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VALORE AGRONOMICO DELLE BIOMASSE COMPOSTATE Luigi Morra Già presso Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco di Scafati Ora presso Unità di.

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1 VALORE AGRONOMICO DELLE BIOMASSE COMPOSTATE Luigi Morra Già presso Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco di Scafati Ora presso Unità di ricerca per la Frutticoltura di Caserta 1 Corso di formazione su “Compost Production and Use in Sustainable Farming Systems” – Bari, 1 Ottobre 2014

2  L’impiego costante di compost nella pratica della fertilizzazione aziendale richiede la consapevolezza che le ricadute sul sistema suolo-colture vanno osservate su una scala spaziale medio- lunga e riguardano molteplici aspetti della fertilità del sistema colturale 19/04/2015 2 Usando compost nutriamo il terreno per nutrire le piante

3 Cosa definisce il valore agronomico di un compost?  Caratteristiche fisiche  Umidità  Stato fisico (pellet, polverulento, grossolano)  Caratteristiche chimiche  Contenuto e tipo di sostanza organica  Contenuto di elementi nutritivi  pH, CSC  Caratteristiche biologiche  Potere repressivo (relazione di Nigro)  Effetto biostimolante (relazione di Zaccardelli) 19/04/2015 3

4 Stato fisico del compost 19/04/2015 4

5 Composizione a confronto tra compost da forsu di Salerno, compost da sanse di Laurino (SA) e letame (dati del CRPA) Compost Forsu 2011 Compost forsu 2013 Compost sanse Letame (media triennio) Umidità (%)21,52075 C org (% ss)31,626,236,6 C hum (% ss)8,17,4 N tot (% ss)1,871,792,8 N org (% ss)1,711,48 C/N16,814,613 P tot (% ss)0,140,50,97 K tot (% ss)0,761,84,33 19/04/2015 5

6 Se distribuiamo gli ammendanti descritti alla dose di 15 t/ha in s.s., allora… Compost forsuCompost sanseLetame N tot 270 kg/ha420 kg/ha P tot 48145 K tot 190645 C org 4,3 t/ha5,5 t/ha Prodotto tal quale da movimentare: 18,8 t/ha60 t/ha 19/04/2015 6

7 Una necessaria premessa  Impiegando compost si incide sulla chiave di volta della fertilità del terreno: LA SOSTANZA ORGANICA 19/04/2015 7

8 Esiste un livello critico di sostanza organica del suolo al di sotto del quale si innesca il declino della fertilità? Nella Strategia tematica per la Protezione del suolo della UE, è indicato un contenuto-soglia del 2% (=20 g/kg) di C organico pari a circa il 3,4 % di sostanza organica

9 … ma secondo la tabella riportata nella Guida alla concimazione della regione Campania (p. 47), le soglie sono spesso differenti e spesso ben al di sotto di quella indicata dalla UE

10 Quanta sostanza organica può contenere un suolo?  Ciascun terreno presenta una specifica capacità di stoccare sostanza organica sottraendola alla mineralizzazione  Tale capacità è strettamente dipendente dal contenuto in limo e argilla.  Essa riguarda non il contenuto totale di Carbonio organico ma solo la porzione di dimensioni inferiori a 20-53  m. Quella di dimensioni superiori è più facilmente soggetta alla mineralizzazione se questa viene favorita (es.: lavorazioni frequenti del terreno)

11 Da cosa dipende la persistenza della sostanza organica nel suolo  Il tempo di permanenza non dipende principalmente dalle caratteristiche chimiche dei residui organici ma è una proprietà dell’ecosistema suolo espressa dall’interazione di:  Attività microbiche  Incontro nello spazio e nel tempo di microbi e sostanza organica  Fattori stimolanti attività microbiche come gli essudati radicali, il pH, Temperatura e umidità,  Sottrazione fisica della s.o. all’attacco microbico

12 Dove viene stoccato il C nel suolo ? Teoria gerarchica e del ciclo di vita degli aggregati Stimolazione dell’attività microbica e formazione di macroaggregati Degradazione della SOP gross. In SO fine: incrostazione con le particelle minerali e stabilizzazione dei microaggregati La degradazione della SO e la ridotta attività microbica può portare alla totale disgregazione degli aggregati SO particolata grossol. SO part. fine Particelle minerali Complessi organo-minerali Lavorazioni del suolo Microaggregati nuovi L’ulteriore degradazione della SO particolata porta all’adsorbimento della SO nelle particelle minerali <0,053 mm Macroaggregati

13 Una prima conseguenza pratica  L’ammendamento organico ripetuto negli anni non può determinare un continuo aumento della sostanza organica  Bisogna piuttosto puntare a ripristinare e poi mantenere livelli a cui corrisponde un equilibrio stabile del sistema e una maggiore autonomia da input esterni

14 La valorizzazione agronomica del compost  I compost non sono tutti uguali  Elementi chiave da definire per comprendere come valorizzarli:  La dose da usare  Come e Quando distribuire il compost  La conseguente gestione del sistema colturale 19/04/2015 14

15 Gli obiettivi agronomici da conciliare nel definire le dosi di ammendamento di sistemi colturali Preservare la fertilità di suoli degradati per basso contenuto di sostanza organica Definendo piani di ammendamento in grado di produrre un bilancio della S.O. positivo Tenendo conto degli apporti di N al fine di rispettare il Programma di Azione regionale per la concimazione azotata Tenendo conto anche degli apporti di P e K e del loro bilancio

16 Il compost va usato come un concime (calcolo la dose in funzione dell’azoto apportato) o come un ammendante (calcolo la dose in funzione principalmente del carbonio? 19/04/2015 16

17 Criteri per definire le quantità da impiegare : l’azoto Calcolare la dose di compost in funzione della quantità di azoto da fornire per il soddisfacimento dei fabbisogni colturali; Questo criterio non tiene conto che oltre l’80% dell’N totale nel compost è in forma organica e non disponibile per le piante né soggetto a lisciviazione. L’N sarà disponibile per le piante solo dopo mineralizzazione legata alla attività microbica del suolo L’ammendante è impropriamente equiparato ad un concime minerale

18 … in Germania secondo lo European Compost Network Dosi di compost in una rotazione di tre anni 20 t/ha in s.s.30 t/ha in s.s. N totale fornito annualmente (kg/ha) media90130 Range variazione50180 Quota N tot da conteggiare nel bilancio come % dell’N tot fornito Breve periodo (1-3 anni) media03 Range variazione-510 Medio termine (4- 12 anni) media512 Range variazione020 Dati tratti da 5 località del Baden-Wurrtemberg in prove di 9-12 anni su colture di mais, grano, orzo

19 Definire la dose di azoto  Bisogna stare dentro ai limiti imposti dalla Direttiva UE sui Nitrati (1991) tradotta, dal marzo 2007, nel Programma d’azione per le zone vulnerabili all’inquinamento da nitrati di origine agricola adottato dalla Regione Campania 19/04/2015 19

20 Definire la dose di azoto  Bisogna stare dentro ai limiti imposti dalla Direttiva UE sui Nitrati (1991) tradotta, dal marzo 2007, nel Programma d’azione per le zone vulnerabili all’inquinamento da nitrati di origine agricola adottato dalla Regione Campania 19/04/2015 20

21 Esempio di calcolo del piano di concimazione azotata con impiego di ammendanti organici Colture in un anno Elenco comuni in zona A Elenco comuni in zona B Pomodoro da ind.210143 cavolfiore153107 TOTALE N363250 19/04/2015 21 Come diamo questo azoto? -1) tutto con compost misto che non contenga reflui animali -2) tutto con concimi minerali -3) quota con compost misto e restante con concimi minerali

22 Esempio di calcolo del piano di concimazione azotata con impiego di ammendanti organici Colture in un anno Elenco comuni in zona A Elenco comuni in zona B Pomodoro da ind.210143 cavolfiore153107 TOTALE N363250 19/04/2015 22 Come diamo questo azoto? -1) tutto con compost misto che non contenga reflui animali -2) tutto con concimi minerali -3) quota con compost misto e restante con concimi minerali

23 Esempio di calcolo: soluzione 1  Conoscere le caratteristiche analitiche del compost: Sostanza secca (%) 89 Carbonio org. (% s.s.) 26,4 N totale (% s.s.) 1,65 N organico (% s.s.) 1,36 Rapporto N org/Ntot 82,4 N minerale (% s.s.) 0,29 Possiamo apportare fino a 22 t/ha di s.s.(= 20 t/ha di tal quale) come compost C org (26,4*15)/100 = 5,8 t/ha N tot (1,65*22)/100= 363 kg/ha 19/04/2015 23 Non usiamo concimi minerali

24 Criteri per definire le quantità d’impiego: il Carbonio Non recuperiamo la fertilità del suolo se il C organico apportato è insufficiente. Da esso dipende il ripristino di una popolazione microbica del suolo diversificata e più efficiente; da esso dipende il miglioramento della struttura del suolo La dose utile deve almeno bilanciare la quota di sostanza organica persa naturalmente per mineralizzazione Ma se partiamo da suoli degradati deve essere più alta

25 Vediamo un tipo di approccio per definire la dose 19/04/2015 25

26 19/04/2015 26

27 19/04/2015 27

28 19/04/2015 28

29 Osservazioni all’approccio  Statico  Non rispondente a ciò che accade in realtà  Non tiene conto del sistema colturale e del tipo di terreno  Di seguito discuteremo di un approccio basato sull’osservazione di sistemi agricoli reali e sull’aggiustamento progressivo della d ose 19/04/2015 29

30 Relazione dose compost e contenuto in C organico in due suoli dopo 3-4 anni 19/04/2015 30

31 Variazioni annuali del C organico nel suolo di Pontecagnano (serra) 19/04/2015 31

32 Variazioni annuali del C organico nel suolo di Battipaglia (pieno campo) 19/04/2015 32

33 19/04/2015 33

34 19/04/2015 34

35 Come si comportano compost differenti per matrici di partenza rispetto al loro dosaggio 19/04/2015 35

36 Obiettivi prova agronomica condotta nel 2009-2011 a Scafati  … quale relazione c’è tra le dosi impiegate e lo sviluppo di colture orticole coltivate in sequenza  La nutrizione azotata garantita dal compost è adeguata, va integrata con azoto minerale?  Esistono dei parametri che permettano di prevedere il comportamento dell’ammendante  Il compost di sansa migliora il bilancio del Carbonio nel suolo?  per rispondere a queste domande è stato scelto di confrontare il compost di sansa con quello da f.o.r.s.u.

37 19/04/2015 37

38 Sequenza degli ammendamenti e delle colture nel biennio  Lug 2009: Primo ammendamento con i compost  Lug ‘09 - Ott ‘09: cavolfiore, cv Megha  Feb ‘10 - Giu ‘10: patata, cv Adora  Ott 2010: Secondo ammendamento con i compost  Nov ‘10 - Mag ‘11: cipolla, cv Bianca di Pompei  Mag’11 - Lug ’11: coltura di lattuga, cv Ballerina

39 N distribuito nella prima sequenza colturale su cavolfiore e patata Dose compost (t ha -1 ) N tot da compost (kg ha -1 ) Dose N min cavolfiore (kg ha -1 ) Dose N min patata (kg ha -1 ) Totale N fornito (kg ha -1 ) Concim. Minerale 110160270 Compost sansa 10126 0 55 0 80 126 261 20252 0 55 0 80 252 387 Compost Forsu 10210 0 55 0 80 210 345 20420 0 55 0 80 420 555

40 N distribuito nella seconda sequenza colturale su cipolla e lattuga Dose compost (t ha -1 ) N tot da compost (kg ha -1 ) Dose N min cipolla (kg ha -1 ) Dose N min lattuga (kg ha -1 ) Totale N fornito (kg ha -1 ) Concim. Minerale 12080200 Compost sansa 10137 0 60 0 40 137 237 20274 0 60 0 40 274 374 Compost Forsu 10200 0 60 0 40 200 300 20400 0 60 0 40 400 500

41 Cavolfiore (Lug-Ott) Produzioni commerciabili nella prima sequenza colturale (2009/2010) Patata (Feb-Giu) Compost di sansaCompost da FORSU aa ab

42 Compost di sansa alla dose 20 t + N min no N min

43 Produzioni commerciabili nella seconda sequenza colturale (2010/2011) Compost di sansaCompost da FORSU Cipolla (Nov-Mag) Lattuga (Mag-Lug) a abcab

44 Indici di efficienza dell’azoto in cavolfiore 19/04/2015 44 Treatment N uptake N removal by head NaUE on aboveground d.w. NaUE on marketable yield f. w. Apparent recovery of N (kg ha -1 )(kg Mg -1 ) (kg kg -1 ) % CompF102022,6 27 101 12 CompF201742,7 29 85 - 0.7 CompF10+N2092,8 27 86 12 CompF20+N1983,1 28 81 4 CompS101252,6 41 97 -42 CompS201032,8 42 104 -30 CompS10+N1503,1 38 106 -15 CompS20+N1252 44 107 -17 NPK2403,3 24 83 56 CNF1783,5 33 85-

45 Indici di efficienza dell’azoto in patata 19/04/2015 45 Treatment N uptake N removal by tubers NaUE on aboveground d.w. NaUE on aboveground m.f.w. Apparent recovery of N (kg ha -1 )(kg Mg -1 ) (kg kg -1 ) % CompF10721.8 94 390 2 CompF20751.7 100 440 2 CompF10+N1042.0 82 370 12 CompF20+N1162.2 80 360 9 CompS10661.9 93 390 -2 CompS20551.5 109 460 -5 CompS10+N1172.3 81 360 24 CompS20+N971.8 94 420 9 NPK1322.7 62 290 39 CNF681.8 95 400-

46 Indici di efficienza dell’azoto in cipolla 19/04/2015 46 Treatment N uptake N removal by leaves + bulbs NaUE on aboveground d.w. NaUE on aboveground m.f.w. Apparent recovery of N (kg ha -1 )(kg Mg -1 ) (kg kg -1 ) % CompF10391.9 67 5202.7 CompF20371.8 58 5700.7 CompF10+N511.9 50 5303 CompF20+N632.1 50 4903 CompS10231.8 73 550-2.3 CompS20192.5 59 410-2 CompS10+N421.8 54 5402.3 CompS20+N432.4 48 4102 NPK602.3 42 44026 CNF291.8 65 580-

47 Bilancio del carbonio dopo un biennio 19/04/2015 47 Treatments Compost carbon input Soil Organic Carbon in 2011 SOC change in 2011-2009 period * Conversion efficiency of compost C ** (t ha -1 ) (%) CompF105.751.0- 0.7-12 CompF2011.455.4 3.7 33 CompF10+N5.751.0 - 0.9 -16 CompF20+N11.455.4 3.7 33 CompS107.853.6 1.9 24 CompS2015.655.0 3.5 23 CompS10+N7.853.5 1.9 24 CompS20+N15.654.6 2.9 19 NPK-49.6 - 2.1 - CNF-48.0 - 3.7 -

48 Conclusioni. 1  Il compost di sansa ha determinato una più accentuata competizione per l’azoto nel suolo tra piante e microrganismi rispetto al compost da Forsu. L’influenza del rapporto C/N doppio rispetto al compost da Forsu  L’aumento della dose d’impiego del compost di sansa ha accentuato la riduzione dello sviluppo colturale  L’integrazione con il 50% della dose di azoto ritenuta ottimale per la tesi NPK:  è stata insufficiente nel primo ciclo colturale subito dopo la somministrazione di compost di sansa  è stata sempre sufficiente con il compost da Forsu

49 Conclusioni. 2  L’apporto di N alla dose 20 determina sempre un cospicuo surplus di azoto nel suolo alla fine della prima sequenza colturale.  Distinzione tra surplus di N organico da compost e surplus di N minerale da concimi di sintesi  Il coefficiente di recupero dell’N dalle tesi ammendate evidenzia che il tasso di mineralizzazione dell’azoto nel compost di sansa è più basso che in quello di Forsu  Il bilancio del C organico dopo il primo biennio non evidenzia una differente efficienza del compost di sansa rispetto al Forsu.

50  Confronto tra ammendanti organici sotto serra destinata alla produzione ortaggi a foglia per IV gamma.  Eboli (SA)  Maggio 2013 – maggio 2014 19/04/2015 50

51 Gli ammendanti organici utilizzati 19/04/2015 51

52 I trattamenti sperimentali a confronto 19/04/2015 52

53 Produzione di rucola nel primo ciclo mag-giu 2013 19/04/2015 53

54 Produzione di rucola nel ciclo finale da nov 2013 a mag 2014 19/04/2015 54

55 Variazione del C organico totale nel suolo dopo un anno dagli ammendamenti 19/04/2015 55

56 Valutazione degli effetti dell’ammendamento con compost nel lungo termine  Prova condotta a Scafati in pieno campo dal maggio 2007 al marzo 2014 19/04/2015 56

57 I Trattamenti confrontati  Controllo non concimato (Cnt)  Concimazione minerale secondo la Guida alla Concimazione della Regione Campania (Min)  30 t/ha in s.s. di compost da forsu nel primo triennio, poi ridotte a 15 nei successivi 4 anni  15 t/ha in s.s. di compost da forsu nei sette anni, integrate da azoto minerale in dose dimezzata rispetto alla tesi Min 19/04/2015 57

58 Sequenza colturale  Melanzana - scarola nel primo triennio  Pomodoro – cavolfiore in 4° anno  Pomodoro – cipolla al 5° e 6° anno  Melone – finocchio nel 7° anno 19/04/2015 58

59 Evoluzione del contenuto in sostanza organica nel suolo sabbioso-limoso 19/04/2015 59

60 Variazioni di alcuni indicatori di attività biologiche nel suolo e tipologia di carbonio organico presente. Anno 2011-12 19/04/2015 60

61 Rese commerciabili delle colture in ciclo primaverile-estivo 19/04/2015 61

62 19/04/2015 62 Rese commerciabili delle colture in ciclo autunno-vernino

63 Bilancio dell’N e suoi indici di efficienza nella sequenza colturale del 5° anno 19/04/2015 63

64 Il bilancio dell’N visto nell’arco di cinque anni 19/04/2015 64

65 Quando e Come distribuire il compost 19/04/2015 65


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