Risposte chimiche e microbiche in un suolo di serra trattato con vapore d’acqua ed una sostanza a

reazione esotermica (CaO)

Antonio Gelsomino1, Beatrix Petrovičová1, Francesco Zaffina2

1 Dipartimento BIOMAA, Università degli Studi di Reggio Calabria2 ISSDS-CRA, Sezione Operativa Periferica di Catanzaro Lido

La La geodisinfestazionegeodisinfestazione

Nei suoli agrari si riscontra la presenza di patogeni tellurici dovuta Nei suoli agrari si riscontra la presenza di patogeni tellurici dovuta alle caratteristiche dell’ambiente di coltivazione ed alle tecniche alle caratteristiche dell’ambiente di coltivazione ed alle tecniche colturali intensivecolturali intensive

Principali avversità sono rappresentate da funghi, nematodi, batteri, Principali avversità sono rappresentate da funghi, nematodi, batteri, virus, insetti, malerbevirus, insetti, malerbe

Strategie di controllo:Strategie di controllo: mezzi chimici (fumiganti del terreno)mezzi chimici (fumiganti del terreno) mezzi fisici (solarizzazione del terreno, vapore d’acqua)mezzi fisici (solarizzazione del terreno, vapore d’acqua) mezzi biologici e colturali (tecniche agronomiche, agenti di mezzi biologici e colturali (tecniche agronomiche, agenti di

biocontrollo)biocontrollo)

Vapor Vapor d’acquad’acqua

Utilizzato per la prima volta nel XIX secoloUtilizzato per la prima volta nel XIX secolo

Trova applicazione per la pasteurizzazione (70-80°C, 30 min.)Trova applicazione per la pasteurizzazione (70-80°C, 30 min.)

L’azione fitoiatrica può essere esaltata dalla applicazione di film L’azione fitoiatrica può essere esaltata dalla applicazione di film

plastici e di sostanze a reazione esotermica (KOH, CaO, etc.)plastici e di sostanze a reazione esotermica (KOH, CaO, etc.)

Le principali caratteristiche della tecnica sono:Le principali caratteristiche della tecnica sono:

assenza di residui tossiciassenza di residui tossici

velocità di applicazionevelocità di applicazione

brevi tempi di attesa per la messa a colturabrevi tempi di attesa per la messa a coltura

possibilità di utilizzo su materiali diversi dal terrenopossibilità di utilizzo su materiali diversi dal terreno

elevati costi di esercizio e di impiego di combustibili fossilielevati costi di esercizio e di impiego di combustibili fossili

Finalità della Finalità della ricercaricerca

Valutare gli effetti di trattamenti diversificati di geodisinfestazione Valutare gli effetti di trattamenti diversificati di geodisinfestazione

con vapore d’acqua sulle proprietà chimiche e microbiche del terrenocon vapore d’acqua sulle proprietà chimiche e microbiche del terreno

In particolare sono stati indagati i seguenti parametri:In particolare sono stati indagati i seguenti parametri: grado di reazione (pH)grado di reazione (pH) conducibilità elettrica dell’estratto acquoso di suoloconducibilità elettrica dell’estratto acquoso di suolo carbonio organico totalecarbonio organico totale azoto totaleazoto totale manganese assimilabilemanganese assimilabile conta battericaconta batterica struttura genetica delle comunità batterichestruttura genetica delle comunità batteriche

Disegno Disegno sperimentalesperimentale

Serra ad indirizzo orticolo specializzato (ravanello e rucola) nel Serra ad indirizzo orticolo specializzato (ravanello e rucola) nel periodo aprile-luglio 2005periodo aprile-luglio 2005

Terreno concimato e Terreno concimato e lavorato (erpicatura e fresatura)lavorato (erpicatura e fresatura)

Suddiviso in parcelle (10,5 x 1,2 m) distribuite secondo uno schema a Suddiviso in parcelle (10,5 x 1,2 m) distribuite secondo uno schema a blocchi randomizzatiblocchi randomizzati

Cinque tesi sperimentali:Cinque tesi sperimentali: suolo di controllo (terreno non disinfestato)suolo di controllo (terreno non disinfestato) vapore iniettato con barra singola interratavapore iniettato con barra singola interrata vapore iniettato nel cartervapore iniettato nel carter vapore iniettato con barra singola + CaO (1000 kg havapore iniettato con barra singola + CaO (1000 kg ha-1-1) ) vapore iniettato nel carter + CaO (1000 kg havapore iniettato nel carter + CaO (1000 kg ha-1-1) )

Parametro Valore medio$

Sabbia (%) 48,0

Limo (%) 41,0

Argilla (%) 11,0

Tessitura (secondo USDA) Franco

pH in CaCl2 7,49 (0,07)

Carbonio organico (g C kg-1 suolo) 12,5 (1,1)

Azoto totale (g N kg-1 suolo) 1,63 (0,06)

Rapporto C/N 7,7

Calcare totale (g kg-1 suolo) 50 (5)

Calcare attivo (g kg-1 suolo) 23 (1)

Capacità di scambio cationico (cmol(+) kg-1 suolo) 12,3 (2,1)

Conducibilità elettrica (CE1:2) a 25 °C (dS m-1) 2,88 (0,7)

Azoto nitrico (mg N kg-1 suolo) 38,5 (19,6)

Fosforo assimilabile (P Olsen) (mg kg-1 suolo) 60,23 (4)

Na+ (cmol(+) kg-1) 0,8 (0,1)

K+ (cmol(+) kg-1) 1,0 (0,5)

Mg2+ (cmol(+) kg-1) 8,5 (0,9)

Ca2+ (cmol(+) kg-1) 2,0 (0,7)

Percentuale di sodio scambiabile (ESP) (%) 6,5

Grado di saturazione in basi (%) 100

$ Tra parentesi è riportata la deviazione standard

Principali proprietà fisico-chimiche iniziali del terreno indagatoPrincipali proprietà fisico-chimiche iniziali del terreno indagato

Il trattamento di Il trattamento di geodisinfestazionegeodisinfestazione

I due sistemi di iniezione del vapore nel terreno in combinazione I due sistemi di iniezione del vapore nel terreno in combinazione con la distribuzione di CaOcon la distribuzione di CaO

Distribuzione del vapore con il sistema “Bioflash” della ditta Celli S.p.A; (a) distribuzione del composto a reazione esotermica; (b) incorporazione nel terreno mediante azione della zappatrice rotativa; (c) iniezione del vapore; (d) stesura del film plastico mediante l’aiuolatrice-pacciamatrice

Dislocazione degli organi per l’iniezione del vapore nel terreno; (a) barra perforata per la distribuzione profonda; (b) barra di distribuzione all’interno del carter degli organi lavoranti.

Il prelievo di campioni di suolo è stato eseguito alla profondità di 10-Il prelievo di campioni di suolo è stato eseguito alla profondità di 10-15 cm, secondo il seguente calendario:15 cm, secondo il seguente calendario:

20 gg. prima del trattamento (T0)20 gg. prima del trattamento (T0)

8 gg. dopo il trattamento (T1)8 gg. dopo il trattamento (T1)

19 gg. dopo il trattamento (T2)19 gg. dopo il trattamento (T2)

54 gg. dopo il trattamento (T3)54 gg. dopo il trattamento (T3)

91 gg. dopo il trattamento (T4)91 gg. dopo il trattamento (T4)

Per le analisi chimiche i campioni sono stati essiccati all’aria, Per le analisi chimiche i campioni sono stati essiccati all’aria, setacciati a 2 mm e quindi analizzati; le analisi microbiologiche sono setacciati a 2 mm e quindi analizzati; le analisi microbiologiche sono state condotte sul suolo campionato fresco e setacciato a 2 mmstate condotte sul suolo campionato fresco e setacciato a 2 mm

3 replicati di campo (3 replicati di campo (n=3n=3), Tukey test (), Tukey test (P P < 0,05)< 0,05)

Campionamento del Campionamento del terrenoterreno

RisultatiRisultati

Il pHIl pH

7,42 7,42 ≤ pH ≤ 7,62 nelle tesi con vapore (≤ pH ≤ 7,62 nelle tesi con vapore (PP > 0,05) > 0,05) pH aumentato in tesi con CaO (pH max = 7,90)pH aumentato in tesi con CaO (pH max = 7,90) decremento, ma non significativo, del pH a T3 e T4 (potere decremento, ma non significativo, del pH a T3 e T4 (potere

tampone)tampone)

Conducibilità elettrica (CEConducibilità elettrica (CE1:21:2))

iniziale incremento e successivo decrementoiniziale incremento e successivo decremento differenze non significative rispetto al differenze non significative rispetto al

controllocontrollo

Carbonio Carbonio organicoorganico

marcate oscillazioni della variabilemarcate oscillazioni della variabile differenze non significative rispetto al differenze non significative rispetto al

controllocontrollo

Azoto Azoto totaletotale

differenze non significative rispetto al controllodifferenze non significative rispetto al controllo fluttuazioni dovute alle forme solubili (ad es. fluttuazioni dovute alle forme solubili (ad es.

ammoniacale)ammoniacale)

Manganese Manganese assimilabileassimilabile

valori sensibilmente elevati in tutte le tesi ( >1,5 mg Mn kgvalori sensibilmente elevati in tutte le tesi ( >1,5 mg Mn kg-1-1)) MnMn2+2+ più alto quando il vapore è iniettato in carter (20-25 mg Mn kg più alto quando il vapore è iniettato in carter (20-25 mg Mn kg-1-1))

Conta Conta battericabatterica

significative oscillazioni della variabile nel temposignificative oscillazioni della variabile nel tempo valori quasi sempre più elevati nel controllovalori quasi sempre più elevati nel controllo azione del CaO e della distribuzione di vapore nel azione del CaO e della distribuzione di vapore nel

cartercarter

Profili Profili molecolarimolecolari

C Vb VcVc+CaO N

T3

Vc+Ca

T1

C Vb Vc+CaO Vc Vc+Ca

T0

CBS

stabilità genetica delle comunità batterichestabilità genetica delle comunità batteriche elevato numero di segnali molecolari in tutte le tesielevato numero di segnali molecolari in tutte le tesi

ConclusioniConclusioni

La geodisinfestazione con il vapore rappresenta una La geodisinfestazione con il vapore rappresenta una tecnica di intervento fitoiatrico attualmente presente tecnica di intervento fitoiatrico attualmente presente sul mercato con diverse soluzioni operativesul mercato con diverse soluzioni operative

Nel valutare le Nel valutare le performanceperformance della tecnica, oltre alle della tecnica, oltre alle inevitabili considerazioni di carattere fitoiatrico, è inevitabili considerazioni di carattere fitoiatrico, è opportuno considerare anche gli effetti prodotti opportuno considerare anche gli effetti prodotti dall’intervento con il vapore sulle proprietà chimiche dall’intervento con il vapore sulle proprietà chimiche e microbiologiche del terrenoe microbiologiche del terreno

Sebbene le principali variabili chimiche del terreno Sebbene le principali variabili chimiche del terreno non risultino significativamente modificate dal non risultino significativamente modificate dal trattamento di geodisinfestazione, sono possibili trattamento di geodisinfestazione, sono possibili variazioni nei “variazioni nei “pool”pool” delle frazioni metabolicamente delle frazioni metabolicamente attive dei nutrientiattive dei nutrienti

Particolare attenzione occorre rivolgere al Particolare attenzione occorre rivolgere al monitoraggio delle variabili spesso poco considerate monitoraggio delle variabili spesso poco considerate nelle analisi di routine (ad es. microelementi)nelle analisi di routine (ad es. microelementi)

Nelle condizioni operative indagate nella presente Nelle condizioni operative indagate nella presente sperimentazione su suolo di serra, la componente sperimentazione su suolo di serra, la componente batterica del suolo è risultata solo parzialmente e batterica del suolo è risultata solo parzialmente e temporaneamente “disturbata” dal trattamento, temporaneamente “disturbata” dal trattamento, mentre le caratteristiche strutturali della comunità mentre le caratteristiche strutturali della comunità sono rimaste sostanzialmente inalteratesono rimaste sostanzialmente inalterate

QuesitQuesitii

Esistono risposte diversificate evidenti a livello di Esistono risposte diversificate evidenti a livello di singolo raggruppamento/categoria tassonomica?singolo raggruppamento/categoria tassonomica?

E’ realistico ipotizzare risposte funzionalmente e E’ realistico ipotizzare risposte funzionalmente e

strutturalmente distinte?strutturalmente distinte?

Grazie per Grazie per l’attenzionel’attenzione