli effluenti zootecnici è vincolato all apporto massimo di 17 kg/ha/anno di azoto, come previsto dalla direttiva nitrati (91/676/Cee) per la protezione delle acque dall inquinamento. Si tratta di un limite medio aziendale e gli allevamenti che praticano ordinamenti colturali diversificati possono decidere di distribuire quote maggiori di effluenti zootecnici su certi terreni e meno in altri, sostituendoli con fertilizzanti diversi, in ogni caso nel rispetto del codice di buona pratica agricola. Sulla base dei risultati di studi già condotti nel Nord Europa (Ten Berge et al., 22), che hanno dimostrato i limitati effetti ambientali di applicazioni di liquame bovino fino a 4 kg N/ha/anno sulle concentrazioni di azoto nitrico 44 L Informatore Agrario 29/2

2 ECNICA T TABELLA 1 - Caratteristiche medie dei liquami bovini utilizzati nella prova Parametri Valori medi ph 7,5 Solidi totali (ST) (%) 6,6 Solidi volatili (% ST) 74 Carbonio organico totale (% ST) 4,5 Azoto totale (NTK) (g/kg) 2,42 Azoto ammoniacale (% NTK) 48 Fosforo totale (g/kg),55 Potassio totale (g/kg) 4,7 residuo nel terreno in autunno, si può ragionevolmente ipotizzare che anche in Italia gli effluenti zootecnici possano essere utilizzati a dosi superiori al limite di 17 kg N/ha/anno sui prati in zona vulnerabile, senza che ciò porti a un incremento apprezzabile del rilascio dei nitrati nelle acque sotterranee. Per valutare le perdite di nitrati dai prati è stato condotto uno studio specifico nell alta pianura della provincia di Parma (foto 1), su un suolo permeabile e classificato vulnerabile. Allo scopo sono state prese in considerazione diverse foraggere, sulle quali sono stati utilizzati liquami bovini. Sito attrezzato per il controllo dei nitrati Presso l azienda agricola Cotti di Pilastro di Langhirano (PR), all apice della conoide del torrente Parma a una quota di 166 m sul livello del mare, tre coltivazioni foraggere prative poliennali, nello specifico erba medica in purezza (Medicago sativa), festuca (Festuca arundinacea) e la loro consociazione, sono state seminate nella primavera del 25 su tre aree contigue, ciascuna delle dimensioni di 5 3 m. La tipologia di suolo è riconducibile al «confine franco-argilloso-limoso-con 3» descritto nell Archivio regionale emiliano-romagnolo delle unità tipologiche di suolo. Tale suolo, ghiaioso sin dalla superficie (ciottoli alterati), non è calcareo e possiede reazione neutra e buone dotazioni di sostanza organica e nutrienti; gli orizzonti sottostanti hanno scheletro abbondante, sempre alterato (foto 2). Dalle misurazioni realizzate sulla velocità di infiltrazione dell acqua, la permeabilità è risultata molto elevata. Ogni area è stata attrezzata con 9 coppe ceramiche porose (dette anche lisimetri a suzione, foto 3) per il campionamento delle acque di ritenzione del suolo e sottosuolo alle profondità di 3, 6, 9, 12, 15, 18, 25, 35 e 5 cm, già sperimentate con buoni risultati in altre prove (Beretta et al., 2; Mantovi et al., 26). Il primo anno di prova è servito per l affermazione dei tre cotici, mentre dal 26 al 28 sono state regolarmente misurate e analizzate le produzioni di foraggio, sfalciato secondo il calendario tradizionale. Nel 29, dopo il primo taglio e dopo 4 anni di coltivazione, che rappresentano la durata tipica del medicaio, si è proceduto alla «rottura» dei prati. È questo un momento particolarmente delicato rispetto alla possibilità di dispersione dei nitrati dal suolo alle acque, perché con l aratura si attiva la mineralizzazione di importanti quote di sostanza organica (e quindi di azoto organico) immobilizzatesi nel cotico erboso nel corso degli anni di coltivazione. Al fine di seguire le dinamiche di mineralizzazione dell azoto senza interferenze dovute all assorbimento vegetale, nel corso della primavera-estate 29 nessuna coltura è stata seminata e il terreno è stato mantenuto nudo. Durante il monitoraggio le acque di ritenzione del suolo e sottosuolo sono state prelevate dalle coppe porose con una cadenza variabile tra quindici giorni e un mese (foto 3), mentre i terreni sono stati campionati, sino alla profondità di 5 cm, con cadenza variabile a seconda degli anni ma con maggiore frequenza dal momento della rottura dei prati. Gestione agronomica e produzioni foraggere In ognuno degli anni di prova sono stati distribuiti liquami bovini sia sulla festuca in purezza (alla dose di oltre 3 kg/ha/anno), sia sulla consociazione medica-festuca (alla dose di circa 17 kg/ha/anno). In tabella 1 sono riportati i valori medi dei principali parametri fisico-chimici dei liquami bovini utilizzati nella prova. Gli effluenti sono stati somministrati alla ripresa vegetativa, dopo il primo e l ultimo taglio (IV o V a seconda dell annata). Nessun apporto di azoto è stato previsto per l erba medica in purezza, che, essendo una leguminosa, può fissare l elemento direttamente dall atmosfera. Per non inserire un ulteriore fattore di variabilità tra le tre tipologie prative, sono stati effettuati interventi irrigui di solo soccorso, distribuendo con ala piovana la stessa quantità di acqua su tutte TABELLA 2 - Produzioni e qualità dei foraggi (medie 26-28) Parametri Erba medica Erba medica + festuca Festuca Sostanza secca (t/ha/anno) 15,5 16,5, Proteine (% s.s.) 17,3 16,2 11,3 Fibra (% s.s.) 31,4 3,8 26,6 Ceneri (% s.s.) 9,9,1,5 NDF (% s.s.) 48,1 5,1 58,3 ADF (% s.s.) 37,7 36,9 31,7 ADL (% s.s.) 8,1 7,4 3,6 N asportato (kg/ha/anno) e tre le foraggere. Ne è risultata una penalizzazione delle potenzialità produttive della festuca arundinacea, del resto ben conosciuta, che tuttavia non inficia il significato della sperimentazione. Erba medica in purezza e miscuglio medica-festuca hanno avuto rese piuttosto elevate, con produzioni medie per anno (dal 26 al 28) rispettivamente di circa 15 e 16 t s.s/ha, e di buona qualità, con tenori proteici medi del 17% nella medica e del 16% per il miscuglio (tabella 2). Le asportazioni totali di azoto sono risultate superiori, per entrambe le colture, ai 4 kg/ha/anno. Inferiori, ma comunque soddisfacenti dati i limitati apporti idrici, le produzioni della festuca in purezza, che ha registrato rese medie di t s.s./ha e un tenore proteico medio di oltre l 11%. Per questa coltura le asportazioni totali di azoto sono risultate di circa 18 kg/ha/anno. Foto 2 - Si tratta di un suolo del tipo «confine franco-argillosolimoso», permeabile e vulnerabile all inquinamento da nitrati di origine agricola 29/2 L Informatore Agrario 45

3 Azoto minerale nel suolo e sottosuolo La fase conclusiva della sperimentazione ha messo in luce un intenso e progressivo accumulo di nitrati a seguito della rottura dei cotici erbosi, con successiva migrazione verso gli strati profondi a seguito delle condizioni meteorologiche verificatesi (vedi riquadro a pag. 47). Questo predispone al rischio di contaminare le acque sotterranee, qualora il flusso nitrico non venga intercettato dalle radici di una coltura in attiva crescita. In particolare, nello strato di terreno da a 25 cm di profondità le concentrazioni di azoto nitrico dall inizio della prova e sino alla rottura dei cotici, avvenuta a fine maggio 29, si sono mantenute piuttosto limitate e nella media vicine a mg N-NO 3- /kg, senza differenze significative tra le tre foraggere (grafico 1). Da giugno a fine agosto, invece, sono aumentate in modo deciso, raggiungendo valori vicini a 5 mg/kg nelle tre aree. L incremento è proseguito sino a ottobre nelle parcelle con erba medica e miscuglio, raggiungendo valori di circa 6 mg/kg. Nel corso dell inverno i nitrati sono stati presi in carico dalle acque infiltrate nel suolo e le concentrazioni nel primo strato di terreno sono rientrate ai livelli precedenti alla rottura. Anche nello strato di terreno da 25 a 5 cm di profondità le concentrazioni di azoto nitrico sino a fine maggio 29 si sono mantenute piuttosto limitate e nella media inferiori a mg/kg (grafico 1). Anche per questo strato le concentrazioni sono aumentate in modo Strato -25 cm Strato 25-5 cm Gen. Apr. Lug. Ott. Gen. Apr. Lug. Ott. Gen. Apr. Gen. Apr. Lug. Ott. Gen. Apr. Lug. Ott. Gen. Apr Medica Medica + festuca Festuca GRAFICO 1 - Concentrazioni di azoto nitrico nel terreno negli ultimi due anni di monitoraggio (rottura prati maggio 29) Azoto nitrico (mg/kg) Foto 3 - Prelievo delle acque di ritenzione del suolo e sottosuolo dalle coppe ceramiche porose (nel riquadro) Nello strato -25 cm da giugno a fine agosto 29 le concentrazioni sono aumentate, raggiungendo quasi i 5 mg/kg nelle tre aree. Nel corso dell inverno i nitrati sono stati presi in carico dalle acque infiltrate nel suolo e le concentrazioni nel primo strato di terreno sono rientrate. Anche nello strato 25-5 cm le concentrazioni sono aumentate in modo deciso dopo l aratura dei prati. deciso dopo l aratura dei prati, raggiungendo valori vicini a 35 mg/kg nel medicaio e nel miscuglio e di poco superiori a 25 mg/kg nel festuceto. Le concentrazioni di azoto nitrico nelle acque di ritenzione campionate con le coppe porose nello spessore -5 m sono risultate piuttosto contenute, in special modo per la festuca in purezza, sino al momento della rottura dei cotici. Si deve eccettuare un incremento delle concentrazioni verificatosi Tubo in PVC (Ø 4,8 cm) Coppa porosa standard 2 bar Azoto nitrico (mg/kg) La festuca in purezza garantisce una migliore ritenzione dei nitrati rispetto al miscuglio festucamedica e alla medica in purezza COPPA CERAMICA VISTA DALL ALTO Tubetto per pressione/ depressione Tubetto per campionamento Tubetto interno per campionamento alla fine dell autunno 28, in particolare nel medicaio e ancor più nel miscuglio, dovuto probabilmente alla prosecuzione della nitrificazione nel terreno non più compensata dall assorbimento vegetale, ormai concluso in quel periodo dell anno. La rottura dei cotici ha dato origine a un importante incremento delle concentrazioni di azoto nitrico anche nelle acque di ritenzione, con valori che hanno superato i mg N- NO 3 /L in autunno sino alla profondità di 9 cm. Alle profondità maggiori (3,5-5 m) le concentrazioni più elevate, sino a 3-4 mg/l, sono state raggiunte in autunno, a seguito delle piogge più abbondanti (vedi riquadro a pag. 47). Nelle stesse acque di ritenzione le concentrazioni di azoto ammoniacale sono sempre risultate di 2-3 ordini di grandezza inferiori rispetto a quelle dell azoto nitrico (valore medio <,2 mg/l), come già verificato in altre prove (Mantovi et al., 26). Il monitoraggio svolto ha dimostrato che la festuca in purezza, nonostante produzioni di foraggio non particolarmente elevate, riesce a mantenere, almeno fino alla rottura del cotico, concentrazioni di sicurezza per i nitrati nel terreno e nelle acque di ritenzione del suolo, e questo nonostante apporti di azoto da liquame anche al di sopra del limite fissato dalla direttiva nitrati per le zone vulne- 46 L Informatore Agrario 29/2

4 ECNICA T Condizioni meteo Il grafico A illustra le principali condizioni meteorologiche (temperature medie e precipitazioni giornaliere) registrate nel 28 e 29. Le temperature medie dei due anni sono rispettivamente di 13,6 e 13,5 C, nella norma rispetto al valore storico della zona, mentre le precipitazioni cumulate annue solo 52 mm nel 28 e 575 mm nel 29, molto scarse rispetto a una media di lungo periodo di circa 8 mm. Nel 28 il periodo estivo e l inizio dell autunno sono risultati particolarmente siccitosi, mentre i mesi di maggio e giugno sono stati caratterizzati da abbondanti precipitazioni, così come i mesi di novembre e dicembre. Nel 29 la distribuzione delle precipitazioni è risultata più regolare rispetto al 28. Nei 5 mesi successivi alla rottura dei prati (giugno-ottobre) la temperatura media è stata di 2,8 C e le precipitazioni totali di 158 mm, con valori massimi giornalieri piuttosto scarsi, inferiori ai 2 mm. Novembre e dicembre sono risultati freddi e piovosi/nevosi: la temperatura media è stata di 5 C e le precipitazioni cumulate di 177 mm. Precipitazioni (mm/giorno) Temperatura ( C) Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic. Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic. Precipitazioni Temperatura media GRAFICO A - Andamento meteorologico registrato nel 28 e 29 rabili. Il miscuglio festuca-medica e l erba medica in purezza, a fronte di apporti di azoto da liquame ridotti o nulli e con ottime produzioni di foraggio e proteine, hanno evidenziato concentrazioni di nitrati nel suolo maggiori del festuceto nel corso della loro coltivazione, ma sempre nei limiti di sicurezza ambientale. A partire dall aratura dei tre cotici, i risultati, in termini di genesi e percolazione dei nitrati, non sono stati dissimili in modo significativo da quelli della graminacea in purezza. Il prato come barriera «anti-nitrati» Sulla base delle prove svolte, si può affermare che il festuceto ha effetti positivi in termini di protezione ambientale, grazie alla sua capacità di costituire un importante filtro/barriera alla percolazione dei nitrati e questo anche a fronte di distribuzioni di liquami in dosi quasi doppie al limite per zone vulnerabili. L effetto è poi potenziato dal fatto che questo tipo di prato può avere una durata sino a 8- anni e quindi la sua rottura è meno frequente rispetto al medicaio. Alla stessa stregua, se non meglio, si devono considerare i prati permanenti o stabili. Non vanno però sottaciute le elevate richieste idriche di queste tipologie di prati, se si vogliono ottenere adeguate produzioni foraggere, altrimenti decisamente più scarse di quelle di un medicaio. Rimane il fatto che per contrastare la percolazione dei nitrati che può conseguire alla rottura dei prati occorre prevedere la semina, il prima possibile dopo l aratura, di una coltura a elevata capacità di assorbimento dell azoto, come può essere un cereale primaverile-estivo (mais, sorgo), posticipandola al massimo a fine estate-inizio autunno e utilizzando in questo caso una coltura «trappola» per i nitrati (catch crop), quale per esempio loiessa, facelia, rafano, orzo, senape (Tabaglio e Ligabue, 1994). Nella proposta italiana per deroga al limite dei 17 kg N/ha/anno, i prati con prevalenza di graminacee (sia temporanei che permanenti) sono stati inseriti tra i sistemi colturali per i quali è stato chiesto che si possa arrivare ad apporti fino a 25 kg N/ha/anno anche nelle zone vulnerabili. I risultati ottenuti nella prova illustrata in questo articolo contribuiscono a confermare l adeguatezza tecnico-scientifica di questa proposta. Dopo la recente formalizzazione della richiesta di deroga al Comitato nitrati della Commissione europea, la votazione sulla sua ammissibilità è prevista per la fine dell anno. Paolo Mantovi Elena Bortolazzo Crpa Reggio Emilia p.mantovi@crpa.it Vincenzo Tabaglio Istituto di agronomia, genetica e coltivazioni erbacee, Università Cattolica del Sacro Cuore Piacenza Si ringrazia l azienda agricola Cotti Luca e Silvio di Pilastro di Langhirano (Parma) per l ospitalità e la collaborazione. Per consultare la bibliografia: ia29_5155_web 29/2 L Informatore Agrario 47

5 Articolo pubblicato su L Informatore Agrario n. 29/2 a pag. 44 Il liquame bovino su prato non comporta perdite di nitrati BIBLIOGRAFIA Beretta G.P., Fumagalli L., Mantovi P. (2) - Strumentazione di campi-prova per il monitoraggio del mezzo non saturo ai fini dello studio di inquinanti diffusi. Igea - Ingegneria e Geologia degli Acquiferi (Groundwater Geoengineering) 14: Mantovi P., Fumagalli L., Beretta G.P., Guermandi M. (26) - Nitrate leaching through the unsaturated zone following pig slurry applications. Journal of Hydrology, 316: Tabaglio V., Ligabue M. (1994) - Le trappole per i nitrati. Agricoltura, Ass.to Agr. Emilia-Romagna, 22(7-8): Ten Berge H.F.M., Van Der Meer H.G., Carlier L., Baan Hofman T., Neeteson J.J. (22) - Limits to nitrogen use on grassland. Environmental Pollution, 118(2):