Agronomia e Ecologia Agraria Prof. Fabrizio QUAGLIETTA CHIARANDA’ http://www.docenti.unina.it/fabrizio.quaglietta_chiaranda’ Dipartimento di Agraria – Sez. di Biologia e Produzione vegetale quagliet@unina.it Tel. 081 2539123 cell. 331 8541992

NOME: Quaglietta Chiarandà SI POSSONO REPERIRE NOTIZIE E MATERIALE SU: www.docenti.unina.it NOME: Quaglietta Chiarandà Programmi Appelli d'esame Iscrizioni alle lezioni Materiale Didattico Agronomia ed Ecologia Agraria

OBIETTIVI CONOSCERE LE BASI DELL’AGRO-ECOSISTEMA (clima, terreno, piante, acqua) IMPARARE A GESTIRE I SISTEMI COLTURALI ERBACEI DEGLI ECOSITEMI FORESTALI (tecniche di coltivazione) conoscere le tecniche di misura dei fenomeni (saper usare e convertire le unità di misura) per poter dare risposte quantitative

Il corso si articola in:: L’ATMOSFERA AGROMETEOROLOGIA TERRENO (propedeuticità: PEDOLOGIA) AGROTECNICA SISTEMI COLTURALI ERBACEI per gli ecosistemi forestali

AGROMETEOROLOGIA Introduzione: Definizioni, caratteristiche dell'atmosfera Radiazione solare Temperatura Precipitazioni, Umidità dell’aria, Vento Evapotraspirazione (ET) Cenni su tipologie climatiche Esempi di analisi climatica.  

2. Il TERRENO A) CARATTERISTICHE FISICHE B) CARATTERISTICHE CHIMICHE La granulometria del suolo La sostanza organica e la struttura Idrologia: relazioni tra terreno ed acqua. Funzioni di pedotransfer Aria nel suolo: suo ruolo e cenni alla dinamica degli scambi gassosi. B) CARATTERISTICHE CHIMICHE CSC, Macro e microelementi, pH C) CARATTERISTICHE BIOLOGICHE La vita nel suolo: macrofauna, microfauna, funghi, batteri, protozoi. Rizosfera.

3. L’AGROTECNICA Sistemi colturali: Rotazioni. Agricoltura Biologica Lavorazioni del terreno Sistemazioni di collina Fertilizzazione Semina Irrigazione Diserbo

4. SISTEMI COLTURALI ERBACEI per gli ecosistemi forestali 4.1 Inerbimenti Tecnici Ri-vegetazione cave e frane, bande parafuoco, piste da sci, coperture antierosive 4.2 Foraggere Caratteristiche delle specie foraggere e qualità dei foraggi Classificazione delle formazioni foraggere Prati (graminacee e Leguminose da prato) Erbai (Autunno-vernini: cereali, loiessa, veccia, pisello, favino, trifogli annuali,miscugli e Primaverili-estivi :mais, sorgo, soia, vigna) Conservazione: fienagione, insilamento; Pascolamento: p. continuo, turnato, tecniche di gestione Arbusti foraggeri 4.3.Altre colture erbacee Cereali Leguminose da granella (Patata)

VECCHI APPROCCI: VISIONE RIDUZIONISTA (o ANALITICA): ANALIZZARE L’EFFETTO (es. crescita, produzione) DI UN SINGOLO FATTORE (es. temperatura, pioggia, concimazione) SULLA SINGOLA COLTURA: a) non veniva considerata l’azienda nel suo complesso: rotazioni, biodiversità, equilibrio tra le varie componenti (animale- vegetale, forestale-zootecnica-foraggera), b) né l’ecosistema nel quale è presente l’azienda: parchi, zone protette, aree peri-urbane, collina, aspetti paesaggistici c) né le problematiche dell’ambiente: inquinamento attivo e passivo, gas-serra, risparmio energetico d) né le nuove esigenze dei consumatori: prodotti biologici, turismo rurale, tutela ambientale

NUOVI APPROCCI: VISIONE OLISTICA (o SISTEMICA): - l’azienda è solo una parte dell’ecosistema nel quale è inserita (contesto fisico-biologico, paesaggistico, socio-economico) sistema colturale = le interazioni tra le piante (coltivate e non), le tecniche colturali e le condizioni pedoclimatiche COMPATIBILITÀ AMBIENTALE - La produzione agricola (sopravvivenza economica dell’azienda) DEVE ESSERE in equilibrio con l’ambiente per essere sostenibile PRODUZIONI PREGIATE - tipiche legate al territorio, agricoltura biologica, integrata

Vedi CONDIZIONALITA’ dei nuovi contributi previsti dalla PAC NUOVI OBIETTIVI DELL’AGRICOLTURA: PRODUZIONI DI QUALITA’ (riduzione irrigazione e concimazione) SOSTENIBILITA’ (lasciare intatta la fertilità per le generazioni future) RIDUZIONE IMPATTO AMBIENTALE (nitrati, fitofarmaci,…) DIFESA DEL PAESAGGIO RURALE (erosione, biodiversità) SERVIZI AMBIENTALI (C nel suolo, intercettazione nitrati, aumento della biodiversità, difesa del suolo,…..) Vedi CONDIZIONALITA’ dei nuovi contributi previsti dalla PAC

DI UN DETERMINATO TERRITORIO. ECOSISTEMA tutti gli organismi viventi tutte le componenti fisiche e chimiche tutte le interazioni tra essi e il livello di organizzazione autonoma DI UN DETERMINATO TERRITORIO. IDROSFERA LITOSFERA BIOSFERA ATMOSFERA

Effetti dell’agricoltura sugli ecosistemi naturali AGRO-ECOSISTEMA Effetti dell’agricoltura sugli ecosistemi naturali Riduzione della biodiversità: solo le specie coltivate sono volute Modifica dei rapporti competitivi a favore della specie coltivata rispetto alle altre specie (miglioramento genetico, diserbo, irrigazione localizzata,…) Modifica dei bilanci di massa e di energia (input per compensare gli output (asportazione di biomassa e di energia)

Fattori che influenzano la Produzione Vegetale Agraria Le produzioni vegetali sono ottenute dalla combinazione di fattori naturali, genetici e antropici: Naturali = caratteristiche ambientali (clima, terreno, altre specie) Genetici = caratteristiche delle specie e cultivar (risposte quali-quantitative, adattabilità ecc..) Antropici = tutto ciò che l’uomo è in grado di realizzare per migliorare le condizioni di vita delle piante. AGRONOMIA

Relazione generale tra dose di un fattore e resa modelli descrittivi a = dose insufficiente per una risposta b = risposta con produttività marginale crescente c = risposta con produttività marginale decrescente d = senza variazione di risposta e = risposta con riduzione crescente della resa In natura l’andamento di un fenomeno quanti-qualitativo è espresso con modelli complessi (interagiscono due o più fattori) PVA = f (x1, x2, ...., xn)

I PRINCIPALI FLUSSI NELL’ECOSISTEMA CICLO DELL’AZOTO Atmosfera, proteine, inquinamento nitrati, gas serra (N2O) vedi anche fertilizzazione CICLO DEL CARBONIO Fotosintesi, Biomassa, SOM, gas serra (CO2) vedi anche effetto serra

Le principali reazioni nel suolo sono: Nitrificazione (ossidazione) Denitrificazione (riduzione)

Per quanto riguarda l’inquinamento da N, il principale problema è rappresentato dalla zootecnia, in quanto gli animali hanno una bassa efficienza di uso dell’N ingerito. Maiale all’ingrasso EFFICIENZA DELL’USO DELL’AZOTO INGERITO Vacche in lattazione = 20-25% Vacche da carne = 15-30% Pecore =10-15% Capre = 20-25% Maiali = 35% Polli = 50% Tacchini 45%

Ciclo del Carbonio (vedi effetto serra)

g/m2, kg/ha, q/ha, t/ha = g m-2, kg ha-1, q ha-1, t ha-1 PER STUDIARE I FENOMENI DOBBIAMO IMPARARE A MISURARLI BISOGNA IMPARARE A CONVERTIRE LE UNITA’ DI MISURA CHE CI CONSENTONO DI QUANTIFICARE I FENOMENI g/m2, kg/ha, q/ha, t/ha = g m-2, kg ha-1, q ha-1, t ha-1 unità di misura

METODI DI MISURA DELLE RISPOSTE Analisi di crescita Per misurare la crescita delle colture si definiscono alcuni indici, che derivano da 2 grandezze di base: peso secco della pianta (SINK, produzione) W (weight) superficie assimilatoria (SOURCE) LA (leaf area) Ad intervalli regolari di tempo (es. 1 mese) si prelevano le piante su 1 m2 si pesano (foglie, steli, spighe) e si misura la superficie delle foglie

CURVE DI CRESCITA: es. Coltura autunno-vernina Oltre la metà dell’accumulo di biomassa è concentrato in un mese

CURVE DI CRESCITA: es. Coltura primaverile-estiva

W1 = peso secco al momento t1 (g m-2); W2= peso secco al momento t2 CGR: crop growth rate: incremento di peso secco per unità di area del suolo e unità di tempo. W1 = peso secco al momento t1 (g m-2); W2= peso secco al momento t2 Espresso in g m-2 d-1 o in kg ha-1 d-1. Quantifica la capacità della coltura a produrre materiale vegetale (intensità di crescita, velocità) Da un punto di vista funzionale CGR = δW/δt W e CGR

LAI: Leaf Area Index: rapporto tra la superficie fogliare della pianta e la superficie di terreno su cui essa insiste : m2 foglie * m-2 terreno Il terreno appare completamente coperto quando il LAI vale 3. Il mais in condizioni ottimali raggiunge LAI di 6 - 7, il frumento in certi momenti del suo ciclo può superare 10. LAD: Leaf Area Duration: integrale della curva del LAI in funzione del tempo espresso in GIORNI. Utile per il confronto tra specie diverse, esprime la potenzialità fotosintetica di una coltura durante tutto il suo ciclo o parte di esso.

Analisi di crescita LAI = m2 foglie/m2 terreno LAD = (LAI2-LAI1/2) x (T2-T1) LAI = 4 (4 m2 di foglie per m2 di terreno) Lai.xls esempio

Rapporti (proporzioni della pianta, ripartizione degli assimilati): LWR (Leaf Weight Ratio) = fogliosità LW/W StWR (Stem Weight Ratio) = “stelosità” StW/W SeWR (Seed Weight Ratio) = indice di raccolto SeW/W esempio: Ratio.xls