CARTA DELLA DOTAZIONE IN SOSTANZA ORGANICA DEI SUOLI DELLA PIANURA EMILIANO-ROMAGNOLA STRATO 0-0 cm SCALA 1:50.000 Settembre 011
SOMMARIO INTRODUZIONE... DEFINIZIONI... 4 CONSULTAZIONE DELLA CARTA... 5 DESCRIZIONE DELLA CARTA... 6 ALLEGATO: METODOLOGIA UTILIZZATA... 7 BIBLIOGRAFIA...10
INTRODUZIONE La Carta della dotazione in sostanza organica dei suoli della pianura emiliano-romagnola descrive qualitativamente il contenuto di sostanza organica nei primi 0 cm di suolo, in funzione della classe tessiturale del suolo stesso. Tali informazioni possono essere utili per applicare tecniche agricole più razionali e sostenibili, come la produzione integrata, promossa dalla Regione Emilia-Romagna (RER) con diversi strumenti di incentivazione e assistenza tecnica, al fine di ottenere prodotti di qualità garantita, nel rispetto dell ambiente e della salute dell uomo. La conoscenza della dotazione di sostanza organica dei terreni può contribuire al conseguimento di tali finalità, integrando così le norme e le indicazioni tecniche contenute nei disciplinari di produzione integrata (D.P.I.). Essa inoltre può orientare territorialmente l adesione alle azioni dei Programmi di Sviluppo Rurale volte all incremento o quantomeno alla conservazione della sostanza organica e consentire successivamente la valutazione dell efficacia dell applicazione delle azioni. La sostanza organica presente nel suolo svolge diverse funzioni sintetizzabili in: - nutrizionale, attraverso la messa a disposizione delle piante degli elementi nutritivi in forma più o meno pronta e solubile; - strutturale, migliorando la fertilità fisica del terreno. La diminuzione del contenuto di materia organica nei suoli è considerata una minaccia ed un elemento di degrado del suolo così come indicato nella comunicazione Strategia tematica per le protezione del suolo della Commissione Europea (COM006/1). I disciplinari di produzione integrata (D.P.I.) prevedono la pratica della fertilizzazione organica anche con l obiettivo di favorire e proteggere la funzione strutturale della sostanza organica. Se da un lato con le pratiche di produzione integrata si vuole favorire il mantenimento e/o l incremento del contenuto di sostanza organica nei suoli, dall altro le stesse pratiche forniscono elementi nutritivi che vanno commisurati alle reali esigenze delle colture. In particolare è necessario contenere gli apporti di azoto per limitare il rischio di inquinamento delle acque in conseguenza dei fenomeni di lisciviazione. Come meglio riportato nei paragrafi successivi i quantitativi massimi utilizzabili annualmente sono funzione della dotazione in sostanza organica del suolo.
DEFINIZIONI Di seguito si riportano alcune definizioni utili alla lettura della carta qui presentata, tratte dal Disciplinare di Produzione Integrata D.P.I. NORME GENERALI ed. Dicembre 010: Sostanza organica La sostanza organica (SO) nel suolo rappresenta circa l 1- % della fase solida in peso e il 1-15% in volume; ciò significa che essa costituisce una grossa parte delle superfici attive del suolo e, quindi, ha un ruolo fondamentale sia per la nutrizione delle piante (mineralizzazione e rilascio degli elementi nutritivi, sostentamento dei microrganismi, trasporto di P e dei microelementi alle radici, formazione del complesso di scambio dei nutrienti) e sia per la struttura del terreno (aerazione, aumento della capacità di ritenzione idrica nei suoli sabbiosi, limitazione nella formazione di strati impermeabili nei suoli limosi, limitazione, compattamento ed erosione nei suoli argillosi); spesso i terreni agricoli ne sono deficitari. Comunemente il contenuto in sostanza organica viene stimato indirettamente moltiplicando la concentrazione di carbonio organico per un coefficiente di conversione pari a 1,74. Tabella 1 Schema di valutazione secondo D.P.I. - Norme Generali, 010 Efficienza degli ammendanti organici Ai fini dell utilizzazione agronomica si considerano ammendanti quei fertilizzanti, come ad esempio il letame bovino maturo, in grado di migliorare le caratteristiche del terreno e che diversamente da altri effluenti zootecnici come i liquami e le polline rilasciano lentamente ed in misura parziale l azoto in essi contenuto. Come caratteristiche minime di riferimento si può assumere che detti materiali debbano avere un contenuto di sostanza secca > al 0% ed un rapporto C/N maggiore di 11. Mediamente si considera che nell anno di distribuzione circa il 0% dell ammendante incorporato nel suolo subisca un processo di completa mineralizzazione. Fertilizzazione organica e ambiente L apporto di ammendanti con lo scopo di mantenere e/o accrescere il contenuto di sostanza organica nei terreni è una pratica da favorire. D altra parte apporti eccessivi effettuati con una logica di smaltimento aumentano i rischio di perdite di azoto e di inquinamento ambientale. Sono pertanto fissati i quantitativi massimi utilizzabili annualmente in funzione del tenore di sostanza organica del terreno come riportati in Tabella. Classe di dotazione in sostanza organica Apporti massimi annuali (t s.s./ha) Scarsa 1 Normale 11 Elevata 9 Tabella. Apporti massimi di ammendanti organici in funzione della dotazione del terreno in sostanza organica secondo D.P.I - Norme Generali, 010. 4
CONSULTAZIONE DELLA CARTA La rappresentazione del territorio avviene attraversa una struttura a maglia costituita da celle con lato di 1Km. Il valore attribuito a ciascuna cella (Figura 1) descrive in termini qualitativi, CLASSE o GIUDIZIO, la dotazione in sostanza organica dei suoli in funzione della loro classe tessiturale secondo il seguente schema (da D.P.I., 010, tabella.1): CLASSE da D.P.I. Terreni sabbiosi (S-SF-FS) Dotazione di Sostanza Organica (%) Terreni medio impasto (F-FL-FA-FSA) Terreni argillosi e limosi (A-AL-FLA-AS-L) molto bassa <0,8 <1,0 <1, bassa 0,8-1,4 1,0 1,8 1, -, media 1,5 -,0 1,9,5, -,0 elevata >,0 >,5 >,0 Tabella Schema di classificazione da D.P.I RER - Norme Generali, 010 Il valore si riferisce ai primi 0 cm di suolo con una scala di dettaglio di 1:50.000. Si veda l allegato METODOLOGIA UTILIZZATA per una breve descrizione dei processi di elaborazione. Dotazione in sostanza organica tra 0-0 cm Livello di dettaglio 1:50.000 Classe da D.P.I. RER 010 media Legenda CLASSE da D.P.I. RER 010 molto bassa Dotazione di Sostanza Organica (%) Terreni sabbiosi (S-SF-FS) Terreni medio impasto (F-FL-FA- FSA) Terreni argillosi e limosi (A-AL-FLA- AS-L) <0,8 <1,0 <1, bassa 0,8-1,4 1,0 1,8 1, -, media 1,5 -,0 1,9,5, -,0 elevata >,0 >,5 >,0 Anno di aggiornamento 011 apri Note Illustrative Regione Emilia-Romagna Figura 1. Legenda di consultazione delle singole celle 5
DESCRIZIONE DELLA CARTA La Carta della dotazione in sostanza organica dei suoli della pianura emiliano-romagnola, come più ampiamente descritto nell allegato METODOLOGIA UTILIZZATA, è il risultato di una elaborazione che a partire da valori puntuali di tessitura, argilla, limo e sabbia, e di sostanza organica tiene conto della distribuzione dei suoli in ragione anche dei diversi distretti agricoli regionali e quindi dei diversi usi del suolo e ordinamenti colturali che caratterizzano ciascun distretto. Questo fa sì che ne esca un quadro descrittivo che riflette non solo la distribuzione dei suoli ma anche le pratiche colturali che insistono sui suoli influenzandone il contenuto in sostanza organica. Figura Carta della dotazione in sostanza organica secondo classi da D.P.I - Norme Generali, 010 Lo schema di giudizio sulla dotazione di SO (Tabella ) contenuto nei disciplinari di produzione integrata è calibrata sulla realtà regionale. Si fonda sul presupposto che la capacità di accumulare sostanza organica è suolo-specifica, ossia dipende non solo da fattori climatici e di gestione agronomica del suolo ma anche dalle caratteristiche chimico-fisiche del suolo stesso tra cui appunto la composizione granulometrica ossia il contenuto di argilla, limo e sabbia. I suoli sabbiosi presenti lungo tutta la costa della regione Emilia-Romagna e più ampiamente nella pianura deltizia esterna del fiume Po pur avendo bassi contenuti percentuali di SO hanno un giudizio medio perché bassa è la loro capacità di accumulo. I dossi e le valli della pianura emiliana, da Modena e Piacenza, caratterizzati da suoli di medio impasto e da suoli argillosi hanno valori di giudizio tra il medio e l elevato. Questi suoli che hanno una maggiore capacità di accumulo sono anche dotati di un buon contenuto di SO perché sono zone dove le colture foraggere legate alle produzioni zootecniche e casearie sono ancora oggi diffuse nel territorio. Un giudizio basso è invece largamente diffuso nella pianura romagnola e sui suoli limosi della prima fascia collinare del piacentino, dove le caratteristiche dei suoli presenti consentirebbero buoni accumuli di SO, ma la gestione agronomica tipica della zona ha portato a scarsi apporti di SO, favorendo nel contempo la mineralizzazione di quella presente. 6
ALLEGATO: METODOLOGIA UTILIZZATA La base cartografica di riferimento è costituita dalla Carta dei suoli di pianura 1:50.000 edizione 005, prodotta dal Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli. La Carta dei suoli descrive il territorio di pianura attraverso poligoni (o delineazioni) che rappresentano una porzione di territorio omogenea per i tipi di suoli in essa presenti. Le informazioni cartografiche sono state integrate da un numero cospicuo di dati analitici (data set di circa 19.000 osservazioni per l intervallo 0-0 cm) che fanno capo sia ad osservazioni pedologiche raccolte dal Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli, sia a prelievi effettuati nell ambito delle attività di assistenza tecnica per l agricoltura (ex Servizio Analisi Consulenza Terreni). I dati sono stati dapprima armonizzati dal Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli e poi elaborati attraverso analisi statistica e geostatistica da parte di Fabrizio Ungaro del CNR IRPI 1. Per la valenza applicativa in agricoltura la realizzazione della Carta della dotazione in sostanza organica dei suoli della pianura emiliano-romagnola è avvenuta anche grazie alla collaborazione con il Servizio regionale Ricerca, innovazione e promozione del sistema agroalimentare con cui si sono condivise, oltre ai dati di base, tutte le fasi progettuali. L elaborazione complessiva è stata effettuata in base a criteri statistici e geostatistici con la seguente metodologia: raggruppamento di tutti i suoli di pianura in 4 unità funzionali, ossia associazioni di suoli affini per uno o più dei seguenti aspetti: inondabilità, famiglia tessiturale, classe di pendenza, origine dei depositi, disponibilità di ossigeno, contenuto in calcare totale, quantitativi di carbonio organico (tabella 4 e 5); calcolo delle statistiche descrittive di tutti i parametri coinvolti, sostanza organica, argilla, limo e sabbia, contenuti nel data set (media, minimo, massimo, deviazione standard, intervalli di confidenza, errore standard, mediana, quartili, 1 e 9 decile) per ci ascun gruppo funzionale e sottogruppo. Le statistiche sono state calcolate per singole zone colturali al fine di individuare differenze significative nei valori medi delle variabili riconducibili non solo alle differenze nei gruppi e sottogruppi funzionali ma anche agli usi del suolo prevalenti nelle diverse zone colturali; definizione del valore medio di riferimento. Le combinazioni gruppo funzionale-zona colturale sono state utilizzate per definire un valore medio per ciascun parametro da attribuire alle delineazioni della carta dei suoli di pianura 1:50.000. Nel caso di delineazioni miste, ossia con suoli ricondotti a gruppi funzionali differenti, sono stati calcolati valori medi ponderati sulla percentuale di occorrenza di ogni suolo all interno della delineazione; calcolo della differenza tra i valori puntuali presenti nelle delineazioni e il valore medio attribuito alla delineazione dove i punti stessi ricadono. Tale differenza, detta residuo, è stata oggetto di analisi geostatistica. L analisi geostatistica ha come riferimento raster la griglia regionale con dimensione della cella di 1 km x 1km. La stessa griglia viene utilizzata come base per la restituzione degli elaborati. Il valore assegnato a ciascuna cella è dunque il valore medio della delineazione in cui ricade il centroide della cella stessa, corretto con il valore assegnato attraverso l analisi geostatistica dei residui. La metodologia applicata è una delle possibili varianti del Geostatistic-Scorpan Kriging (McBratney et al. 00, Ungaro et al 010); implementazione in ambiente GIS del modello di elaborazione per l applicazione della tabella a partire dagli strati di SO, argilla, limo e sabbia ottenuti ai punti precedenti. Gruppo funzionale Numero di sottogruppi A 6 Tessitura Ap FINE (A, AL, AS) Criteri per la definizone dei grandi gruppi Criteri per i sottogruppi Origine del parent material, disponibilità O, calcare B Tessitura Ap MEDIA (FAL, FL), buona disponibilità O Origine del parent material, calcare C 1 Tessitura Ap MEDIA (FLA, FL), moderata disponibilità O Origine del parent material, calcare 1 CNR Istituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica - Pedologia Applicata. Firenze Il Sevizio Geologico, Sismico e dei Suoli ha costruito a livello regionale ai fini delle analisi geografiche e della modellizazione, una griglia multiscala con celle di dimensione di 100m aggregabili ad 1Km con sistema di riferimento ED50 UTM fuso. La griglia è stata costruita con riferimento a quanto indicato dal progetto MEUSIS del JRC-European Commission. 7
Gruppo funzionale Numero di sottogruppi E 5 F 4 G H Inondabilità frequente I L Criteri per la definizone dei grandi gruppi Tessitura Ap MEDIA-FINE (FAL, FA, FAS con argilla <5%), disponibilità O da moderata a scarsa Tessitura Ap MEDIA-FINE (FAL, FA, FAS con argilla <5%), buona disponibilità O Tessitura Ap MOD.FINE (FAL, FA, argilla > 5%) FINE (A, AL, AS), moderata disponibilità O Tessitura Ap MOD.GROSSOLANA (FS, F) a GROSSOLANA (S, SF), buona disponibilità O Tessitura Ap MOD. GROSSOLANA (FS, F), moderata disponibilità O M Tessitura Ap GROSSOLANA (S, SF) Criteri per i sottogruppi Origine del parent material, calcare Origine del parent material, calcare Calcare N Famiglia tessiturale SKELETAL calcare Tessitura Ap, origine del parent material, calcare, disponibilità O Origine del parent material, calcare Origine del parent material, calcare Origine del parent material, disponibilità O O 5 Alto SOC % (>.5% in Ap/Op o comunque entro 100 cm) Tessitura A/Op, disponibilità O, calcare R 4 Pendenza > 6% Tessitura, disponibilità O, calcare Tabella 4. Criteri per la definizione dei gruppi funzionali. Gruppi Rischio Famiglia Tessitura SOC Origine Disponibilità n. Sottogruppi Pendenza Calcareo funzionali inondaz. tessiturale Ap % depositi O UTS 1 Moderata Si 4 Padani Scarsa No A Scarsa Si 5 Fine 4 Moderata No 5 5 Moderata Si 9 6 Scarsa Si 5 B 1 No 6 Media Buona Si 14 C 1 Media Moderata No 4 1 Media Padani No 7 Media -fine Padani Si 5 E Media Moderata Si 6 4 Media -fine Si 6 5 Media -fine Padani Si 1 Media -fine Si 8 F Media -fine No 19 Buona Media -fine Padani Si 4 Media Padani Si 1 1 fine Si 4 G fine - Moderata fine Si 7 H 1 Padani Buona No - Frequente Media Padani Moderate No Media Buona Si 1 Padani Si 1 I Buona Si Si 5 L 1 Padani Si 5 Moderata No 1 Padani Buona Si M Padani Moderata Si 4 Padani Scarsa Si 1 Si 7 N Skeletal a fine Buona No 6 a fine O 1 Organic Padani Scarsa Si 8
Gruppi Rischio Famiglia Tessitura SOC Origine Disponibilità n. Sottogruppi Pendenza Calcareo funzionali inondaz. tessiturale Ap % depositi O UTS >.5% - Padani Moderate No Media a fine Padani Si 6 4 Media a fine Padani Si 5 - Padani Scarsa Si 1 Marini Buona Si 5 Media Moderata No 5 R >6% fine - fine Moderata Si 4 4 fine - fine Moderata Si *si. >5.0%; no: <5.0% Tabella 5. Criteri per la definizione dei sottogruppi funzionali 9
BIBLIOGRAFIA Regione Emilia-Romagna, CRPV. Disciplinari di produzione integrata - Norme generali ed. Dicembre 010 http://www.ermesagricoltura.it/sportello-dell-agricoltore/come-fare-per/produrre-nel-rispetto-dell- ambiente/fare-agricoltura-integrata-produzioni-vegetali/disciplinari-di-produzione-integrata/norme-generali- 011 COM 006/1 definitivo. Strategia tematica per la protezione del suolo. http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/com_006_01_it.pdf. COM 006/ definitivo. Proposta di Direttiva del parlamento europeo e del Consiglio che istituisce un quadro per la protezione del suolo e modifica la direttiva 004/5/CE. http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/com_006_0_it.pdf. Costanza Calzolari e Fabrizio Ungaro. La carta della dotazione in sostanza organica della pianura emilianoromagnola. Il suolo, Bollettino dell Associazione Italiana Pedologi n 1-, 005 http://www.aip-suoli.it/editoria/bollettino/n1-a05/n1-a05_08.htm McBratney, A.B., Mendonça Santos, M.L., Minasny, B., 00. On digital soil mapping. Geoderma, 117, -5. MEUSIS http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/projects/meusis/main.html Ungaro, F., Calzolari, C., Tarocco, P., Giapponesi, A. and Sarno, G. 005. Quantifying spatial uncertainty of soil organic matter indicators using conditional sequential simulations: a case study in Emilia Romagna plain (Northern Italy). Canadian Journal of Soil Science, 85, 499-510 Ungaro F., Staffilani F., Tarocco P, 010. Assessing and mapping topsoil organic carbon stock at regional scale: a Scorpan Kriging approach conditional on soil map delineations and land use Land Degrad. Develop. DOI: 10.100/ldr.998 10