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Birra e scienza


12-12-2013

Con questo articolo inauguriamo una nuova sezione di Nonsolobionde.it intitolata "Birra e Scienza", realizzata in collaborazione con l’Azienda Agraria Didattico Sperimentale “P.Rosati” dell'Università Politecnica delle Marche. In "Birra e Scienza" ospiteremo tesi di dottorato, articoli e monografie dal carattere prettamente scientifico, cioè quel tipo di pubblicazioni che si trovano su riviste o monografie che solitamente hanno diffusione solo nel ristretto ambito accademico. Questi testi, salvo eventuale traduzione, li lasceremo intonsi, in tutta la loro lunghezza e corposità, per nulla perdere dei loro contenuti scientifici.

Si tratterà, al pari della monografia qui presentata, di articoli che tratteranno tutta una serie di argomenti in qualche modo connessi o avvicinabili al mondo della birra, a partire dal vastissimo mondo delle scienze agrarie, essendo queste alla base della filiera che porta al prodotto "birra".

 

 

Presentazione 

a cura del Prof. Rodolfo Santilocchi (Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali, Università Politecnica delle Marche)

 

La birra, specie se parliamo di birra di qualità, è un prodotto della filiera agroalimentare. Come tale, crediamo che non si possa prescindere da una seria conoscenza delle questioni scientifiche e dei continui studi e innovazioni che coinvolgono l'intera filiera, a partire dai vari aspetti che riguardano l'agricoltura, grazie alla quale si producono l'orzo, il luppolo ed altri componenti minori od accessori della birra. 

Ci sembra quindi utile diffondere il più possibile l'attenzione alla scienza tra tutti gli operatori del settore agroalimentare, ed in particolare a quegli agricoltori e artigiani che, in un modo o nell'altro, concorrono a realizzare quei magnifici prodotti italiani che sono le birre artigianali. Proprio per questo desiderio di divulgazione, l’Azienda Agraria Didattico Sperimentale “P.Rosati” dell'Università Politecnica delle Marche collabora da tempo ed attivamente con diversi enti ed operatori del settore agroalimentare, compresi alcuni afferenti al mondo della birra (come il CO.BI., Consorzio Italiano Produttori dell'Orzo e della Birra) senza dimenticare che gli stessi prodotti agricoli italiani possono essere, e si auspica saranno, in un prossimo futuro, alla base della produzione non solo dei birrifici agricoli e di pochi altri "coraggiosi", bensì materia prima per moltissimi birrifici agricoli italiani.

Per incrementare la diffusione di questa cultura pro-scientifica, abbiamo accettato volentieri l'invito di Nonsolobionde.it a collaborare alla creazione di un'apposita sezione dedicata alle scienze. 

Inauguriamo questo piccolo sodalizio con una monografia riguardante alcuni aspetti dell'agricoltura biologica – argomento tra i più attuali nell'odierno panorama scientifico ed economico, interessante per la filiera birraia, ma non solo. Questa monografia è il risultato di una sperimentazione condotta dall’Azienda Agraria “Pasquale Rosati” dell’Università Politecnica delle Marche, in collaborazione con il Consorzio Marche Biologiche, tramite la Regione Marche (SR Marche 2007/201) ed è stata inizialmente pubblicata nel volume "Cereali Biologici di qualità".

 


 

Introduzione alla monografia

a cura di Francesco Torriani (*)

 

Una delle maggiori problematiche nella gestione agronomica di colture biologiche è la gestione dei nutrienti e dei fertilizzanti. Si può apportare azoto al suolo mediante due differenti strategie: il corretto utilizzo di azotofissatrici nell’avvicendamento colturale o l’uso di fertilizzanti e ammendanti consentiti in agricoltura biologica. L’uso delle leguminose viene limitato in molti ambienti da motivazioni di ordine economico, legate alla commercializzazione dei derivati, e spesso esse vengono destinate al sovescio (concimazione verde) (Rodrigues et al., 2006). I fertilizzanti e gli ammendanti pongono problematiche nella loro gestione agronomica poiché i processi di immobilizzazione e mineralizzazione della sostanza organica sono difficilmente programmabili (Geypens, 1996). La condizione più diffusa in agricoltura biologica è una disponibilità di nutrienti per la coltura inferiore all’ottimale, con ovvie conseguenze sulla quantità e qualità delle produzioni; ma può verificarsi, in alcuni periodi dell’anno, una disponibilità di azoto superiore alle richieste della coltura, con maggiori rischi di accumulo di azoto lisciviabile (Aronsson e Torstensson, 1998). Poiché l’agricoltura biologica dipende per la nutrizione delle piante, sia che essa sia assicurata mediante leguminose o fertilizzanti e ammendanti, dai processi di trasformazione della sostanza organica del suolo, risulta evidente la necessità di mantenere una buona qualità del suolo. (Bloem et al., 2005). La gestione del suolo e di conseguenza dell’azoto è una pratica complessa (Delden, 2001) poichè la quantità e qualità di sostanza organica in un suolo varia in esso più lentamente rispetto ad altre caratteristiche che ne definiscono la fertilità; e le tecniche agronomiche per il suo mantenimento devono consistere in una combinazione di pratiche differenti (Smith et al., 2000). La gestione del suolo e di conseguenza dell’azoto diviene quindi complessa (Delden, 2001). Nell’Azienda Agraria didattico sperimentale “Pasquale Rosati” dal 1997 è attiva una ricerca per la valutazione degli effetti del sistema colturale, biologico, tradizionale, a basso impatto, sulla sostanza organica del suolo, oltre che erosione idrica e perdite di nitrati. Le analisi del suolo effettuate dopo dieci anni di sperimentazione hanno evidenziato che il contenuto di sostanza organica statisticamente non cambia tra un sistema biologico, fertilizzato con letame bovino, e uno convenzionale, mentre si contrae nel sistema colturale a basso impatto. Confrontando il sistema colturale biologico e convenzionale è emerso che l’apporto di letame in biologico ha favorito la formazione di aggregati strutturali con il risultato di una maggiore presenza di sostanza organica umificata nel terreno coltivato in biologico rispetto a quanto rilevato in convenzionale. Dalle analisi è emerso inoltre che il letame apportato al suolo è stato prontamente aggredito dai microrganismi presenti dando luogo al fenomeno della mineralizzazione. L’azoto reso disponibile in autunno è andato in gran parte perso per lisciviazione, non essendo presenti colture in grado di assorbirlo. Risulta quindi interessante valutare gli effetti su: rese, suolo e disponibilità di azoto; di fertilizzanti differenti rispetto al letame; fertilizzanti che possano essere impiegati con tempi differenti rispetto allo stallatico. Da dieci anni, l’Azienda Agraria è inoltre parte operativa, assieme all’area Agronomia e Genetica Agraria dell’Univ. Politecnica delle Marche, della Rete nazionale di confronto tra varietà di frumento duro in biologico, coordinata dal CRA-QCE (Unità per la valorizzazione qualitativa dei cereali) di Roma. Obiettivo della Rete è di fornire agli operatori informazioni sull’adattamento e sulla produzione quanti-qualitativa della granella di alcune varietà di frumento duro coltivate in biologico. Dalla sperimentazione in campo emerge che le rese sono fortemente influenzate dalle condizioni di disponibilità di azoto, oltre che dalla buona efficienza nell’accumulo e rilocazione dell’azoto e della sostanza secca della granella e dalla elevata tolleranza nei confronti di stress biotici con particolare attenzione alle fitopatie. Nel corso della sperimentazione passata si è puntato in particolare nell’analisi delle risposte delle differenti cultivar commerciali senza concentrare l’attenzione sulla tipologia di fertilizzante utilizzato e sulla sua prontezza nel rilasciare azoto. Nella sperimentazione attuale, nell’ambito del progetto di filiera biologica, si è voluto verificare, per una delle cultivar risultate più stabili nella produzione durante la sperimentazione di confronto varietale, la risposta a differenti formulati commerciali di fertilizzanti utilizzabili in agricoltura biologica, in funzione della precessione colturale. Si è valutato l’effetto di differenti fertilizzanti organici sulla fertilità del suolo in differenti avvicendamenti colturali comprendenti frumento duro. In uno schema sperimentale a blocchi completamente randomizzati con 3 ripetizioni, sono stati sottoposti a confronto 4 differenti fertilizzanti organici in 2 avvicendamenti colturali, comprendenti erba medica o una leguminosa da granella e frumento. Per ogni avvicendamento oggetto di indagine sono stati valutati:

− i principali caratteri agronomici, produttivi e merceologici;

− gli effetti su quantità e qualità della sostanza organica nel suolo; 

− la dinamica di espansione dell’apparato radicale nel terreno delle colture in atto. 

I risultati emersi in questo primo anno di progetto possono essere riassunti nei seguenti punti 

- definizione di rotazioni agronomicamente ed economicamente sostenibili per gli imprenditori agricoli che operano in questo settore; 

- identificazione dei fertilizzanti organici più efficienti nel rilascio di azoto in funzione della coltura;

- valutazione degli effetti dell’avvicendamento colturale sulla dotazione e caratteristiche della sostanza organica del terreno.

Pertanto la sperimentazione ha permesso di fornire alle aziende agricole elementi per la scelta dei fertilizzanti maggiormente performanti in termini di: resa, qualità merceologica della granella, costi, aumento della fertilità del suolo, sincronia con la crescita radicale. Inoltre, al fine di ottimizzare le produzioni, le prove hanno permesso di fornire alle aziende agricole la quantificazione degli effetti della precessione colturale, in termini di resa, qualità merceologica della granella, fertilità del suolo, topografia e architettura radicale delle colture avvicendate.

(*) Agronomo, Coordinatore del Progetto “Cereali biologici di qualità”

 


Prime valutazioni degli effetti della precessione colturale e della tipologia di fertilizzanti su rese di frumento e fertilità del suolo in biologico

 

di Bianchelli M., Monaci E., Neri D., Polverigiani S., Santilocchi R.,Toderi M., Vischetti C.

Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali, Università Politecnica delle Marche

 

PREMESSA

Se la fertilità del terreno in prima approssimazione, può essere definita come, la capacità del suolo di permettere la crescita di una pianta coltivata risulta però difficoltoso stabilirne con esattezza i fattori che la condizionano.

E’ possibile affermare che la fertilità è il risultato dell’interazione di una serie di caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche presenti nel terreno. Tra le caratteristiche chimiche, alcune, come il contenuto di nutrienti azotati, possono essere modificabili tramite un corretto utilizzo delle rotazioni nell’avvicendamento colturale e/o con apporti esterni. Questo assume particolare importanza nell’ambito dell’agricoltura biologica dove l’impiego degli ammendanti di sintesi risulta fortemente limitato e dove si intende valorizzare quanto più possibile le risorse presenti negli agroecosistemi. La fertilità organica di un suolo si identifica nelle molte e complesse funzioni svolte dalla sostanza organica che regola la quasi totalità degli equilibri fisici, chimici, biologici e nutrizionali del sistema suolo-pianta. Essa determina una corretta funzionalità biologica del suolo e favorisce uno sviluppo bilanciato delle colture. Sostiene l’attività della mesofauna e della microflora terricola che la trasforma rilasciando macro e microelementi utili alla nutrizione vegetale. I residui organici delle colture svolgono anche un’azione organizzativa della crescita delle radici e ne condizionano il trofismo, ovvero la capacità di assorbire i nutrienti in modo equilibrato. In molte specie sono, infatti, presenti meccanismi autopatici per cui le radici non gradiscono sostanze chimiche derivanti dalla degradazione dei residui della propria specie (o di specie affini, esempio pesco e melo) con conseguente limitazione dell’assorbimento e dello sviluppo e, nei casi estremi, necrosi diffuse. A ragione quindi, la sostanza organica può essere considerata il carburante biologico del sistema suolo e il suo reintegro nei suoli agricoli, fortemente impoveriti dalle pratiche della moderna agricoltura intensiva, un’urgente necessità. Ma al tempo stesso essa assume un elevato valore organizzativo del comportamento delle radici, per cui possono essere riconosciute nicchie di suolo con residui propri (da evitare) o di altre specie eupatiche (da sfruttare). Questo comportamento favorisce un naturale processo di diversificazione che aumenta la soppressività delle malattie e migliora l’uso delle risorse. Consente inoltre la formazione di cenosi complesse, la cui diversificazione favorisce a sua volta il processo di umificazione e la stabilizzazione dei residui. Si migliora infine l’efficienza ecologica del sistema colturale con effetti positivi per la struttura del terreno e non ostili alle radici che vengono stimolate a una maggiore ramificazione. Gli agricoltori hanno quindi il dovere, attraverso un’accurata scelta della pratica agronomica, di perseguire l’indigena funzionalità biologica al suolo, con il beneficio di ottenere prodotti agricoli di qualità attraverso minori costi di produzione. Se la struttura del suolo costituisce una caratteristica fisica legata al concetto di “fertilità” che può essere influenzata dall’agricoltore soprattutto tramite le lavorazioni del terreno, le lavorazioni del terreno condizionano in qualche modo anche le caratteristiche biologiche del terreno (contenuto di sostanza organica) poiché l’impiego di tecniche di  lavorazione profonda comportano la diluizione della sostanza organica e, di conseguenza, una limitazione dell’attività biologica del terreno. Mentre la rotazione colturale assume un ruolo chiave per garantire biodiversità e sostenibilità al sistema produttivo.

 

Ruolo e funzioni della sostanza organica nel suolo

La sostanza organica è rappresentata da tutti i residui di origine vegetale, animale e microbica che si accumulano negli strati più superficiali del suolo e che vengono lentamente e continuamente degradati dalla mesofauna (insetti e vermi terricoli) e dai microrganismi. Il suo contenuto dipende dal tipo di copertura vegetale, dal tipo di suolo, dalla sua gestione e dalla condizioni climatiche prevalenti. In genere, decresce rapidamente a seguito dell’asportazione della vegetazione nativa spontanea e a seguito della coltivazione dei suoli. La produzione agronomica si avvale della presenza di sostanza organica direttamente ed indirettamente. I vantaggi diretti riguardano l’arricchimento naturale dei suoli agricoli di nutrienti fondamentali per la crescita e la produzione vegetale quali N, P, S e K così come di elementi che, seppur richiesti in quantità minore dalle colture, sono altrettanto importanti per il corretto svolgimento dei processi metabolici delle piante come Fe, Mg, Ca, B, Cu, Zn, Mo. La concentrazione dei macro e micro nutrienti nella soluzione circolante del suolo dipende dalla natura fisico-chimica della sostanza organica accumulata. A sua volta questa, attraverso fenomeni di assorbimento e rilascio, regola la biodisponibilità di questi elementi. Alcune componenti della sostanza organica del suolo, in particolare le sostanze umiche, producono poi effetti diretti di tipo fisiologico sull’accrescimento dei vegetali, sia in seguito ad assorbimento diretto di macromolecole organiche, o parti di esse, da parte dei tessuti vegetali, sia per stimolazione di particolari processi biochimici nei citoplasmi cellulari. I benefici indiretti riguardano invece tutti gli effetti positivi esercitati dalla presenza della sostanza organica sulle proprietà chimiche e fisiche del suolo. Nei terreni calcarei, ad esempio, la sostanza organica tende ad abbassare il pH dei suoli, favorendo la solubilizzazione dei fosfati immobilizzati nei sali di calcio. Essa poi è la principale responsabile della formazione di una buona struttura dei suoli promuovendo l’aggregazione delle particelle minerali. Un suolo ben strutturato è caratterizzato da un’equa distribuzione dei macro e micropori. Questo favorisce l’accrescimento radicale e gli scambi tra la fase solida (minerale ed organica), liquida (soluzione circolante) e gassosa (aria tellurica). La presenza di una buona struttura inoltre riduce il compattamento del suolo dovuto al passaggio delle macchine. La presenza di una maggiore macroporosità favorisce l’infiltrazione di acqua piovana riducendone il ruscellamento, con il vantaggio di ridurre anche l’erosione e la perdita del suolo superficiale. Un suolo ben strutturato è, inoltre, caratterizzato da una maggiore capacità idrica di campo, ovvero è capace di trattenere una quantità maggiore di acqua riducendo i fenomeni di ristagno. A questo si associa l’intrinseca capacità della sostanza organica stessa di assorbire acqua per una quantità pari a circa 20 volte il proprio peso. Purtroppo, a causa dell’impoverimento in sostanza organica la maggior parte dei suoli agricoli ha perso le sue proprietà biologiche di rilascio dei nutrienti, risultano poco permeabili all’acqua, scarsamente aerati e frequentemente soggetti a fenomeni di compattamento, salinizzazione ed erosione con perdita degli strati superficiali più fertili.

 

Trasformazione biotica e stabilizzazione della sostanza organica nel suolo

Il suolo è un complesso sistema biologico ancora in gran parte sconosciuto. La vita dell’ecosistema terrestre dipende dalla sua piena funzionalità poiché essa assicura la crescita delle piante che rappresentano il primo anello della catena alimentare e la chiusura dei cicli degli elementi nutritivi. La sua attività metabolica è varia ed ampia, anche se solo il 5% dello spazio disponibile del suolo è occupato dagli organismi viventi. La mineralizzazione della sostanza organica in forme elementari di azoto (N), fosforo (P) e zolfo (S) è guidata dai microrganismi ed è influenzata da fattori quali temperatura, umidità, pH, ecc. nonché dai rapporti atomici carbonio/azoto/fosforo/zolfo dei residui vegetali in decomposizione.

L’attività della biomassa microbica dipende anch’essa dalla presenza della sostanza organica che rappresenta la principale fonte di carbonio per lo svolgimento della sua attività metabolica. La sostanza organica del suolo deriva da una miscela eterogenea di residui organici di origine vegetale (foglie, rami, fusti, radici) ed animale (deiezioni, carcasse) che arrivano o sono già presenti nel suolo. I residui organici sono amminutati ed in parte decomposti dalla mesofauna del suolo diventandone parte integrante per mescolamento, incorporazione fisica e traslocazione (lombrichi, formiche miriapodi). Durante questa prima fase di decomposizione, il materiale organico, viene a intimo contatto con il suolo e perciò diventa più accessibile e attaccabile dalla biomassa microbica responsabile della successiva trasformazione biochimica. I microrganismi del suolo sono, infatti, in grado di utilizzare la maggior parte dei composti organici grazie alle loro piccole dimensioni, alla presenza di enzimi idrolitici legati alla parete cellulare e alla loro elevata adattabilità metabolica. Sulla base della resistenza alla biodegradazione microbica, i residui organici permangono per tempi diversi nel suolo (Figura 1. Frazioni organiche e tempi di permanenza nel suolomag03/7/biomarche-figura-1.jpg). La frazione labile della sostanza organica è rappresentata dai composti facilmente degradabili come zuccheri semplici, amminoacidi, molte proteine ed alcuni polisaccaridi. Questi composti sono caratterizzati da un’alta solubilità e possono essere facilmente idrolizzati dai microrganismi a composti semplici. Sulla base delle condizioni climatiche predominanti, questa parte della sostanza organica facilmente degradabile permane nel suolo per tempi più o meno lunghi (giorni mesi). La frazione della sostanza organica che sostiene la maggior parte dell’attività biologica del suolo è detta frazione attiva. Questa è rappresentata dai composti organici più complessi e resistenti alla degradazione microbica come le cere, i grassi, la cellulosa e la lignina che, pertanto, persistono per periodi più lunghi nel suolo (mesianni). La frazione organica più recalcitrante alla degradazione è la frazione umica. Le sostanze umiche, rappresentano la componente più stabile della sostanza organica e sono costituite dai prodotti della degradazione chimica e biologica dei residui provenienti dai tessuti vegetali ed animali e/o all’attività di re-sintesi biotica o abiotica. Le molecole umiche tendono ad associarsi in strutture organiche complesse che risultano più stabili e resistenti alla degradazione rispetto al materiale di partenza. La frazione umica arriva  a costituire fino al 65% della sostanza organica del suolo ed ha un tempo di residenza medio che varia nei vari ecosistemi da alcune decine a diverse centinaia d’anni. Essa ha funzione di riserva di nutrienti che si rendono lentamente disponibili nel suolo. La presenza di un’elevata quantità di frazione umica è utile a sostenere l’attività biologica nel lungo periodo e conferisce un’elevata fertilità per il sostanziale miglioramento delle proprietà fisico-chimiche dei suoli agricoli.

 

La frazione umica

L’humus deriva da una profonda trasformazione della sostanza organica. Durante i processi di degradazione è possibile riconoscere chimicamente le parti di costituzione dei vari composti organici (zuccheri, peptidi etc.). La costituzione chimica delle molecole umiche invece è variabile e non facilmente definibile proprio perché queste si formano per intima trasformazione e ricombinazione dei composti organici della trasformazione microbica. I meccanismi attraverso i quali l’humus si forma nel suolo non sono ancora del tutto chiari, in ogni caso, si ritiene che la struttura molecolare portante delle sostanze umiche sia di natura aromatica, cioè costituita prevalentemente da lignine modificate e/o strutture chinoniche derivanti da componenti polifenoliche.

Sulla base della complessità strutturale, delle dimensioni molecolari e della solubilità in alcali e acidi, la frazione umica è divisa in tre componenti principali: acidi fulvici, acidi umici e umina. Le frazioni umiche hanno effetti positivi sulla crescita delle piante, sia in modo indiretto, influenzando le proprietà fisiche, chimiche e biologiche dei suoli, sia in modo diretto agendo sulla fisiologia delle piante stesse. La presenza di sostanza umificata fa acquisire al suolo un colore scuro favorendone il riscaldamento. Essendo poco solubile in acqua, previene la perdita per lisciviazione negli strati più profondi del suolo di nutrienti. Le sostanze umiche hanno dimensioni colloidali responsabili della formazione di aggregati stabili e della struttura del suolo. La frazione umica è caratterizzata dalla presenza di gruppi funzionali che le conferisce un potere tampone che reagisce alle variazioni di pH del suolo, proteggendone i delicati equilibri chimici e biologici. Le sostanze umiche contribuiscono per il 20-70% alla capacità di scambio cationico ovvero sulla capacità di un suolo di trattenere e rilasciare macro e micro elementi utili alla nutrizione minerale delle piante, e come già detto, contribuiscono esse stesse al lento rilascio di elementi nutritivi. Esse, inoltre, sono in grado di influenzare positivamente la crescita e lo sviluppo delle piante in modo diretto, favorendo la germinazione del seme, influenzando l’assorbimento radicale dei nutrienti e stimolando la crescita e la respirazione dell’apparato radicale. Particolare attenzione andrebbe quindi posta verso l’attuazione di pratiche agronomiche in grado di restituire ai suoli maggiore contenuto di sostanza organica favorendone la trasformazione nella sua frazione umica per il ruolo che quest’ultima svolge sulle funzioni nutritive e fisiologiche verso le colture. Pratiche agronomiche quali la presenza di colture di copertura, meglio se leguminose, l’avvicendamento colturale e/o la distribuzione di ammendanti organici tendono a migliorare la fertilità dei suoli. E’ importante, però, capire quali, tra queste pratiche, sia la più efficace nell’aumentare la quantità di sostanza organica favorendo la formazione di humus.

 

Alcune problematiche legate all’agricoltura biologica nelle Marche

Parte della sostanza organica che viene degradata secondo i meccanismi precedentemente esposti, rilascia nutrienti, in particolare nitrati, anche in periodi dell’anno in cui non sono presenti in campo colture in grado di assorbirli e che eventuali piogge sono in grado di dilavare causando inquinamento dei corpi idrici. Ciò, nella regione Marche, avviene principalmente nel periodo autunnale con concentrazioni di nitrati spesso superiori a 50 mg L-1. Per alcune colture in agricoltura biologica il problema è particolarmente sentito per la necessità di interrare i fertilizzanti organici prima dell’inizio del ciclo colturale, spesso ad inizio estate e mediante aratura, ciò causa un’elevata mineralizzazione della sostanza organica nel periodo successivo ed elevate perdite di azoto nell’autunno successivo. L’aratura aggrava il problema poiché induce una maggiore ossigenazione nello strato di terreno lavorato e di conseguenza una maggiore mineralizzazione e rilascio di nutrienti potenzialmente in grado di inquinare le acque. Il bilancio annuale e stagionale della sostanza organica viene raramente fatto. La sola mineralizzazione naturale può essere stimata attorno al 2% della sostanza organica umificata presente (senza considerare le lavorazioni e le altre tecniche coltivative che la possono ulteriormente aumentare). In un terreno che contiene il 2% di sostanza organica (70 t di humus per ettaro nei primi 30 cm del profilo) si può stimare una mineralizzazione di circa 1,4 t di humus per ettaro per anno, pari a 50-70 kg di azoto. Ovviamente questi valori sono indicativi e vanno adattati in funzione del contenuto reale nel terreno e della diversa stabilità delle frazioni organiche presenti (quelle meno stabili saranno mineralizzate per prime). Per rendere sostenibile nel tempo la coltivazione si deve ricostituire ogni anno la quota mineralizzata con altrettanta sostanza organica umificata. II bilancio fra mineralizzazione e umificazione ci permette stimare la frazione mineralizzata e la frazione organica necessaria per migliorare e mantenere la fertilità del terreno. Infine va ricordato che l’apparato radicale utilizza per il proprio funzionamento una frazione non trascurabile dell’attività fotosintetica (dal 20 al 50%) in funzione della diversa fertilità del terreno, delle tecniche colturali e delle interazioni allelopatiche con altre piante e con i rispettivi residui organici. In condizioni di stanchezza del suolo derivante dalla sommatoria di due processi: a) incremento della presenza di metaboliti tossici nel suolo derivanti da residui vegetali omospecifici e dalla loro degradazione microbica; b) perdita di humus e relativa riduzione del processo di umificazione, la radice necessita di maggiori investimenti a parità di assorbimento.

In effetti per il movimento biologico (organico) internazionale, la fertilità rappresenta “la condizione di un suolo ricco di humus in cui la crescita procede rapidamente, senza ostacoli ed efficientemente; il termine implica quindi abbondanza, alta qualità e resistenza alle malattie” (Howard, 1956). Il ripristino di un ciclo “virtuoso” della sostanza organica è quindi fondamentale e necessario è lo studio di come i residui organici evolvono e umificano nelle nostre condizioni e di come le diverse fasi evolutive dei residui nel terreno influenzano la radice (allelopatie) e la nutrizione (trofismo). In effetti le radici sono dotate di sensibilità allelopatica che permette loro di “sentire” le sostanze chimiche che si trovano nell’ambiente circostante e di conseguenza possono individuare la migliore direzione da seguire e dove ramificare, ovvero le zone più favorevoli (ricche di nutrienti e povere di residui organici della propria specie). Per questo motivo la fertilità del terreno va mantenuta in primo luogo creando le condizioni ecologiche ideali per l’umificazione.

 

La sperimentazione in atto: risultati del primo anno

La sperimentazione è stata realizzata nell’annata 2011- 2012 presso il corpo destinato all’agricoltura biologica di proprietà dell’Azienda Agraria Didattico-Sperimentale “Pasquale Rosati” dell’Università Politecnica delle Marche, sita nel comune di Agugliano (AN) (Fotografia 1. Foto area dell’appezzamento (in rosso) e vista del campo sperimentalemag03/7/biomarche-fotografia-1.jpg). L’obiettivo è studiare gli effetti di alcune tecniche colturali sulla fertilità del suolo e di conseguenza sulle rese e qualità delle produzioni, in particolare in un avvicendamento culturale frumento duro-cece. In uno schema sperimentale a blocchi completamente randomizzati con 3 ripetizioni sono stati sottoposti a confronto 3 differenti fertilizzanti organici disponibili in commercio (due granulari ed un liquido) ed un testimone non concimato in 2 avvicendamenti colturali: erba medica ed un avvicendamento orzo-leguminose da granella (da un anno non lavorato). In figura 2 mag03/7/biomarche-figura-2.jpg sono riportate le principali caratteristiche dei fertilizzanti impiegati. L’appezzamento utilizzato nella sperimentazione è caratterizzato da una giacitura leggermente collinare. Lo sgrondo delle acque è stato assicurato da un’opportuna affossatura trasversale. Le operazioni colturali eseguite in preparazione del letto di semina su entrambi gli appezzamenti sono state una ripuntatura ad una profondità di circa 25 cm e successivi affinamenti con chiesel ed erpici. La varietà impiegata nella sperimentazione è Claudio certificato bio, caratterizzato da una buona resa produttiva, testata in diverse sperimentazioni analoghe nello stesso ambiente in cui si è operato, unita ad una certa stabilità delle rese nel corso delle diverse annate agrarie. In figura 3 mag03/7/biomarche-figura-3.jpg è riportata la planimetria della sperimentazione. Le dimensioni delle parcelle sperimentali sono state definite nell’ottica di una raccolta manuale, per esigenze sperimentali, cercando quindi di ottenere una superficie tale  da consentire di effettuare dei campionamenti sulla vegetazione durante il ciclo di crescita e allo stesso tempo avere comunque a disposizione un quantitativo sufficiente di prodotto per le successive analisi qualitative della granella. I tre blocchi ripetuti nei due avvicendamenti colturali previsti sono stati separati da una fascia di rispetto di circa 10 m per evitare possibile deriva dei trattamenti fertilizzanti previsti nel protocollo sperimentale. In ogni parcella è stato installato un rizotrone di 0,5x0,5 m per l’osservazione dell’accrescimento radicale della coltura. Il periodo di osservazione è stato tra la germinazione della coltura e la fase di botticella. La semina è avvenuta il 17 novembre 2011 impiegando circa 280 kg/ha di seme certificato bio. Per cercare di contenere la crescita delle erbe infestanti sono stati eseguiti più passaggi con erpice strigliatore (27 gennaio 2012).

La concimazione granulare prevista (80 unità di N per parcella) è stata fatta il 13 marzo 2012, parecchi giorni più tardi rispetto alla data prevista a causa di una spessa coltre nevosa che dalla seconda settimana di Febbraio si è protratta fino ai primi giorni di Marzo, impedendo alle macchine agricole di entrare nell’appezzamento. Questo fattore, come vedremo più avanti, avrà ripercussioni sui risultati ottenuti. In data 25 maggio 2012 è stata fatta la concimazione fogliare prevista nel protocollo impiegando circa 4l/ha di prodotto. Durante il ciclo colturale si è provveduto al monitoraggio della coltura al fine di evidenziare eventuali attacchi parassitari e individuare le date delle principali fasi fenologiche del frumento. Poco prima della raccolta, su ogni parcella sono stati effettuati dei rilievi sull’altezza delle piante presenti (10 misurazioni per parcella mediante metro rigido) e sulla fittezza delle spighe (conteggio delle piante presenti su di 1m2 su una superficie rappresentativa di ogni parcella). La raccolta è stata fatta manualmente nella prima settimana del luglio 2012, prelevando, per ogni parcella, due campioni distinti, uno destinato alla determinazione della produzione e dei diversi componenti della resa (superficie pari a mezzo m2), l’altro, su una superficie di circa 5 m2 destinato a determinare la qualità della granella. Nello specifico sul campione del mezzo m2 sono state separate le infestanti presenti dalle piante di frumento, dalle quali sono state separate gli steli e spighe. Sul totale delle spighe presenti, dopo trebbiatura manuale, è stata ricavata la produzione totale di granella (t ha-1), il peso ettolitrico (kg hl-1) e l’umidità (%) mentre su un campione rappresentativo di 25 spighe sono stati determinati gli altri componenti della resa (spighette per spiga, cariossidi per spiga e peso dei 1000 semi). Il campione prelevato su una superficie di 5 m2, anch’esso dopo trebbiatura, è stato utilizzato per la determinazione del contenuto proteico della granella, del glutine e dell’indice di giallo.

 

Stagionalità dello sviluppo morfologico ed architetturale del frumento duro

Il frumento duro (Triticum durum) possiede un sistema radicale di tipo fascicolato che può penetrare, a seconda dell’ambiente di crescita, ad oltre 1m di profondità. La radice è dotata di una forte capacità plastica che le consente un adattamento fortemente dinamico alle mutevoli condizioni ambientali e che si basa su variazioni delle caratteristiche morfologiche, architetturali e del livello di attività metabolica della radice stessa. Immediatamente dopo la germinazione l’apparato radicale vede lo sviluppo di una radice principale e molto rapidamente altre radici appaiono ai lati della prima. Si tratta di radici “embrionali”, preformate nell’embrione, che insieme costituiranno il sistema radicale primario. Rapidamente alle radici primarie farà seguito un sistema secondario che si originerà dai nodi sottostanti. Mentre lo sviluppo delle radici primarie è generalmente fortemente gravitropico e verticale, le radici secondarie tendono ad assumere un orientamento più orizzontale, sviluppandosi obliquamente. Il numero di radici prodotte è proporzionale al numero di culmi che si origineranno durante l’accestimento. Le radici primarie tendono a rivestirsi di sottili laterali la cui distribuzione è piuttosto irregolare lungo la radice ma può raggiungere una densità di 4-5 laterali per cm (Figura 4.Sviluppo delle radici primarie di frumento duro dopo la germinazione (A) e in pieno accestimento (B)mag03/7/biomarche-figura-4.jpg). In pieno accestimento, il portamento della parte aerea inizia ad essere prostrato, a seguito dall’incurvarsi dei fusti più corti, e le piante iniziano ad avere, a livello aereo una copertura del suolo di 8-9 cm ad ogni lato del solco di semina. La rapida crescita della parte aerea è correlata con uno sviluppo radicale molto pronunciato. La radice primaria ha ampiamente colonizzato i primi 40 cm di suolo e può aver raggiunto la massima penetrazione in profondità che, a seconda delle condizioni di crescita, può superare il metro. Gli apici radicali sono seguiti da una porzione lunga, spessa e non ramificata indicatrice di una rapida crescita. Su porzioni radicali più vecchie si intensifica la produzione di laterali che raggiungono ora lunghezze importanti e possono comparire ulteriori ramificazioni di secondo ordine. Anche il sistema di radici secondario segna una crescita molto marcata e ogni pianta possiede almeno 4-6 ulteriori radici in aggiunta a quelle superficiale ed un orientamento prevalentemente orizzontale. In superficie le strutture radicali si mantengono più spesse e carnose con diametri fino al doppio rispetto alle radici seminali. L’intera radice secondaria si presenta fittamente rivestita di peli radicali con un numero di laterali ridotto e di minor lunghezza. A fine accestimento i fusti possono raggiungere il numero di 7 con un totale di 20 foglie completamente espanse. Per supportare uno sviluppo aereo tanto marcato l’apparato radicale deve aver raggiunto un’elevata estensione. Nuove radici secondarie possono ancora essere generate, per assicurare, con il loro sviluppo fortemente orizzontale un’esplorazione diffusa dei primi 30 centimetri di suolo, per una distanza del fusto che può raggiungere i 12-13 cm di raggio. Mentre la porzione più vecchia e prossimale delle radici secondarie si riveste di tozze laterali, nelle radici seminali si inizia ad assistere ad un progressivo deterioramento delle strutture più vecchie. La frazione prossimale delle prime seminali prodotte può iniziare a disidratarsi e a mostrare esternamente un deterioramento dell’ispessimento secondario. Le stesse strutture radicali mostrano però porzioni terminali ancora perfettamente turgide, e ricche di peli radicali ad indicare un persistere della funzione di assorbimento per la radice e il permanere di un’attività di trasporto per le frazioni più vecchie. La continua produzione/ allungamento di laterali aumenta l’efficienza nell’assorbimento delle strutture seminali. Lo sviluppo aereo vede in questa fase un aumento della superficie fotosinteticamente attiva che supera il 100% ogni 15 giorni, e fornisce i fotosintetati necessari al mantenimento di un complesso apparato radicale (Figura 5. Sviluppo delle radici di frumento a fine accestimentomag03/7/biomarche-figura-5.jpg). A maturità il frumento duro mostra un apparato radicale fortemente sviluppato. Il numero di radici, lo sviluppo laterale, la profondità raggiunta, la lunghezza e la frequenza delle ramificazioni sono tuttavia molto variabili perché fortemente influenzate da numerose variabili legate all’ambiente di crescita (Weaver, 1926)

 

Primi risultati dell’attività di sperimentazione

Verranno presentati i risultati riguardanti le rese ed i parametri produttivi, gli effetti delle operazioni colturali sulla sostanza organica nel terreno e sull’accrescimento radicale.

 

Produzione e qualità merceologica della produzione

Nell’ambito della discussione dei risultati ottenuti verranno prese in considerazione le differenze ottenute tra le due precessioni colturali (erba medica e avvicendamento annuale) per alcuni dei parametri produttivi/qualitativi analizzati. Nell’ambito delle diverse concimazioni organiche in prova non si sono invece avute differenze significative per nessuno dei parametri analizzati, al variare del fertilizzante utilizzato. A fronte di un buon numero di piante per unità di superficie alla raccolta (circa 400 piante per m2 in entrambe le precessioni colturali adottate) le differenze tra le due diverse gestioni sono risultate evidenti considerando le caratteristiche principali della spiga come spighette fertili per spiga (Figura 6mag03/7/biomarche-figura-6.jpg) e numero di cariossidi per spiga (Figura 7mag03/7/biomarche-figura-7.jpg). In media la precessione medica ha fatto registrare 13 spighette fertili per spiga contro le circa 9 avute nella precessione avvicendamento annuale, così come il numero di cariossidi per spiga che è risultato all’incirca il doppio passando dalla precessione medica all’avvicendamento annuale (23 contro 12). E’ opportuno comunque sottolineare che sia il numero di spighette per spiga che il numero di cariossidi per spiga non risulta particolarmente elevato, segno evidente di come la fase di formazione della spiga e la fioritura non siano avvenute in condizioni ottimali, probabilmente a causa della carenza di azoto nelle fasi cruciali, visto il ritardo con il quale è stata eseguita la concimazione. Anche il peso dei 1000 semi ha avuto un andamento simile, con un peso delle cariossidi della precessione medica mediamente più pesanti rispetto alla precessione annuale (49,4 g contro 43,8 g) (Figura 8mag03/7/biomarche-figura-8.jpg). Tutto ciò ha comportato delle differenze in termini di produzione di granella, attestatasi mediamente sulle 4,2 t/ha per la precessione medica, contro le 2 t/ha ottenute dalle parcelle con precessione annuale (Figura 9mag03/7/biomarche-figura-9.jpg). Anche prendendo in considerazione le caratteristiche qualitative della granella (proteine e glutine) è possibile evidenziare come la precessione medica sia statisticamente superiore rispetto alla precessione annuale, segno evidente di come, malgrado il ritardo con cui è stato somministrato l’azoto alla coltura, la fertilità residua del medicaio abbia messo a disposizione delle piante un quantitativo sufficiente di sostanze azotate da traslocare dagli organi vegetativi a quelli di riserva (le cariossidi). Il contenuto proteico medio della granella, intorno al 13%, è da ritenersi soddisfacente considerando anche il regime di agricoltura biologica in cui si è operato mentre l’apporto dell’azoto sotto forma di concimazione fogliare (Duetto + Myr) non ha incrementato il tenore proteico della granella rispetto alle altre tesi non trattate (Figura 10mag03/7/biomarche-figura-10.jpg e Figura 11mag03/7/biomarche-figura-11.jpg).

 

Effetti delle pratiche colturali sulla sostanza organica nel suolo

Dalle parcelle della sperimentazione, sono stati prelevati 24 campioni di suolo dopo erba medica a due diverse profondità MED10 (0-10 cm) e MED30 (10-30 cm) e 24 campioni di suolo dopo avvicendamento a due diverse profondità AVV10 (0-10 cm) e AVV30 (10-30 cm). Questi sono stati caratterizzati per il contenuto di residui organici, di sostanza organica, frazione labile rapidamente mineralizzabile, carbonio organico umico di riserva, nonché per il contenuto di azoto totale e nitrico. La prima differenza riguarda il contenuto di residui organici (Figura 12. Contenuto di sostanza organica e delle diverse frazioni organiche determinate nel suolo dopo erba medica (MED10, 0-10cm; MED30, 10-30cm) e dopo avvicendamento (AVV10, 0-10cm; AVV30, 0-10cmmag03/7/biomarche-figura-12.jpg) che risultava in media 13 volte maggiore nel suolo dopo la precessione con erba medica rispetto a quello del dopo avvicendamento. La quantità di residui vegetali è ritenuto un indicatore importante, poiché precursore sensibile della variazione che può subire il contenuto di sostanza organica totale dei suoli a seguito della diversa gestione agronomica. Infatti, tutte le frazioni di carbonio organico analizzate risultavano significativamente più elevate nel suolo dopo erba medica. In par ticolare, il contenuto di sostanza organica (Figura 12C) risultava soddisfacente e in media 2,5 volte maggiore di quello del suolo dopo avvicendamento in cui invece era scarso. Il carbonio organico solubile (Figura 12D) e il carbonio organico umificato  erano rispettivamente 2 e 3 volte maggiore nel suolo dopo erba medica rispetto a quello determinato nel suolo dopo avvicendamento. Essendo poi l’erba medica un’eccellente miglioratrice, il contenuto di azoto totale risultava (Tabella 1mag03/7/biomarche-tabella-1.jpg) in media 3 volte maggiore rispetto a quello dell’avvicendamento e di questo, quello nitrico, ovvero quello prontamente utilizzabile dalle colture, circa 6 volte maggiore. Nonostante l’avvicendamento sia una pratica applicata al fine di conservare le proprietà fisico-chimiche del suolo, la fertilità del suolo analizzato dopo avvicendamento risultava scarsa. La scelta delle essenze da avvicendare è quindi di grande rilievo al fine di ottenere i risultati di fertilità attesi. Ad esempio, compatibilmente con gli obiettivi produttivi, sono da preferire quelle colture che lasciano nel suolo una quantità abbondante di residui colturali che per natura chimico-fisica influiscano positivamente sul bilancio umico. Nel nostro caso, la scarsa quantità di sostanza organica fresca ed umificata nel suolo dopo avvicendamento starebbe ad indicare non solo uno scarso accumulo ma anche una rapida mineralizzazione dei residui colturali lasciati dal tipo di avvicendamento attuato. Il rapido utilizzo della sostanza organica esogena si ripercuote inevitabilmente sulla quantità di quella endogena, ovvero sulle riserve umiche influendo negativamente sulle proprietà fisiche e nutrizionali di lungo periodo (Figura 13. Evoluzione della sostanza organica nelle due precessioni colturalimag03/7/biomarche-figura-13.jpg). Questo effetto si associa a quello sfruttante della presenza delle colture dedicate alla produzione e del loro asporto. Al contrario, la presenza di una leguminosa, come l’erba medica favorisce l’instaurarsi di rapporti simbiotici con microrganismi azotofissatori al livello radicale e migliora le caratteristiche chimiche del suolo, lasciando una notevole massa di residui vegetali. Il continuo apporto di residui organici a disposizione della biomassa microbica del suolo si riflette nella sua continua trasformazione, rilascio di elementi nutritivi e formazione della frazione umica, cioè arricchisce il suolo di sostanza organica stabile in grado di risiedere nel suolo a lungo. Dopo ammendamento organico e alla raccolta del frumento il suolo è stato di nuovo prelevato alle due diverse profondità ed analizzato. L’obiettivo questa volta era quello di valutare le modificazioni indotte sullo stato iniziale della fertilità del suolo, dalla presenza della coltura e di diversi tipologie di ammendante organico, la cui distribuzione aveva la funzione di conservare o addirittura migliorare il contenuto di sostanza organica o di azoto del suolo. Dall’analisi dei suoli, la dotazione di sostanza organica (Figura 14. Contenuto di sostanza organica (%) e di azoto nitrico (unità/ettaro) nel suolo campionato dopo ammendamento organico a fine frumentomag03/7/biomarche-figura-14.jpg) risulta ancora in media 2 volte maggiore nel suolo dopo erba medica rispetto a quello dell’avvicendamento. L’aggiunta degli ammendanti organici, così come evidenziato dall’assenza di differenze significative tra le parcelle controllo (assenza di ammendante) e parcelle trattate (presenza di ammendante) non ha determinato gli effetti desiderati di miglioramento o mantenimento della fertilità iniziale. Questi risultati indicano che la maggiore presenza di sostanza organica nel suolo dopo erba medica, anche a fine frumento, sia di tipo residuale, a dispetto della distribuzione degli ammendanti organici. Va comunque sottolineato che la percentuale di sostanza organica diminuiva globalmente sia nel suolo prelevato dopo medica, sia in quello dopo avvicendamento (confronto Figura 12B con Figura 14A) Gli stessi scarsi effetti esercitati dalla presenza degli ammendanti organici sono rilevabili anche nel caso del contenuto di azoto nitrico. Ancora, la dotazione di azoto nitrico risultava maggiore, seppur fortemente diminuito dalla presenza del frumento, nel suolo dopo erba medica, anche in questo caso per l’insistere dell’effetto residuale della dotazione iniziale. Una piccola differenza tra la parcella controllo rispetto a quelle trattate si rileva a 30 cm di profondità, solo nel suolo dopo medica, dove sembra che la presenza degli ammendanti organici abbia compensato la perdita dell’azoto disponibile assorbito dal frumento. Lo scarso effetto degli ammendanti organici è stato attribuito alla loro mancata mineralizzazione. Questo potrebbe essere dovuto alla presenza di condizioni climatiche (temperatura ed umidità) non ottimali, alle modalità di distribuzione (ad esempio scarso interramento) o ancora alla loro formulazione commerciale.

 

Risposta fisiologica della pianta alle pratiche colturali

Fortemente legata alla tipologia di suolo e all’ambiente di crescita è la capacità di esplorazione in profondità manifestata dall’apparato radicale di frumento. In suoli tendenzialmente argillosi e nelle condizioni climatiche che caratterizzano l’area mediterranea, la quasi totalità dell’apparato secondario e una vasta parte delle strutture seminali rimangono  localizzate entro i primi 30 cm di suolo (Figura 15. Distribuzione topografica degli accrescimenti radicali registrati attraverso la tecnica del rizotronemag03/7/biomarche-figura-15.jpg).

Grazie alle proprie caratteristiche plastiche, gli apparati possono tuttavia allocare selettivamente le risorse destinate alla porzione radicale, in modo da colonizzare di preferenza nicchie più favorevoli allo sviluppo e all’assorbimento, determinando una diversa topografia della distribuzione. Nel nostro caso, a parità di lavorazioni effettuate, la precessione colturale adottata ha indotto variazioni di rilievo nella tendenza all’approfondimento degli apparati. La colonizzazione è risultata infatti più superficiale nelle parcelle che avevano visto, negli anni precedenti, la presenza di medica (MED) (Figura 16.Distribuzione degli apici radicali lungo il profilo come influenzata

dalla precessione colturalemag03/7/biomarche-figura-16.jpg).

La tendenza ad un’occupazione più intensiva degli strati superficiali può ragionevolmente essere ricondotta alla maggior presenza di nutrienti e di azoto in particolare, ma anche ad una miglior struttura del terreno capace di garantire la minima resistenza meccanica ed insieme il persistere di una buona disponibilità idrica. Il maggiore approfondimento delle radici nelle parcelle con precessione favino-orzomaggese (AVV) può essere invece giustificata con la necessità, da parte della pianta, di ricercare ed accedere ad una disponibilità idrica più persistente localizzata solamente in profondità. La struttura del terreno è risultata influenzare fortemente la morfologia degli apparati. In presenza di una struttura migliorata dalla successione con prato di medica, le piante hanno reagito producendo strutture esploratrici dal diametro medio significativamente minore (Figura 17. Numero di radici ascrivibile a ciascuna classe di diametro, riscontrato a 37 giorni dalla semina, e loro diametro mediomag03/7/biomarche-figura-17.jpg). Di fronte ad una ridotta resistenza meccanica offerta dal terreno esse avrebbero reagito investendo fotosintetati in strutture di diametro ridotto e quindi dal costo di costituzione inferiore, massimizzando così l’efficienza di assorbimento del sistema. Un apparato fascicolato, costituito da un elevato numero di strutture dotate della massima superficie assorbente e prodotte con un ridotto investimento in termini di carboidrati, rappresenta sicuramente un vantaggio e garantisce la massima attività di assorbimento. La presenza di radici sottili, d’altra parte, mal si adatta ad una penetrazione in profondità del suolo come confermato dalla tendenza ridotta all’esplorazione verticale. Quest’ultima che è stata un altro degli aspetti caratterizzanti gli apparati di frumento in presenza di una precessione con medica, e che ha contribuito al concentrarsi della maggior biomassa radicale entro i primi 15 cm di suolo (Figura 18.Densità radicale misurata attraverso la tecnica dei carotaggi, nei primi 15 cm di suolo in fase di completo accestimentomag03/7/biomarche-figura-18.jpg) particolarmente funzionali all’assorbimento per la loro ottimale aereazione e per la concentrazione preferenziale di molti nutrienti. A fronte di un effetto esercitato dalla precessione sulla morfologia e la distribuzione topografica degli apparati radicali, l’applicazione di fertilizzanti organici non ha indotto, nelle condizioni della prova, alcuna differenza di rilievo sui parametri morfologici misurati.

 

Influenza delle pratiche colturali sul metabolismo aereo-radicale

L’apporto di nutrienti, avvenuto tardivamente rispetto alle fasi cruciali di sviluppo degli apparati radicali, non e’ stato, nella prova, in grado di indurre differenze di rilievo sulla costituzione morfologica. Gli effetti della concimazione sono però apparsi evidenti sui parametri di attività metabolica, monitorati in una fase più tardiva di sviluppo della coltura. In particolare la presenza di concimazione ha offerto un leggero vantaggio in termini di attività fotosintetica svolta, assicurando un maggior livello per unità di superficie fogliare (Figura 19. Livello di attività fotosintetica misurata in fase di completo accestimento ed espressa come media di tutti i trattamenti di concimazione per ciascuna delle precessioni (A) e poi come media di ogni singolo trattamento (B e C).mag03/7/biomarche-figura-19.jpg).

Il riscontro di una maggior attività fotosintetica è stata supportato anche dalla presenza di una maggior concentrazione di clorofilla nei tessuti fogliari, quantificata qui con l’indice SPAD, indice generalmente correlato positivamente con la capacità metabolica degli apparati aerei. Per entrambi i parametri riferiti al metabolismo aereo è risultata evidente l’influenza della precessione colturale. La presenza nella storia delle parcelle della coltura di medica ha infatti garantito livelli di attività significativamente maggiori. Le analisi condotte sull’attività radicale si sono mostrate coerenti con i rilievi effettuati a livello aereo. Anche in questo caso infatti la presenza di medica ha stimolato un metabolismo più attivo nelle tesi controllo. L’apporto di fertilizzanti ha altresì accentuato il livello di attività metabolica, in particolare nelle parcelle interessate da avvicendamento Favino-orzo-maggese, arrivando fino a mascherare le differenze legate alla precessione.

(Figura 20 Contenuto di clorofilla misurato in fase di completo accestimento ed espresso in termini di indice SPAD come media di tutti i trattamenti di concimazione per ciascuna delle precessioni (A) e poi come media di ogni singolo trattamento (B e C).mag03/7/biomarche-figura-20.jpg -  Figura 21 Livello di attività metabolica misurata in porzioni radicali e quantificata in termini di consumo di ossigeno. Il dato è espresso come media di tutti i trattamenti di concimazione per ciascuna delle precessioni (A) e poi come media di ogni singolo trattamento (B e C).mag03/7/biomarche-figura-21.jpg)

 

Conclusioni del primo anno di sperimentazione

 

I risultati sperimentali ottenuti consentono di fare alcune considerazioni che andranno integrate con i risultati che si otterranno nel secondo anno di sperimentazione previsto. Le produzioni ottenute dalla precessione medica, per l’annata appena conclusa (particolarmente favorevole alla coltivazione del frumento duro in termini di rese totali) appaiono, in prima analisi, non particolarmente elevate. Il motivo va probabilmente ricercato nella scelta, di effettuare la ripuntatura come lavorazione principale di preparazione del letto di semina. In tal modo le piante di erba medica (presente nel terreno da quattro anni) non sono state completamente estirpate e hanno avuto modo di continuare il loro ciclo vegetativo, entrando in competizione con le piante di frumento. La scelta di non effettuare l’aratura per la rottura del medicaio è legata alla valutazione della possibilità di evitare una lavorazione principale profonda che causa una elevata ossidazione della sostanza organica e possibili perdite di nitrati nel successivo periodo autunnale. Una riduzione della profondità e tipologia di lavorazione dovrebbe favorire inoltre una maggiore conservazione della fertilità del suolo In generale la precessione medica ha prodotto più del doppio rispetto all’avvicendamento annuale. Non rilevabili sono invece le differenze tra i prodotti fertilizzanti impiegati con il quale è stata effettuata la concimazione organica. Nelle rese ottenute è possibile attribuire una scarsa risposta alla fertilizzazione organica a causa del ritardo rispetto a quanto previsto dal protocollo sperimentale nella distribuzione dei fertilizzanti organici a causa del maltempo (neve). La natura stessa dei fertilizzanti ammessi in agricoltura biologica non garantisce un’azione immediata bensì un rilascio graduale, a seguito del processo di mineralizzazione degli elementi nutritivi. Ciò rende più difficile una puntuale somministrazione dei fertilizzanti in prossimità dei periodi di maggiore assorbimento da parte della coltura al fine di limitare le perdite di azoto nelle acque. Maggiori indagin



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