Patrizia Zaccheo e Laura Crippa. Nuove acquisizioni sperimentali sui substrati di coltivazione

Transcript

1 Patrizia Zaccheo e Laura Crippa Nuove acquisizioni sperimentali sui substrati di coltivazione

2 La sperimentazione sui substrati di coltivazione in Italia Un esempio di ricerche su nuovi materiali: il digestato Un esempio di approccio olistico alla caratterizzazione dei substrati: i biosaggi Acqua % vo (A) Torba bionda di sfagno ,01 0, potenziale acqua (kpa) idratazione essiccazione

3 1. La sperimentazione in Italia. Livelli di indagine sperimentale Component i di base, concimi, correttivi, additivi, acqua PRODUZION E Pianta, concimi solubili STOCCAGGIO IMPIEGO (REIMPIEGO) Vita commerciale Utilizzo nelle aziende florovivaistiche (substrati professionali) Utilizzo nel settore hobbistico

4 Influenza della modalità di raccolta e lavorazione della torba sulle principali caratteristiche fisiche di un terriccio (ERSA- FVG, Pozzuolo del Friuli) PRODUZION E Costituenti di base Formulazione qualità dei di componenti substrati colturali (torbe, a base compost) di compost per la produzione nuovi materiali di piantine (matrici da trapianto vetrose,digestati) per agricoltura biologica (CRA, Correttivi: Roma) potere correttivo, tempi d azione, Biostimolanti: prodotti di sintesi e di origine naturale Impiego della frazione solida del digestato come parziale Additivi:inoculi microbici sostituto della torba (Unimi, Milano) Impiego di tensioattivi di origine vegetale (ERSA-FVG, Pozzuolo del Friuli)

5 STOCCAGGIO Criteri di valutazione della qualità Trasformazioni dei materiali aggiunti Attività biologica Vita commerciale Influenza della granulometria, del tempo e del grado di decomposizione della torba sulla stabilizzazione del ph (ERSA-FVG, Pozzuolo del Friuli) Tempi e modalità del rilascio di nutrienti da concimi a lento rilascio, rilascio controllato e con inibitore della nitrificazione in diverse tipologie di substrati (Unimi, Milano; ERSA-FVG, Pozzuolo del Friuli; Azienda Sperimentale di Albenga, Camera di Commerciodi Savona) Realizzazione di una rete di laboratori per le analisi sui substrati di coltivazione (Unimi, Milano) Ring test europei per il controllo delle analisi sui substrati

6 Pianta, concimi solubili IMPIEGO (REIMPIEGO ) Utilizzo nelle aziende florovivaistiche (sub professionale) Utilizzo nel settore hobbistico Colture in contenitore far crescere una pianta in un ambiente confinato:quali problemi? Il sistema ha un grado di tolleranza minimo, soprattutto alle temperature e all umidità (ma non solo): carenza di ossigeno, accumulo di sali, elevate temperature (colore e materiale dei vasi), tossicità da ammonio Le piante sono più sensibili agli errori umani!

7 Stabilità delle caratteristiche fisiche Stabilità biologica (compost) Relazione substrato/contenitore Repressività Interazione con fitofarmaci/concimi Università di Pisa (A.Pardossi) Centro Ricerche Mirst, Minoprio (P. Frangi) Azienda Sperimentale della CC di Albenga (G.Minuto) Laboratorio Substrati, Ersa-FVG (C.Cattivello) CRA, Roma, Pescia, Bari,Metaponto

8 Un esempio di ricerche su nuovi materiali: il digestato Impiego della frazione solida del digestato Cos è Il digestato è il residuo del processo di digestione anaerobica Può derivare dalla digestione di: effluenti zootecnici; biomasse vegetali (di scarto o dedicate); sottoprodotti di origine animale (SOA); fanghi di depurazione; frazione organica dei rifiuti solidi urbani(forsu). Pro e Contro Crescente disponibilità, basso costo Elevata stabilità Abbondanza in lignina ph non sempre idoneo Presenza di azoto ammoniacale Elevata salinità

9 Campione 1: frazione solida di digestato da impianto 1 Mw alimentato per 80% con liquame suino+silomais e per 20% con scarti vari industria alimentare Campione 2: frazione solida di digestato da impianto 130 kw alimentato con liquame suino e letame bovino Prove condotte con miscela digestato/torba % digestato: 0, 25, 50 v/v

10 Effetto della miscelazione con torba sui parametri chimici e fisici Campione 1 Campione 2 Torba Camp 1 50% Camp1 25% Camp2 50% Camp2 25% Umidità % s.s. % ph 7,5 7,9 4,2 5,5 4,6 5,0 4,6 CE. ds/m 1,35 1,13 0,08 0,73 0,39 0,47 0,34 ceneri % H2O pf1 % H2O pf1,7 % AFD % 4,6 17,9 39,6 32,6 36,3 34,2 37,7 porosità tot % aria pf1 % aria pf1,7 % K sol in acqua mg/l Ca mg/l 4,5 6,9 Mg mg/kg N totale g/kg 20 22

11 Risultati dei biosaggi vegetali

12

13 I biosaggi il biosaggio è una procedura generalmente di breve durata, con un protocollo ben definito, ripetibile, con cui si stima la tossicità potenziale di sostanze chimiche o di matrici complesse, valutandone gli effetti su organismi usati come test. Può essere utilizzato in senso POSITIVO per una valutazione sintetica della qualità dei substrati di coltivazione Germinazione e allungamento radicale crescione Allungamento radicale orzo Vegetazione/Accrescimento lattuga

14 Germinazione e allungamento radicale crescione (Quaderno IRSA CNR 64,1983) dispositivo: carta bibula in scatola Petri testimone: acqua campione: estratto acquoso diluizioni (30, 10, 3 1 %) organismo: semi imbibiti repliche: 4 (10 semi / scatola Petri) ambiente: cella T C durata: ore misura: n. semi germinati e lunghezza radice espressione risultato: I.G.% (rapporto testimone/campione) giudizio: OK IG>60% Componenti IDROSOLUBILI: elementi e composti tossici, salinità, fitotossine Indice di Germinazione %

15 Allungamento radicale - orzo (ISO , 1993) dispositivo: vasi cilindrici h min 16cm testimone: sabbia silicea campione: tal quale (500cc d.a. secca) umidità: 70% pf1 organismo: semi germinati (rad. 1-2mm) repliche: 3 (6 semi / vaso) ambiente: cella 20/16 C (giorno/notte) durata: 2+5 giorni misura: lunghezza radice principale (mm) espressione risultato: media, I.A.% giudizio: confronto statistico campione/testimone elementi e composti tossici, salinità, fitotossine, proprietà fisiche Indice Allungamento rad. %

16 Il test è molto sensibile all ambiente fisico TERRENO MINERALE T. BUONA TESSITURA SABBIA SABBIA T. MINERALE + AMMENDANTE

17 Vegetazione/Accrescimento lattuga (ISO , 1995; B.U.R.L. 26 maggio Test di fitotossicità) dispositivo: vasi capacità 300cc testimone: sabbia silicea fertilizzata campione: tal quale umidità: 70% pf1 organismo: plantule (prima foglia vera) repliche: 4 (3 piante / vaso) ambiente: serra 21/16 C (giorno/notte) durata: 21 giorni misura: peso fresco e secco biomassa epigea espressione risultato: media, I.Veg. giudizio: confronto statistico campione/testimone elementi e composti tossici, salinità, fitotossine, proprietà fisiche, nutrienti, stabilità fisica e biologica Ca Mg K P ph 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 CE Porosità H2O pf1 aria pf1 Ca Mg K P 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 ph CE Porosità H2O pf1 aria pf1 Ca Mg K P 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 ph CE Porosità H2O pf1 aria pf1 N-NH4 N-NO3 AFD H2O pf1,7 aria pf1,7 N-NH4 N-NO3 AFD H2O pf1,7 aria pf1,7 N-NH4 N-NO3 AFD H2O pf1,7 aria pf1,7 Indice di Vegetazione

18 Confronti Germination test (Lepidium sativum L.) Germinazione Growth test (Lactuca sativa L.) Vegetazione Germination Index 1 Growth Index # # 0 H3 H4 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P14 P15 Control # P8 and P11 not carried out the mean difference is significant at 0.05 level (Dunnett t-test 2-sided, Control group against the other groups) Root Elongation test (Hordeum vulgare L.) Allungamento radicale 2 0 H4 H3 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P14 P15 Control the mean difference is significant at 0.05 level (Dunnett t-test 2-sided, Control group against the other groups) 2 Elongation Index 1 0 H3 H4 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P14 P15 Control the mean difference is significant at 0.05 level (Dunnett t-test 2-sided, Control group against the other groups

19 Elevata sensibilità del test: da - 30% a + 60% rispetto a controllo Indice Allungamento rad # S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 # Indice Allungamento rad: media campione/media controllo (sabbia) Differenze significative tra media campione e media controllo (test di Dunnett )

20 Cicli forzati di idratazione/essiccazione per simulare effetto coltivazione su stabilità

21 Indice Allungamento rad 2,0 1,0 0,0 S2 ns CICLO 0 CICLO 1 CICLO 2 tal quale 1 serie cicli 2 serie cicli n = 10 nessun effetto Indice Allungamento rad 2,0 1,0 0,0 b S4 a a CICLO 0 CICLO 1 CICLO 2 tal quale 1 serie cicli 2 serie cicli n = 6 riduzione 2.0 S3 Indice Allungamento rad a b ab CICLO0 CICLO1 CICLO2 tal quale 1 serie cicli 2 serie cicli n = 2 risultati ambigui

22 In corso.. Draft pren 16089: Soil improvers and growing media Determination of plant responses Petri dish test using cress confronto con test germinazione italiano Quaderno IRSA CNR 64,1983 Allungamento radicale orzo (ISO , 1993) messa a punto di testimone idoneo per substrati di coltivazione