scarica il testo della relazione

2

1.Introduzione L’importanza della “risorsa suolo” è stata sottolineata nel 1972 a Strasburgo dai membri del Consiglio d’Europa con la redazione della Carta Europea dei Suoli. Secondo tale documento il suolo rappresenta “uno dei beni più preziosi dell’umanità” in quanto substrato vivente e dinamico che permette l’esistenza della vita vegetale ed animale sulla Terra, risultando essenziale per la vita dell’uomo non solo come mezzo per produrre alimenti e materie prime, ma anche per il suo rilevante contributo nel regolare, assieme alla vegetazione ed al clima, il ciclo idrologico, influendo sulla qualità delle acque. La nostra società utilizza i suoli sia per fini agricoli che per fini industriali o d’altra natura, ma spesso le politiche di pianificazione territoriale non sono concepite in funzione delle proprietà dei suoli e della tutela di tale risorsa per le generazioni future, ma soprattutto in funzione dei bisogni delle società presenti. Ad esempio, l’uso agricolo dei suoli dovrebbe prevedere l’applicazione di metodi mirati a preservarne la qualità, dove per qualità si intende, secondo la definizione data da Doran & Parkin nel 1994, “la capacità del suolo di interagire con l’ecosistema per mantenere la produttività biologica, la qualità ambientale e promuovere la salute animale e vegetale”. Tuttavia, l’attuale meccanizzazione delle lavorazioni e l’uso di fitofarmaci e fertilizzanti, pur permettendo di aumentare le rese, possono rompere l’equilibrio naturale dei suoli, alterandone la qualità e, quindi, anche la fertilità (Yang and Janssen, 1997). ). I nuovi sistemi di coltivazione intensivi che prevedono, nella maggior parte dei casi, colture protette con temperature microambientali mediamente più alte, assenza di piogge, assenza di rotazioni, scomparsa dell’aratura, fertirrigazione localizzata, asportazione dei residui colturali senza reintegro della sostanza organica possono provocare gravi danni alla qualità dei suoli. Una delle caratteristiche che contribuisce in larga misura a determinare la fertilità di un suolo e che, a sua volta, influenza numerose altre proprietà di un suolo è la quantità di sostanza organica (Chen et al., 2006). Un elevato contenuto di sostanza organica nel suolo, infatti, migliora la struttura, la porosità e quindi l’aerazione e il drenaggio del suolo, incrementa la sua capacità idrica, e quindi la disponibilità di acqua per le piante, e induce una maggiore resistenza al compattamento, riducendo la formazione di croste superficiali e assicurando, quindi, una minore vulnerabilità ai processi di erosione e desertificazione. Un buon tenore di sostanza organica nel suolo accresce, inoltre, la disponibilità di nutrienti per le piante, incrementa il potere tampone del suolo, influisce sull’attività e sulla diversità della pedofauna e della microflora edafica (Riley at al., 2008, Hamer et al., 2008, Templer et al., 2005) ed incrementa la capacità del suolo di adsorbire inquinanti, come i metalli pesanti, riducendone l’effetto tossico (D’Ascoli et al., 2006). La quantità di sostanza organica di un suolo è il risultato del bilancio tra apporti (materiale vegetale o animale) e perdite (raccolti, mineralizzazione). Una corretta gestione del contenuto di sostanza organica del suolo rappresenta, dunque, un punto di fondamentale importanza per i programmi di conservazione e mantenimento della fertilità del suolo. Tuttavia, nei sistemi agricoli, nonostante la possibile restituzione al suolo di residui colturali dopo il raccolto, i processi di trasformazione non portano ad accumulo di sostanza organica ed il bilancio del carbonio risulta sostanzialmente in perdita. Infatti, la domanda crescente di produzioni agricole spinge all’adozione di tecniche colturali sempre più intensive che prediligono l’uso di fertilizzanti minerali piuttosto che di ammendanti o fertilizzanti organici e che tendono a consumare le riserve naturali di sostanza organica e nutrienti spingendo il ciclo della sostanza organica verso il processo di mineralizzazione, a netto svantaggio dell’accumulo dei residui organici e del processo di umificazione. In particolare, le coltivazioni intensive in coltura protetta, a causa delle elevate condizioni di temperatura e umidità, determinano un’accelerazione dei processi di mineralizzazione, influenzando il ciclo dei nutrienti e impoverendo di anno in anno i suoli. La perdita di sostanza organica ha effetto anche sull’intera comunità biotica del suolo, ed in particolare sulla comunità microbica edafica, che svolge un ruolo chiave nel modulare i processi edafici ed è in grado, a sua volta, di influenzare le proprietà fisiche e chimiche di un suolo e, quindi, la sua fertilità. Infatti, numerose specie di microrganismi partecipano al

3

processo di decomposizione che porta, da una parte, alla mineralizzazione veloce della sostanza organica in anidride carbonica e sali minerali, utili per lo sviluppo delle piante, e, dall’altra, alla produzione di humus. L’humus, che rappresenta una forma più stabile di sostanza organica, viene lentamente mineralizzato, costituendo, quindi, una riserva di elementi minerali. I microrganismi del suolo, inoltre, formano associazioni simbiotiche con le radici delle piante (Allen, 1991), costituiscono degli antagonisti per i microrganismi patogeni (Smith and Snyder, 1971), influenzano la solubilizzazione dei minerali e contribuiscono all’aggregazione e alla struttura del suolo (Swaby, 1949). I parametri biologici in grado di descrivere le variazioni che avvengono nella comunità microbica di suolo possono rappresentare dei pronti e sensibili indicatori dei processi di alterazione delle proprietà di un suolo, poiché i processi edafici che incidono sulle proprietà fisiche e chimiche di un suolo (come la perdita di sostanza organica) hanno effetto anche sullo sviluppo e l’attività della comunità biotica edafica (Hamer et al., 2008). Buoni indicatori dell’attività microbica edafica sono anche gli enzimi del suolo (Dick, 1984). L’attività deidrogenasi è strettamente correlata all’attività biologica di un suolo e risente prontamente degli eventi di stress di tipo biotico ed abiotico. Inoltre gli enzimi del suolo giocano un ruolo importante nei cicli biogeochimici dei principali elementi nutritivi quali C, N, P and S. Si tratta di enzimi appartenenti alla classe delle idrolasi, quali ad esempio l’ureasi, capace di idrolizzare l’urea in ammoniaca ed anidride carbonica, o le fosfatasi, capaci di idrolizzare composti organici e liberare fosfato inorganico, unica forma di fosforo disponibile per i microrganismi e le piante. Tuttavia, l’impatto dell’attività agricola sulla microflora edafica non dipende solo dalla perdita di sostanza organica, poiché l’uso di sostanze chimiche, come fitofarmaci e diserbanti di sintesi, ampiamente utilizzate nell’agricoltura intensiva con lo scopo di controllare lo sviluppo dei fitopatogeni e delle infestanti, può rappresentare anch’esso un’importante causa di alterazione della comunità edafica. L’abbandono della fertilizzazione organica determina un sensibile impoverimento del suolo stesso, con un trasferimento netto di carbonio (sotto forma di anidride carbonica) all’atmosfera. Gli effetti del degrado della qualità del suolo si stanno riflettendo velocemente sui livelli produttivi delle colture ortive protette in tutta la Campania e in particolare di quelle di IV gamma della Piana del Sele.

4

2.Obiettivi della ricerca e disegno sperimentale L’obiettivo dello studio è stato quello di individuare tecniche efficaci per il recupero dei suoli degradati, in particolare si vuole saggiare l’effetto dell’uso di alcuni ammendanti organici (compost e legno di pioppo derivante da scarti di lavorazione), in combinazione o meno con un concime minerale, sulle proprietà chimiche, biochimiche e biologiche del suolo. Il progetto, per il tipo di competenze richieste, ha previsto la partecipazione di tre gruppi di ricerca, afferenti a diversi Dipartimenti universitari: 1) il Dipartimento di Arboricoltura, Botanica e Patologia Vegetale (Università degli Studi di Napoli Federico II); 2) il Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta, dell’Ambiente e delle Produzioni Animali (Università degli Studi di Napoli Federico II); 3) il Dipartimento di Scienze Ambientali (Seconda Università degli Studi di Napoli). Ai fini del progetto, in uno studio precedentemente finanziato dalla CCIAA di Salerno, è stato preventivamente condotto un ampio monitoraggio della fertilità fisica, chimica e biologica di suoli sottoposti ad attività agricola intensiva e coltura protetta nelle aree della Piana del fiume Sele e dell’Agro Nocerino-Sarnese. Lo studio ha riguardato lo stato della fertilità dei suoli di 20 aziende, tutte condotte da almeno 15 anni con sistemi intensivi. Nei suoli campionati stati rilevati circa trenta parametri fisici, chimici, biochimici e microbiologici che hanno permesso di accertare una perdita di fertilità naturale piuttosto accentuata nelle aziende della Piana del Sele e un pò meno preoccupante in quelle dell’Agro Nocerino-Sarnese. I risultati più significativi ottenuti a seguito del monitoraggio possono essere riassunti nelle seguenti considerazioni:

- Il contenuto in carbonio organico risulta molto scarso in alcune aziende con suoli argillosi, mentre rientra nella norma nelle aziende con suoli sabbiosi o sabbioso-franchi. In termini di sostanza organica percentuale si passa, quindi, da valori inferiori allo 0,6% a valori (molto frequenti) compresi tra 0,8 e 1,5% a punte anche del 3%, riscontrate soltanto nei suoli controllo.

- Il rapporto C/N è sempre risultato basso o molto basso ad indicare processi di mineralizzazione spinti.

- Le attività enzimatiche, che riflettono l’attività della biomassa microbica sono generalmente a livelli inferiori a quelli medi riportati in letteratura, ma soprattutto nettamente inferiori a quelli misurati nei suoli controllo.

- L’attività metabolica specifica nei suoli sottoposti a coltivazione intensiva è risultata mediamente più bassa, rispetto ai suoli controllo, sia considerando i valori medi di attività per gruppi di molecole che per singoli substrati Quanto sopra esposto deriva, fondamentalmente, da un progressivo impoverimento dei suoli nel contenuto in sostanza organica che, in casi particolari, ha già raggiunto livelli critici. Successivamente, tra quelle monitorate, sono state scelte due aziende agricole, l’azienda Pastore (Eboli) e l’azienda Leone (Paestum), caratterizzate da proprietà fisico-chimiche del suolo diverse (vedi Tabella 1), in cui realizzare lo studio.

5

In particolare, il suolo dell’azienda Pastore, classificato, secondo la classificazione USDA (1998), come Mollic Haploxeralf (Regione Campania, 2004), risulta caratterizzato da una tessitura franco argillosa, con contenuto in calcare e conducibilità elettrica bassi, un’alta capacità di scambio cationico e un valore basso del rapporto C/N. Il suolo dell’azienda Leone, invece, classificato come Lithic Haplustolls (USDA, 1998; Regione Campania, 2004), presenta una tessitura franco sabbiosa, un alto contenuto in calcare, un buon contenuto di sostanza organica e un rapporto C/N più elevato rispetto al suolo dell’azienda Pastore. Il disegno sperimentale realizzato all’interno delle due aziende prescelte ha previsto l’applicazione, in due differenti dosi, di due tipi di ammendanti organici (due miscele, con differente rapporto C/N, di compost e cippato di legno di pioppo), in combinazione o meno con una concimazione minerale (N-P-K, 14-7-17, 200 kg ha-1), secondo lo schema riportato nella Tabella 2. Il compost utilizzato nello studio è stato un compost di qualità da FORSU (Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano), le cui caratteristiche sono riportate in Tabella 3.

Tabella 1. Proprietà fisiche e chimiche dei suoli (medie ± deviazioni standard) nelle due aziende agricole selezionate.

Proprietà Unità di misura

Pastore Leone

Tessitura Franco argilloso Franco sabbioso Sabbia % 37 ± 3 56 ± 1 Limo % 26 ± 2 27 ± 1

Argilla % 37 ± 2 17 ± 2 Capacità di campo % 25,74 ± 3,01 38,49 ± 1,84 Densità apparente g cm3 1,30 ± 0,07 1,12 ± 0,04

pH 7,74 ± 0,12 7,65 ± 0,12 Conduttività elettrica dS m-1 0,08 ± 0,02 0,17 ± 0,03

Calcare g kg-1 1,55 ± 1,03 639 ± 75 Carbonio organico g kg-1 10,47 ± 0,56 16,19 ± 0,39

N totale g kg-1 4,13 ± 0,31 3,90 ± 0,03 C/N 2,50 ± 0,20 4,11 ± 0,15 P2O5 mg kg-1 162,34 ± 9,21 174,71 ± 17,32

Capacità di scambio cationico cmol(+) kg-1 21,10 ± 0,20 13,6 ± 0,90 Ca++ cmol(+) kg-1 15,68 16,48 Mg++ cmol(+) kg-1 4,20 1,74 K+ cmol(+) kg-1 1,47 ± 0,06 0,62 ± 0,20 Na+ cmol(+) kg-1 0,74 ± 0,04 0,40 ± 0,05

6

Tabella 2. Elenco dei dieci trattamenti al suolo realizzati in ciascuna delle due aziende. Tutti i trattamenti sono stati effettuati in tre repliche per un totale di 30 parcelle analizzate in ogni azienda.

Trattamento e Acronimo Tipo di ammendante Quantità aggiunta

Note

Controllo (C) - - - Controllo concimato (Cc) - - - Controllo aziendale (aziendale) Gestione ordinaria

secondo la pratica aziendale

Ammendante 1 con dose bassa (A1 L)

Miscela compost - legna (C/N = 15)

30 t / ha

Ammendante 1 con dose bassa + concime (A1 Lc)


30 t / ha

Ammendante 2 con dose bassa (A2 L)


30 t / ha

Ammendante 2 con dose bassa + concime (A2 Lc)


30 t / ha

Ammendante 1 con dose alta (A1 H)


60 t / ha

Ammendante 1 con dose alta + concime (A1 Hc)


60 t / ha

Ammendante 2 con dose alta (A2 H)


60 t / ha

Ammendante 2 con dose alta + concime (A2 Hc)


60 t / ha

Tabella 3. Proprietà chimiche del compost utilizzato (compost da rifiuti solidi urbani).

Parametro Unità di misura

Quantità

Umidità % 25,00 pH 7,90

Carbonio organico % 28,00 Sostanza organica % 48,27

HAs + FAs % 14,20 N totale % 2,10

N organico % 2,00 P2O5 % 0,80 K2O % 1,80 C/N 13,30 Cu ppm 67,00 Zn ppm 146,00

Salinità cmol(+) kg-1 53,20

7

Lo schema sperimentale ha previsto 10 differenti trattamenti del suolo realizzati ognuno in 3 repliche (unite in 1 blocco). Essendo le 3 parcelle riunite in un blocco, in campo sono stati preparati 10 blocchi. I 10 blocchi sono stati distribuiti in 6 tunnel nell’AZ1 (Pastore; Figura 1) e in quattro nell’AZ2 (Leone). Ciascun blocco ha una superficie di 90 m2 (6 x 15 m). Sono stati previsti tre tunnel senza concimazione minerale e tre tunnel con concimazione minerale.

Figura 1. Schema sperimentale realizzato nell’azienda Pastore.

Alla fine dei primi due anni di studio, avendo rilevato che, per i parametri analizzati, generalmente non vi erano differenze significative tra parcelle trattate e non trattate con concime minerale, si è deciso, alla terza aggiunta di ammendanti, di non proseguire l’indagine sulle parcelle trattate con concime minerale. Per l’AZ1 la preparazione delle parcelle è avvenuta il 20/02/09, la prima irrigazione è stata effettuata il 25/02/09 e il primo prelievo di campioni per la determinazione della FDA (idrolisi della fluoresceina diacetato) è stato effettuato il 26/02/09. Per l’AZ2 la preparazione delle parcelle è avvenuta il 25/03/09, la prima irrigazione è stata effettuata il 30/03/09 e il primo prelievo di campioni per la determinazione della FDA (idrolisi del diacetato di floresceina) è stato effettuato il 01/04/09. I trattamenti nelle due aziende sono stati realizzati prima dell’inizio di un nuovo ciclo colturale e i primi due campionamenti, per la realizzazione di tutte le analisi previste, sono stati effettuati all’inizio e al termine del primo ciclo colturale, che, per entrambe le aziende, è stato melone. Nelle due aziende oggetto di studio, i campionamenti (il cui schema temporale è riportato in Figura 2) sono stati effettuati, in ciascuna parcella, prelevando lo strato superficiale di suolo (0-20 cm) in cinque distinti punti e miscelando insieme il suolo così campionato, in modo da ottenere un campione composito rappresentativo dell’intera parcella. I campioni così ottenuti, sono stati conservati in buste di polietilene e trasferiti in laboratorio, dove hanno subito la setacciatura (2 mm di maglia) finalizzata a separare lo scheletro dalla terra fine. Ciascun campione di suolo, così pretrattato, è stato poi in parte seccato all’aria e in parte conservato a 5 °C al fine, rispettivamente, della misura dei parametri chimici e della determinazione dei parametri biochimici, biologici e microbiologici elencati nella Tabella 4.

A1L (C/N=15 30 t/ha)

Controllo

Controllo

A1L (C/N=15 30 t/ha)

A2L (C/N=25 30 t/ha)

A1H (C/N=15 60 t/ha)

A1H (C/N=15 60 t/ha)

A2L (C/N=25 30 t/ha)

A2H (C/N=25 60 t/ha)

A2H (C/N=25 60 t/ha)

Schema di

campionamento

Tunnel concimato

(14-7-17)

Tunnel concimato

(14-7-17)

Tunnel concimato

(14-7-17)

8

Figura 2. Date di ammendamento e campionamento nelle aziende Pastore e Leone. Tabella 4. Elenco dei parametri misurati dalle rispettive unità di ricerca.

Classe di parametri Parametro Unità di ricerca coinvolta

Chimici

- pH Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- Calcare totale Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- Conduttività elettrica Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- Capacità di scambio cationico - Fosforo assimilabile

Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- K+, Na+ scambiabili - Acidi umici, acidi fulvici e umina

Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- Azoto totale - Azoto nitrico (N-NO3

-) -Azoto ammoniacale(N-NH4

+)

Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli) Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli) Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli)

- Carbonio organico e sostanza organica Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli)

Biochimici - β-glucosidasi Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) - Arilsolfatasi Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) - Fosfatasi Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) - Ureasi Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II) - Deidrogenasi Dipartimento di SSPAPA (Università di Napoli Federico II)

- FDA (attvità idrolitica totale) Dipartimento di ArBoPaVe (Università di Napoli Federico II)

Biologici - Biomassa microbica Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli) - Respirazione microbica potenziale -Elaborazione di indici microbici (quoziente microbico, qCO2, CEM)

Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli) Dipartimento di SA (Seconda Università di Napoli)

Microbiologici Profili funzionali (Biolog Ecoplate™) Dipartimento di ArBoPaVe (Università di Napoli Federico II)

Fitopatologici Incidenza di fitopatie telluriche Dipartimento di ArBoPaVe (Università di Napoli Federico II)

Produttivi Tempistica e misura delle produzioni Dipartimento di ArBoPaVe (Università di Napoli Federico II)

26/06/0913/03/09

26/02/09

13/11/09 15/11/1014/05/1003/03/10 01/03/11

2° ammendamento1° ammendamento

Pastore

18/02/10

DATE DI CAMPIONAMENTO

10/06/113° ammendamento

18/01/12

10/07/0924/04/09

31/03/09

06/11/09 15/11/1014/05/1003/03/10 01/03/11

2° ammendamento1° ammendamento

Leone

19/02/10

DATE DI CAMPIONAMENTO

3° ammendamento15/07/11

18/01/12

9

I prelievi e le analisi successivi sono stati effettuati trimestralmente fino al termine dei cicli produttivi che sono stati tre in entrambe le aziende. In particolare, nel primo ciclo colturale è stato coltivato melone in entrambe le aziende mentre nel secondo e nel terzo ciclo sono state coltivate lattuga e cavolo rapa nell’azienda Pastore e Leone, rispettivamente. In tabella 5 è riportato l’elenco delle coltivazioni effettuate durante l’intero periodo di sperimentazione. Tabella 5. Elenco delle coltivazioni effettuate nelle due aziende negli anni della sperimentazione.

Cicli Azienda Coltura Ciclo Anno

1 Pastore Melone Primaverile (marzo-giugno) 2009

2 Pastore Lattuga Autunnale (settembre-novembre) 2009

3 Pastore Lattuga Invernale (novembre-febbraio) 2009-2010

4 Pastore Melone Primaverile (marzo-giugno) 2010


6 Pastore Lattuga Autunnale (settembre-novembre) 2011


1 Leone Melone Primaverile (marzo-giugno) 2009

2 Leone Cav.-rapa Autunnale (settembre-dicembre) 2009

3 Leone Cav.-rapa Invernale (dicembre-marzo) 2009-2010

4 Leone Peperone Primaverile-Estivo (marzo-novemb.) 2010


6 Leone Cav.-rapa Autunnale (settembre-dicembre) 2011


10

3. Metodi analitici Analisi fisiche e chimiche Il tenore idrico dei campioni è stato determinato col metodo gravimetrico, su 5 g di campione fresco setacciato, seccando in stufa a 102°C fino al raggiungimento di un peso costante (Allen, 1989). Il dato è stato riportato come percentuale su peso di suolo secco. Tale misura risulta fondamentale per l’analisi della respirazione potenziale e per normalizzare i dati ottenuti su peso secco di suolo. La capacità idrica di campo del suolo setacciato è stata determinata col metodo gravimetrico, su una carota di campione fresco setacciato, preventivamente portato a saturazione mediante imbibizione, seccando in stufa a 102°C fino al raggiungimento di un peso costante (Allen, 1989). Tale misura risulta fondamentale per definire le condizioni di umidità ottimali per la comunità microbica nell’analisi della respirazione potenziale. La misura dei parametri chimici è stata effettuata su campioni di terra fine seccata all’aria. Il pH è stato determinato con il metodo potenziometrico mediante elettrodo pH specifico su sospensione di suolo con acqua in rapporto1:2.5, in accordo con il Metodo Ufficiale n. III.1 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999. La determinazione del calcare totale presente nei suoli è stata effettuata utilizzando suoli setacciati a 0,5 mm. Un grammo di suolo è stato fatto reagire in beuta con 10 ml di una soluzione 1:1 di acqua deionizzata e acido cloridrico. La quantità di CO2 prodotta è stata valutata attraverso l’uso di un calcimetro di Dietrich-Frühling come riportato nel Metodo Ufficiale n° V.1 Supplemento Ordinario della Gazzetta Ufficiale n° 248 del 21/10/1999. La determinazione del calcare attivo è stata realizzata mediante trattamento del suolo con ammonio ossalato e titolazione a caldo con KMnO4. La conduttività elettrica del terreno è stata determinata con metodo potenziometrico su estratti acquosi dei campioni di suolo (in rapporto acqua/suolo 1:2), in accordo con il Metodo Ufficiale n. IV.1 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999. La misura potenziometrica è stata effettuata utilizzando un elettrodo specifico in grado di fornire direttamente il valore di conducibilità, espresso in dS m-1 a 25° C. La capacità di scambio cationico è stata determinata in accordo con il Metodo Ufficiale XIII.2 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999, trattando i campioni con una soluzione di cloruro di bario e trietanolammina (TEA) a pH 8,.2, aggiungendo, successivamente, una soluzione di solfato di magnesio a titolo noto ed effettuando, infine, una titolazione complessometrica con soluzione di EDTA. Il contenuto di fosforo assimilabile, ovvero la quantità di fosforo solubile presente nei suoli analizzati, è stata determinata mediante il metodo Olsen (Metodo Ufficiale XV.32 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999), che si basa sull’estrazione del fosforo con una soluzione di NaHCO3 e sulla misura per via spettrofotometrica previa trasformazione in fosfomolibdato d’ammonio e riduzione a caldo con acido ascorbico e blu di molibdeno. Il contenuto delle basi scambiabili quali potassio e sodio è stato determinato con il metodo che prevede l’utilizzo di bario cloruro (Metodo Ufficiale XIII.2 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999). Con questa metodica le basi scambiabili sono state rimosse dai siti di scambio con soluzione di bario cloruro a pH 8,2 e poi determinate, nell’estratto acquoso, per spettrofotometria ad assorbimento atomico con atomizzazione a fiamma (FAAS). L’estrazione delle sostanze umiche dai suoli è stata effettuata seguendo la procedura proposta da Stevenson, 1994. Una determinata quantità di suolo, seccato all’aria e setacciato a 2 mm, è stata sospesa in rapporto 1:5 (w/v) in una soluzione 1 M di NaOH e 0.25 M di Na4P2O7 200 g di suolo, , e lasciati in agitazione per 12 h. La miscela è stata poi centrifugata in modo da separare l’estratto alcalino dalla fase solida, su cui la stessa procedura estrattiva è stata ripetuta altre due volte, con agitazioni di una sola ora. Dopo filtrazione dell’estratto alcalino su lana di vetro, gli acidi umici (HA) sono stati precipitati con HCl concentrato. Una

11

successiva centrifugazione e filtrazione su lana di vetro è servita a separare gli acidi fulvici (FA), rimasti in soluzione nel surnatante, dagli acidi umici precipitati. Gli acidi umici sono stati purificati mediante processi di dissoluzione in NaOH 0.1 M e riprecipitazione a pH 1 per addizione di HCl al 37%. Gli acidi umici così trattati sono stati ulteriormente purificati mediante agitazione in una soluzione di HCl/HF 0.5% (v/v), per allontanare gli eventuali silicati ancora presenti, dializzati in tubi da dialisi con cut-off molecolare di 3500 D, fino alla scomparsa di NaCl, ed infine liofilizzati. Il contenuto in azoto totale nei campioni di suolo è stato determinato mediante analizzatore elementale, come previsto dal Metodo Ufficiale n° XIV.1 del supplemento Ordinario G.U. n°248 del 21.10.1999. Il metodo analitico si basa sulla completa ed istantanea ossidazione del campione per “flash combustion” con conseguente conversione di tutte le sostanze organiche ed inorganiche in prodotti gassosi che vengono successivamente separati per gas cromatografia e rilevati tramite un detector a conducibilità termica (TCD). Per tale determinazione sono stati utilizzati campioni di terra fine seccata all’aria e poi ridotta in polvere. Il contenuto di azoto totale, espresso come percentuale su peso secco di campione, viene fornito direttamente dallo strumento sulla base della curva di taratura elaborata dal software di gestione dell’analizzatore (EAGLE2000) realizzata utilizzando una serie di campioni a peso noto di uno standard a concentrazione nota di CNHO (acido aspartico: C=36.09%; N=10.52%; H=5.20%; O2= 48.08%). Il contenuto di azoto minerale, misurato come azoto ammoniacale (NH4

+) e azoto nitrico (NO3-), è stato

determinato su estratti di suolo fresco mediante estrazione con soluzione 0,5 M di K2SO4 (1:4 suolo: estraente) e successiva lettura con elettrodi iono-specifici (Orion 9512 e Orion 9707; Castaldi and Aragosa, 2002). Il contenuto di carbonio organico nei campioni di suolo è determinato mediante il metodo Walkey and Black (1934) (Metodo ufficiale n° VII.3 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/1999), che prevede l’ossidazione per via umida del carbonio organico ad anidride carbonica mediante addizione di una soluzione di bicromato di potassio, in presenza di acido solforico, in questo modo la velocità di reazione viene favorita dall’innalzamento della temperatura conseguente alla brusca diluizione dell’acido. La reazione viene interrotta, dopo un tempo stabilito, con addizione di un opportuno volume di H2O e la quantità di bicromato di potassio che non ha reagito con il campione si determina per titolazione con una soluzione di ferro(II) solfato eptaidrato. A partire dal dato di carbonio organico è possibile calcolare il valore di sostanza organica del suolo tenendo conto che il carbonio organico al rappresenta circa il 58% della sostanza organica. Quindi è possibile utilizzare il fattore di conversione 1,724 per trasformare il valore di carbonio organico espresso in g kg-1 nel corrispondente valore di sostanza organica:

Sostanza organica = Corg ·1,724 Le analisi di risonanza magnetica nucleare (NMR) sono state condotte presso il Dipartimento di Ingegneria e Tecnologie Agro-Forestali dell’Università di Palermo. Utilizzando la metodologia Fast Field Cycling NMR, direttamente sui campioni di suolo tal quali, è stata studiato il tempo di rilassamento T1 delle molecole di acqua e quindi la sua interazione con le diverse componenti del suolo sottoposti ai trattamenti di ammendante organico. Analisi biochimiche La determinazione delle attività enzimatiche dei suoli è stata condotta nel più breve tempo possibile dalla raccolta del campione in azienda (entro 15-20 giorni) e rispettando le corrette condizioni di stoccaggio dei campioni in modo da poter al meglio preservare le caratteristiche biochimiche e biologiche dei suoli. Attività della β-glucosidasi: il metodo è basato sulla determinazione spettrofotometrica del p-nitrofenolo (p-NP) rilasciato dopo incubazione del suolo con il substrato p-nitrofenil-β-D-

12

glucopiranoside (p-NG) per 1 h a 30 °C. Il metodo ha previsto l’incubazione di 1 g di suolo in tampone MUB pH 6 con il substrato. Al termine dell’incubazione ai campioni sono stati aggiunti CaCl2 e Tris/NaOH per fermare la reazione enzimatica, quindi i campioni sono stati filtrati su carta W42 e letti allo spettrofotometro a 400 nm. I valori di assorbanza rilevata nei campioni sono stati poi convertiti in µmol pNP g-1h-1 grazie all’utilizzo di una retta di taratura ottenuta con standard a concentrazione nota del prodotto di reazione. (Tabataba,i 1982, Eivazi and Tabatabai, 1988) Attività dell’arilsolfatasi: il metodo è basato sulla determinazione spettrofotometrica del p-nitrofenolo (p-NP) rilasciato dopo incubazione del suolo con il substrato p-nitrofenil solfato (p-NPS) per 1 h a 30 °C. Il metodo ha previsto l’incubazione di 1 g di suolo in tampone acetato pH 5,8 con il substrato. Al termine dell’incubazione ai campioni sono stati aggiunti CaCl2 e NaOH per fermare la reazione enzimatica, quindi i campioni sono stati filtrati su carta W42 e letti allo spettrofotometro a 400 nm. I valori di assorbanza rilevata nei campioni sono stati poi convertiti in µmol pNP g-1h-1 grazie all’utilizzo di una retta di taratura ottenuta con standard a concentrazione nota del prodotto di reazione (Tabatabai and Bremner, 1970). Attività della fosfomonoesterasi: il metodo è basato sulla determinazione spettrofotometrica del p-nitrofenolo (p-NP) rilasciato dopo incubazione del suolo con il substrato p-nitrofenil fosfato (p-NPP) per 1 h a 30 °C. Il metodo ha previsto l’incubazione di 1 g di suolo in tampone MUB pH 11 con il substrato. Al termine dell’incubazione ai campioni sono stati aggiunti CaCl2 e NaOH per fermare la reazione enzimatica, quindi i campioni sono stati filtrati su carta W42 e letti allo spettrofotometro a 400 nm. I valori di assorbanza rilevata nei campioni vengono poi convertiti in µmol pNP g-1h-1 grazie all’utilizzo di una retta di taratura ottenuta con standard a concentrazione nota del prodotto di reazione. (Tabatabai and Bremner, 1969; Eivazi and Tabatabai, 1977). Attività della ureasi: la metodica è basata sulla determinazione della concentrazione dello ione ammonio residuo, attraverso l’utilizzo di un elettrodo ione selettivo, dopo l’incubazione per 1,5 h a 37 °C. Un grammo di suolo è stato messo a reagire con urea in tampone fosfato pH 8,0, sono stati poi aggiunti KCl per estrarre l’ammonio e NaOH per avere poi la lettura di NH4

+ (Nannipieri et al., 1980). Attività della deidrogenasi: il metodo è basato sulla stima della riduzione del trifenil tetrazolium chloride (TTC) a trifenil formazan (TPF) nel suolo dopo incubazione a 30 °C/24h (Thalmann, 1968). La metodica ha previsto l’incubazione di 1 g di suolo in tampone Tris/HCl pH 7,4 con il substrato dell’enzima. Dopo 24 h, è stato aggiunto acetone per desorbire il prodotto della reazione dalla matrice di suoli, ed sono seguite un’ulteriore incubazione di 2h, la filtrazione su carta W42 e la lettura dell’assorbimento allo spettrofotometro a 546 nm. I valori di assorbanza rilevata nei campioni sono stati poi convertiti in µg TPF g-1 h-1 grazie all’utilizzo di una retta di taratura ottenuta con standard a concentrazione nota del prodotto di reazione. Idrolisi di FDA: l’idrolisi del diacetato di fluoresceina (FDA) è considerata un’analisi enzimatica (comprendente numerosi enzimi idrolitici come i proteolitici, i lipolitici, ecc) positivamente correlata con l’attività microbica complessiva del suolo. L’analisi è stata effettuata secondo il protocollo di Workneh et al. (1993). In falcon da 50 ml si aggiungono 5 g di suolo, 20 ml di tampone fosfato 0,6 M a pH 7.6, la reazione enzimatica viene attivata dall’aggiunta di 20 µl di FDA ottenuto solubilizzando 100 mg di FDA in 5 ml di acetone puro. Le sospensioni di suolo così ottenuto sono mantenute in agitazione per 60 minuti. La reazione viene bloccata con l’aggiunta di 20 ml di acetone puro. I campioni sono poi centrifugati per 5 minuti a 5,000 giri. Successivamente viene misurata l’assorbanza del supernatante ad una lunghezza d’onda di 490 nm.

13

Analisi biologiche e microbiologiche Le analisi biologiche sono state effettuate in un periodo compreso tra 2 e 10 giorni dopo il campionamento, su suolo fresco conservato a 5°C al buio, in modo da poter preservarne al meglio le caratteristiche di vitalità della biomassa presente. La biomassa microbica (espressa come carbonio della biomassa) è stata determinata secondo il metodo biochimico della fumigazione-estrazione (Vance et al., 1987). Il metodo assume che i composti cellulari, liberati in seguito alla lisi cellulare determinata dalla fumigazione con cloroformio, possono essere estratti mediante una soluzione di K2SO4. La quantità di carbonio presente in questi estratti viene determinata mediante ossidazione per via umida della sostanza organica (digestione a caldo mediante soluzione acidificata di bicromato di potassio). Il contenuto di carbonio microbico viene determinato come differenza tra il carbonio presente negli estratti dei suoli fumigati e quello presente negli estratti dei suoli non fumigati, secondo la relazione:

Cmic =( Corg-F - Corg-NF) ⋅ 2,64 dove: Corg-F = carbonio organico nel campione fumigato; Corg-NF = carbonio organico nel campione non fumigato; 2.64 = fattore di conversione (Vance et al., 1987). La respirazione microbica potenziale è stata stimata come quantità di CO2 rilasciata da campioni di suolo, chiusi in vials con tappo ermetico, dopo 1 ora di incubazione in condizioni standard (buio, 25 °C, 55% CIC). La CO2 evoluta dopo l’incubazione è stata misurata prelevando 2,5 ml di gas da ciascun vial ed iniettandoli in un gas cromatografo dotato di ECD (Fision mod. GC8340), munito di un sistema di campionamento con loop da 1 ml (a 25°C). I valori in ppmV di CO2, registrati dallo strumento, sono stati convertiti in µg di CO2 g

-1 di suolo h-1, essendo noto il volume dei vials utilizzati, mediante la legge dei gas ideali (PV=nRT) e tenendo conto di una retta di taratura ottenuta analizzando miscele di precisione contenenti quantità note di CO2 in N. La respirazione del suolo costituisce un indice dell’attività metabolica totale della comunità biotica del suolo (Kieft, 1998). Infatti, il contributo principale alla respirazione del suolo è dato dalla comunità microbica, essendo stato stimato che la microflora edafica è responsabile del 71% dell’evoluzione di CO2 totale dal suolo (Parker e Doxtader, 1983). La respirazione del suolo pertanto dipende in larga misura dallo stato fisiologico delle cellule microbiche ed è principalmente influenzata dai fattori che regolano l’attività microbica, quali l’umidità, la temperatura, la disponibilità di ossigeno, la quantità di sostanza organica e di sostanze inquinanti.

A partire dai dati di biomassa microbica, respirazione e carbonio organico del suolo è stato possibile elaborare una serie di indici microbici utili a definire meglio il livello di attività del suolo ed eventuali alterazioni della struttura della comunità microbica. Il quoziente microbico rappresenta la frazione di carbonio organico costituita da carbonio microbico (Cmic/Corg = mg Cmic g-1 Corg). Differenti autori suggeriscono che il quoziente microbico è capace di evidenziare variazioni dei processi del suolo, e quindi del suo stato, in maniera più evidente del contenuto di carbonio organico o microbico considerati singolarmente (Insam & Domsch, 1988; Sparling, 1992). Anderson e Domsch (1989) hanno trovato che suoli agricoli sottoposti ad una monocoltura presentano valori più bassi di quoziente microbico rispetto a suoli sottoposti a pratiche agricole differenti. In genere se un suolo viene sottoposto ad uno sfruttamento molto intenso, è probabile che il tasso di riduzione del pool di carbonio microbico sia maggiore del tasso di riduzione del pool di carbonio organico, e questo implica un decremento del quoziente microbico. Tuttavia, l’uso di questo indice non è consigliabile quando si intenda comparare differenti tipi di suolo, poiché suoli di differente natura possono presentare valori diversi di coefficiente microbico indipendentemente dall’uso che viene fatto del suolo. Ad esempio gli Andosols presentano valori più bassi di quoziente

14

microbico rispetto agli Oxisols (Sparling, 1997). In generale il quoziente microbico fornisce interessanti informazioni sulle variazioni subite da uno stesso suolo lungo una scala temporale, ma non sempre risulta chiara la relazione tra valore del quoziente e qualità di un suolo. Il quoziente metabolico rappresenta il tasso di respirazione per unità di biomassa microbica (qCO2 = mg CCO2 mg-1 Cmic h

-1; Anderson & Domsch, 1993). In accordo con la teoria di Odum (1969) sulla strategia di sviluppo degli ecosistemi, il tasso di respirazione per unità di biomassa si riduce, all’interno di un ecosistema, nel corso di una successione. In termini di comunità edafica questo si traduce, nell’ambito di un ecosistema maturo, in una maggiore quantità di carbonio microbico ed in un più basso tasso di respirazione. Insam e Haselwandter (1989) hanno riscontrato un trend di riduzione di tale indice lungo una cronosequenza di siti. Fließbach e Mäder (1997), invece, hanno confrontato il suolo di una coltura con sistema agricolo tradizionale e quello di una coltura biologica ed hanno riscontrato valori più bassi di qCO2 nei suoli con coltivazione biologica, indicando una maggiore efficienza energetica delle popolazioni microbiche. In generale, dunque, il qCO2 può risultare un indice utile ad individuare l’instaurarsi di condizioni stressanti per la microflora edafica ed anche a differenziare suoli a differente stadio di maturità lungo una cronosequenza. In condizioni standard di laboratorio, non limitanti per i microrganismi, valori più elevati di respirazione, non associati ad un incremento di pari grado del contenuto di carbonio microbico, si traducono in valori più elevati di qCO2. Questo fenomeno potrebbe essere correlato all’instaurarsi di condizioni sfavorevoli per la comunità microbica. Infatti in condizioni di stress i microrganismi consumano una quantità maggiore di energia per il mantenimento (Odum, 1985). Il coefficiente di mineralizzazione endogena (CEM = mg CCO2 g

-1 Corg h-1) rappresenta la frazione di

carbonio organico che viene mineralizzata a CO2 nell’unità di tempo. Questo indice può fornire interessanti informazioni sul tasso di mineralizzazione della sostanza organica e sulla capacità potenziale del suolo di accumulare o dissipare carbonio. Rutigliano e collaboratori (2002) hanno rilevato incrementi del valore di CEM in suoli soggetti ad incendi accidentali in un’area a macchia mediterranea mista a pini e in suoli soggetti ad incendi sperimentali in pratelli di macchia. Gijsman e collaboratori (1997), studiando suoli di una savana colombiana sottoposti ad una monocoltura di riso oppure ad una rotazione tra coltura di riso e prato da pascolo, hanno riscontrato un incremento del CEM nei suoli sottoposti a rotazione, in particolare in presenza di prati dominati da leguminose, rispetto ai suoli sottoposti a monocoltura. Il tasso di respirazione della comunità microbica del suolo dipende dalle condizioni fisiche (umidità e temperatura), chimiche (contenuto di sostanza organica e inquinanti) e biologiche (contenuto di biomassa) del suolo. In condizioni standard di laboratorio, non limitanti per i microrganismi, valori più elevati di respirazione, non associati ad un incremento di pari grado del contenuto di carbonio organico, si traducono in valori più elevati di CEM. Questo fenomeno può essere correlato all’input al suolo di sostanza organica di facile degradazione (mentre l’input di sostanza organica a lenta degradazione può determinare una riduzione dei valori di CEM) o all’instaurarsi di condizioni di stress o disturbo per la comunità microbica, che possono determinare un maggior consumo di energia e quindi una più veloce mineralizzazione della sostanza organica del suolo. Il profilo funzionale della microflora edafica è stato determinato mediante impronta della risposta catabolica effettuata su piastre Biolog Ecoplate contenenti 31 substrati organici differenti. Il sistema Biolog EcoplateTM , basato sull’utilizzo di piastre a 96 pozzetti contenenti diverse fonti di carbonio, è un sistema innovativo per lo studio delle comunità microbiche presenti in suoli, acque, compost, residui colturali, ecc. La tecnica si basa sulla capacità di utilizzo, da parte delle comunità microbiche presenti nel campione, di 31 differenti fonti di carbonio. Ciascuna fonte di carbonio è ripetuta tre volte, nella stessa piastra, per consentire una maggiore accuratezza dei dati sperimentali che si ricavano dal test.

15

La figura seguente mostra schematicamente la composizione di una piastra Biolog EcoplateTM.

La procedura sperimentale che è stata utilizzata ha previsto: 1) Estrazione dei batteri dal campione:100 mg di terreno sono omogeneizzati per 20 min in 1 ml di

acqua bidistillata sterile, successivamente il campione è fatto riposare per 5 minuti per consentire al terreno di sedimentare lasciando i batteri in sospensione. Un’aliquota della fase acquosa ottenuta viene diluita 1/100 in acqua bidistillata sterile.

2) La piastra Biolog EcoplateTM viene insemenzata con 100 µl (per ogni pozzetto) della soluzione 1/100 contenente i batteri e incubata a 28°C

3) Lettura allo spettrofotometro della densità ottica della piastra (O.D.590) viene effettuata dopo 24-48-72-96 ore di incubazione. I pozzetti in cui sono presenti composti in grado di essere utilizzati dalla comunità microbica del campione assumono una caratteristica colorazione violetta. La formazione del colore viola avviene quando i microbi, utilizzando la fonte di carbonio disponibile, iniziano a respirare determinando la riduzione della sostanza indicatrice tetrazolo che è inclusa nei pozzetti.

4) Analisi dei risultati: i valori di O.D.590 per i 31 pozzetti delle piastre, durante 4 giorni di incubazione, sono trasferiti in un foglio Excel per essere sottoposti ad elaborazione statistica. I valori che si ottengono dalle letture spettrofotometriche sono utilizzati per il calcolo dell’AWCD (Average Well Colour Development) valore medio di colorazione dei pozzetti. Questa è una misura dell’attività totale che riassume per ogni piastra e per ciascun tempo di incubazione la risposta metabolica dei microrganismi.

AWCD=Σ(i=1,31) (Ri –C)/31

Per ogni campione sono stati calcolati i valori di AWCD che sono stati successivamente confrontati fra di loro per evidenziare le differenze nelle attività delle comunità microbiche dei diversi campioni. L’AWCD (Average Well Colour Development) riflette la capacità ossidativa dei microrganismi presenti in un determinato suolo. Tale valore può essere usato come un indicatore dell’attività delle

16

comunità microbiche del suolo. I grafici allegati sono stati ottenuti riportando le medie dei valori di AWCD rilevati nei pozzetti delle Biolog Ecoplate, dopo 96h di incubazione. Valutazione della produttività In entrambe le aziende nelle parcelle sperimentali sono state praticale le colture previste dai piani aziendali e riportate nella tabella 5. Nel periodo 2009-2012 sono stati realizzati sette cicli colturali e le coltivazioni sono state seguite assiduamente mediante sopralluoghi mensili per verificarne l’evoluzione e lo stato fitosanitario. In particolare per le coltivazioni di melone di entrambe le aziende, a partire dall’inizio della raccolta, sono stati effettuati stacchi dei frutti ogni due giorni e per ogni parcella sono stati determinati il numero dei frutti raccolti, il loro singolo peso e, su 10 frutti per ciascuna parcella, è stato determinato il grado Brix. Nell’azienda Pastore sono stati realizzati diversi cicli di lattuga secondo i tempi riportati nella tabella 5. Al termine di ciascun ciclo sono stati prelevati da ogni parcella cinque cespi, seguendo un preciso schema a X, che successivamente sono stati pesati singolarmente. In ogni parcella si è proceduto a registrare la presenza di fitopatie e a valutarne l’incidenza. Nell’azienda Leone, nel periodo giugno-ottobre 2010 sono state seguite sei raccolte di peperoni, sono stati cioè raccolti, enumerati e pesati tutti i frutti prodotti dalle singole parcelle; inoltre al termine di ogni ciclo colturale, sono stati raccolti cinque cavoli-rapa da ogni parcella e su questi si è proceduto a una valutazione qualitativa del fogliame e successivamente si è determinato il diametro e il peso di ogni pezzo. Elaborazione dei dati e analisi statistica I dati rilevati sono stati ordinati in uno specifico database, che ne consente l’elaborazione statistica e la rappresentazione grafica, per ciascuna data di campionamento e per ciascuna azienda. I dati riportati in relazione sono le medie (± deviazioni standard) delle tre repliche di campo per ciascun trattamento in ciascuna azienda. L’analisi statistica (riportata nei grafici delle analisi biologiche e per alcuni parametri fisici e chimici) ha previsto l’applicazione dell’ANOVA ad una via seguita, in caso di P<0,05, dallo Student-Newman-Keuls test (P<0,05), al fine di individuare differenze significative tra i trattamenti effettuati in ciascuna azienda. I dati di produttività sono stati elaborati mediante il coefficiente di Correlazione lineare di Pearson (P<0,05).

17

4. Risultati Proprietà chimiche In Tabella 6a e 6b sono riportati i valori di tenore idrico nel suolo dell’azienda Pastore e Leone. Il tenore idrico è risultato mediamente più alto nell’azienda Leone che nell’azienda Pastore, nonostante la tessitura franco-sabbiosa della prima, probabilmente per effetto di un differente apporto dovuto all’irrigazione artificiale. Inoltre, nel suolo dell’azienda Leone, i trattamenti con le differenti miscele A1 e A2 hanno determinato un trend di incremento di tale parametro, con differenze significative, rispetto al controllo, rilevate solo nel primo campionamento e nell’anno 2011. Inoltre il test statistico two-way ANOVA ha evidenziato un effetto significativo legato al tempo di campionamento per entrambe le aziende. In Tabella 7a e 7b sono riportati i valori di capacità idrica di campo dei suoli delle due aziende. Il suolo dell’azienda Leone (di natura franco sabbiosa) ha mostrato valori significativamente più elevati di capacità idrica di campo rispetto al suolo dell’azienda Pastore (di natura franco argillosa), effetto dovuto, probabilmente, al più elevato valore di sostanza organica. Inoltre, nel suolo dell’azienda Pastore i differenti trattamenti non hanno determinato effetti rilevanti sulla capacità di ritenzione idrica, mentre nel suolo dell’azienda Leone, a fine studio (anno 2011), è stato rilevato un incremento significativo di tale parametro nelle parcelle ammendate rispetto al controllo, fattore che ha sicuramente influito sulla variazione di tenore idrico evidenziata prima.

* Alla fine dei primi due anni di studio, avendo rilevato che, per i parametri analizzati, generalmente non vi erano differenze significative tra parcelle trattate e non trattate con concime minerale, si è deciso, durante la terza aggiunta di ammendanti, di non proseguire l’indagine sulle parcelle trattate con concime minerale.

Tabella 6a. Valori medi (±DS) del tenore idrico nel suolo (% p.s.) dell’azienda Pastore nei vari campionamenti e trattamenti. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento (con o senza aggiunta di concime minerale). Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.

Sigla Prelievo 13/03/2009

Prelievo 26/06/2009

Prelievo 13/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 16,15 ±1,55

12,88 ±1,95

17,08 ±0,31

16,44 ±0,51

11,07 ±3,23

10,64 ± 1,06

15,08 ±1,67

8,90 ±2,79

A1 L 13,48 ±2,95

11,79 ±3,54

17,59 ±0,90

16,34 ±0,19

11,36 ± 3,36

12,84 ± 0,79

17,80 ± 0,71

13,69 ±3,58

A1 H 12,64 ±2,81

12,11 ±3,42

18,74 ±0,90

16,39 ±1,35

9,62 ±0,87

13,31 ± 1,02

19,03 ± 0,21

11,47 ±1,37

A2 L 16,56 ±2,39

12,49 ±4,25

18,57 ±0,76

17,60 ±1,01

11,02 ± 1,54

13,95 ± 0,89

16,66 ± 0,96

9,55 ±2,70

A2 H 16,13 ±0,15

10,28 ±1,40

18,01 ±1,19

18,92 ±4,54

10,65 ± 2,35

13,20 ± 0,58

16,75 ±1,25

10,78 ±1,43

Cc 13,25 ±1,94

11,79 ±0,69

17,35 ±1,68

15,90 ±0,81

11,30 ± 0,88

11,65 ± 0,77

16,18 ±1,26

*

A1 Lc 12,35 ±2,38

10,60 ±2,92

18,17 ±0,40

16,48 ±0,72

11,91 ± 3,78

11,97 ± 0,42

17,75 ±1,37

*

A1 Hc 14,35 ±1,18

8,78 ±0,77

18,28 ±1,00

17,52 ±0,94

11,97 ± 2,46

17,05 ± 6,54

17,07 ± 2,57

*

A2 Lc 10,56 ±1,71

12,00 ±3,45

18,16 ±0,57

16,54 3,25

14,91 ± 3,32

9,77 ±4,85

16,93 ± 2,53

*

A2 Hc 14,47 ±2,51

11,20 ±0,83

17,91 ±0,77

16,79 ±0,24

10,81 ± 3,31

19,78 ± 8,57

17,65 ± 1,03

*

18

Tabella 6b. Valori medi (±DS) del tenore idrico nel suolo (% p.s.) dell’azienda Leone nei vari campionamenti e trattamenti. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento (con o senza aggiunta di concime minerale). Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 23,04 a ±0,58

16,72 ±1,82

20,59 ±0,76

23,21 ±1,16

21,49 ±0,67

21,04 ±2,55

22,73 a ±0,64

25,57 ±0,72

A1 L 29,85 b ±0,46

16,59 ±4,62

20,51 ±0,89

24,66 ±0,93

21,47 ±1,13

20,00 ±5,81

24,86 ab ±1,09

27,42 ±1,45

A1 H 31,47 b ±0,54

16,45 ±1,39

20,73 ±0,44

25,66 ±0,72

21,57 ±0,52

21,54 ±0,95

25,90 b ±0,88

27,02 ±0,40

A2 L 30,00 b ±2,73

16,25 ±4,16

19,21 ±1,74

24,26 ±1,93

20,08 ±0,14

22,21 ±1,67

23,64 ab ±1,48

25,61 ±1,03

A2 H 30,49 b ±0,44

17,23 ±1,44

21,16 ±0,19

24,27 ±1,40

21,40 ±0,55

22,13 ±1,42

24,31 ab ±0,12

26,56 ±0,67

Cc 30,06 ±0,66

18,24 ±1,98

20,30 ±0,68

23,35 ±0,76

21,73 ±0,40

18,39 ±2,95

23,58 a ±0,36

*

A1 Lc 30,73 ±0,60

16,40 ±2,85

19,66 ±0,38

23,37 ±1,03

21,56 ±1,72

18,84 ±1,26

24,05 ab ±1,01

*

A1 Hc 30,26 ±1,93

15,49 ±0,98

20,19 ±0,26

22,71 ±3,66

21,49 ±1,70

22,75 ±1,41

25,45 b ±0,71

*

A2 Lc 29,26 ±0,49

15,38 ±3,10

20,15 ±0,98

24,57 ±0,72

21,46 ±0,95

22,09 ±0,56

23,34 ab ±0,53

*

A2 Hc 29,85 ±4,85

17,49 ±1,61

20,91 ±0,15

23,51± 2,78

22,03 ±1,36

22,55 ±1,69

24,25 ab ±0,89

*

Tabella 7a. Valori medi (±DS) della capacità di campo nel suolo (% p.s.) dell’azienda Pastore nei vari campionamenti e trattamenti. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento (con o senza aggiunta di concime minerale). Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 26/06/2009

Prelievo 13/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 41,31 ±2,29

48,77a

±0,63 52,88 ±0,49

52,20 ±1,52

49,80 ±1,65

44,72 ±0,73

43,42 ±0,93

40,63 ±3,36

A1 L 45,61 ±3,35

48,55a

±1,42 53,96 ±0,69

51,84 ±2,38

51,17 ±2,73

45,65 ±1,10

42,57 ±1,82

42,12 ±2,94

A1 H 45,76 ±0,88

47,98a

±1,93 51,99 ±3,23

51,66 ±2,52

50,32 ±0,71

43,70 ±1,04

43,32 ±1,25

44,97 ±1,48

A2 L 41,02 ±3,82

44,04b

±1,89 52,44 ±2,62

52,14 ±4,31

48,86 ±1,94

45,08 ±2,17

43,37 ±3,62

40,93 ±0,43

A2 H 44,76 ±4,40

46,18b

±0,81 52,21 ±0,50

54,33 ±4,37

55,08 ±5,43

45,59 ±0,91

43,78 ±4,74

41,78 ±1,31

Cc 44,19 ±4,02

48,79 ±0,76

53,18 ±2,06

52,28 ±2,43

50,35 ±0,58

45,04 ±2,39

43,43 ±0,78

*

A1 Lc 41,78 ±3,07

48,49 ±1,82

53,54 ±0,73

53,84 ±0,56

49,92 ±3,68

46,82 ±1,25

43,45 ±2,56

*

A1 Hc 42,78 ±4,79

45,70 ±1,12

52,51 ±1,03

54,11 ±2,78

50,35 ±1,39

44,87 ±1,90

45,18 ±2,99

*

A2 Lc 46,16 ±2,12

46,49 ±2,08

53,82 ±1,74

52,52 ±2,21

49,92 ±0,74

45,94 ±0,52

42,84 ±0,47

*

A2 Hc 44,99 ±4,28

47,05 ±0,84

53,65 ±1,58

52,46 ±0,82

50,75 ±1,01

45,23 ±0,71

44,38 ±3,06

*

19


L’effetto dell’ammendamento organico sul tenore idrico e la capacità di campo può essere importante nei suoli agricoli, la cui fertilità è fortemente correlata alla disponibilità di acqua per le piante. In generale, l’aggiunta di sostanza organica incrementa la capacità di campo, poiché l’acqua è trattenuta nel suolo principalmente per capillarità e un incremento nelle dimensioni dei pori si traduce, generalmente, in un incremento di capacità di campo (Reicosky et al., 2003). Hudson (1994) ha dimostrato che un incremento dell’1% in sostanza organica può portare ad un incremento del 3,7% in termini di capacità di campo, determinando una richiesta più ridotta di irrigazione per le colture (Verheijen et al., 2010; FAO report, 2005). Inoltre, l’aggiunta di sostanza organica può migliorare la capacità di ritenzione idrica particolarmente nei suoli sabbiosi, laddove l’ammendante organico venga fornito in alte dosi (Brockhoff et al., 2010), ma può anche ridurre il tenore idrico nei suoli argillosi (Verheijen et al., 2010). I suoli a tessitura mista, invece, in termini di ritenzione e contenuto idrico, sono più sensibili al contenuto di sostanza organica rispetto ai suoli a tessitura fine. In realtà, l’effetto dell’aggiunta di sostanza organica sul contenuto d’acqua di un suolo dipende fortemente dalla presenza delle varie componenti tessiturali ma anche dall’ammontare iniziale di sostanza organica (Rawl et al., 2003). In fatti, in presenza di un basso contenuto di sostanza organica iniziale, un’aggiunta di carbonio organico, generalmente, determina un incremento di ritenzione idrica in suoli a tessitura grossolana ma un decremento in quelli a tessitura fine, mentre in presenza di un alto contenuto di sostanza organica iniziale, un incremento di carbonio organico si traduce in un incremento di ritenzione idrica nel suolo indipendentemente dal tipo tessiturale (Rawls et al., 2004). In questo studio, dopo l’aggiunta di ammendanti organici, il tenore idrico e la capacità di campo non mostravano incrementi apprezzabili

Tabella 7b. Valori medi (±DS) della capacità di campo nel suolo (% p.s.) dell’azienda Leone nei vari campionamenti e trattamenti. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento (con o senza aggiunta di concime minerale). Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 56,02 ±1,07

55,41 ±0,47

55,46 ±1,04

53,01 ±1,33

53,19 ±1,42

55,99 ±1,35

48,57 a ±1,76

48,78 ±4,35

A1 L 56,00 ±0,71

55,67 ±0,44

56,13 ±0,91

52,48 ±1,41

53,61 ±2,08

55,47 ±1,03

52,68 b ±1,45

52,02 ±5,51

A1 H 55,23 ±1,47

56,96 ±0,61

56,04 ±1,36

51,78 ±0,66

53,39 ±0,25

54,24 ±1,23

53,41 b ±1,40

56,19 ±2,10

A2 L 55,25 ±2,18

55,35 ±1,35

56,69 ±2,89

52,71 ±0,64

52,75 ±0,28

55,15 ±0,28

53,65 b ±1,57

50,05 ±2,62

A2 H 56,59 ±0,11

60,64 ±9,19

55,65 ±1,07

52,55 ±1,17

53,28 ±1,27

54,94 ±0,61

55,89 b ±0,89

49,85 ±8,93

Cc 56,26 ±2,31

55,44 ±0,26

54,75 ±0,91

52,18 ±1,35

52,46 ±1,74

56,89 ±3,34

51,37 a ±1,62

*

A1 Lc 55,85 ±1,43

56,54 ±2,84

56,32 ±2,50

53,51 ±0,82

53,14 ±1,31

55,25 ±1,96

54,29 ab ±1,31

*

A1 Hc 55,09 ±1,73

55,70 ±1,29

54,84 ±3,16

52,43 ±1,29

52,93 ±0,60

53,37 ±1,57

56,50 b ±1,45

*

A2 Lc 56,28 ±0,96

57,02 ±1,46

55,90 ±1,45

53,57 ±2,66

52,83 ±0,54

55,57 ±1,64

54,27 ab ±2,70

*

A2 Hc 52,45 ±7,11

55,02 ±0,95

55,15 ±1,95

52,39 ±1,82

51,70 ±1,76

56,20 ±1,13

53,21 ab ±1,05

*

20

nell’azienda Pastore, mentre nell’azienda Leone (caratterizzata da tessitura franco sabbiosa e da un buon contenuto di sostanza organica) mostravano un incremento statisticamente significativo a fine studio (campionamento del 2011). Bisogna evidenziare che nei suoli sabbiosi un incremento di ritenzione idrica può rappresentare un fattore importante per la fertilità, specialmente nei periodi di maggiore aridità. Numerosi studi hanno dimostrato come la concimazione chimica può influire significativamente sul contenuto idrico del suolo, stimolando lo sviluppo delle piante e quindi l’utilizzo, da parte di queste, dell’acqua (Ouattara et al., 2006; Ritchie and Johnson 1990; Song et al., 2010). Tuttavia, in questo studio nessun effetto considerevole è stato rilevato nei plot trattati anche con concime chimico. Quest’ultimo risultato, associato con il risultato ottenuto, generalmente, per tutti gli altri parametri ha indotto ad eliminare, nel terzo anno di studio, le parcelle con concimazione minerale. L’utilizzo di ammendanti organici, caratterizzati da compost prodotto da FORSU e cippato di pioppo, come materiale a più lenta degradazione, ha avuto differenti effetti sulle diverse proprietà dei suoli oggetto di questo studio. Alcune di queste proprietà non sono state influenzate in maniera significativa, come nel caso del pH. In seguito l’aggiunta di sostanza organica il pH non ha subito cambiamenti sostanziali, in entrambe le aziende, durante i tre anni di studi. Nonostante l’aggiunta annuale, i valori sono oscillati, per tutti i trattamenti, tra 7,7 e 8,2, evidenziando una reazione sub alcalina – alcalina dei suoli.

Al contrario, altri parametri analizzati nel corso della sperimentazione si sono mostrati più sensibili al trattamento con questa tipologia di ammendante organico. Per esempio, la conducibilità elettrica (EC) ha riportato, in entrambe le aziende, un incremento immediato dopo l’aggiunta annuale di sostanza organica, per poi scendere ai valori delle parcelle non trattate nel corso dell’anno. Tale andamento si è ripetuto per tutti i tre anni di studi, non evidenziando nessuna differenze tra i differenti trattamenti. I suoli dell’azienda Leone, seppur mostrando un andamento simile nei valori di EC a quelli dell’azienda Pastore, sono stati caratterizzati da un valore medio di EC maggiore. L’analisi del contenuto in fosforo assimilabile (P2O5) ha evidenziato valori iniziali simili nei suoli delle due aziende (162 mg kg-1 azienda Pastore, 175 mg kg-1 azienda Leone); a seguito dei tre successivi ammendamenti annuali è stato osservato un incremento di tale parametro soprattutto dopo il secondo anno di ammendamento, ma di maggiore entità nel suolo dell’azienda Pastore.

Azienda Pastore Azienda Leone

21

I valori, in questo caso, sono aumentati fino a circa 300 mg kg-1. La diversa natura dei suoli e soprattutto la natura calcarea del suolo dell’azienda Leone contribuiscono a differenziare il comportamento dei suoli. L’addizione di concime minerale ha determinato nella maggior parte dei casi un ulteriore aumento di fosforo disponibile. Analogamente al pH, anche la capacità di scambio cationica non ha mostrato marcati cambiamenti in seguito all’ammendamento, nonostante siano state aggiunte ingenti quantità di sostanza organica per tre anni consecutivi. Le tabelle 8a e 8b mostrano l’effetto dell’ammendamento organico, in combinazione anche con la concimazione chimica, sull’azoto totale dei suoli delle due aziende che hanno partecipato alla sperimentazione. Nel periodo di studio, nelle parcelle ammendate, si è assistito ad un incremento progressivo dell’azoto in entrambe le aziende. In particolare, nell’azienda Pastore è stato osservato un incremento significativo dell’azoto totale a partire dal IV campionamento (nel plot non trattati con concime minerale) con effetti più marcati nel VI, VII e VIII campionamento. Nell’azienda Leone, invece, si sono osservati incrementi significativi di N totale, nelle parcelle ammendate non trattate con concime minerale, nei due ultimi campionamenti (anni 2011 e 2012). Alla fine del periodo di studio l’incremento percentuale, rispetto al controllo, del contenuto di azoto totale nelle parcelle trattate raggiungeva valori del 52% nell’azienda Pastore e del 38% nell’azienda Leone.

Azienda Pastore Azienda Leone

22


Nelle Tabelle 9a e 9b sono riportati i valori di azoto ammoniacale nelle due aziende studiate. I dati non hanno evidenziato alcun trend chiaro, ad eccezione di qualche sporadico aumento rispetto al controllo.

Tabella 8a. Valori medi (±DS) del contenuto di N totale (%) nel suolo dell’azienda Pastore. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento. Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 0,41 ±0,03

0,38 ±0,01

0,34 ±0,01

0,37a ±0,03

0,29 ±0,02

0,28a ±0,02

0,25a ±0,01

0,16a ±0,01

A1 L 0,39 ±0,02

0,43 ±0,05

0,36 ±0,03

0,40a ±0,02

0,35 ±0,05

0,37b ±0,01

0,36b ±0,05

0,27b ±0,01

A1 H 0,38 ±0,01

0,42 ±0,03

0,39 ±0,02

0,44ab ±0,02

0,34 ±0,02

0,40b ±0,04

0,39b ±0,03

0,26b ±0,01

A2 L 0,39 ±0,01

0,43 ±0,03

0,36 ±0,03

0,42ab ±0,02

0,32 ±0,04

0,35b ±0,01

0,33b ±0,03

0,22c ±0,01

A2 H 0,39 ±0,02

0,40 ±0,04

0,36 ±0,02

0,46b ±0,03

0,37 ±0,03

0,39b ±0,03

0,38b ±0,04

0,25b ±0,01

Cc 0,40 ±0,01

0,40 ±0,04

0,36ab ±0,03

0,38 ±0,02

0,26 ±0,02

0,28a ±0,06

0,33a ±0,01

*

A1 Lc 0,39 ±0,02

0,36 ±0,04

0,39a ±0,02

0,39 ±0,02

0,34 ±0,05

0,35b ±0,03

0,34a ±0,02

*

A1 Hc 0,39 ±0,01

0,41 ±0,01

0,38ab ±0,01

0,41 ±0,03

0,38 ±0,07

0,41b ±0,01

0,40b ±0,03

*

A2 Lc 0,41 ±0,04

0,40 ±0,01

0,34b ±0,01

0,39 ±0,02

0,32 ±0,06

0,34b ±0,02

0,33a ±0,03

*

A2 Hc 0,41 ±0,02

0,40 ±0,02

0,35ab ±0,01

0,43 ±0,02

0,33 ±0,02

0,41b ±0,01

0,35a ±0,02 *

Tabella 8b. Valori medi (±DS) del contenuto di N totale (%) nel suolo dell’azienda Leone.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 0,39 ±0,01

0,39 ±0,06

0,43 ±0,01

0,39 ±0,01

0,28 ±0,04

0,27 ±0,04

0,28a ±0,03

0,18a ±0,01

A1 L 0,43 ±0,03

0,40 ±0,00

0,41 ±0,02

0,40 ±0,01

0,33 ±0,01

0,32 ±0,06

0,38b ±0,00

0,25bc ±0,01

A1 H 0,43 ±0,01

0,46 ±0,05

0,44 ±0,01

0,43 ±0,04

0,33 ±0,03

0,36 ±0,06

0,39b ±0,03

0,28b ±0,02

A2 L 0,42 ±0,03

0,44 ±0,03

0,43 ±0,03

0,39 ±0,02

0,32 ±0,04

0,29 ±0,03

0,32a ±0,02

0,22c ±0,04

A2 H 0,43 ±0,03

0,37 ±0,04

0,43 ±0,01

0,42 ±0,01

0,27 ±0,03

0,32 ±0,01

0,38b ±0,02

0,24bc ±0,01

Cc 0,40 ±0,02

0,41 ±0,05

0,40 ±0,01

0,39 ±0,03

0,28a ±0,03

0,26 ±0,02

0,28 ±0,06

*

A1 Lc 0,43 ±0,03

0,42 ±0,06

0,42 ±0,04

0,42 ±0,01

0,29a ±0,01

0,28 ±0,03

0,33 ±0,06

*

A1 Hc 0,45 ±0,03

0,39 ±0,05

0,45 ±0,02

0,40 ±0,04

0,34b ±0,01

0,34 ±0,06

0,39 ±0,03

*

A2 Lc 0,41 ±0,01

0,42 ±0,01

0,42 ±0,03

0,39 ±0,02

0,29a ±0,01

0,33 ±0,04

0,34 ±0,02

*

A2 Hc 0,44 ±0,02

0,36 ±0,02

0,43 ±0,03

0,40 ±0,03

0,30a ±0,01

0,32 ±0,03

0,37 ±0,04

*

23


Nelle Tabelle 10a e 10b sono riportati i valori di azoto nitrico nei suoli delle aziende Pastore e Leone. Sporadici incrementi di tale parametro si sono registrati, per entrambe le aziende, a partire dal III campionamento nelle parcelle concimate. Un trend di incremento più netto si è registrato, per entrambe

Tabella 9a. Valori medi (±DS) del contenuto di N-NH4+ (µg g-1) nel suolo dell’azienda Pastore. Lettere

differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento Sigla Prelievo

13/03/2009 Prelievo

26/06/2009 Prelievo

13/11/2009 Prelievo

03/03/2010 Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 1,71 ±0,52

3,25 ±1,22

3,99

±0,18 1,25

±0,11 10,16 ab ±3,27

0,78a

±0,18 4,60 ±0,34

22,52 ±8,20

A1 L 1,88 ±0,93

4,47 ±2,07

2,51 ±1,09

0,98 ±0,06

9,09 a ±1,67

0,66a

±0,34 2,62 ±1,65

24,51 ±6,40

A1 H 2,79

±1,81 8,11 ±3,49

2,84 ±0,73

1,27 ±0,16

19,21 ±3,92b

1,24b

±0,32 4,16 ±0,15

26,37 ±4,40

A2 L 1,32

±0,73 6,02 ±2,81

2,57 ±0,34

1,29 ±0,34

9,87 a ±3,50

0,39a

±0,07 3,75 ±0,41

29,34 ±9,20

A2 H 2,17

±2,42 6,32 ±4,49

2,48 ±0,10

2,04 ±0,73

12,49 ab ±5,66

0,54a

±0,19 3,22 ±0,32

36,77 ±3,40

Cc 1,75 ab ±1,24

3,02a

±0,55 1,85 ±0,63

1,13a

±0,21 13,77 ±0,24

0,57 ±0,12

4,95 a ±0,38

*

A1 Lc 1,41 a ±0,33

6,63ab

±1,88 1,95 ±0,27

1,01a

±0,07 14,56 ±5,20

1,26 ±0,84

4,81 a ±0,11

*

A1 Hc 2,33ab

±1,27 10,91b

±5,91 2,82 ±1,09

1,14a

±0,08 23,30 ±4,39

0,71 ±0,35

4,16 a ±0,52

*

A2 Lc 3,96b

±0,50 3,36a

±1,29 2,32 ±0,50

1,06a

±0,05 8,36

±6,49 0,44 ±0,24

4,00 b ±0,18

*

A2 Hc 1,81ab ±0,72

3,94a

±0,41 2,45 ±0,44

2,28b ±0,93

17,15 ±8,34

0,60 ±0,23

3,27 b ±0,39

*

Tabella 9b. Valori medi (±DS) del contenuto di N-NH4+ (µg g-1) nel suolo dell’azienda Leone.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 9,68

±1,60 4,20

±0,45a 2,14

±0,27a 0,71

±0,06a 1,17 ±0,31

0,63a

±0,24 5,30 ±0,65

0,85 ±0,1

A1 L 8,10 ±1,99

3,60 ±0,59a

1,20 ±0,17b

2,51 ±0,50b

0,89 ±0,19

0,25b

±0,11 5,87 ±0,97

1,35 ±0,70

A1 H 7,70

±1,01 2,41

±0,32b 3,21

±0,69a 1,12

±0,41a 1,54 ±0,59

0,31b

±0,12 5,41 ±0,04

2,53 ±3,2

A2 L 7,53

±1,16 1,70

±0,13b 3,20

±0,44a 1,06

±0,21a 1,27 ±0,19

0,27b

±0,09 6,29 ±1,10

1,80 ±0,9

A2 H 9,43

±0,87 2,88

±0,65ab 2,93

±0,86a 1,00

±0,23a 1,52 ±0,59

0,24b

±0,07 5,72 ±0,35

0,50 ±0,00

Cc 9,24 ±2,50

4,28 ±0,43a

1,66 ±0,07 a

0,75 ±0,02a

1,76 ±0,79

0,46 ±0,31

5,81 ±0,12

*

A1 Lc 8,01 ±0,75

3,65 ±0,41a

1,24 ±0,29a

3,56 ±1,88b

1,63 ±0,05

0,40 ±0,23

5,72 ±0,73

*

A1 Hc 6,91

±0,79 1,87

±0,30b 1,32

±0,13 a 1,27

±0,27 a 1,03 ±0,26

0,37 ±0,07

5,92 ±0,46

*

A2 Lc 7,77

±1,01 2,31

±0,74b 2,40

±0,20 b 1,23

±0,35 a 1,01 ±0,02

0,23 ±0,08

5,86 ±0,81

*

A2 Hc 7,00

±0,92 2,70

±0,69b 3,40

±0,17c 1,47

±1,01 a 2,38 ±0,99

0,23 ±0,04

5,16 ±0,25

*

24

le aziende, a partire dal VI campionamento, con valori dalle due alle tre volte superiori ai rispettivi controlli.

Le conoscenze sulla disponibilità a breve e lungo termine di N nel suolo a seguito dell’aggiunta di ammendanti organici e concimi minerali sono essenziali per venire incontro alle necessità delle specie

Tabella 10a. Valori medi (±DS) del contenuto di N- NO3- (µg g-1) nel suolo dell’azienda Pastore.


Prelievo 26/06/2009

Prelievo 13/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 28,31 ±11,35

44,80 a ±7,98

11,03 ±4,85

8,15 ±0,92

130,57 ±38,99

138,77 a ±24,76

120,02 a ±47,38

306,11a ±39,73

A1 L 14,82 ±5,90

87,39 a ±26,72

13,04 ±6,52

9,67 ±4,61

128,85 ±12,90

216,03 ±17,80b

284,44 b ±65,37

438,40b ±35,12

A1 H 20,85 ±4,72

127,52 b ±38,48

8,55 ±0,00

7,90 ±1,87

128,82 ±22,94

277,46 ±35,59b

349,58 b ±36,36

367,26ab ±33,48

A2 L 12,16 ±3,87

74,41 a ±13,85

8,44 ±3,96

6,89 ±1,21

152,12 ±12,30

228,60 ±43,36b

314,32 b ±70,99

425,31b ±38,60

A2 H 17,44 ±6,85

89,85 a ±37,20

10,99 ±0,77

8,75 ±2,16

151,08 ±40,29

227,38 ±25,60b

588,03 c ±36,41

403,25b ±54,74

Cc 59,95 a ±5,06

64,70 ±28,94 a

7,07a

±1,31 7,12 ±1,82

182,31 ±49,85

84,28 ±10,13a

61,56 a ±12,43

*

A1 Lc 19,17 b ±10,14

134,36 ±30,01ab

9,44b

±1,68 7,23 ±3,73

157,00 ±41,59

173,45 ±17,33b

228,67 a ±69,06

*

A1 Hc 11,40 b ±15,30

177,33 ±36,10b

6,21a

±1,56 8,18 ±2,94

151,36 ±15,71

247,00 ±58,29c

374,46 b ±28,75

*

A2 Lc 21,57 b ±8,36

109,20 ±31,90ab

7,65a

±1,58 7,49 ±1,56

205,77 ±52,12

175,69 ±29,18b

328,02 b ±49,67

*

A2 Hc 13,36 b ±3,27

75,85 a ±18,61

12,80b

±3,25 7,27 ±1,28

176,09 ±9,45

294,81 ±54,20c

592,47 c ±39,07

*

Tabella 10b. Valori medi (±DS) del contenuto di N- NO3- (µg g-1) nel suolo dell’azienda Leone.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 62,26 ±7,91

83,32 ±7,19

18,68

±13,31 11,43a

±4,24 213,52 ±53,53

193,33 b ±18,85

275,44 ±47,29a

185,59a ±19,76

A1 L 64,22 ±18,04

98,51

±7,84 13,82

±1,50 38,54b

±13,99 220,64 ±19,54

265,71 ±54,51

421,98 ±87,66 b

297,09bc ±27,74

A1 H 66,42

±26,11 117,63

±17,95 15,56

±5,15 40,71b

±12,32 235,18 ±19,27

307,15 ±91,20

523,25 ±134,11c

339,84c ±44,52

A2 L 43,77

±8,59 94,11

±19,27 6,99

±4,95 23,57ab

±7,00 213,72 ±52,15

300,45 ±53,68

411,57 ±15,73 b

243,18ab ±21,72

A2 H 39,15

±13,33 95,60

±7,61 9,09

±2,76 23,17ab

±3,35 241,80 ±29,23

324,58 ±36,98b

624,25c ±52,80

256,61ab ±39,37

Cc 164,77a

±32,78 108,79

±25,00 12,17 a

±4,07 25,95 ±0,52

271,75 ±84,69

165,28a

±38,06 235,23 ±6,49 a

*

A1 Lc 142,50a ±38,21

124,09

±20,01 28,26b

±8,41 23,00 ±11,55

221,33 ±9,10

193,88ab

±24,31 408,31 ±24,79 b

*

A1 Hc 70,05b

±3,88 133,88 ±37,80

12,85a

±0,87 30,08 ±15,17

273,16 ±38,60

276,98ab

±40,10 427,10 ±56,67b *

A2 Lc 65,68b

±22,06 99,33

±8,49 9,31a

±6,83 11,97 ±0,53

239,20 ±32,68

280,99b

±71,41 411,04 ±49,57 b

*

A2 Hc 42,84b

±1,35 75,38

±1,95 10,88a

±0,64 28,74 ±16,05

313,60 ±29,46

252,87ab

±38,91 630,68 ±30,59c *

25

coltivate e, nel contempo, proteggere l’ambiente dall’apporto eccessivo di nitrati. Incrementare l’efficienza di utilizzo degli ammendanti organici e approfondire le conoscenze sulle dinamiche dell’azoto nei suoli ammendati rimangono importanti obiettivi per la ricerca (Amlinger et al., 2003; Gutser et al., 2005). Esperimenti di campo, di lungo termine, possono fornire, in tal senso, osservazioni dirette delle variazioni di bilancio del carbonio e dell’azoto, utili per prevedere la produttività del suolo. In questo studio, dopo tre successivi trattamenti con ammendanti organici, somministrati a differenti dosi, con e senza l’aggiunta di concime minerale, è stato misurato un trend di incremento dell’azoto totale in entrambe le aziende oggetto di studio. Va comunque sottolineato che i valori iniziali di tale elemento nel suolo erano (4.13 and 3.90 g kg-1, in Pastore e Leone rispettivamente) notevolmente alti e certamente più alti dei valori medi riscontrabili in un suolo agricolo (0.7 - 2 g kg-1; Sequi, 2005), mentre nei plot che avevano subito i trattamenti tali valori erano in media molto più alti (fino al 50% in più, nel suolo dell’azienda Pastore). A differenza della concimazione chimica, l’ammendamento organico porta, però, a un lento rilascio di azoto minerale nel tempo (Claassen and Carey, 2006) ad opera dei processi di mineralizzazione, limitando gli effetti ambientali negativi legati all’eccesso di questo nutriente nel suolo. Infatti, la frazione di N minerale che viene liberata nel tempo mediante mineralizzazione può essere assorbita dalle piante e immobilizzata nei tessuti vegetali, subire il processo di denitrificazione, essere fissata sui minerali argillosi o lisciviata (Kokkora, 2008). Tuttavia, la dinamica dell’azoto, nei suoli ammendati, può essere influenzata da vari fattori come le caratteristiche del compost, le condizioni climatiche, le proprietà del suolo, i tipi di coltura presenti e le pratiche di gestione agricola messe in atto (Amlinger et al., 2003). Nei suoli studiati, gli ammendanti organici utilizzati hanno determinato un incremento dell’azoto totale e un conseguente lento rilascio di azoto minerale (in forma prevalentemente di nitrato) nel tempo tale da determinare, già alla fine del secondo anno di studio, un incremento del contenuto di N nitrico nelle parcelle ammendate, nonostante gli otto cicli colturali messi in atto e i fenomeni di lisciviazione occorsi nel periodo di indagine. I risultati di questo studio dimostrano che un’attività di ammendamento ripetuta nel tempo può dare effetti marcati e persistenti sul contenuto di azoto totale e minerale nel suolo. Infine, bisogna mettere in evidenza che, in entrambi i suoli studiati, è rilevabile una fluttuazione stagionale del contenuto di nitrati nel suolo, con una riduzione netta nel periodo invernale. Altri autori (Carfora et al., 2008) hanno messo in evidenza, in suoli di macchia mediterranea, che il tasso di mineralizzazione netta dell’azoto risulta significativamente influenzato dalla stagione, con tassi più alti in autunno e inverno, valori intermedi in primavera e valori bassi in estate, probabilmente dovuti al lungo periodo di aridità estiva tipico dell’ambiente mediterraneo. I nostri dati, invece, suggeriscono che in ambienti dove l’acqua non risulta un fattore limitante (come le colture sotto serra dove vi è un continuo apporto di acqua con l’irrigazione), il periodo invernale può limitare, probabilmente a causa delle più basse temperature, il processo di mineralizzazione dell’azoto. Il contenuto di carbonio organico del suolo (Tabelle 11a e 11b) ha mostrato un pronto e durevole incremento in tutte le parcelle trattate, con effetti più marcati dopo la seconda aggiunta di ammendanti organici (cioè a partire dal IV campionamento). Tuttavia, nel primo campionamento il trend di incremento risultava significativo solo in alcuni casi. Comunque, l’incremento percentuale di questo parametro, nelle parcelle trattate, variava tra il 10 e il 125 %, per il suolo dell’azienda Pastore, e tra il 10 e il 75% per il suolo dell’azienda Leone. Non sono state evidenziate grosse differenze tra le differenti dosi di ammendante somministrato, né tra le tipologie di miscele o tra parcelle trattate o meno con concime chimico.

26


Nelle tabelle 12a e 12b sono riportati i valori del rapporto C/N nei suoli dell’azienda Pastore e Leone.

Tabella 11a. Valori medi (±DS) del contenuto di C organico (g kg-1) nel suolo dell’azienda Pastore nei vari campionamenti e trattamenti. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascuna data di campionamento (con o senza aggiunta di concime minerale). Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 10,36 ±0,56

9,59 ±0,45

8,08a ±0,89

10,97a ±0,39

13,07a ±0,81

11,79a ±1,15

11,46a ±0,40

11,78a ±0,51

A1 L 11,71 ±0,22

13,00 ±1,11

14,77b ±0,76

17,04b ±2,33

17,37b ±0,20

17,84b ±0,22

17,76b ±1,01

18,18b ±1,34

A1 H 12,61 ±0,89

13,10 ±1,68

14,51b ±1,37

15,24b ±0,59

18,38b ±1,60

21,67c ±1,96

19,74b ±1,68

20,99b ±0,35

A2 L 11,71 ±1,61

13,51 ±1,43

16,28b ±1,22

14,47b ±0,59

17,04b ±1,29

18,48bc ±0,44

18,02b ±3,15

17,64b ±2,56

A2 H 12,49 ±1,74

12,61 ±2,72

15,52b ±1,00

12,15a ±0,59

17,56ab ±4,23

20,52bc ±1,45

19,44b ±1,18

20,45b ±2,30

Cc 8,30a ±0,77

9,91a ±0,78

8,39a ±0,66

10,78a ±0,51

11,26a ±0,61

12,24a ±1,16

12,98a ±1,84

*

A1 Lc 10,68b ±1,18

12,23b ±0,22

16,28b ±1,74

15,63b ±1,61

18,02b ±1,16

17,97b ±0,38

18,79bc ±0,89

*

A1 Hc 13,13b ±1,36

14,54c ±1,16

15,40b ±2,28

15,88b ±1,55

17,04b ±0,79

21,92c ±1,38

20,77b ±0,77

*

A2 Lc 11,84b ±1,39

13,13bc ±1,24

14,26b ±2,79

14,21b ±3,29

16,95b ±0,80

18,35b ±0,58

16,99c ±0,22

*

A2 Hc 12,36b ±1,34

13,77bc ±0,59

18,30b ±22,84

15,88b ±0,45

17,18b ±1,98

22,30c ±0,96

17,38c ±1,16

*

Tabella 11b. Valori medi (±DS) del contenuto di C organico (g kg-1) nel suolo dell’azienda Leone. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti. Per la legenda vedi Tabella 2.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 16,02 ±0,39

15,83 ±0,58

15,26 ±0,81

15,48a ±0,40

16,61a ±1,62

15,63a ±0,40

16,13a ±0,22

13,97a ±0,62

A1 L 18,15 ±0,67

18,79 ±0,80

21,86 ±5,05

16,79ab ±0,59

24,26b ±1,75

23,57b ±3,22

23,06bc ±2,83

19,37b ±1,03

A1 H 17,16 ±1,02

19,73 ±0,42

20,96 ±1,55

18,46b ±0,80

26,94b ±1,81

25,78b ±0,77

27,41c ±0,96

24,44c ±0,38

A2 L 16,60 ±0,91

17,40 ±4,05

22,90 ±2,05

18,98b ±1,34

24,93b ±1,23

20,36c ±2,24

22,68b ±1,15

17,20d ±1,21

A2 H 18,44 ±1,79

17,30 ±1,81

21,08 ±8,85

17,69ab ±1,39

20,12ab ±5,68

21,77bc ±0,80

23,70b ±1,23

19,56b ±1,34

Cc 16,22 ±0,84

15,18a ±0,12

16,69a ±0,51

15,22a ±0,39

16,14a ±0,35

15,82a ±0,73

16,13a ±0,40

*

A1 Lc 19,44 ±1,98

19,44b ±0,45

26,52b ±1,19

17,69b ±1,39

21,47ab ±2,78

20,97b ±1,49

23,45b ±1,81

*

A1 Hc 17,76 ±1,36

17,42b ±1,34

23,93bc ±1,36

17,95b ±0,59

27, 07b

±1,52 22,54b ±1,54

24,21b ±1,86

*

A2 Lc 18,79 ±1,02

18,57b ±1,48

20,83c ±3,01

17,95b ±0,59

22,79ab ±2,23

22,29b ±1,45

21,19b ±1,35

*

A2 Hc 18,55 ±0,65

18,28b ±0,89

23,02bc ±1,83

17,56b ±1,36

20,83ab ±5,07

22,67b ±0,67

22,04b ±0,38

*

27


Tabella 12a. Valori medi (±DS) del rapporto C/N nel suolo dell’azienda Pastore. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti. Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.


Prelievo 26/06/2009

Prelievo 13/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 2,51

±0,20a 2,53 ±0,18

2,37 ±0,20a

2,98 ±0,31a

4,51 ±0,10

4,18 ±0,32a

4,53 ±0,11

7,36 ±0,47

A1 L 3,01

±0,17b 3,17 ±0,69

4,21 ±0,18b

4,62 ±0,10b

4,99 ±0,78

4,82 ±0,12a

5,15 ±1,09

6,85 ±0,52

A1 H 3,35 ±0,44b

3,13 ±0,44

3,70 ±0,38a

3,47 ±0,17c

5,38 ±0,44

5,43 ±0,46b

5,08 ±0,41

8,03 ±0,13

A2 L 3,03 ±0,29b

3,14 ±0,26

4,52 ±0,17b

3,42 ±0,22c

5,31 ±0,14

5,25 ±0,62 b

5,51 ±0,10

8,33 ±1,39

A2 H 3,17

±0,35b 3,13 ±0,59

4,31 ±0,09b

2,66 ±0,09a

4,68 ±0,80

5,31 ±0,30 b

5,10 ±0,37

8,20 ±1,31

Cc 2,07

±0,15a 2,49a

±0,29 2,38

±0,35a 2,84

±0,11 4,30 ±0,39

4,49 ±0,47 a

3,97 ±0,53 a

*

A1 Lc 2,76

±0,27b 3,42b

±0,29 4,19

±0,59b 4,06

±0,56 5,33 ±0,96

5,15 ±0,45 b

5,61 ±0,39 b

*

A1 Hc 3,33 ±0,31b

3,52b

±0,27 4,10

±0,81b 3,86

±0,61 4,57 ±0,92

5,36 ±0,05 b

5,26

±0,40 b *

A2 Lc 2,94

±0,49b 3,29b

±0,33 4,23

±0,54b 3,70

±0,62 5,47 ±1,15

5,34 ±0,12 b

5,22

±0,67 b *

A2 Hc 3,05

±0,40b 3,42b

±0,14 5,18

±0,82b 3,73

±0,13 5,13 ±0,38

5,47 ±0,17 b

4,95

±0,47 b *

Tabella 12b. Valori medi (±DS) del rapporto C/N nel suolo dell’azienda Leone. Lettere differenti in apice indicano differenze significative tra i trattamenti per ciascun campionamento.


Prelievo 10/07/2009

Prelievo 06/11/2009

Prelievo 03/03/2010

Prelievo 14/05/210

Prelievo 15/11/2010

Prelievo 01/03/2011

Prelievo 18/01/2012

C 4,08

±0,15 4,08 ±0,50

3,53 ±0,26

3,94a

±0,18 6,05 ±1,27

5,94 ±0,74

5,78 ±0,59

7,58 ±0,18

A1 L 4,27

±0,09 4,78 ±0,20

4,77 ±0,70

4,18ab

±0,06 7,39 ±0,57

7,53 ±0,19

6,34 ±0,77

7,63 ±0,25

A1 H 4,02 ±0,12

4,28 ±0,58

4,73 ±0,45

4,36ab

±0,63 8,14 ±0,86

7,34 ±1,59

7,12 ±0,30

7,80 ±1,20

A2 L 3,99

±0,20 3,99 ±0,23

5,29 ±0,31

4,87b

±0,05 7,93 ±0,86

7,15 ±0,79

7,19 ±0,38

9,05 ±0,43

A2 H 4,33

±0,49 4,66 ±0,55

4,88 ±2,09

4,18ab

±0,27 7,35 ±1,55

6,87 ±0,12

6,29 ±0,46

8,01 ±0,33

Cc 4,02a

±0,14 3,77 ±0,47

4,14a

±0,16 3,91 ±0,28

5,81 ±0,61

6,07 ±0,37

5,84 ±1,17

*

A1 Lc 4,51b

±0,18 4,71 ±0,83

6,39b

±0,44 4,18 ±0,37

7,46 ±0,84

7,45 ±0,39

7,32 ±1,93

*

A1 Hc 3,95a

±0,09 4,48 ±0,19

5,35c

±0,50 4,54 ±0,31

8,02 ±0,89

6,76 ±1,18

6,16 ±0,20

*

A2 Lc 4,55b

±0,33 4,45 ±0,26

4,92c

±0,16 4,57 ±0,17

7,96 ±0,66

6,81 ±0,36

6,31 ±0,47

*

A2 Hc 4,19ab

±0,22 5,04 ±0,22

5,40c

±0,34 4,39 ±0,09

6,91 ±1,85

7,03 ±0,58

6,09 ±0,67

*

28

Come atteso, i valori del rapporto C/N hanno mostrato un trend crescente in tutti i plot ammendati di entrambe le aziende, con un effetto più marcato nel suolo dell’azienda Pastore. Nessun considerevole effetto era da riferirsi all’uso di concime chimico, alle differenti dosi o alle diverse miscele utilizzate. Il contenuto di carbonio organico di un suolo è universalmente riconosciuto quale indicatore di qualità, anche in ambiente agricolo (Goyal et al., 1999; Simek et al., 1999; Juan et al., 2008). Tale proprietà del suolo è considerata essere stabile, poiché sono necessari diversi anni di uso del suolo per determinare variazioni significative nel pool di sostanza organica (Gregorich et al., 1994). I risultati di questo studio mostrano un pronto e duraturo incremento del contenuto di carbonio organico nel suolo dopo l’uso, ripetuto, di ammendanti organici. Tuttavia, i risultati scarsamente significativi registrati nel primo campionamento potrebbero essere attribuiti alla distribuzione eterogenea degli ammendanti aggiunti. Infatti, la presenza di compost ancora in pellet nei campioni di suolo prelevati subito dopo ciascun ammendamento (primo e quarto campionamento) potrebbe aver falsato il dato, poiché in fase di setacciatura il pellet può essere stato rimosso dalla terra fine. Bisogna inoltre sottolineare che non è stato riscontrato alcun effetto considerevole dovuto alla dose o al tipo di miscela utilizzata, perché anche la dose più bassa della miscela A1 (quella con più basso rapporto C/N) determinava già un vantaggio significativo in termini di incremento della sostanza organica del suolo, ma effetti migliori e più marcati erano misurati nel suolo dell’azienda Pastore, avente valori più bassi di carbonio organico e rapporto C/N di partenza. Quindi, i risultati di questo studio lasciano ipotizzare che, nell’area di studio, sottoposta da lungo tempo ad una gestione agricola intensiva, la sola addizione annuale di un ammendante organico simile alla miscela A1 e fornito nella dose di 30 t ha-1 potrebbe essere sufficiente per preservare e recuperare la qualità del suolo. Comunque, la natura franco argillosa del suolo dell’azienda Pastore ha probabilmente avuto un ruolo importante nel determinare questo risultato poiché le particelle di argilla sono coinvolte nei processi chimici e biofisici di stabilizzazione del carbonio (Christensen, 1996), mediante la formazione dei complessi organo-minerali che proteggono la sostanza organica, ritardandone la mineralizzazione. Inoltre, nei suoli a tessitura argillosa, la bassa porosità determina condizioni di scarsa aerazione sfavorevoli per lo sviluppo della flora aerobia e per la sua attività di degradazione della sostanza organica (Bossio et al., 1998; Cookson et al., 2005; Jarvis et al., 1996; Lunquist et al.,1999; Schulten and Leinweber, 2000). D’altra parte, la natura franco sabbiosa del suolo dell’azienda Leone favorisce l’ossigenazione dell’ambiente edafico, stimolando lo sviluppo e l’attività dei microrganismi decompositori e contribuendo ad aumentare la velocità dei processi di mineralizzazione e umificazione (Christensen, 1996; Feller and Beare,1997 Hassink,1995). Tra i suoli studiati, il suolo dell’azienda Pastore mostrava i valori più bassi di rapporto C/N. Bisogna sottolineare che, per entrambe le aziende, i valori di azoto totale erano sorprendentemente alti per un suolo agricolo e, come conseguenza, ne risultava un valore basso di rapporto C/N. Un rapporto C/N basso è un fattore che influisce negativamente sulla riserva di carbonio organico, perché favorisce lo sviluppo e l’attività della microflora edafica e quindi una veloce mineralizzazione della sostanza organica. Nel nostro studio, l’aggiunta di miscele compost+legna, con più alto rapporto C/N rispetto al solo compost, ha reso la sostanza organica aggiunta più resistente all’attacco microbico, controbilanciando l’alta concentrazione di azoto nel suolo e contribuendo ad innalzare il rapporto C/N dei suoli studiati. Tuttavia, a fine studio, i valori del rapporto C/N riscontrati nei suoli risultavano ancora relativamente bassi e distanti dal valore 10 considerato generalmente in letteratura un valore di riferimento per un suolo di buona qualità.

29

Proprietà biochimiche dei suoli In seguito alla somministrazione di ammendanti organici sono state monitorate alcune attività enzimatiche strettamente legate all’attività biologica dei suoli e ai cicli biogeochimici dei principali elementi. Le attività enzimatiche studiate nei suoli oggetto di studio sono state fortemente influenzate oltre che dall’applicazione di ammendante organico anche dalle differenti caratteristiche geopedologiche dei suoli delle due aziende e dall’andamento climatico stagionale durante i tre anni di campionamento. In generale tutte le attività enzimatiche analizzate hanno mostrato un incremento, rispetto al suolo controllo, successivamente l’aggiunta della sostanza organica, per poi avere un decremento progressivo nel corso dell’anno ad indicare una iniziale stimolazione della biomassa microbica e un innesco delle attività metaboliche ad opera della presenza di nuovo materiale organico che funge da substrato. L’attività deidrogenasica, legata alla biomassa microbica e ai cicli degradativi della sostanza organica nel suolo, ha mostrato un incremento, rispetto ai controlli, in tutti i suoli trattati sia nell’Azienda Pastore che nell’Azienda Leone in seguito all’apporto di materiale organico. I suoli dell’azienda Leone hanno risposto in maniera più pronta al trattamento, evidenziando un incremento delle attività fin dal primo campionamento, mentre nell’Azienda Pastore la risposta è stata più lenta riuscendo ad avere gli stessi livelli di attività dell’Azienda Leone solo successivamente. Questi risultati, probabilmente, sono determinati da una differente condizionale iniziale dei due suoli. Nell’Azienda Leone il suolo possedeva una comunità microbica più attiva ed è quindi più pronta a metabolizzare l’arrivo di nuova sostanza organica, mentre nell’Azienda Pastore l’attivata dei suoli era rallentata e necessitava di un periodo maggiore per riattivarsi. Inoltre è da considerare anche le caratteristiche geo-pedologiche dei due suoli. Il suolo dell’azienda Leone è un suolo caratterizzato da un elevato contenuto in sabbia, rispetto a quello dell’azienda Pastore, questo ha permesso una migliore areazione e quindi una maggiore attività della microflora presente. Medesimo andamento è stato osservato anche durante gli anni successivi di sperimentazione, dove, però la presenza di sostanza organica dall’ammendamento precedente ha permesso il mantenimento dei livelli di attività deidrogenasica più elevati rispetto al primo anno, anche quando la stagionalità era sfavorevole.

Anche l’attività della β-glucosidasi, enzima coinvolto nel ciclo del carbonio e nella degradazione dei polisaccaridi, ha avuto il medesimo comportamento della deidrogenasi. In entrambe i suoli delle aziende, aggiunta di ammendante organico ha determinato un incremento dell’attività, per poi decrescere a livelli dei controlli durante l’anno di studio. Il medesimo effetto è stato osservato anche durante i successivi due anni di studio, e le successive due aggiunte di sostanza organica. Sempre coinvolta nel ciclo del carbonio, l’attività dell’enzima invertasi ha invece mostrato un andamento opposto a quello della β-glucosidasi: i valori sono aumentati alla conclusione dei tre anni di studio, quando la degradazione delle molecole carboniose complesse, ad opera di enzimi come la

30

deidrogenasi e la β-glucosidasi ha portato nel tempo all’aumento di quelle semplici, come i monosaccaridi, substrato dell’enzima invertasi. La terza attività enzimatica analizzata è quella fosfomonoesterasica, coinvolta nel ciclo del fosforo, elemento fondamentale per l’accrescimento vegetale. Tale enzima è responsabile della liberazione di P inorganico dal materiale organico rendendo disponibile agli apparati radicali delle piante l’unica forma di fosforo assimilabile. Anche in questo caso i suoli delle due aziende hanno mostrato una maggiore attività, rispetto ai controlli, successivamente l’aggiunta di ammendante, per poi avere un rilevante calo nel corso dell’anno. Con l’aggiunta di nuova sostanza organica, nel corso dei due anni successivi, è stato osservato il medesimo andamento.

Nel corso dei tre anni di studio è stata seguita anche l’attività ureasica dei suoli ammendati. E’ da sottolineare che entrambi i suoli avevano un contenuto di azoto (circa 0,3 g kg-1) decisamente elevato. L’aggiunta di nuova sostanza organica ha determinato un aumento dell’attività ureasica, che però è rimasto stabile nel corso dei tre anni, e mostrando un lieve aumento alla fine del terzo anno, in entrambi i suoli oggetto di questo studio. Per quanto riguarda l’attività dell’arilsolfatasi, enzima coinvolto del ciclo dello zolfo, non si è mostrato essere un buon indicatore dell’attività biochimica del suolo nel nostro caso studio, probabilmente perché la sua attività è stata fortemente influenzata anche dall’attività di protezione delle piante con fitofarmaci a base di zolfo. Alcune delle attività enzimatiche valutate sono state utilizzate per calcolare un indice di alterazione della qualità del suolo. L’indice utilizzato è l’AI3 (Puglisi et al. 2006, Soil, Biol. Biochem.), basato sull’attività fosfomonoesterasica, β-glucosidasica e ureasica (AI 3 = 7,87 b-glucosidasi – 8,22 fosfatasi – 0.49 ureasi). Attraverso l’analisi dei valori riportati dall’indice è possibile discriminare sistemi alterati da non alterati, in un’ampia fascia di condizioni (p.e., agricoltura intensiva, metodi irrigui, contaminazione da metalli pesanti). L’indice restituisce valore maggiori quando i suoli analizzati presentano eventuali alterazioni.

31

Dall’analisi dei valori riportati dall’indice, è evidente come già al primo campionamento, un mese dopo il primo ammendamento, l’arrivo di nuova sostanza organica ha permesso un miglioramento delle condizioni rispetto al controllo, in entrambe le aziende, evidenziando una situazione di alterazione nei suoli non trattati. Dopo tre ammendamenti annuali, è evidente come ci sia stato un ulteriore miglioramento, ed un perdurare delle condizioni alterative nei suoli trattati. Sicuramente le differenti condizioni geo-pedologiche, ed il maggiore contenuto iniziale di sostanza organica dell’azienda Leone, ha determinato un miglior risultato in questa azienda, come sottolineato dai valori più negativi dell’indice, ottenuti nei suoli trattati. I campioni dei suoli trattati con le miscele di ammendanti organici e i rispettivi controlli sono stati anche analizzati con una particolare tecnica di risonanza magnetica nucleare, la rilassometria NMR, che può fornire importanti informazioni sulla dinamica molecolare della NOM. In particolare la rilassometria NMR a basso campo e la Fast Field Cycling (FFC) sono gli strumenti più potenti per ottenere informazioni sulla dinamica molecolare alle basse frequenza. Dalle analisi Fast Field Cycling NMR, attraverso l’applicazione dell’algoritmo di Upen, è stato possibile identificare quattro diverse componenti che interagiscono con l’acqua, con diverso tempo di rilassamento. Mentre le prime due componenti, quelle maggiormente idrofobiche, non hanno mostrato alcuna variazione dei tempi di rilassamento con i diversi trattamenti di ammendante organico, le seconde due componenti, quelle che hanno una maggiore interazione con le molecole di acqua perché fortemente idrofiliche, hanno avuto una contrazione dei tempi di rilassamento, evidenziando un intrappolamento delle molecole di acqua con l’aggiunta della sostanza organica e quindi una sua maggiore ritenzione. Tali studi di rilassometria NMR-Fast Field Cycling hanno permesso di osservare la diversa natura del materiale organico che si è formato a diverse dosi di ammendante e a diversi rapporti compost/legno.

32

Proprietà biologiche dei suoli Il contenuto di biomassa microbica (misurato come carbonio della biomassa) è un’utile indicatore biologico di qualità del suolo poiché molti studi hanno messo in evidenza la pronta risposta di questo parametro a condizioni di stress o disturbo indotte dall’attività umana in differenti tipi di ambiente. In questo studio, il contenuto di carbonio microbico (Cmic) è risultato un buon indicatore di qualità, infatti, nel periodo di indagine, l’incremento di Cmic nelle parcelle ammendate, rispetto al controllo, era generalmente considerevole (Figura 3), con valori di incremento percentuale variabili tra il 10 e il 500 %, circa, in entrambe le aziende. Tuttavia, solo alcuni incrementi risultavano statisticamente significativi a causa dell’alta variabilità nei dati raccolti e del basso numeo di repliche. Nessun effetto rilevante era, invece, correlabile col tipo o dose di ammendante utilizzati o con l’uso di concime minerale. Va sottolineato che l’incremento di Cmic è risultato più marcato e duraturo nel suolo dell’azienda Leone, sebbene i valori medi iniziali (circa 0,37 mg g-1) misurati in entrambe le aziende fossero comparabili. Il quoziente microbico rappresenta la frazione di carbonio organico costituita da carbonio microbico (Cmic/Corg = mg Cmic g-1Corg). In accordo con i dati di biomassa microbica, il quoziente microbico (riportato in Figura 4) è risultato generalmente più alto nelle parcelle trattate, variando da 5,83 fino a 45,95 mg Cmic g

-1Corg nel suolo dell’azienda Pastore e da 4,02 fino a 39,68 mg Cmic g-1Corg. nel suolo

dell’azienda Leone, con differenze, però, non sempre significative a causa dell’alta variabilità del dato. Comunque, nessuna variazione sostanziale poteva essere attribuita ai differenti tipi o dosi di ammendanti o alla concimazione minerale.

33

Figura 3. Valori medi (± deviazione standard) di biomassa microbica nei suoli analizzati. Il suffisso –m sta ad indicare le parcelle in cui è stata operata la concimazione minerale.

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

I II III IV V VI VII VIII

C m

icm

g g

-1

Control A1L A1H A2L A2HPASTORE

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

I II III IV V VI VII

C m

icm

g g

-1

Control-m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-m

a

ab

b

ab

a

bb

a

bab

a

a

a

b

a

PASTORE

b

a

a

a

a

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25


C m

icm

g g

-1

Control A1L A1H A2L A2HLEONE

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25


C m

icm

g g

-1

Control -m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-m

a

b

b

b

a

LEONE

34

Figura 4. Valori medi (± deviazione standard) di quoziente microbico nei suoli studiati. Il suffisso –m sta ad indicare le parcelle in cui è stata operata la concimazione minerale.

0

15

30

45

60


(mg

Cm

icg

-1C

org)


0

15

30

45

60


(mg

Cm

icg

-1C

org)

Control -m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mPASTORE

a

b

ab

ab

a

aab

b

ab

aa b

bb

b

b

a

a

a

a

0

15

30

45

60


(mg

Cm

icg

-1C

org)


0

15

30

45

60


(mg

Cm

icg

-1C

org)

Control-m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mLEONE

35

L’attività microbica totale del suolo è stata misurata come respirazione potenziale, ovvero come emissione di CO2 dal suolo in condizioni standard di umidità e temperatura (55% CIC, 25 °C). In questo studio, l’aggiunta di sostanza organica a lenta degradazione, ha determinato un pronto incremento nella respirazione potenziale in tutte le parcelle trattate e in entrambe le aziende (Figura 5), ma un effetto più intenso è stato registrato nel suolo dell’azienda Pastore e, in particolare, nelle parcelle trattate anche con concime minerale, che hanno mostrato, nella maggior parte delle date di campionamento, un incremento significativo della respirazione rispetto al controllo (Cc). Nel suolo dell’azienda Leone, effetti più marcati sulla respirazione del suolo si sono registrati dopo la seconda aggiunta di ammendanti. Comunque l’incremento percentuale nel suolo di Pastore variava tra il 14 e il 300% circa, mentre nel suolo di Leone l’incremento percentuale del parametro variava tra il 30 e il 140% circa. Inoltre il valore medio di questo parametro nelle parcelle ammendate dell’azienda Pastore (36,41 µg CO2 g

-1 h-1) risultava più elevato del valore medio misurato nelle stesse parcelle dell’azienda Leone (24,75 µg CO2 g-1 h-1). Infine, nessuna variazione sostanziale poteva essere attribuita ai differenti tipi o dosi di ammendante utilizzati, mentre la concimazione minerale incrementava l’effetto dell’ammendamento sulla respirazione del suolo. Variazioni notevoli erano anche ascrivibili al momento di campionamento. E’ stato dimostrato da vari autori che il quoziente metabolico (qCO2, espresso come µg CCO2 g

-1 Cmic h-

1), cioè il tasso di carbonio emesso con la respirazione espresso per unità di carbonio microbico, rappresenta un utile strumento per definire l’effetto dello stress o disturbo antropogenico sul sistema suolo, poiché consente di saggiare l’efficienza della comunità microbica nell’utilizzare la risorsa carboniosa per trasformarla in biomassa. In questo studio, i valori di qCO2 (Figura 6) mostravano un trend di incremento nell’azienda Pastore (con valori significativi limitati solo ad alcune parcelle), mentre nell’azienda Leone non si riscontrava nessun incremento significativo di qCO2. Inoltre la variazione percentuale di tale indice variava tra -80 e + 330% circa nel suolo di Pastore e tra -86 e + 196% nel suolo dell’azienda Leone, con valori medi, nelle parcelle ammendate della prima azienda, più elevati rispetto a quelli della seconda (51,71 contro 35,42 µg CCO2 g

-1 Cmic h-1, rispettivamente). Infine,

i differenti trattamenti non determinavano differenze sostanziali nella risposta di questo indice. Il coefficiente di mineralizzazione endogena (CEM) consente di meglio comprendere la variazione di attività e la dinamica del carbonio nel suolo. Esso rappresenta il tasso specifico di respirazione (espresso come mg CCO2 g

-1 Corg h-1) che tiene conto anche della qualità della risorsa carboniosa, poiché

il dato di respirazione potenziale risulta normalizzato per unità di carbonio organico. Le variazioni evidenziate da questo indice possono essere correlate con la capacità della comunità microbica di mineralizzare specificamente la risorsa di carbonio organico disponibile nel suolo. Alti valori di CEM indicano un processo di mineralizzazione veloce (derivante dalla presenza nel suolo di una risorsa carboniosa facilmente decomponibile) e, come conseguenza, una veloce perdita di sostanza organica dal suolo, associata ad un elevato input di anidride carbonica verso l’atmosfera, ma anche un più veloce ciclo dei nutrienti e quindi un maggiore input di nutrienti disponibili nel suolo. I valori di CEM misurati in questo studio (riportati in Figura 7) incrementavano visibilmente dopo l’aggiunta di ammendanti nel suolo dell’azienda Pastore (in particolare nei campionamenti immediatamente successivi alle prime due aggiunte), con evidenti effetti dovuti alla concimazione minerale. Nel suolo dell’azienda Leone, invece, un incremento significativo di questo indice veniva rilevato solo nel secondo campionamento per la parcella ammendata con la miscela A2 ad alta dose e trattata con concime minerale (A2H-m). Inoltre, l’incremento percentuale del CEM nell’azienda Pastore variava tra il 10 e il 140% circa, e nell’azienda Leone variava tra il 5 e il 100% circa, mentre il valore medio del CEM, nelle parcelle ammendate, risultava più alta in Pastore che in Leone (0,68 contro 0,34 mg CCO2 g

-

1 Corg h-1, rispettivamente). Nessuna variazione sostanziale di questo parametro poteva essere messa in

relazione con i differenti tipi o dosi di ammendante.

36

Figura 5. Valori medi (± deviazione standard) di respirazione potenziale nei suoli studiati. Il suffisso –m sta ad indicare le parcelle in cui è stata operata la concimazione minerale.

0

25

50

75

100

125

150


(µg

CO

2g

-1so

il h

-1)


0

25

50

75

100

125

150


(µg

CO

2g

-1so

il h

-1)


c

b

b

a

b

b b

b

a ab

b ba

a

bb

b

b

a a

b bb

a

b

a

cc

b

0

25

50

75

100


(µg

CO

2g

-1so

il h

-1)


0

25

50

75

100


(µg

CO

2g

-1so

il h

-1)

Control-m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mLEONE

b

b

aba

b

a

ab

aab

ab

a

aa

a

bbbb

b

a

b

b

b

c

b

37

Figura 6. Valori medi (± deviazione standard) di qCO2 nei suoli studiati. Il suffisso –m sta ad indicare le parcelle in cui è stata operata la concimazione minerale.

0

50

100

150

200

250


µg C

CO

2g

-1C

mic

h-1


0

50

100

150

200

250


µg C

CO

2g

-1C

mic

h-1


0

50

100

150

200

250


µg C

CO

2g

-1C

mic

h-1

Control -m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mLEONE

0

50

100

150

200

250


µg C

CO

2g

-1C

mic

h-1


a

b

a

b

a

ac

ab

b

bab

a c a

a

b

bc

a

a

a

38

Figura 7. Valori medi (± deviazione standard) di CEM nei suoli studiati. Il suffisso –m sta ad indicare le parcelle in cui è stata operata la concimazione minerale.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00


mg

CC

O2

g-1

Cor

gh

-1Control A1L A1H A2L A2HPASTORE

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00


mg

CC

O2

g-1

Cor

g h

-1

Control-m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mPASTORE

b

ab aa b

b

aaaa

bbb

a

a

bb

b

aa

0,00

0,50

1,00

1,50


mg

CC

O2

g-1

Cor

g h

-1


0,00

0,50

1,00

1,50


mg

CC

O2

g-1

Cor

gh

-1

Control -m A1L-m A1H-m A2L-m A2H-mLEONE

bb

b

a

b

b

a

aaa

39

Le variazioni di sostanza organica hanno effetto sulle proprietà fisiche e chimiche del suolo, che, a loro volta, influenzando la comunità microbica del suolo, determinano variazioni nelle proprietà biologiche. Tra le proprietà biologiche, lo sviluppo e l’attività della microflora edafica rappresentano degli indicatori pronti e sensibili di qualità del suolo (Insam & Domsch, 1988; Powlson and Jenkinson 1976; Sparling, 1992). In questo studio, la biomassa microbica ha rappresentato un utile indicatore della variazioni indotte nel suolo a seguito dell’aggiunta di ammendanti organici. Infatti, i valori medi di questo parametro nelle parcelle ammendate (0,28 e 0,29 mg g-1 nel suolo di Pastore e Leone, rispettivamente) erano visibilmente più elevati dei valori misurati in altri suoli agricoli, sotto coltura intensiva, della Piana del Sele (0,15 mg g-1; Bonanomi et al., 2011) e dei valori rilevati in altri suoli agricoli della Piana Campana (Maddaloni, Caserta), non sottoposti a coltura intensiva (Marzaioli et al., 2010). Inoltre, la biomassa microbica era generalmente più elevata nei suoli ammendati rispetto al controllo, sebbene poche delle variazioni risultassero statisticamente significative, a causa dell’alta variabilità dei dati e del numero limitato di repliche. Va evidenziato che l’incremento in biomassa microbica era più pronunciato e persistente nel suolo dell’azienda Leone piuttosto che in quello dell’azienda Pastore, sebbene i valori di partenza di questo parametro, misurati nelle parcelle di controllo, fossero comparabili. Questo effetto potrebbe essere dipeso dal più alto contenuto iniziale di sostanza organica nel suolo dell’azienda Leone, che avrebbe determinato condizioni più favorevoli per lo sviluppo microbico e, quindi, generalmente, per le proprietà biologiche del suolo. Inoltre, le variazioni rilevate in questo parametro nelle differenti date di campionamento, lasciano ipotizzare un effetto della stagione sullo sviluppo della comunità microbica edafica, nonostante le fluttuazioni stagionali siano fortemente limitate nelle colture sotto serra rispetto alle situazioni in pieno campo. Alcuni autori (Insam & Domsch, 1988; Sparling, 1992) hanno suggerito che il quoziente microbico come indicatore funzioni meglio del carbonio organico o del carbonio microbico presi separatamente. In particolare, l’uso di questo indice eviterebbe problemi nel comparare i trend di biomassa in suoli con differente contenuto di carbonio organico (Sparling, 1997) e fornirebbe informazioni aggiuntive sulle fluttuazioni della comunità microbica edafica (Anderson, 2003; Brookes, 1995; Dilly and Munch, 1998). Questo indicatore sembra essere sensibile al contenuto di argilla e alla composizione mineralogica del suolo, alla qualità e quantità di sostanza organica, alla copertura vegetale e alla gestione presente e passata del sito (Anderson, 2003). Nei suoli studiati, l’aggiunta di ammendanti ha determinato un trend di incremento del quoziente microbico, ma un effetto più marcato è stato registrato nell’azienda Leone. Tale trend indica che la maggiore disponibilità di substrato organico, derivante dall’aggiunta di ammendanti organici, ha determinato un incremento della frazione di carbonio labile e a rapido turnover, costituita dalla biomassa microbica, supportando l’ipotesi di Anderson e Domsch (1986) che un valore alto di tale indice derivi da un’incrementata disponibilità di substrati freschi per la comunità microbica. La respirazione del suolo è un indicatore del suo metabolismo globale (Šantrůčková, 1993; Tesařová and Gloser, 1976). La comunità microbica edafica è capace di rispondere prontamente alle variazioni delle condizioni ambientali e la sua risposta può essere misurata, in genere, in termini di incremento/decremento dell’attività metabolica totale, cioè della respirazione. Infatti, variazioni di biomassa microbica si traducono in variazioni di respirazione del suolo, ma l’attività del suolo può cambiare anche in funzione di un ampio numero di fattori ambientali, come il contenuto di sostanza organica e nutrienti, la temperatura, il tenore idrico (Alvarez et al., 1995; Brookes, 1995; Orchard & Cook, 1983), il pH, il tipo di copertura vegetale o anche disturbi ambientali causati dall’uomo (Balogh et al.,2011; Boone et al., 1998; Conant et al.,2004; Hanson et al. 2000; Knorr et al. 2005; Li et al., 2008; Luo & Zhou 2006; Ma et al.,2005; Olsson et al. 2005; Wu et al., 2010) e la presenza di contaminanti (Crecchio et al. 2004; García-Gil et al., 2000; Marcote et al., 2001; Ros et al., 2003). Nel presente studio, l’aggiunta di ammendanti a lenta degradazione ha determinato un incremento nella respirazione potenziale del suolo, particolarmente evidente nel suolo dell’azienda Pastore, e in

40

particolare nelle parcelle che avevano subito anche l’aggiunta di concime minerale. I valori medi di respirazione potenziale misurati nelle parcelle ammendate erano sensibilmente più elevati nel suolo dell’azienda Pastore (36.41 µg CO2 g

-1 h-1) che in quello dell’azienda Leone (24.75 µg CO2 g-1 h-1), o

di altri suoli agricoli della Piana del Sele (26.2 µg CO2 g-1 h-1, Bonanomi et al, 2011) o della Piana Campana (Maddaloni, Caserta) non sottoposti a coltura intensiva (Marzaioli et al., 2010). Anche altri autori riportano incrementi della respirazione e delle attività enzimatiche, in suoli di ambiente mediterraneo, dopo l’aggiunta di ammendanti organici (Bastida et al., 2008; Crecchio et al., 2004; García-Gil et al., 2000; Pascual et al., 1999; Perucci, 1992; Ros et al., 2003). Tuttavia bisogna sottolineare che incrementi nella respirazione possono essere anche correlati negativamente con la qualità di un suolo ed indicare condizioni di stress o disturbo intervenute nell’ecosistema (Islan and Weil 2000; Růžek et al., 2006). In generale, una respirazione del suolo più alta può dipendere da un maggiore sviluppo della comunità microbica edafica (che dipende, a sua volta, dalla disponibilità di sostanza organica nel suolo), ma può indicare anche semplicemente un incremento dell’attività biologica. Quindi, un incremento nella respirazione non controbilanciato, allo stesso tempo, da un adeguato sviluppo microbico corrisponde ad una predominanza dei processi catabolici su quelli anabolici e può portare, attraverso il processo di mineralizzazione, ad una perdita netta di sostanza organica dal suolo. Per meglio interpretare il significato di un trend relativo all’attività biologica di un suolo si possono calcolare due indici: il quoziente metabolico (qCO2) e il coefficiente di mineralizzazione endogena (CEM). In particolare, il qCO2 riflette la richiesta di energia necessaria ai microbi del suolo per il mantenimento dei processi metabolici (Anderson, 2003) e può rappresentare una misura dell’efficienza metabolica della comunità microbica nell’utilizzare la risorsa organica. Tale efficienza, come riportato da Odum (1969) nel suo “The Strategy of Ecosystem Development”, è massima negli stadi successionali tardivi e minima in quelli precoci. Ne consegue che tale indice può essere validamente utilizzato per analizzare lo stato di maturità di una comunità microbica. Nei suoli studiati, il qCO2 mostrava un trend di incremento in alcune parcelle trattate dell’azienda Pastore, con valori medi (51.71 µg CCO2 g

-1 Cmic h-1) più elevati di quelli dell’azienda Leone (35.42 µg CCO2 g

-1 Cmic h-1), ma più bassi di quelli misurati in altri suoli agricoli della Piana del Sele sotto coltura intensiva (78.8 µg CCO2 g-1 Cmic h

-1, Bonanomi et al., 2011). Il CEM fornisce, invece, utili informazioni sulla potenziale abilità della comunità microbica a degradare un determinato pool organico, fattore che dipende in larga misura dalla qualità della sostanza organica presente nel suolo. Nel nostro studio, il CEM prontamente incrementava dopo l’aggiunta di sostanza organica nel suolo dell’azienda Pastore. Inoltre i valori medi registrati nei plot ammendati erano nettamente superiori nell’azienda Pastore (0.68 mg CCO2 g

-1 Corg h-1) che nell’azienda Leone (0.34 mg CCO2 g

-1 Corg h-1) e risultavano anche più elevati

dei valori misurati in altri suoli sotto coltura intensiva della Piana del Sele (0.60 mg CCO2 g-1 Corg h

-1, Bonanomi et al, 2011) o in suoli agricoli non sottoposti ad attività intensiva della Piana Campana di Maddaloni, (CE); (Marzaioli et al., 2010). Il rapido e persistente incremento della respirazione, del qCO2 e del CEM nelle parcelle ammendate dell’azienda Pastore, quindi, indicava un accelerazione dei processi di mineralizzazione, con perdita di sostanza organica dal suolo, e la presenza di una comunità microbica caratterizzata da un minor grado di maturazione, in termini di successione ecologica. Tutti questi effetti sono probabilmente da mettersi in relazione con il più basso contenuto di sostanza organica e, specialmente, col più basso rapporto C/N riscontrati nel suolo di questa azienda, sebbene l’influenza di altri fattori ambientali, come il differente contenuto in calcare dei due suoli, non possa essere escluso. In conclusione, per quanto concerne i parametri biologici, alle dosi e miscele testate, non è stato possibile discriminare tra i trattamenti somministrati, ma effetti positivi più marcati sulle proprietà biologiche sono stati ottenuti nel suolo con valori iniziali più elevati di carbonio organico e rapporto C/N (cioè il suolo dell’azienda Leone).

41

I risultati ottenuti evidenziano il ruolo chiave della sostanza organica nel promuovere il recupero dei suoli mediante pratiche agricole sostenibili e supportano l’ipotesi che l’utilizzo in agricoltura di ammendanti organici, anche non accompagnato da concimazione minerale, può rappresentare uno strumento chiave per migliorare e preservare nel tempo la qualità dei suoli, migliorando la sostenibilità dei sistemi agricoli intensivi. Il profilo funzionale della microflora edafica è stato determinato come impronta della risposta catabolica mediante le piastre Biolog EcoplateTM contenenti 31 substrati organici differenti. I valori di lettura della densità ottica della piastra, per i 31 pozzetti delle piastre, durante 4 giorni di incubazione, sono stati utilizzati per il calcolo dell’AWCD (Average Well Colour Development) valore medio di colorazione dei pozzetti. Questa misura riassume, per ogni piastra e per ciascun tempo di incubazione, l’attività totale, ovvero la risposta metabolica dei microrganismi presenti in ciascuna replica di suolo testata. Quindi, per ciascun campione sono stati calcolati i valori di AWCD che sono stati successivamente confrontati fra di loro per evidenziare le differenze di attività catabolica tra le comunità microbiche presenti nelle diverse parcelle. I grafici allegati (Figura 8 e Figura 9) sono stati ottenuti riportando le medie dei valori di AWCD rilevati nei pozzetti delle Biolog Ecoplate, dopo 96h di incubazione. I risultati ottenuti mostrano che, nell’azienda Pastore (Figura 8), ad un anno e due anni di distanza dall’ammendamento (marzo 2010 e marzo 2011), l’attività della microflora risulta complessivamente aumentata, ma principalmente nelle parcelle trattate con la miscela di tipo A1.

42

Figura 8. Valori medi di colorazione dei pozzetti (AWCD a 96 ore) nelle parcelle dell’azienda Pastore. Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.

Questa differenza di comportamento potrebbe essere dovuta alla diversa composizione delle due miscele, infatti la miscela A1 era più ricca di compost e quindi con un rapporto C/N più basso rispetto alla miscela A2 e può aver stimolato maggiormente lo sviluppo e l’attività della microflora. Nell’azienda Leone (Figura 9) l’attività totale della microflora risulta complessivamente aumentata nel corso dei tre anni di sperimentazione. Tuttavia, tale aumento ha riguardato anche le parcelle di controllo non ammendate (seppure in maniera minore). Nell’azienda Pastore, invece, non è stato rilevato un aumento dell’attività totale della microflora nel corso degli anni. Nell’azienda Leone l’aggiunta di sostanza organica non ha non ha stimolato grosse variazioni nella comunità microbica

MARZO 2011

FEBBRAIO 2012

MARZO 2010

43

probabilmente a causa del buon contenuto iniziale di carbonio organico che ha limitato la competizione interspecifica dovuta all’aggiunta di nuove risorse disponibili.

Figura 9. Valori medi di colorazione dei pozzetti (AWCD a 96 ore) nelle parcelle dell’azienda Leone. Per la legenda delle sigle vedi Tabella 2.

MARZO 2010

MARZO 2011

FEBBRAIO 2012

44

Nell’azienda Pastore l’effetto dell’ammendamento sull’attività della comunità microbica del suolo è reso ancor più evidente nella Figura 10, dove è possibile osservare come per tutte le classi di composti il valore dell’AWCD dei campioni è più elevato di quello dei controlli. Nell’azienda Leone, invece, la differenza di attività è molto ridotta, infatti solo per alcune classi di composti (carboidrati e polimeri) vi sono differenze di attività significative tra i controlli e i campioni.

Figura 10. Valori medi medio di colorazione dei pozzetti (AWCD a 96 ore) per gruppi di composti organici omogenei. In sintesi l’analisi effettuata attraverso l’uso delle piastre BIOLOG EcoPlates™, ha messo in evidenza che l’attività catabolica della microflora edafica risulta differentemente influenzata dall’aggiunta degli ammendanti organici nei due suoli studiati, con un effetto molto più evidente nel suolo dell’azienda Pastore, dove l’aggiunta di sostanza organica ha stimolato un incremento significativo del catabolismo microbico.

PASTORE LUGLIO 2010 LEONE MARZO 2010

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Composti

Amminici

Amminoacidi

Fenoli

Carboidrati

Ac.Carbossilici

Polimeri

Amm.

AmmC

Controlli

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Composti Amminici

Amminoacidi

Fenoli

Carboidrati

Ac.Carbossilici

Polimeri

Amm.

AmmC

Controlli

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Composti Amminici

Amminoacidi

Fenoli

Carboidrati

Ac.Carbossilici

Polimeri

Amm.

AmmC

Controlli

LEONE LUGLIO 2010

45

Effetti dell’ammendamento sulla produzione delle colture

Complessivamente nel periodo della sperimentazione è stata monitorata la produzione di sette cicli colturali nell’azienda Pastore e Leone (Figura 11). L’analisi dei dati dei primi tre cicli colturali è stata riportata nella relazione intermedia, quindi in questa relazione sono riportati i risultati relativi al 4°,5°, 6° e 7° ciclo colturale.

Figura 11. Diagramma schematico delle species orticole coltivate in sette cicli colturali nelle due aziende durante il periodo della sperimenrtazione. In questa relazione sono riportati i dati relatvi al 4°, 5°, 6° e 7° ciclo colturale. Nell’azienda Leone sono state utilizzate melone, cavolo rapa e peperone mentre nell’azienda Pastore si sono avvicendate il melone e la lattuga da cespo. Effetto dell’ammendamento su melone e peperone Durante il 4° ciclo colturale sono stati coltivate nel periodo primaverile-estivo una coltura di melone e di peperone nell’azienda Pastore e nell’azienda Leone, rispettivamente. Per quanto concerne il melone, l’ammendamento al suolo ha determinato significati incrementi della produzione rispetto ai controlli (Figura 12). I migliori risultati sono stati ottenuti con la dose elevata di entrambi gli ammendanti, indipendentemente dalla concimazione minerale.

46

Figura 12. Produzioned di meloni (kg / parcella) nell’aziende Pastore in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± 1 deviazione standard. Per quanto riguarda la qualità dei frutti, l’ammendamento al suolo non ha determinato un significativo effetto sul grado Brix dei frutti rispetto ai controlli (Figura 13).

Figura 13. Qualità dei furtti di melone (grado Brix) nell’azienda Pastore in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± deviazione standard.

Per quanto concerne la produzione di peperoni nell’azienda Leone, l’ammendamento al suolo ha determinato significati incrementi della produzione rispetto ai controlli (Figura 4). L’applicazione di ammendanti ha determinato un incremento medio della produzione molto marcato (+97%). Non sono state rilevate differenze rilevanti in funzione del dosaggio e della tipologia di ammendanti (Figura 14). L’unica eccezione è stata una produzione lievemente inferiore nella tesi A1H (ammendante a dominanza di compost alla dose elevata).

0

2

4

6

8

10

12

14

C A

z C

Cc

A 1

L

A 1

Lc

A 2

L

A 2

Lc

A 1

H

A 1

Hc

A 2

H

A 2

Hc

Gad

i brix

0

50

100

150

200

250

300

C A

z C

Cc

A 1

L

A 1

Lc

A 2

L

A 2

Lc

A 1

H

A 1

Hc

A 2

H

A 2

Hc

Kg/

parc

ella

47

Figura 14. Produzioned di peperoni (kg / parcella) nell’aziende Leone in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± 1 deviazione standard. In figura 15 è riportata la produzione di peperone durante l’intero ciclo colturale. Interessante è rilevare come nella prima fase del ciclo non si rilevino differenze fra il controllo ed i suoli ammendati. Al contrario, con il procedere della stagione la produzione di peperoni si mantiene elevata nelle tesi ammendate differenziandosi in questo modo dal controllo non trattato che mostra un netto calo della produzione

Figura 15. Produzioned di peperoni (kg / parcella) nell’aziende Leone nel controllo e nelle parcelle amemdnate (media delle dosi alta e bassa) nelle diverse date di raccolta durante il ciclo colturale.

0

50

100

150

200

250

300

350

C

Cc

A 1

L

A 1

Lc

A 2

L

A 2

Lc

A 1

H

A 1

Hc

A 2

H

A 2

Hc

Kg/

parc

ella

0

25

50

75

100

11/0

6/20

10

01/0

7/2

010

21

/07

/201

0

10/

08/2

010

30/0

8/20

10

19/0

9/2

010

09

/10

/201

0

29/

10/2

010

18/

11/2

010

ControlloA1A2

Kg

/ par

cella

Data di rilievo

0

25

50

75

100

11/0

6/20

10

01/0

7/2

010

21

/07

/201

0

10/

08/2

010

30/0

8/20

10

19/0

9/2

010

09

/10

/201

0

29/

10/2

010

18/

11/2

010

ControlloA1A2

Kg

/ par

cella

Data di rilievo

48

Effetto dell’ammendamento sulla lattuga L’applicazione di entrambi gli ammendanti organici ha determinato un incremento della produzione di lattuga nel ciclo colturale di fine inverno del 2011 (Figura 16A). I valori massimi di produzione sono stati rilevati nelle tesi A1H, A1H1C e A2HC. Mediamente le tesi ammendate hanno fatto rilevare un incremento di crescita del 25.3% rispetto al controllo non trattato. La concimazione minerale non ha determinato effetto significati sulla produzione della coltura (Figura 16A). Figura 16. Produzione di lattuga (g / pianta – pannello A) ed incidenza del patogeno Sclerotinia spp. nell’azienda Pastore nel ciclo autuno-invernale in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± 1 deviazione standard. L’incidenza del patogeno Sclerotinia spp., agente causale del marciume basale della lattuga, è risultata relativamente bassa con valori minimi dal 2% della tesi A1L e massimi del 9.6% per il controllo sottoposto a concimazione minerale (Figura 16B). L’applicazione di entrambi gli ammendanti organici ha determinato un lieve decremento dell’incidenza del patogeno nel ciclo colturale, sebbene le differenze non siano risultati statisticamente significative (Figura 16B). Gli ultimi due cicli colturali di lattuga sono stati condotti nell’autunno 2011 e a fine inverno 2012 (Figura 17). In entrambi i cicli colturali la produzione di lattuga è risultata mediamente superiore nei suoli ammendati, rispetto al controllo, del 23.9% e del 34.1% nel sesto e settimo ciclo colturale, rispettivamente (Figura 17A-B).

0

25

50

75

100

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

g /

pian

ta

0

5

10

15

20

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

Pia

nte

atta

ccat

e (%

)

(A)

(B)

0

25

50

75

100

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

g /

pian

ta

0

5

10

15

20

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

Pia

nte

atta

ccat

e (%

)

0

25

50

75

100

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

g /

pian

ta

0

5

10

15

20

C

C C

A 1

H

A 1

H C

A 1

L

A 1

L C

A 2

H

A 2

H C

A 2

L

A 2

L C

Pia

nte

atta

ccat

e (%

)

(A)

(B)

49

Figura 17. Produzione di lattuga (g / pianta) nell’azienda Pastore nel sesto (A) e settimo (B) ciclo colturale in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± 1 deviazione standard. In entrambi i cicli colturali la produzione è risultata superiore nelle parcelle ammendate con la dose alta. La tesi A1L ha fatto rilevare un incremento di produzione rispetto al controllo ma di entità inferiore rispetto agli altri trattamenti (Figura 17A-B). Infine, l’incidenza del patogeno Sclerotinia spp. è risultata sempre bassa, senza differenze significative fra i differenti trattamenti al suolo (dati non mostrati). Effetto dell’ammendamento sul cavolo rapa L’applicazione di entrambi gli ammendanti organici ha determinato un incremento della produzione di cavolo-rapa, oltre che del diametro delle piante (Figura 18). L’incremento medio osservato a seguito dell’ammendamento è stato del 28.6% e del 10.7% per il peso delle piante e per il diametro,

0

25

50

75

100C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

0

50

100

150

200

250

300

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

(A)

(B)

0

25

50

75

100C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

0

50

100

150

200

250

300

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

0

25

50

75

100C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

0

50

100

150

200

250

300

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

(A)

(B)

50

rispettivamente. Le produzioni più elevate sono state rilevate nelle parcelle ammendate con la dose più elevata di entrambe le tipologie di sostanza organica (Figura 18A). Figura 18. Produzione di cavolo-rapa (g / pianta – pannello A) e diametro medio delle piante (pannello B) nell’azienda Leone nell’ultimo ciclo colturale in funzione dei trattamenti al suolo. I valori sono le medie ± 1 deviazione standard. Di particolare interesse è il dato relativo al diametro delle piante. Questo parametro assume particolare rilevanza in quanto è il fattore che determina la commerciabilità del prodotto. I risultati mostrano come il diametro dei cavoli rapa sia risultato positivamente correlato con il peso per pianta (Figura 19). In particolare, da Figura 19 è possibile osservare come la distribuzione dei diametri nelle tesi di controllo sia chiaramente inferiore all’insieme delle tesi dove sono stati applicati i differenti ammendanti organici. Questo risultato ha importanti risvolti applicativi in quanto il raggiungimento di un diametro di 7-8 cm in minor tempo permette un raccolta più precoce e quindi una migliore gestione delle coltivazioni sotto serra.

0

100

200

300

400

500

600

700

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

4

6

8

10

12

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

Dia

met

ro p

iant

e (c

m)

(A)

(B)

0

100

200

300

400

500

600

700

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

4

6

8

10

12

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

Dia

met

ro p

iant

e (c

m)

0

100

200

300

400

500

600

700

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

g /

pia

nta

4

6

8

10

12

C

A 1

H

A 1

L

A 2

H

A 2

L

Dia

met

ro p

iant

e (c

m)

(A)

(B)

51

Figura 19. Relazione fra diametro (cm / pianta) e peso (g / pianta) dei cavoli-rapa nell’azienda Leone. I cerchi rossi indicano i valori dei cotrolli mentre i cerchi bianchi indicano i valori osservati per le piante coltivate nei suoli ammendati con sostanza organica. Analisi delle relazione fra ammendamento, qualità dei suoli e produzione delle colture L’applicazione degli ammendanti organici selezionati (compost e legna) ha determinato effetti contrastanti sulla produzione delle colture in funzione dei cicli colturali (Figura 20). Figura 20. Effetto dell’ammendamento organico (media di tutte le tesi) rispetto ai controlli non ammendati durante i sette cicli colturali monitorati (dal 2009 al 2012). I valori sono espressi come % di produzione rispetto al controllo (=0%). Valori positivi indicano un incremento della produzione mentre i valori negativi una contrazione rispetto al controllo.

Dia

met

ro (

cm)

Peso (g / pianta)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 200 400 600 800 1000 1200

n=1,017

AmmendatoControllo

Dia

met

ro (

cm)

Peso (g / pianta)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 200 400 600 800 1000 1200

n=1,017

AmmendatoControllo

-60-40-20

020406080

100120

0 1 2 3 4 5 6 7

Pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo=

0)

Cicli colturali

Az.Pastore

Az. Leone

-60-40-20

020406080

100120

0 1 2 3 4 5 6 7

Pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo=

0)

Cicli colturali

Az.Pastore

Az. Leone

52

In particolare, ed in entrambe le aziende, è stato rilevato un effetto negativo nel primo ciclo colturale a seguito dell’ammendamento (Figura 20). Tale effetto di inibizione della crescita può essere imputabile a due cause: i. rilascio di molecole ad azione fitotossica da parte dei materiali organici nelle prime fasi di decomposizione (Bonanomi et al., 2006; Bonanomi et al., 2007; Bonanomi et al. 2011); ii. momentanea immobilizzazione di azoto da parte della comunità microbica, fenomeno spesso osservato quando nel suolo viene ad essere incorporata sostanza organica con rapporto C/N maggiore di 30 (Hodge et al., 2000). Entrambe le ipotesi sembrano essere supportate dai dati sperimentali. Per quanto concerne l’ipotesi della fitotossicità, entrambi i materiali organici ed in particolare il compost è risultato fitotossico al test del Lepidium sativum (Figura 21) (Bonanomi et al., 2006). La fitotossicità del compost è probabilmente legata ad un incompleto processo di decomposizione e quindi ad una parziale ed incompleta maturazione della sostanza organica nell’impianto di compostaggio (Bonanomi et al., 2007). Figura 21 Fitotossicità degli ammendanti organici utilizzati durante la sprimentazione (compost e legna) determinata mediante il biosaggio del Lepidium sativum (Bonanomi et al., 2006). I valori sono espressi come % di inibizione della crescita radicale di L. sativum rispetto al controllo trattato con acqua (=0%). Valori negativi indicano uno stimolo della crescita mentre i valori positivi indicano un’inibizione della crescita rispetto al controllo. I due materiali organici sono stati utilizzati a tre concentrazioni (50, 15 e 5 g di sostanza secca / l). Il problema della fitotossicità del compost è stato comunque risolto con semplici accorgimenti nelle tecniche colturali adottate. Nel secondo e terzo anno a seguito dell’applicazione del’ammendante il trapianto delle colture è stato ritardato di circa tre settimane. In questo periodo di tempo l’ammendante è stato interrato mediante fresatura e successivamente il suolo è stato irrigato alla capacità di campo e così mantenuto per l’intero periodo. In questo modo il compost ha completato la maturazione nel suolo perdendo cosi la fitotossicità residua (Bonanomi et al. 2011). Questo approccio è consigliato agli agricoltori ogni volta che utilizzano ammendanti organici il cui livello di stabilizzazione chimica è limitato e che possono quindi presentare problemi di fitotossicità.

In relazione all’ipotesi dell’immobilizzazione azotata, l’analisi dell’azoto presente nel suolo in forma nitrica ha mostrato un certo livello di immobilizzazione azotata nei mesi immediatamente successivi all’applicazione degli ammendanti (Figura 22). Inoltre, coerentemente con quanto riportato in letteratura (Hodge et al., 2000), l’immobilizzazione è stata più intensa nelle tesi con prevalenza di

-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%

Compost

Legna

Concentrazione

Inib

izio

ne d

ella

cre

scita

ris

petto

al c

ontr

ollo

(%

)

Controllo

-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%

Compost

Legna

Concentrazione

Inib

izio

ne d

ella

cre

scita

ris

petto

al c

ontr

ollo

(%

)

Controllo

-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%

Compost

Legna

Concentrazione

Inib

izio

ne d

ella

cre

scita

ris

petto

al c

ontr

ollo

(%

)

-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%

Compost

Legna

-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%-25

0

25

50

75

100

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

0.5% 1.5% 5.0%

Compost

Legna

Concentrazione

Inib

izio

ne d

ella

cre

scita

ris

petto

al c

ontr

ollo

(%

)

Controllo

53

legna (ammendante indicato con l’acronimo A2). In conclusione risulta quindi ipotizzabile che l’effetto di inibizione della crescita delle colture osservato nel primo ciclo colturale sia imputabile sia alla fitotossicità del compost che ad una momentanea immobilizzazione dell’azoto minerale. Figura 22. Conenuto in nitrati dei suoli dell’azienda Leone (pannello a sinistra) e Pastore (pannello a destra) 30 giorni e 100 giorni a seguito dell’ammendamento. Notare come il conetuto in nitrati sia inferiore al controllo nei suoli ammendati 30 giorni dopo l’ammendamento in entrambe le aziende. La riduzione del contenuto in nitrati è probabilmente determinato dall’utilizzo dell’azoto presente nel suolo da parte della microflora per decomporre il cippato di legna che aveva un iniziale rapporto C/N di 375. Un ulteriore risultato degno di rilevo emerso dalla sperimentazione è relativo alla relazione fra nitrati del suolo e produzione delle colture. E’ ben noto che l’azoto minerale presente nel suolo sotto forma di nitrato è uno dei fattori che maggiormente limita la crescita delle colture. Conseguentemente si può ipotizzare che la produzione delle colture dovrebbe essere correlata positivamente con il contenuto in nitrati del suolo. I risultati ottenuti non sono però coerenti con questo modello. In entrambe le aziende la variazione del contenuto rispetto al controllo non è risultata correlata con la produzione delle colture (Figura 23). La comprensione di tale risultato richiede alcune considerazioni. La concimazione minerale oltre che l’ammendamento con sostanza organica liberano nel suolo azoto che in parte è in forma minerale. Tale incremento di azoto minerale non si traducono però in un incremento della produzione delle colture in entrambe le aziende oggetto della sperimentazione. Ciò indica che i nitrati non sono il principale fattore limitante la crescita delle piante nel contesto considerato. Questo è comprensibile in quanto entrambi i suoli hanno un basso rapporto C/N (inferiore a 5), indice di un eccesso di azoto e di carenza di carbonio organico. Conseguentemente, è possibile ipotizzare che siano altri i fattori limitanti la crescita delle piante.

0

50

100

150

200

Media

µg

NO

3-g-

1su

olo

controllo A1L A1H A2L A2H

30 giorni dopo l’ammendamento

0

50

100

150

200

Media



0

50

100

150

200

Media

µg

NO

3-g-

1su

olo

controllo A1L A1H A2L A2Hcontrollo A1L A1H A2L A2H


0

50

100

150

200

Media



Az. Leone

Mediacontrollo A1L A1H A2L A2H


Media



Mediacontrollo A1L A1H A2L A2Hcontrollo A1L A1H A2L A2H


Media



Az. Pastore

0

50

100

150

200

Media

µg

NO

3-g-

1su

olo



0

50

100

150

200

Media



0

50

100

150

200

Media

µg

NO

3-g-

1su

olo



0

50

100

150

200

Media



Az. Leone

Mediacontrollo A1L A1H A2L A2H


Media



Mediacontrollo A1L A1H A2L A2Hcontrollo A1L A1H A2L A2H


Media



Az. Pastore

54

Figura 23. Relazione fra la variazione nel conentuto in nitrati dei suoli e variazione della produzione delle colture nell’azienda Leone (pannello in alto) e Pastore (pannello in basso). La correlazione è basata sui dati di tutti i cicli colturali. In entrambe le aziende la correlazione è risutlati non signiifcativa. In particolare la carenza di carbonio organico potrebbe essere un elemento che limita la crescita delle piante a causa delle ben note proprietà positive della sostanza organica. Tale ipotesi è stata indagata studiando la relazione fra variazione del contenuto dei suoli in carbonio organico e variazioni osservate nella produttività delle colture. I risultati di questa analisi mostrano come all’incremento del contenuto di carbonio organico dei suoli corrisponda un incremento della produzione delle colture (Figura 24).

55

Figura 24. Relazione fra la variazione nel conentuto in cabonio organico dei suoli e variazione della produzione delle colture nell’azienda Leone (pannello in alto) e Pastore (pannello in basso). La correlazione è basata sui dati di tutti i cicli colturali. In entrambe le aziende la correlazione è risutlati positiva e statsticamente significativa. Ancor più significativo è il risultato della correlazione fra variazione del contenuto di carbonio organico dei suoli e produzione delle colture quando l’analisi è condotta per i singoli cicli colturali (Figura 25). Tale risultato indica che l’applicazione di sostanza organica non ha subito effetti positivi, probabilmente a causa dell’effetto fitotossico e dell’immobilizzazione azotata (primo e in parte secondo ciclo colturale). Al contrario, con il procedere dei ciclo colturali e quindi dei successivi ammendamenti, la correlazione diviene sempre più positiva. Ciò indica che gli effetti positivi della sostanza organica si rendono manifesti sulla produttività delle colture se le applicazioni di ammendanti vengono ripetute e mantenute nel tempo.

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

R = 0.61

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-20 0 20 40 60 80 100 120

Change in OM content compared to control (=0)

Variazione del contenuto in SO del suolo (% rispetto al controllo = 0)

Var

iazi

one

della

pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo =

0)

R = 0.35P<0.05

P<0.01

Az. Leone

Az. Pastore

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

R = 0.61

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-20 0 20 40 60 80 100 120



Var

iazi

one

della

pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo =

0)

R = 0.35P<0.05

P<0.01

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

R = 0.61

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-20 0 20 40 60 80 100 120



Var

iazi

one

della

pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo =

0)

R = 0.35P<0.05

P<0.01

Az. Leone

Az. Pastore

56

Figura 25. Relazione fra la variazione nel conentuto in cabonio organico dei suoli e variazione della produzione delle colture nell’azienda Leone. La correlazione è basata sui dati dei singoli cicli colturali (n=7). Notare come le singole correlazioni si modificano da negative a nulle a positive con il procedere dei cicli colturali e con l’incremento stesso del contenuto in carboni organico del suolo. Un’ultima considerazione è relativa al cambiamento qualitativo e quantitativo del carbonio organico presente nei suoli delle due aziende oggetto della sperimentazione. In figura 16 è riportata la relazione osservata tra variazione del contenuto di carbonio del suolo e variazione del rapporto C/N dei suoli. In entrambe le aziende è stata osservata una correlazione positiva tra le due variabili (Figura 26). Il significato ecologico di tale relazione è che ad incrementi significativi del contenuto in carbonio organico corrisponde una variazione positiva del rapporto C/N, quindi un suo incremento. L’utilizzo di miscele di ammendanti con rapporto C/N elevato ha probabilmente contribuito a tale risultato, determinando non solo un incremento del contenuto in carbonio organico ma anche un miglioramento della sua qualità biochimica evidenziato da un incremento del rapporto C/N.

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-20 0 20 40 60 80 100 120Change in OM content compared to control (=0)


Var

iazi

one

della

pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo =

0)

1

2

4

35

6

7

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-20 0 20 40 60 80 100 120Change in OM content compared to control (=0)


Var

iazi

one

della

pro

duzi

one

delle

col

ture

(% r

ispe

tto a

l con

trol

lo =

0)

11

2

44

3355

66

77

57

Figura 26. Relazione fra la variazione nel conentuto in cabonio organico dei suoli e variazione del rapporto C/N dei suoli nell’azienda Leone (pannello in alto) e Pastore (pannello in basso). La correlazione è basata sui dati di tutti i campionamenti di suolo. In entrambe le aziende la correlazione è risutlati positiva e statsticamente significativa.

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100 120

R = +0.79P<0.01

R = +0.74P<0.01


Var

iazi

one

del r

appo

rto

C/N

dei

suo

li(%

ris

petto

al c

ontr

ollo

= 0

) Az. Leone

Az. Pastore

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100 120

R = +0.79P<0.01

R = +0.74P<0.01


Var

iazi

one

del r

appo

rto

C/N

dei

suo

li(%

ris

petto

al c

ontr

ollo

= 0

)

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100 120

R = +0.79P<0.01

R = +0.74P<0.01

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100

-20

0

20

40

60

80

100

-20 0 20 40 60 80 100 120

R = +0.79P<0.01

R = +0.74P<0.01


Var

iazi

one

del r

appo

rto

C/N

dei

suo

li(%

ris

petto

al c

ontr

ollo

= 0

) Az. Leone

Az. Pastore

58

Bibliografia Allen S.E., 1989. Chemical analysis of ecological materials. Blackwell Scientific Publication. Oxford.

Allen M.F., 1991. The ecology of mycorrhizae. Cambridge University Press.

Alvarez, R., Santanatoglia, O.J., Garcia, R., 1995. Effect of temperature on soil microbial biomass and its metabolic quotient in situ under different tillage systems. Biology and Fertility of Soils 19: 227-230.

Amlinger, F., Götz, B., Dreher, P., Geszti, J., Weissteiner, C., 2003. Nitrogen in biowaste and yard waste compost: dynamics of mobilization and availability -a review. European Journal of Soil Biology 39: 107-116.

Anderson, T.-H., 2003. Microbial eco-physiological indicators to assess soil quality. Agriculture Ecosystem and Environment 98: 285-293.

Anderson, T.-H., Domsch, K.H., 1986. Carbon assimilation and microbial activity in soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 149: 457-468.

Anderson T.-H. and Domsch K.H., 1989. Rations of microbial biomass carbon to total organic carbon in arable soils. Soil Biology & Biochemistry 21: 471-479.

Anderson T.-H. and Domsch K.H., 1993. The metabolic quotient for CO2 (qCO2) as a specific activity parameter to assess the effects of environmental conditions, such us pH, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biology & Biochemistry 25: 393-395.

Balogh, J., Pintér, K., Fóti, Sz., Cserhalmi, D., Papp, M., Nagy, Z., 2011. Dependence of soil respiration on soil moisture, clay content, soil organic matter, and CO2 uptake in dry grasslands. Soil Biology & Biochemistry 43: 1006-1013.

Bastida, F., Kandeler, E., Moreno, J.L., Ros, M., García, C., Hernández, T., 2008. Application of fresh and composted organic wastes modifies structure, size and activity of soil microbial community under semiarid climate. Applied Soil Ecology 40: 318–329.

Bonanomi, G., Antignani, V., Pane, C., Scala, F. 2007. Suppression of soilborne fungal diseases with organic amendments. Journal of Plant Pathology 89: 311-340.

Bonanomi, G., Antignani, V., Capodilupo, M., Scala, F. 2010 Identifying the characteristics of organic

soil amendments that suppress soilborne plant diseases. Soil Biology & Biochemistry 42: 136-144.

Bonanomi, G., D’Ascoli, R., Antignani, V., Capodilupo, M., Cozzolino, L., Marzioli, R., Puopolo, G.,

Rutigliano, F.A., Scelza, R., Scotti, R., Rao, M.A., Zoina, A., 2011. Assessing soil quality under intensive cultivation and tree orchards in Southern Italy. Applied Soil Ecology 47: 184-194.

Bonanomi, G., Incerti, G., Barile, E., Capodilupo, M., Antignani, V., Mingo, A., Lanzotti, V., Scala, F., Mazzoleni, S. 2011b. Phytotoxicity, not nitrogen immobilization, explains plant litter inhibitory effects: evidence from solid-state 13C NMR spectroscopy. New Phytologist 191: 1018-1030.

59

Bonanomi, G., Sicurezza, M.G., Caporaso, S., Esposito, A., Mazzoleni, S. 2006. Phytotoxicity

dynamics of decaying plant materials. New Phytologist 169: 571–578. Boone, R.D., Nadelhoffer, K.J., Canary, J.D., Kaye, J.P., 1998. Roots exert a strong influence on the

temperature sensitivity of soil respiration. Nature 396: 570-572.

Bossio, D.A., Scow, K.M., Gunapala, N., Graham, K.J., 1998. Determinants of soil microbial communities: effects of agricultural management, season, and soil type on phospholipid fatty acid profiles. Microbial Ecology 36: 1-12.

Brockhoff, S.R., Christians, N.E., Killorn, R.J., Horton, R., Davis, D.D., 2010. Physical and mineral-nutrition properties of sand-based turf grass root zones amended with biochar. Agronomy Journal 102: 1627-1631.

Brookes, P.C., 1995. The use of microbial parameters in monitoring soil pollution by heavy metals. Biology and Fertility of Soils 19: 269-279.

Carfora, A., 2008. Soil nitrogen cycle and fluxes of greenhouse gases (CH4 and N2O) in mediterranean-type ecosystems. Ph.D. dissertation. Università Degli Studi di Napoli Federico II, Naples. Italy. pp-183

Castaldi S., Aragosa D., 2002. Factors influencing nitrification and denitrification variability in a natural and fire disturbed Mediterranean shrubland. Biology and Fertility of Soils 36: 418-425.

Chen J., Yu Z., Ouyang J., van Mensvoort M.E.F., 2006. Factors affecting soil quality changes in the North China Plain: A case study of Quzhou County. Agricultural System 91: 171–188.

Christensen, B.T., 1996. Matching measurab1e soil organic matter fractions with conceptual pools in simulation models of carbon turnover: revision of model structure. In: Powlson, D.S., Smith, P., Smith, J.U. (Eds.). Evaluation of Soil Organic Matter Models. Springer, Berlin, pp. 143-159.

Claassen V.P., Carey J.L., 2006. Comparison of slow-release nitrogen yield from organic soil amendments and chemical fertilizers and implications for regeneration of disturbed sites. Land Degradation and Development 18: 119-132.

Conant, R. T., Dalla-Bettab, P., Klopatek, C.C., Klopatek, J.M., 2004. Controls on soil respiration in semiarid soils. Soil Biology & Biochemistry 36: 945–951.

Cookson, W., Abaye, D., Marschner, P., Murphy, D., Stockdale, E., Goulding, K., 2005. The contribution of soil organic matter fractions to carbon and nitrogen mineralization and microbial community size and structure. Soil Biology & Biochemistry 37,1726-1737.

Crecchio, C., Curci, M., Pizzigallo, M.D.R., Ricciuti, P., Ruggiero, P., 2004. Effect of municipal solid waste compost amendments on soil enzyme activities and bacterial genetic diversity. Soil Biology & Biochemistry 36: 1595–1605.

D’Ascoli R., Rao M.A., Adamo P., Renella G., Landi L., Rutigliano F.A., Terribile F., Gianfreda L., 2006. Impact of river overflowing on trace element contamination of volcanic soils in south

60

Italy:Part II. Soil biological and biochemical properties in relation to trace element speciation. Environmental Pollution 144: 317-366.

Dick W.A., 1984. Influence of long term tillage and crop rotations on soil enzyme activities. Soil Science of America Journal 48: 569-574.

Doran J.W. and Parkin T.B., 1994. Defining and Assessing Soil Quality. In Doran J.W., Coleman D.C., Bezidicek D.F., Stewart B.A. (eds) Defining Soil Quality for a Sustainable Environment. Soil Science Society of America, Special Publication No. 35, Madison Wisconsin pp.3-21.

Eivazi F. e Tabatabai M. A., 1977. Phosphatases in soils. Soil Biology & Biochemistry 9: 167-172.

Eivazi F. e Tabatabai M. A., 1988. Glucosidases and galactosidases in soils. Soil Biology & Biochemistry 20: 601-606.

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), 2005. The importance of soil organic matter Key to drought-resistant soil. FAO Soil Bulletin 80, Rome, Italy.

Feller, C., and M.H. Beare. 1997. Physical control of soil organic matter dynamics in the tropics. Geoderma 79: 69-116.

Fließbach A. and Mäder P., 1997. Carbon source utilization by microbial communities in soils under organic and conventional farming practice. In: Microbial Communities-Functional versus Structural Approaches, eds H. Insam, A. Rangger, Springer-Verlag Berlin, Germany pp.109-120.

García-Gil, J.C., Plaza, C., Soler-Rovira, P., Polo, A., 2000. Long-term effects of municipal solid waste compost application on soil enzyme activities and microbial biomass. Soil Biology & Biochemistry 32: 1907-1913.

Gijsman A.J., Oberson A., Friesen D.K., Sanz J.I., Thomas R.J., 1997. Nutrient Cycling through microbial biomass under rice-pasture rotations replacing native savanna. Soil Biology & Biochemistry 29: 1433-1441.

Goyal, S., K. Chander, M.C. Mundra and K.K. Kapoor, 1999. Influence of inorganic fertilizers and organic amendments on soil organic matter and soil microbial properties under tropical conditions. Biology and Fertility of Soils 29: 196-200.

Gregorich, E.G., Carter, M.R., Angers, D.A., Monreal, C.M., Ellert, B.H., 1994. Towards a minimum data set to assess soil organic quality in agricultural soils. Canadian. Journal of Soil Science 74: 367-385.

Gutser, R., Ebertseder, T., Weber, A., Schraml, M., Schmidhalter, U., 2005. Short-term and residual availability of nitrogen after long-term application of organic fertilizers on arable land. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 168: 439-446

Hamer U., Makeschin F., Stadler J. Klotz S., 2008. Soil organic matter and microbial community structure in set-aside and intensively managed arable soils in NE-Saxony, Germany. Applied Soil Ecology 40: 465-475.

61

Hanson, P.J., Edwards, N.T., Garten, C.T., Andrews, J.A., 2000. Separating root and soil microbial contributions to soil respiration. A review of methods and observations. Biogeochemistry 48: 115-146.

Hassink, J. 1997. The capacity of soils to preserve organic C and N by their association with clay and silt particles. Plant and Soil 191: 77-87.

Hodge, A., Robinson, D., Fitter, A.H. 2000. Are microorganisms more effective than plants at competing for nitrogen? Trends in Plant Science 5: 304–308.

Hudson, B.D., 1994. Soil organic matter available water capacity. Journal of Soil and Water

Conservation 2: 189-194.

Insam H., and Domsch K.H., 1988. Relatioship between soil organic carbon and microbial biomass on chronosequences of reclamation sites. Microbial Ecology 15: 177-188.

Insam H. and Haselwandter K., 1989. Metabolic quotient of the soil microflora in relation to plant succession. Oecologia 79: 174-178.

Islan, K.R., Weil, R.R., 2000. Soil quality indicator proprieties in mid-Atlantic soils as influenced by conservation management. Journal of Soil and Water Conservation 55: 69-78.

Jarvis, S.C., Stockdale, E.A., Shepherd, M.A., Powlson, D.S., 1996. Nitrogen mineralization in temperate agricultural soils: processes and measurement. Advances in Agronomy 57, 187-235.

Juan, L., Bing-qiang, Z., Xiu-ying, L., Rui-bo, J., Hwat Bing, S., 2008. Effects of Long-Term Combined Application of Organic and Mineral Fertilizers on Microbial Biomass, Soil Enzyme Activities and Soil Fertility. Agricultural Sciences in China 3: 336-343.

Kieft T. L., White C. S., Loftin S. R., Aguilar R., Craig J. A., Skaar D. A., 1998. Temporal dinamics in soil carbon and nitrogen resources at a grassland-shrubland ecotone. Ecology 79: 671-683

Knorr, W., Prentice, I.C., House, J.I., Holland, E.A., 2005. Long-term sensitivity of soil carbon turnover to warming. Nature 433: 298-301.

Kokkora, M.I., 2008. Biowaste and vegetable waste compost application to agriculture. Ph.D. dissertation. School of Applied Sciences, Granfield University.UK. pp-369.

Li, H., Yan, J., Yue, X., Wang, M., 2008. Significance of soil temperature and moisture for soil respiration in a Chinese mountain area. Agricultural and Forest Meteorology 148: 490-503.

Lundquist, E.J., Scow, K.M., Jackson, L.E., Uesugi, S.L., Johnson, C.R., 1999. Rapid response of soil microbial communities from conventional, low input, and organic farming systems to a wet/dry cycle. Soil Biology & Biochemistry 31: 1661-1675.

Luo, Y., Zhou, X., 2006. Soil Respiration and the Environment. Elsevier, San Diego, CA, p- 328.

Ma, L., Yang, L.Z., Xia, L.Z., Shen, M.X., Yin, S.X., Li, Y.D., 2011. Long-term effects of inorganic and organic amendments on organic carbon in a paddy soil of the Taihu Lake Region, China. Pedosphere 21: 186-196.

62

Marcote, I., Hernández, T., García, C., Polo, A., 2001. Influence of one or two successive application of organic fertilizers on the enzyme activity of a soil under barley cultivation. Bioresource Technology 79: 147-154.

Marzaioli, R., D'Ascoli, R., De Pascale, R.A., Rutigliano, F.A., 2010. Soil quality in a Mediterranean area of Southern Italy as related to different land use types. Applied Soil Ecology 44: 205-212.

Nannipieri, P, Ceccanti, B, Cervelli, S, Matarese, E., 1980. Extraction of phosphatase, urease, roteases, organic carbon and nitrogen from soil. Soil Science Society of America Journal 44: 1011-1016

Odum E.P., 1969. The strategy of ecosystem development. Science 164: 242-270.

Odum E. P., 1985 Trends expected in stressed ecosystems. Bioscience 35: 419-422.

Olsson, P., Linder, S., Giesler, R., Högberg, P., 2005. Fertilization of boreal forest reduces both autotrophic and heterotrophic soil respiration. Global Change Biology 11: 1-9.

Orchard, V.A., Cook, F.J., 1983. Relationship between soil respiration and soil moisture. Soil Biology & Biochemistry 15: 447-453.

Ouattara, K., Ouattara, B., Assa, A., Michel, S.P., 2006. Long-term effect of ploughing, and organic matter input on soil moisture characteristics of a Ferric Lixisol in Burkina Faso. Soil and Tillage Research 88: 217-224.

Parker L.W. and Doxtader K.G., 1983. Kinetics of microbial degradation of 2,4-D in soil: effects of temperature and moisture. Journal of Environmental Quality 12:553-558.

Pascual, J.A., García, C., Hernandez, T., 1999. Lasting microbiological and biochemical effects on the addition of municipal solid waste to an arid soil. Biology and Fertility of Soil 30: 1–6.

Perucci, P., 1992. Enzyme activity and microbial biomass in a field soil amended with municipal refuse. Biology and Fertility of Soil 14: 54-60.

Powlson, D.S., Jenkinson, D.S., 1976. The effects of biocidal treatments on metabolism in soil. II. Gamma irradiation, autoclaving, air-dry and fumigation. Soil Biology & Biochemistry 8: 179-188.

Puglisi E., Del Re AAM, Rao MA, Gianfreda L., 2006. Development and validation of numerical indexes integrating enzyme activities of soils. Soil Biology & Biochemistry 38: 1673-1681.

Rawls, W.J., Nemes, A., Pachepsk, Y., 2004. Effect of soil organic carbon on soil hydraulic Properties. Developments in Soil Science 30: 95-114.

Rawls, W.J., Pachepsky, Y.A., Ritchie, J.E., Sobecki, T.M., Bloodworth, H., 2003. Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma 116, 61-76.

Regione Campania-Assessorato Agricoltura-Settore SIRCA, 2004. Carta dei Suoli della Piana in sinistra Sele.

63

Reicosky, D.C., 2003. Tillage-induced CO2 emissions and carbon sequestration: effect of secondary tillage and compaction. In: Garcia-Torres, L., Benites, J., Martinez-Vilela, A., Holgado-Cabrera, A. (Eds.), Conservation Agriculture. Kluwer Acad. Pub., Dordrecht, The Netherlands, pp. 291–300.

Riley H., Pommeresche R., Eltun R., Hansen S., Korsaeth A., 2008. Soil structure, organic matter and earthworm activity in a comparison of cropping systems with contrasting tillage, rotations, fertilizer levels and manure use. Agriculture, Ecosystems and Environment 124: 275–284.

Ritchie, J.T., Johnson, B.S., 1990. Soil and plant factors affecting evaporation. In: Stewart B.A., Nielsen D.R. (eds): Irrigation of Agricultural Crops, Agronomic Monograph 30. ASA, CSSA, Soil Science Society of America, Madison, WI, 363–390.

Ros M., Hernandez M.T., Garcìa C., 2003. Soil microbial activity after restoration of a semiarid soil by organic amendments. Soil Biology & Biochemistry 35: 463-469.

Rutigliano F.A., Fierro A.R., De Pascale R.A., De Marco A., Virzo De Santo A., 2002. Role of fire on soil organic matter turnover and microbial activity in a Mediterranean burned area. In: Violante A., Huang P.M., Bollag J.M., Gianfreda L. (eds.) Soil Mineral-Organic Matter-Microorganism Interactions and Ecosystem Health. Developments in Soil Science 28B, Elsevier Science, B.V. pp. 205-215.

Růžek, L., Voříšek, k., Nováková, M., Strnadová, S., 2006. Microbial, chemical and textural parameters of main soil taxonomical units of czech republic. Plant Soil and Environment 52: 29-35.

Šantrůčková, H., 1993. Respiration activity of soil as a criterion of its biological activity. Rostl. Výr. 39: 769–778. (In Czech)

Schulten, H.R., Leinweber, P., 2000. New insights into organic-mineral particles: composition, properties and models of molecular structure. Biology and Fertility of Soils 30: 1-34.

Sequi P. (a cura di) (2005), Fondamenti di chimica del suolo, Bologna,Patron.

Simek M., Hopkins D.W., Kalaik J. (1999): Biological and chemical properties of arable soils affected by long-term organic and inorganic fertilizer applications. Biology and Fertility of Soils 29: 300–308.

Smith S.N. and Snyder W.C., 1971. Relationship of inoculum density and soil types to severity of Fusarium wilt of sweet potato. Phytopathology 61: 1049-1051.

Song, C.Y., Zhang, X.Y., Liu, X.B., Sui, Y.Y., Li, Z.L., 2010. Impact of long term fertilization on soil water content in Haploborolls. Plant and Soil Environment 56: 408–411

Sparling, G.P., 1992. Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes in soil organic matter. Australian Journal of Soil Research 30: 195-207.

Sparling, G.P., 1997. Soil microbial biomass, activity and nutrient cycling as indicators of soil health. In: Pankhurst, C.E., Doube, B.M., Gupta, V.V.S.R. (Eds.), Biological Indicators of Soil Health. CAB International, Wallingford, pp. 97–119.

64

Stevenson FJ 1996. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions. 2nd Edition. John Wiley & Sons.

Swaby R. J., 1949. The Relationship between micro-organisms and soil aggregation. Journal of General Microbiology 3: 236-254.

Tabatabai M. A., 1982. Soil enzimes In Methods of Soil Analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Properties (Page A. L., Miller R.H. and Keeney D.R., Ed.) II Ed., pp.903-948. American Society of Agronomy, Madison.

Tabatabai . A. and Bremner J. M., 1969 Use of p-nitrophenyl phosphate for assay of soil phosphatase activity. Soil Biology & Biochemistry 1: 301-307.

Tabatabai, M.A., Bremner, J.M., 1970. Arylsulfatase activity of soils. Soil Science Society of America Proceedings 34: 225–229

Templer P.H., Groffmanb P.M., Fleckera A.S., Powera A.G., 2005. Land use change and soil nutrient transformations in the Los Haitises region of the Dominican Republic. Soil Biology & Biochemistry 37:215–225.

Tesařová, M., Gloser, J., 1976. Total CO2 output from alluvial soils with two types of grassland communities. Pedobiologia 16: 364-372.

Thalmann A., 1968. Zur Methodik der Bestimmung der Dehydrogenase Aktivität in Boden mittels Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) [Methods of dehydrogenase activity determination with triphenyltetrazoliumchlorid (TTC)]. Landwirtsch. Forsch. 21: 249-258 [in German].

USDA (United States Department of Agriculture) 1998. Natural Resources Conservation Service Soil Survey Staff, 1998. Keys to Soil Taxonomy. Washington.

Vance E.D., Brokes P.C., Jenkinson D.S., 1987. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology & Biochemistry 19: 703-707.

Verheijen, F., Jeffery, S., Bastos, A.C., van der Velde, M., Diafas, I., 2010. Biochar application to soils. A critical scientific review of effects on soil properties, processes and functions. Scientific and Technical Reports. Ispra (Italy): European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability.pp 166.

Walkley A. and Black I.A., 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the cromic acid titration method. Soil Science 37: 29-38.

Workneh, F., van Bruggen, A.H.C., Drinkwater, L.E., and Shennan, C. 1993. Variables associated with corky root and Phytophthora root rot of tomatoes in organic and conventional farms. Phytopathology 83: 581–589

Wu, T.Y., Schoenau, J.J., Li, F.M., Qian, P.Y., Malhi, S.S., Shi, Y.C., Xue, F.L., 2004. Influence of cultivation and fertilization on total organic carbon and carbon fractions in soils from the loess Plateau of China. Soil & Tillage Research 77: 59-68.

65

Yang H.S. and Janssen B.H., 1997. Analysis of impact of farming practices on dynamic of soil organic matter in northern China. European Journal of Agronomy 7: 211-219.

66

Pubblicazioni Bonanomi G., D’Ascoli R., Antignani V., Capodilupo M., Cozzolino L., Marzaioli R., Puopolo G.,

Rutigliano F.A., Rosalia Scelza, Scotti R., Rao M.A., Zoina A. 2011. Soil quality and crop yield decline under plastic tunnels. Science for Environmental Policy, European Commission Environment, News Alert Issue 237, 14 April 2011.

Bonanomi G., D’Ascoli R., Antignani V., Capodilupo M., Cozzolino L., Marzaioli R., Puopolo G., Rutigliano F.A., Rosalia Scelza, Scotti R., Rao M.A., Zoina A. 2011. Assessing soil quality under intensive cultivation and tree orchards in Southern Italy. Applied Soil Ecology, 47:184-194.

Scotti, R., 2010. Effects of sustainable soil management on soil quality. Ph.D. dissertation for the Joint International Doctorate in Sciences of Environmental Resources. Faculty of Agriculture, University of Naples Federico II, Italy. pp-231.

Sultana S., 2011. Effects of organic amendment on soil quality as assessed by biological indicators Ph.D. dissertation for the Joint International Doctorate in Sciences of Environmental Resources. Faculty of Agriculture, University of Naples Federico II, Italy. pp- 249.

Congressi internazionali Rao M.A., R. D’Ascoli, R. Scotti, R. Marzaioli, F. A. Rutigliano, L. Gianfreda 2008. Effect of diverse

practices management on soil biological properties. 5th International Conference on Land Degradation pp. 175-177, Valenzano, Bari, Italia.

Rao M.A., R. D'Ascoli, R. Scelza, R Marzaioli, F. Rutigliano and L. Gianfreda, 2008. Biological fertility of an intensive farming soil affected by various management practices. Proceedings of 5th International Symposium ISMOM 2008. Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal. Special Issue: ISMOM 2008 5th. International Symposium of Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganisms Pucon (Chile) 24-28 November 2008 R.C. Suelo Nutr. Veg. v.8 n.especial.

Scotti R., S. Sultana, R. Scelza, R. Marzaioli, R. D’Ascoli, M.A. Rao, 2009. Effects of different agricultural management on soil quality in an important agricultural area of southern Italy. 1st Workshop and 4th International Course – Avance en Ciencia y Tecnologia de Recursos Naturales. Universidad de la Frontera, Chile. 23, 24 e 25 novembre 2009, Pucon, Chile.

Scotti R., Rao M.A., D’Ascoli R., Scelza R., Marzaioli R., Rutigliano F.A., Gianfreda L. 2009. Effect of organic amendments on quality indexes in an italian agricultural soil. European Geosciences Union – General Assembly 2009, Wien 19-24 April 2009.

Scotti R., D'Ascoli R., Rao M.A., Marzaioli R., Rutigliano F.A., Gianfreda L. 2009. Impact of an intensive management on soil biochemical and biological properties in an agricultural soil of Southern Italy. European Geosciences Union – General Assembly 2009, Wien 19-24 April 2009.

Scotti R., Marzaioli R., D’Ascoli R., Rao M.A. 2009. Monitoreo de la calidad de suelos agricolas en la ribera del rio Sele en la region de Campania (Italia). 60° Congreso Agronòmico de Chile, Talca 27-31 October 2009.

Scotti R., Rao M.A., Marzaioli R., D’Ascoli R., Rutigliano F.A. Gianfreda L.. Use of biochemical and biological indicators to monitor soil quality in an agricultural area under intensive farming. 18th Symposium of the International Scientific Centre of Fertilizers. Rome 8-12 November 2009.

Bonanomi G., Antignani V., Capodilupo M., D’Ascoli R., Scotti R., Rao M.A., Puopolo G., Cozzolino L., Zoina A. Assessing the impact of intensive farming management regime on soil fertility. 18th Symposium of the International Scientific Centre of Fertilizers. Rome 8-12 November 2009.

67

Scotti R., S. Sultana, R. Scelza, R. Marzaioli, R. D’Ascoli, and M. A. Rao 2010. Biological and biochemical soil indicators: monitoring tools of different agricultural managements. European Geosciences Union – General Assembly 2010, EGU2010-970, Vienna, Austria.

Scotti R., Conte P., Alonzo G., Rao M.A. 2010. Effects of organic amendments on natural organic matter in bulk soils from an italian agricultural area as assessed by Fast Field Cycling NMR relaxometry. European Geosciences Union – General Assembly 2010, Wien 2-7 May 2010.

Scotti R., Sultana S., Scelza R., Marzaioli R., D’Ascoli R., Rao M.A. 2010. Biological and biochemical soil indicators: monitoring tools of different agricultural managements. European Geosciences Union – General Assembly 2010, Wien 2-7 May 2010.

Scotti R., Sultana S., Caceres M., Scelza R., Marzaioli R., D’Ascoli R., Rao M.A. Biological and biochemical soil indicators: monitoring tools of different agricultural managements. 2nd International Workshop Advances in Science and Technology of Natural Resources. Universidad de la Frontera, Pucon (Chile) 27-29 October 2010.

Scotti R., Seguel A., Cornejo P., Rao M.A., Borie F. Influence of nitrogen and phosphorus sources on mycorrhizal lettuces under organic farming. 2nd International Workshop Advances in Science and Technology of Natural Resources. Universidad de la Frontera, Pucon (Chile) 27-29 October 2010.

Scotti R., González Cáceres M., Sultana S., Scelza R., Bonanomi G., D’Ascoli R., Zoina A., Rao M.A. 2011. Organic amendments as tool for a sustainable management of intensive agriculture. 6th International Symposium of Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganisms (ISMOM), 26th June – 1st July 2011, Montpellier, France.

D'Ascoli R., Sultana S., Bonanomi G., Cozzolino L., Marzaioli R., Scotti R., Rao M.A., Zoina A. 2011. Effect of organic amendment on the microbial growth, activity and functional diversity of a soil under intensive agricultural management. 6th International Symposium of Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganisms (ISMOM), 26 June – 1July 2011, Montpellier, France.

Scotti R., Conte P., Alonzo G., Rao M.A.. Fast Field Cycling NMR relaxometry: a new tool to assess the effects of organic amendments on a agricultural soil from Southern Italy. 6th International Symposium of Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganisms (ISMOM). Montpellier (France) 26 June – 1 July 2011.

Scotti R., Conte P., Alonzo G., Rao M.A.. Assessing soil organic matter evolution in sustainable agriculture by Fast Field Cycling NMR relaxometry 7th Conference on Field Cycling NMR Relaxometry. Turin 2-4 July 20011.

Gonzalez Caceres M., R. Scotti, S. Sultana, R. Scelza, G. Bonanomi, R. D’Ascoli, A. Zoina, M.A. Rao, Recovery of fertility in soil under intensive farming by use of organic amendments. 3rd Advances in Science and Technology of Natural Resources. Universidad de la Frontera, Pucón (Chile) 2-4 November 2011.

Riccardo Scotti, Pellegrino Conte, Giuseppe Alonzo, Maria A. Rao. Application of Fast Field Cycling NMR relaxometry for the evaluation of the effects of organic amendments on stressed soils.. 4th International Congress EUROSOIL 2012, 2-6 Luglio 2012, Bari, Italy

Riccardo Scotti, Marcela González Cáceres, Salma Sultana, Rosalia Scelza, Giuliano Bonanomi, Rosaria D’Ascoli, Astolfo Zoina, Maria A. Rao. Organic amendments enriched with scraps of poplar pruning: slow degradation biomass to improve soil organic matter content over time. 4th International Congress EUROSOIL 2012, 2-6 Luglio 2012, Bari, Italy

Congressi nazionali Bonanomi G., V. Antignani, M. Capodilupo, L. Cozzolino, R. D’Ascoli, R. Marzioli, G. Puopolo, R.

Scotti, L. Gianfreda, M.A. Rao, A. Zoina, 2009. Intensive soil cultivation impairs soil fertility and affects Rhizoctonia disease suppression. XV Convegno Nazionale Società Italiana di Patologia Vegetale Locorotondo (Bari), 28 settembre - 1 ottobre 2009

68

Scotti R., Scelza R., Sultana S., Marzaioli R., D’Ascoli R., Rao M.A. 2009. Uso di ammendanti organici per il miglioramento della fertilità chimica e biologica di suoli agricoli. XXVII Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria, p. 44, Matera 15-18 Settembre 2009.

D’Ascoli R., Rao M.A., Gianfreda L., Scotti R., Marzaioli R., Rutigliano F.A. 2009 Soil activity and microbial growth in agricultural areas of southern Italy under intensive farming. XIX

Congresso S.It.E.“Dalle Vette Alpine alle Profondità Marine”, Bolzano 15-18 Settembre 2009. Bonanomi G., Antignani V., Capodilupo M., Cozzolino L., D’Ascoli R., Marzioli R., Puopolo G.,

Scotti R., Gianfreda L., Rao M.A., Zoina A. 2009 Intensive soil cultivation impairs soil fertility and affects Rhizoctonia disease suppression. XV Convegno Nazionale Società Italiana di Patologia Vegetale, Locorotondo (Bari), 28 settembre - 1 ottobre 2009.

Scotti R., Sultana S., Caceres M., Scelza R., D’Ascoli R., Rao M.A. 2010 Influenza delle differenti gestioni agricole sulle proprietà biologiche e biochimiche del suolo nel medio e nel lungo periodo. p. 93 XXVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria, Piacenza 20 -21 settembre 2010.

Scotti R., Conte P., Alonzo G., Rao M.A.. 2010. Utilizzo della rilassometria NMR Fast Field Cycling per lo studio degli effetti degli ammendanti organici su suoli agricoli. p. 72 Poster al XXVIII Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria, Piacenza 20 -21 settembre 2010

D’Ascoli, R., Sultana, S., Bonanomi, G., Cozzolino, L., Marzaioli, R., Scotti, R., Rao, M.A., Zoina A. 2011. Quality recovery in agricultural soils of Southern Italy under intensive management. XXI Congresso S.It.E., “I limiti dello sviluppo: beni e servizi ecosistemici, impatti e gestione”, Palermo, Italy, October 3-6, 2011, p. 202.

Riccardo Scotti, Salma Sultana, Marcela Caceres, Rosalia Scelza, Rosaria D’Ascoli, Maria A. Rao, 2010 Influenza delle differenti gestioni agricole sulle proprietà biologiche e biochimiche del suolo nel medio e nel lungo periodo. XXVIII Convegno Nazionale Società Italiana Chimica Agraria "Biodiversità e sostenibilità nelle produzioni primarie". Università Cattolica del Sacro Cuore, Istituto di Chimica Agraria ed Ambientale, Piacenza 20-21 Settembre 2010, p.93.

D’Ascoli R., Sultana S., Bonanomi G., Cozzolino L., Marzaioli R., Scotti R., Rao M.A., Zoina A. 2011 Quality recovery in agricultural soils of Southern Italy under intensive management. p. 202. XXI Congresso Nazionale della Società Italiana di Ecologia, Palermo 3-6 Ottobre 2011.

Bonanomi G., Gaglione S., Puopolo G., Scotti R., González Cáceres M., Cozzolino L., Sultana S., D’Ascoli R., Rao M.A., Zoina A.. 2011. Uso di compost a diversi rapporti C/N in coltura protetta: 2. Effetti sulla produzione di specie orticole. Convegno Nazionale Recupero delle biomasse agricole, agroindustriali e urbane attraverso il compostaggio. Effetti dell’impiego in orticoltura. Scafati 6-7 Ottobre 2011.

Scotti R., Sultana S., González Cáceres M., Marzaioli R., Scelza R., Cozzolino L., Bonanomi G., D’Ascoli R., Rao M.A., Zoina A.. 2011. Uso di compost a differente rapporto C/N in coltura protetta: 1. Effetto sulle proprietà chimiche, biochimiche e biologiche di suoli agricoli. Convegno Nazionale Recupero delle biomasse agricole, agroindustriali e urbane attraverso il compostaggio. Effetti dell’impiego in orticoltura. Scafati 6-7 Ottobre 2011.

Scotti R., Sultana S., González Cáceres M., Scelza R., D’Ascoli R., Rao M.A 2011. Recupero della fertilità in suoli ad agricoltura intensiva mediate l'utilizzo di ammendanti organici. XXIX Convegno Nazionale della Società Italiana di Chimica Agraria, Foggia 21-23 Settembre 2011.

scarica il testo della relazione

Documents