UNITA' OPERATIVA 5:      Effetti delle tecniche agronomiche sulle qualità del suolo.

Responsabile: ENRICO BONARI (CIRAA-PI)

RICERCA I°	“L’effetto avvicendamento” periodo di sperimentazione: 1981-2005
RICERCA II°	“La scelta della modalità di lavorazione del terreno” periodo di sperimentazione: 1981-2005
RICERCA III°	“Il livello di intensificazione colturale” periodo di sperimentazione: 1990-2005

EFFETTI DI ALCUNE SCELTE AGRONOMICHE SULLA QUALITÀ DEL SUOLO

- relazione finale: quadriennio 2002-2005 -

 Premessa

La qualità del suolo può essere definita come la capacità dimostrata dal substrato di assolvere alle sue funzioni fondamentali adattandosi alle sollecitazioni indotte da eventuali cambiamenti delle condizioni ambientali e/o delle modalità di utilizzazione da parte dell’uomo (Parr et al., 1992; Larson e Pierce, 1994).

Dal punto di vista agronomico molti decenni di ricerca scientifica hanno dimostrato che uno degli strumenti più efficaci a disposizione dell’agricoltore per conservare od accrescere la qualità del suolo coltivato è il mantenimento di un adeguato livello di sostanza organica nel terreno (Parr et al., 1992). Il contenuto in humus rappresenta infatti uno degli attributi-chiave (Doran e Parkin, 1994) tanto da poter essere incluso, assieme a pochi altri parametri, in un data-set ristretto utilizzabile per la valutazione dei suoli a scala planetaria.

Fra i molti segmenti della tecnica colturale in grado di influenzare significativamente la dinamica della componente umica la successione delle colture, intesa come durata e composizione dell’avvicendamento e le modalità di esecuzione delle lavorazioni del terreno giocano senz’altro un ruolo fondamentale determinando la quantità e la qualità delle restituzioni di materiale organico operate al terreno (Rasmussen at al., 1980; Campbell et al., 1993).

In particolare la scelta dell’avvicendamento definendo le specie agrarie presenti sull’appezzamento e modulando i tempi ed i modi di esecuzione di tutte le operazioni colturali, costituisce un elemento fondamentale nel definire la sostenibilità dei processi produttivi messi in atto dall’agricoltore. Le indicazioni scaturire da ricerche condotte a questo riguardo (Mazzoncini et al., 1994; Bonari et al., 1997) evidenziano l’importanza che la rotazione può giocare sul successo economico dell’azienda, oltre che sull’impatto ambientale associato all’esercizio dell’attività agricola.

Le lavorazioni del terreno, dal canto loro, rivestono da sempre una grande importanza nell’agrotecnica modulando le condizioni di abitabilità del terreno e, di conseguenza, il comportamento produttivo delle colture (AA.VV., 1999). Le lavorazioni infatti possono incidere sensibilmente su quasi tutte le variabili di stato del sistema “terreno-pianta”, ma proprio a causa della numerosità dei fattori coinvolti non risulta sempre facile valutarne gli effetti, spesso complicati dalle interazioni che si stabiliscono con la natura del terreno o con le condizioni climatiche.

Infine non si deve trascurare il ruolo che il livello quali-quantitativo del ricorso agli input chimici può giocare sull’espressione di numerose variabili di stato dell’ecosistema suolo; l’intensificazione della concimazione può alterare, ad esempio, l’originario rapporto esistente fra gli elementi bio-geo-chimici del terreno arrivando ad influenzare l’evoluzione della frazione organica. Esistono infatti stretti legami fra il ciclo dell’azoto o del fosforo e quello del carbonio e la disponibilità di tali nutrienti oltre a modulare la produzione delle colture e quindi la composizione e la quantità dei residui che ritornano al terreno, può accelerare la velocità di umificazione, modificando le dinamiche di formazione e di distruzione dell’humus nel terreno (Nuti et al., 1989).

Per questi motivi il piano della ricerca è stato articolato secondo tre direttrici principali che fanno riferimento ad altrettante sperimentazioni agronomiche specificatamente rivolte all’approfondimento delle tematiche appena ricordate, secondo il seguente schema:

• -         ricerca I: l’avvicendamento;

• -         ricerca II: le modalità di lavorazione del terreno;

• -         ricerca III: il livello di intensificazione colturale.

 Condizioni comuni a tutti i dispositivi sperimentali inseriti nel progetto sono la considerevole lunghezza del periodo di osservazione, la reiterata ripetizione degli stessi trattamenti sulle medesime parcelle e l’utilizzo, per lo svolgimento dei necessari interventi agronomici, di macchine agricole comunemente utilizzate nella pratica aziendale.

Tali caratteristiche apportano innegabili vantaggi sul piano della estrapolazione dei risultati sperimentali alla realtà operativa. La disponibilità di serie adeguatamente estese di risultati, riferibili come minimo ad almeno 15 anni di attività, permette infatti di ridurre l’influenza associabile ai particolari decorsi climatici e colturali registrati, delineando andamenti di medio-lungo periodo. La ripetizione dei trattamenti sulle stesse unità sperimentali consente invece di analizzare l’entità di eventuali effetti residui che cumulati, anno dopo anno, possono condurre alla manifestazione di fenomeni altrimenti non rilevabili, evidenziando la progressiva affermazione di trend monotoni a carico dei parametri analizzati. Infine il ricorso alla meccanizzazione aziendale rassicura sulla percorribilità degli itinerari tecnici sperimentati e sulla ripetibilità dei risultati ottenuti, per lo meno all’interno del comprensorio pedo-climatico di riferimento.

Quest’ultimo è identificabile con quello tipico delle pianure costiere (PC1) e alluvionali (PA2) del medio-alto Tirreno, secondo quanto riportato nella classificazione dei sistemi di paesaggio della Toscana (Rossi et al., 1994).

In particolare tutte le sperimentazioni di cui si riferisce sono state realizzate (e sono tutt’ora in corso) presso il Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro-Ambientali “E. Avanzi” (CIRAA) dell’Università di Pisa sito il località San Piero a Grado (PI), 43° 40’ lat. N, 10° 19’ long. E e 2 m s.l.m.

Il clima dell’area (secondo i dati della capannina meteorologica del CIRAA relativi al periodo 1974-2004) è tipicamente mediterraneo con una piovosità media di circa 910 mm annui, concentrata soprattutto in autunno. I giorni piovosi mediamente registrati per anno sono 140 con frequenze maggiori in corrispondenza dell’autunno (11 in settembre, 15 in ottobre e 16 in novembre) e della primavera (14 eventi piovosi in aprile). La distribuzione delle altezze di pioggia segue sostanzialmente l’andamento appena descritto ed infatti le precipitazioni più consistenti si registrano nei mesi di settembre (107 mm), ottobre (151 mm) e novembre (140 mm), mentre più ridotto appare il picco di aprile (93 mm).

La temperatura media annuale è di 14,7 °C. i mesi più freddi risultano essere dicembre, gennaio e febbraio che presentano, rispettivamente, le più basse temperature medie sia minime (3.5, 2.6, 2.7 °C) che massime (11.9, 11.9, 13.3 °C). Il mese più caldo è agosto con una media massima di 29.8°C (con valori estremi superiori a 38 °C) e una minima di 17.5°C.

Le escursioni termiche di maggiore entità si verificano nei mesi di luglio e agosto, quando raggiungono i 12-13°C.

Per quanto riguarda la natura dei suoli si trovano rappresentati, all’interno del CIRAA, numerose tipologie tessiturali (Silvestri et al., 2003). Prevalgono i terreni sciolti o tendenzialmente sciolti (sabbiosi, sabbioso-franchi, franco-sabbiosi) che interessano oltre il 50% della superficie agricola utilizzata, ma rilevante è anche la presenza di terreni appartenenti alle classi ritenute ottimali per l’esercizio dell’agricoltura (franco e franco-sabbio-argilloso) estendentisi cu circa il 35% della superficie; meno diffusi risultano invece i terreni argillosi (3%) e franco-argillosi (poco più del 10%).

Relativamente alla reazione si osserva una netta prevalenza dei suoli basici, con una particolare incidenza della classe dei moderatamente alcalini (41% della superficie). Il tenore in sostanza organica è da considerarsi, tutto sommato, soddisfacente in quanto circa la metà dei terreni  presenta valori compresi fra l’1.5 e il 3.0%; anche il contenuto in azoto totale è buono, mentre il fosforo assimilabile presenta dotazioni scarse o molto scarse su circa la metà della superficie monitorata (51%). Ulteriori dettagli sulla natura dei terreni interessati dalle sperimentazioni saranno riportati nei resoconti delle singole ricerche.

L’obiettivo perseguito è stato quindi quello di definire gli effetti imputabili alle scelte operate dagli agricoltori sulla qualità del suolo concentrando l’attenzione sull’avvicendamento, sulle modalità di lavorazione del terreno e sull’intensificazione colturale, così da individuare i comportamenti tecnici e gestionali più opportuni per il mantenimento, o ad un eventuale incremento, del livello qualitativo di tale risorsa ed evidenziando limiti e vantaggi dei comportamenti agronomici posti a confronto.

Sono state anche esplorate le possibilità applicative di un modello di valutazione della qualità del suolo, calibrato sulla base delle esperienze realizzate nell’ambito dell’UO, ai fini di una sua eventuale utilizzazione in termini di pianificazione territoriale dell’attività agricola. 

Bibliografia

• AA.VV., 1999. Le lavorazioni del terreno. Progetto Editoriale PANDA – MiPA, volume n. 2. Edizioni L’Informatore Agrario, Verona, 219 pp.

• Bonari E., Mazzoncini M., Barberi P., 1997. Effetti dell’avvicendamento e della concimazione azotata sulla coltura del mais. Agricoltura Ricerca, 167, 31-38.

• Campbell, C.A., Zentner, R.P., 1993. Soil organic matter as influenced by crop rotations and fertilization. Soil Sci. Soc. Am. J., 57, 1034-1040.

• Doran J.W., Parkin T.B., 1994. defining and assessing soil quality. In: J.W. Doran, D.C. Coleman, D.F.

• Larson W.E., Pierce F.J., 1994. the dinamics od soil qualità as a measure od sustainable management. In: J.W.

• Nuti M., Squartini A., Casella S., 1989. Gestione delle attività microbiche che controllano le trasformazioni dell’azoto nel terreno e nella pianta. Riv. di Agron., 23, 1, 23-29.

• ParrJ.F., Papendick R.I., Hornick S.B., Meyer R.E., 1992. Soil qaulity: Attributes and Relationship to alternative and sustainble agricolture. Am. J. Altern. Agric., 7, 5-12.

• Rasmussen, P.E., Allmaras, R.R., Rohde, C.R., Roager, N.C. Jr., 1980. Crop residue influences on soil carbon and nitrogen in a wheat-fallow system. Soil Sci. Soc Am. J., 44, 596-600.

• Mazzoncini M., Bonari e., Laureti D., Marenghi A., Mosca G., Toderi G., 1994. Effetti di avvicendamento della soia e del frumento sul mais. Agricoltura Ricerca, 154, 19-34.

• Rossi R., Merendi A., Vinci A., 1994. I sistemi di paesaggio della Toscana. Regione Toscana, Dipartimento Agricoltura e Foreste, pp. 157.

• Silvestri N., Tozzini C., Bonari E., 2003. La creazione di sistema informativo territoriale dei terreni del Parco: i risultati di un quinquennio di attività (1998-2002). In: A.A.V.V.: La conoscenza dei terreni per una gestione sostenibile dell’agricoltura nel territorio del Parco Migliarino – San Rossore – Massaciuccoli. Pacini Editore, Pisa, 39-76.

a cura di Mario Finoia
aggiornamento del 29/09/2005