Recenti conoscenze sulla nutrizione minerale per

Recenti conoscenze sulla
nutrizione minerale per
concimare il frutteto in modo
sostenibile
Massimo Tagliavini
Interpoma, 21 novembre 2014
Introduzione
• Necessaria adeguata presenza di elementi minerali negli organi del
melo
• Nutrienti risiedono nel suolo e sono da esso assorbiti (in assenza di
concimazione la loro disponibilità cala)
• Se la concentrazione dei nutrienti scende sotto valori limite, allora
calano crescita, rese e qualità
• Eccessive disponibilità di nutrienti sono anch’esse da evitare
• L’obiettivo ultimo è quello di decidere quanti nutrienti distribuire,
quando e come farlo e come monitorare l’adeguatezza del piano di
concimazione
• Il quadro di riferimento è quello della riduzione dei costi di produzione
e delle perdite di nutrienti nell’ambiente
Principali conseguenze ambientali legate
ad eccessive concimazioni
• Volatilizzazione di N2O (gas serra) e NH3
• Lisciviazione di parte dei nutrienti applicati
(eutrofizzazione, acidificazione acque, etc.)
• Elevato costo energetico (C-footprint): per N: 76 MJ/kg
VALORI INDICATIVI DEI PREZZI INTERNAZIONALI
($/t) DI ALCUNI FERTILIZZANTI
2005
2008
2011
2013
Urea
210
500
410
320
Fosfato
diammonico
250
900
600
450
Perforsfato
triplo
Cloruro di
potassio
200
850
520
380
180
550
420
380
Generica risposta delle piante all’aumento della disponibilità
di nutrienti
rielaborata da Marschner, 1995
Differente tipo di risposta dell’attività vegetativa e riproduttiva di un
albero da frutto all’aumento della disponibilità di azoto
Tagliavini, Xiloyannis e Failla, 2012
• Assorbimento
– quantità di nutrienti necessarie
– Dinamica asportazioni
Esempio di assorbimento annuale di potassio (K) e
sua ripartizione (kg/ha)
Gala /M9
Rese 40 T/ha
6 anni
Frutti
Fruits
42
Potatura
Pruning
wood
11
Scheletro albero
Tree framework
27
Foglie
Leaves
3
84
SUOLO
SOIL
Scandellari et al., 2010
Esempio di assorbimento annuale di azoto (N) e sua
ripartizione (kg/ha)
Gala /M9
Rese 40 T/ha
6 anni
Frutti
Fruits
22
Potatura
Pruning
wood
17
Scheletro albero
Tree framework
16
Foglie
Leaves
6
61
SUOLO
SOIL
Scandellari et al., 2010
Stime di quantità di N assorbite negli organi
che si sviluppano annualmente
(cv. Fuji con rese di 70 t/ha)
biomassa secca
(t/ha)
Concentrazione N
(% N)
quantità di N (N
content)
Kg/ha
Foglie/leaves
2.3
0.85
20
Frutti/fruits
12
0.27
32
Organi legnosi/
woody organs
4.1
0.7
29
Radici/roots
2.9
0.75
22
TOTALE
21.3
103
COME UTILIZZARE I DATI DI ASPORTAZIONE
DI NUTRIENTI DA PARTE DEL MELO PER
GUIDARE LA CONCIMAZIONE
• Bilancio a livello di frutteto:
– quantità asportate (output) da frutti e immobilizzate nello
scheletro
– quantità apportate (input) mediante acqua irrigua, deposizione
atmosferiche etc.
• Bilancio a livello di suolo (possibile per l’azoto):
– quantità totali assorbite (output) dall’albero
– quantità disponibili nel suolo (monitoraggio disponibilità)
Fattori che influenzano l’assorbimento di
nutrienti
• Crescita vegetativa (portinnesto/varietà)
• Quantità di frutta prodotta (rese)
• Disponibilità di nutrienti nel suolo
• Assorbimento
– quantità di nutrienti necessarie
– Dinamica asportazioni
Dinamica accrescimento delle radici
• Sebbene tutte le radici fini (anche se suberificate) siano
in grado di assorbire i nutrienti, l’assorbimento avviene
soprattutto ad opera di quelle distali di primo e secondo
ordine. Questo è particolarmente vero per il Calcio (Ca)
• Esse sono in genere effimere e vivono meno di un anno,
presentano peli radicali e vengono colonizzate da funghi
micorrizici.
QUANDO RICOMINCIA LO SVILUPPO DI NUOVE RADICI NEL MELO?
27/02/2014
27/03/2014
06/03/2014
14/03/2014
04/04/2014
Ph.D. Elisabetta Tomè, UNIBZ,
Dinamiche di crescita radicale nel melo
La dinamica bimodale di crescita delle radici, proposta da Head (1966) e
Atkinson (1980) non sembra verificarsi regolarmente.
Gala/M9
(Eissenstat et al., 2006)
Intensità di crescita delle radici fini
Crescita delle radici di melo (Fuji/M9)
presso Caldaro
2010
2011
(dati non pubblicati UNIBZ)
CICLO INTERNO DELL’AZOTO IN ALBERI DECIDUI
rimobilizzazione
assorbimento
PRIMAVERA
Scheletro
INVERNO (aereo/radicale)
chioma
ESTATE
AUTUNNO
assorbimento
(da Millard, 1996)
Millard, 1996
rimobilizzazione
= organi di accumulo
= Flussi
In piena fioritura il 90-95 % dell’azoto di foglie e fiori proviene
dalla rimobilizzazione delle reserve
(Neilsen et al.,1997)
CIRCA 20 kg N/ha VENGONO
RIMOBILIZZAZATI DALLE FOGLIE
SENESCENTI VERSO GLI ORGANI
PERMANENTI
Dinamica dell’assorbimento di nutrienti nel melo
Incremento di biomassa (S.S.) e flusso di nutrienti all’interno di un germoglio
(bourse shoot) di melo (incluso un frutto inserito alla sua base), derivante da
gemma mista (bourse shoot), dalla fioritura (giorno 0) alla raccolta (giorno 158).
Media delle varietà Golden del. e Nicoter. Zanotelli et al., 2014
Periodo
BIOMASSA
(giorni dalla
S.S.
piena
mg/giorno
fioritura)
0-36
37- 81
82-117
118-158
90
280
320
260
N
mg/giorno
P
mg/giorno
1,90
2,45
1,52
0,88
0,19
0,39
0,22
0,17
K
Ca
mg/giorno mg/giorno
1,72
3,63
2,79
1,63
0,63
1,36
0,58
0,26
Mg
mg/giorno
0,18
0,28
0,15
0,07
Aspetti tecnici
dell’applicazione di nutrienti
• Modalità di applicazione dei concimi e
loro scelta
• Sviluppo orizzontale e verticale delle
radici nel suolo
Modalità di applicazione dei concimi
• Concimi «granulari» (minerali o organici) distribuiti a
spaglio su tutta la superficie del suolo o localizzati sulla
fila
• Concimi solubili o liquidi distribuiti sulla fila (es, tramite
attrezzi per diserbare – sistema a «doccia»)
• Concimi solubili o liquidi distribuiti tramite impianto di
irrigazione (fertirrigazione)
• Applicazioni alla chioma (concimazione fogliare)
Esempio di piano di restituzione degli
elementi minerali tramite fertirrigazione in
una prova sperimentale (Porro et al., 2012)
Nitrogen
Phosphorus
Potassium
Magnesium
Calcium
35
30
kg/ha
25
20
15
10
5
0
floral
bouquet
appearance
after petals
fall
fruit growing fruit ripening full ripening
pre-harvest post-harvest
Kg/ha = 75 N, 50 P2O5, 125 K2O and 6 Kg MgO
Aspetti tecnici
dell’applicazione di nutrienti
• Modalità di applicazione dei concimi e
loro scelta
• Nel caso di applicazione al suolo occorre
considerare lo sviluppo orizzontale e
verticale delle radici
Distribuzione delle radici nel suolo
Bolzano (2010):
Bologna (2007):
Densità (kg /m3) radici fini (< 2mm Ø)
(fino a 60 cm di profondità)
Po Valley
South Tyrol
55 N
35 N
15 N
0
15 S
35 S
55 S
0.0
60 S
30 S
0
30 N
60 N
-0.2
-0.5
-3
densità radici fini (kg m )
-3
Densità radici fini (kg m )
0.0
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.5
-2.0
-1.2
-1.4
-1.0
tra due alberi adiacenti
in corrispondenza dell'albero
-2.5
Distanza perpendicolare dal centro della fila (cm)
Ceccon et al., 2010
Distanza perpendicolare dal centro della fila (cm)
Distribuzione della densità delle
radici fini lungo il profilo di suolo
(Bolzano)
-3
Densità radici fini (Kg m )
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
profondità (cm)
0-20
20-40
40-60
radici fini (tra due alberi)
radici fini (prossimità albero)
IN QUALI SITUAZIONI EFFETTUARE LA CONCIMAZIONE
ALLA CHIOMA (FOGLIARE)
(Drahorad e Tagliavini 2001)
• Prevenire o curare carenze transitorie di nutrienti
– es. al termine della rimobilizzazione primaverile
• Superare condizioni limitanti la disponibilità o l’assorbimento
di nutrienti e accelerare la risposta delle piante
– es. pH, temperatura suolo, radici profonde, no irrigazione
o poggia
• Nel caso dei microelementi
– es. Fe, Zn, Mn, B per i quali, nel suolo, la soglia di carenza
e quella di tossicità sono vicine
• Incrementare l’accumulo di riserve per la rimobilizzazione
nell’anno successivo
– Per gli elementi con mobilità floematica (es. N, P, K, Mg)
• Aumentare la concentrazione di Ca nei frutti
Calcio
Courtesy Neilsen G., 2001
Cambiamento durante stagione dell’efficacia con cui
il Ca penetra attraverso la cuticola della mela
100
80
60
40
20
0
20
40
60
80 100 120 140
Giorni dalla fioritura
(Schlegel e Schoenherr, 2002)
Strategie per migliorare l’efficienza d’uso dei
fertilizzanti e ridurre perdite
• Adeguare le dosi di concime alle necessità
• Frazionare gli interventi fertilizzanti e distribuirli in zone ad elevata
densità radicale (specie se in forma minerale)
• Veicolare i nutrienti nel suolo attraverso l’acqua di irrigazione (o
pioggia)
Strategie per migliorare l’efficienza d’uso dei
fertilizzanti e ridurre perdite
• Adeguare le dosi di concime alle necessità
• Frazionare gli interventi fertilizzanti e distribuirli in zone ad elevata
densità radicale (specie se in forma minerale)
• Veicolare i nutrienti nel suolo attraverso l’acqua di irrigazione (o
pioggia)
• Utilizzare, almeno in parte, concimi organici o a lento rilascio
KM1
Prove di mineralizzazione in laboratorio per studiare il rilascio di
azoto (mg N /t suolo) da parte di concimi organici in commercio
200
150
Frischmist
Frischmist
Frischmist
Kompost
Frischmist
Kompost
Frischmist
Kompost
Eurofert
Frischmist
Kompost
Eurofert
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor
105
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor
105
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor
Bioilsa
10
105Export
Kompost
Eurofert
Azocor
Bioilsa
Frischmist
10
105Export
Kompost
Frischmist
Eurofert
Azocor
Bioilsa
Fertilvegetal
10
105Export
6
Eurofert
Azocor
Bioilsa
Fertilvegetal
Kompost
Frischmist
10
105Export
6
Azocor
Bioilsa
Fertilvegetal
Agrobiosol
Eurofert
Kompost
10
105Export
6
Azocor
Bioilsa
Fertilvegetal
Agrobiosol
Eurofert10
105Export
6
Azocor 10
105Export
Bioilsa
Fertilvegetal
Agrobiosol
Rizinusschrot
6
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal
Agrobiosol
Rizinusschrot
6
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Ecolenergy
Ecolverdepiù
Ecolenergy
Ecolenergy
Biogasgülle
Biogasgülle
Nutristart
mg/kg TS
100
50
0
0
7
14
14
21
21
30
30
60
60
-50
Tage
Tage
(M. Kelderer e coll.)
36
Slide 36
KM1
Produkt aus verschiedenen Prozessen:
Mineralisierung: ammonifikation + nitrifikation
Fixierung in Tonmineralien (NH4),
Immobilisierung (in organisches Material eingebunden)
Denitrifikation nitrat zu elementaren Stickstoff
Markus Kelderer; 11/12/2011
Strategie per migliorare l’efficienza d’uso dei
fertilizzanti e ridurre perdite
• Adeguare le dosi di concime alle necessità
• Frazionare gli interventi fertilizzanti e distribuirli in zone ad elevata
densità radicale (specie se in forma minerale)
• Veicolare i nutrienti nel suolo attraverso l’acqua di irrigazione (o
pioggia)
• Utilizzare almeno in parte concimi organici o a lento rilascio
• Favorire presenza inerbimento (temporaneo anche sulla fila) per
incorporare gli elementi minerali assorbiti dall’albero nella
sostanza organica del cotico erboso
Strategie per migliorare l’efficienza d’uso dei
fertilizzanti e ridurre perdite
• Adeguare le dosi di concime alle necessità
• Frazionare gli interventi fertilizzanti e distribuirli in zone ad elevata
densità radicale (specie se in forma minerale)
• Veicolare i nutrienti nel suolo attraverso l’acqua di irrigazione (o
pioggia)
• Utilizzare almeno in parte concimi organici o a lento rilascio
• Favorire presenza inerbimento (temporaneo anche sulla fila) per
incorporare gli elementi minerali assorbiti dall’albero nella
sostanza organica del cotico erboso
• utilizzo di leguminose come «cover crops» per stimolare la
fissazione di azoto atmosferico
Strategie per migliorare l’efficienza d’uso dei
fertilizzanti e ridurre perdite
• Adeguare le dosi di concime alle necessità
• Frazionare gli interventi fertilizzanti e distribuirli in zone ad elevata
densità radicale (specie se in forma minerale)
• Veicolare i nutrienti nel suolo attraverso l’acqua di irrigazione (o
pioggia)
• Favorire presenza inerbimento (temporaneo anche sulla fila) per
incorporare gli elementi minerali assorbiti dall’albero nella
sostanza organica del cotico erboso
• utilizzo di cover crops che fissano azoto atmosferico
• Utilizzare, almeno in parte, concimi organici o a lento rilascio
• Valorizzare presenza delle simbiosi con micorrize e stimolarla
Radice di melo con presenza
di funghi endomicorrizici
(Scandellari e Tomè)
Elevata presenza di funghi
endomicorrizici su radici di
melo in alto adige
(Ph.D. E. Tomè, UNIBZ, in cooperation
with M. Thalheimer, Laimburg Res. Center)
THANKS FOR YOUR ATTENTION
DANKE FUER IHRE AUFMERKSAMKEIT
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
Dinamiche di assorbimento di nutrienti melo, derivate da dati di flusso
(100% = periodo di massimo assorbimento)
100
90
80
Giorni dalla
fioritura
70
0-36
60
37- 81
50
82-117
40
118-158
30
20
10
0
N
N
P
P
K
Ca
K
Ca
Mg
Mg
Zanotelli et al., 2014
Assorbimento relativo di fosforo
Assorbimento di P da parte di radici di melo in funzione della
loro età espressa in giorni (Bouma et al. 2001)
Età della radice (giorni)