Sistemi colturali risicoli Tecniche di coltivazione e di gestione dei residui colturali a confronto ASPETTI MALERBOLOGICI

Destino ambientale del propanile Dinamica delle comunità di malerbe Tecniche di coltivazione e di gestione dei residui colturali a confronto Aspetti Malerbologici Destino ambientale del propanile Dinamica delle comunità di malerbe Nell’ambito della sperimentazione in esame (triennio 2004-2006) sono stati presi in considerazione alcuni aspetti legati alla gestione delle infestanti. In particolare sono state condotte delle indagini volte a: migliorare le conoscenze relative al destino ambientale del propanile, erbicida largamente impiegato in risaia per il controllo dei giavoni (Echinochloa spp.); definire la dinamica delle comunità di malerbe. Entrambe gli studi sono stati condotti confrontando diverse modalità di gestione della risaia.

Destino ambientale del propanile Motivazioni allo studio di tale molecola impiegata da moltissimo tempo (a partire dagli anni ’60) utilizzata a dosi relativamente elevate ancora di notevole importanza per coltivazione del riso informazioni sul destino ambientale relativamente scarse Dinamica della presenza della molecola in: Acque di sommersione Nel primo studio è stata preso in considerazione il propanile, in quanto è una molecola impiegata in risaia da moltissimo tempo, utilizzata a dosi relativamente elevate (in confronto alle molecole di più recente introduzione), ed è un prodotto che presenta ancora una notevole importanza per la gestione delle infestanti in risaia. Nonostante queste caratteristiche, il propanile è una molecola per la quale le informazioni sul destino ambientale sono ancora relativamente scarse. In questa sperimentazione si è voluta seguire la dinamica delle concentrazioni del propanile nelle acque di sommersione della risaia e nel sedimento. Nello studio sono state condotte anche indagini sulle acque in entrata e in uscita dalla risaia. Per brevità, in questa presentazione vengono riportati solo i risultati relativi alle acque di sommersione e al sedimento. Acque in entrata-uscita dalle camere Sedimento (interfaccia suolo-acqua)

Distribuzione liquame Destino ambientale del propanile Considerate 3 condizioni colturali ingresso acqua basso medio alto uscita acqua OTT APR GIU MAG LUG AGO Applicazione Propanile Semina Aratura Dopo il trattamento prelievo campioni in 3 posizioni delle camere AUT sedimento (da subito) acqua di sommersione (dopo reimmissione acqua in camera) OTT Distribuzione liquame Aratura APR GIU MAG LUG AGO Applicazione Propanile Semina LIQ OTT Aratura APR GIU MAG LUG AGO Applicazione Propanile Semina in asciutta Sono state prese in considerazione 3 delle 8 camere facenti parte del sito sperimentale, e più precisamente quelle relative ai trattamenti AUT: con aratura autunnale e semina su risaia allagata; LIQ: con distribuzione di liquame ed aratura in autunno e semina su risaia allagata; ASC: con aratura in primavera e semina interrata in condizioni di asciutta. Come è possibile osservare dagli schemi, in tutte e tre le condizioni è stato applicato il propanile a circa 30 giorni dopo la semina, dopo aver effettuato una asciutta (nelle condizioni AUT e LIQ). Dopo il trattamento sono stati prelevati campioni si sedimento (strato più superficiale di terreno) e, a partire dal momento in cui è stata ripristinata la sommersione, campioni di acqua. I campionamenti sono stati effettuati in 3 zone all’interno di ciascuna camera: “alto” zona a monte rispetto al flusso dell’acqua (quindi più vicina allo stramazzo di ingresso); “medio” zona centrale della camera; “basso” zona a valle, rivolta verso lo stramazzo di uscita. I campioni sono stati prelevati a intervalli di tempo variabile: più frequentemente subito dopo il trattamento e poi a intervalli più ampi sino a oltre 70 giorni dal trattamento. Sui campioni è stato determinato il contenuto di propanile e di 3-4 dicloroanilina, suo primo prodotto di degradazione. analisi: propanile 3-4 dicloroanilina (metabolita del propanile) ASC

2004 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione AUT Concentrazioni (µg / litro) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2004 LIQ Nel 2004, il ripristino della sommersione dopo il trattamento con propanile non è avvenuto con la rapidità prevista a causa di problemi legati alla disponibilità di acqua proprio nel periodo in esame, in particolare nel caso della camera del trattamento ASC. Per tale ragione, sono disponibili risultati sulle concentrazioni di propanile e di 3-4 dicloroanilina solo a partire da 9 gg dopo il trattamento, per AUT e LIQ, e da 20 gg nel caso di ASC. Il propanile è stato riscontrato a concentrazioni di circa 0.6 microgrammi/litro al primo campionamento, mentre a partire da 12 gg dopo il trattamento la concentrazione è scesa a valori inferiori alla soglia di sensibilità del metodo (0.1 microgrammi/litro). Nel caso della dicloroanilina, valori superiori alla soglia di sensibilità sono stati osservati sino a circa 50 gg dopo il trattamento. ASC Giorni dal trattamento

2005 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione AUT Concentrazioni (µg / litro) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2005 LIQ Nel 2005 i risultati ottenuti sono stati simili a quelli del 2004, con la differenza che si è stata riscontrata una concentrazione iniziale di dicloroanilina più elevata, dovuta verosimilmente al fatto che la sommersione è stata ripristinata più velocemente rispetto rispetto all’anno precedente. Valori inferiori al limite di sensibilità sono stati registrati a partire da 20 gg circa dal trattamento. L’elevata concentrazione del metabolita a pochi giorni dal trattamento, unitamente alla bassa concentrazione del propanile nello stesso momento, farebbe pensare che l’erbicida vada incontro a un rapido processo degradativo già nei primi giorni dopo il trattamento. ASC Giorni dal trattamento

2006 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione AUT Concentrazioni (µg / litro) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina acque di sommersione 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2006 LIQ Nel 2006, grazie anche ai miglioramenti al sistema di gestione dell’acqua nell’impianto sperimentale, la sommersione è stata ripristinata pochissimo tempo dopo il trattamento, consentendo di raccogliere campioni di acqua già due giorni dopo il trattamento. In questo caso, nel primo campionamento, le concentrazioni dei due prodotti sono risultate piuttosto elevate in tutte le condizioni. Tuttavia, anche nel corso del 2006, il propanile era presente a concentrazioni rilevabili solo sino a 19 gg dopo il trattamento (8 gg nel caso di ASC). ASC Giorni dal trattamento

2004 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento AUT LIQ ASC Concentrazioni (mg / kg) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2004 LIQ Nel sedimento, nel 2004, la concentrazione iniziale di propanile dopo il trattamento è risultata compresa fra 16 e 20 mg/kg circa ed è scesa a valori al di sotto del limite di sensibilità del metodo dopo circa 9-12 gg dal trattamento. ASC Giorni dal trattamento

2005 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento AUT LIQ ASC Concentrazioni (mg / kg) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2005 LIQ Risultati simili sono stati osservati nel 2005... ASC Giorni dal trattamento

2006 Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento AUT LIQ ASC Concentrazioni (mg / kg) Contenuto propanile e 3-4 dicloroanilina sedimento 3,4 - dicloroanilina propanile AUT 2006 LIQ ...mentre nel 2006 la concentrazione iniziale di propanile è risultata molto più bassa rispetto agli anni precedenti. Tale risultato è spiegabile in parte con la tecnica di campionamento, che è cambiata nell’ultimo anno di sperimentazione (è stato prelevato uno strato di sedimento di maggiore spessore). Tuttavia, la dinamica di sparizione delle due molecole è del tutto analoga a quanto visto negli anni precedenti. ASC Giorni dal trattamento

Concentrazioni (µg / litro) Effetto posizione campionamento (es. camera AUT, 2006) Concentrazioni (µg / litro) ingresso acqua uscita acqua basso medio alto 3-4 dicloroanilina Come visto in precedenza, il campionamento è stato effettuato in 3 distinte aree all’interno di ciascuna camera. In molti casi è stata riscontrata la presenza di un gradiente di concentrazione, sia del propanile che della 3-4 dicloroanilina, che risultavano via via più abbondanti a mano a mano che si passava dalla zona posta a monte verso quella posta a valle. propanile

Gestione delle infestanti: prodotti, dosi ed epoche di intervento Nella tabella vengono riassunti i trattamenti erbicidi effettuati nelle colture considerate nella sperimentazione.

Flora reale – Densità delle infestanti in aree testimoni non diserbate in % rispetto a condizione di riferimento (AUT: aratura autunnale) tendenza aumento densità In quasi tutte le condizioni Asciutta Rotazione densità inferiori ad AUT aumento ECHCG aumento Ammania ? In questo grafico vengono sintetizzati una parte dei risultati relativi ai rilievi condotti su zone testimoni non diserbate. Vengono presi in considerazione il primo e l’ultimo anno di sperimentazione. Le barre indicano la densità complessiva di infestanti rilevata nelle diverse camere IN PERCENTUALE rispetto al trattamento AUT (aratura invernale), considerato come tecnica di riferimento. La maggior parte dei trattamenti presenta una densità inferiore rispetto ad AUT, già al primo anno. Occorre ricordare che, in realtà, la differenziazione dei trattamenti ha avuto luogo, di fatto, già a partire dal 2003. Rispetto all’inizio del periodo considerato (2004-2006), nell’ultimo anno è stato osservato un aumento di densità nella tesi ASC che, pur presentando solamente il 30% circa del numero di piante presenti in AUT, presenta una infestazione abbondante in termini di biomassa, costituita prevalentemente da Echinochloa. Una tendenza all’incremento della densità è stata osservata anche nelle parcelle in rotazione, in parte a causa di un aumento della presenza di Ammannia coccinea.

Flora reale – Contributo % delle specie più importanti (aree testimoni nel riso) 2004 2005 2006 I tre grafici riportano la presenza percentuale media delle specie più diffuse nei vari trattamenti nei tre anni. Si nota la presenza in tutti i trattamenti di HETRE, ad eccezione del trattamento ASC, dove prevale ECHCG. Altre specie la cui importanza è risultata variabile nel corso della provo sono la già citata AMMCO (Ammannia coccinea) , SCPMU (Schoenoplectus mucronatus) e LINDU (Lindernia dubia).

Flora reale – Biomassa infestanti alla fioritura del riso (2005) peso verde (g / m2) infestanti peso verde (g / m2) riso Nelle aree testimoni, la biomassa complessiva sviluppata dalle infestanti (peso verde) è risultata compresa tra circa 300 g/m2, nel caso di PRI, a poco oltre 1200 g/m2, nel caso di AUT (dati del 2005). Fa eccezione il trattamento ASC, dove era particolarmente elevata la presenza di ECHCG. E’ stato notato che in quasi tutte le situazioni la biomassa del riso era di poco superiore nei testimoni rispetto alle aree diserbate, nonostante la presenza delle infestanti. Solo nel caso di ASC è stato osservato un comportamento opposto.

Flora reale – Biomassa infestanti alla fioritura del riso (2005) peso secco (g / m2) infestanti peso secco (g / m2) riso …risultati analoghi sono stati osservati nel caso del peso secco.

Flora reale (piante presenti sulle aree testimoni non diserbate) Effetti sulla composizione della comunità di malerbe comunità di molte specie, ciascuna con pochi individui (assenza di specie “dominanti”) Condizione favorevole alla gestione delle malerbe La presenza di specie dominanti può essere valutata attraverso vari indici Esempio Indice di Shannon (H’) Indice Shannon (H’) se alto: molte specie, con simile numero di individui effetti limitati e variabili LIQ, PRI e ROT1 tendenziale incremento indice Si ritiene che una condizione favorevole ad una corretta gestione delle infestanti sia la formazione di comunità di malerbe costituite da numerose specie, ciascuna presente con pochi individui, ovvero dove non vi siano una o poche specie “dominanti”. Per valutare quantificare il livello di “equilibrio” all’interno di una comunità di organismi esistono molti indici. Un indice molto utilizzato in malerbologia è l’indice di Shannon, che tiene conto del numero di specie presenti e dell’abbondanza (densità, biomassa, o copertura% rispetto al totale) di ciascuna di esse. Alti valori dell’indice di Shannon si ottengono con comunità formate da molte specie, presenti in quantità equilibrate. Nel caso della presente sperimentazione non è possibile individuare delle chiare tendenze attribuibili ai diversi trattamenti. Più in generale si può affermare che i valori dell’indice ottenuti sono da ritenersi medi in rapporto a quanto si può osservare nelle comunità di malerbe di colture estive. Nei trattamenti LIQ, PRI e ROT (in particolare ROT1) sembra esserci un tendenziale incremento di tale indice.

Variazione percentuale 2004-2006 Flora potenziale Banca semi Banca semi 2006 (semi/m2) Variazione percentuale 2004-2006 soprattutto ECHCG In questo grafico viene rappresentata, con gli istogrammi, la consistenza della banca semi al termine della sperimentazione negli strati 0-10 e 10-20 cm di profondità. Le linee spezzate rappresentano la variazione percentuale (incremento o decremento) della banca semi rispetto all’inizio della prova (2004). A parte il trattamento ROT3, dove durante stagione 2006 si è avuta una importante disseminazione di ECHCG, i valori registrati al termine della prova sono tra loro piuttosto simili e, nel complesso, al di sotto di quanto è possibile riscontrare mediamente in altri sistemi colturali in rotazione in presenti nella pianura padana. Rispetto alla condizione iniziale, nei trattamenti BRU e LIQ la banca semi superficiale è pressoché raddoppiata.

Conclusioni Comportamento ambientale del propanile Rapida degradazione a 3-4 dicloroanilina in tutte le condizioni Conc. inferiori al limite di sensibilità dopo c.a. 20 gg dal trattamento Rapida sparizione di 3-4 dicloroanilina densità infestanti (flora reale) Più bassa in quasi tutti i sistemi alternativi ad AUT Tendenzialmente in aumento in ASC e ROT evoluzione comunità di malerbe LIQ, PRI e ROT1 tendono a una flora più equilibrata nel complesso STABILE banca semi

Hanno collaborato: Dario Sacco, Simone Pelissetti, Carlo Grignani, Aldo Ferrero, Francesco Vidotto, Franco Tesio1, Marco Romani, Gianluca Beltarre2, Filippo Conti3, Alberto Turletti4. Si ringraziano: Silvio Falco, Daniele Toffanin, Enzo Vaccari3. 1Dip. Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio – Università di Torino 2Ente Nazionale Risi, Centro Ricerche sul Riso – Castello D’Agogna (PV) 3Istituto Tecnico Agrario “G. Ferraris” - Vercelli 4Regione Piemonte - Assessorato all’Agricoltura, Tutela della Fauna e della Flora