Aurea®: fertilizzanti azotati additivati con inibitori dell`ureasi per

TECNICA
Aurea®: fertilizzanti azotati additivati
con inibitori dell’ureasi per ridurre le
perdite di azoto nei sistemi semiaridi
la fertilizzazione azotata ha un ruolo strategico per il buon esito qualitativo
e quantitativo delle produzioni cerealicole meridionali - Aurea34® e Aurea46®
di
Giuseppe Badagliacca1,
Davide Mugavero2 e Sergio Saia1
ipartimento di Scienze Agrarie e Forestali,
D
Università degli Studi di Palermo
2
Mugavero Fertilizzanti Sas
e-mail: [email protected],
[email protected]
1
L
a fertilizzazione azotata, ha un
ruolo strategico per il buon esito quali-quantitativo delle produzioni agricole. Purtroppo, non tutto
l’azoto somministrato in un sistema
agricolo viene trattenuto dal suolo o
assorbito dalle piante, ma frazioni cospicue vengono perse. L’azoto che può
essere perso da un sistema colturale
varia in funzione di molti parametri
relativi al suolo, al clima e alla gestione agricola. L’azoto può disperdersi
nell’ambiente attraverso diverse vie,
tra cui la volatilizzazione dell’ammoniaca, la denitrificazione e successiva
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emissione di N sotto forma di ossidi
e la lisciviazione, che può causare l’eutrofizzazione delle acque superficiali.
Inoltre, è stato riconosciuto come l’utilizzo di acqua con un elevato contenuto di N, soprattutto nitrico, possa
favorire l’insorgenza di numerose
patologie umane. La riduzione delle
perdite di N ha dunque assunto un
interesse notevole per ridurre sia i costi della fertilizzazione, sia gli effetti
diretti e indiretti della perdita dell’N
sull’ambiente e sulla salute umana.
Tra i concimi azotati l’urea è tra quelli
più diffusi e si stima che rappresenti
più del 50% dei fertilizzanti azotati
consumati a livello mondiale. Tuttavia, l’urea è anche una delle forme azotate più suscettibile alle perdite per volatilizzazione dell’ammoniaca (NH3),
durante la sua idrolisi nel terreno, ad
opera dei batteri e grazie all’utilizzo di
un enzima specifico, l’ureasi.
Una volta a contatto con il suolo, nei
primi giorni dall’applicazione, l’urea viene idrolizzata
(cioè scomposta in anidride
carbonica e ammoniaca) a un
ritmo elevato. Se le condizioni del suolo non favoriscono
la successiva trasformazione
dell’ammoniaca in ione ammonio, l’ammoniaca viene
rapidamente persa per volatilizzazione. Tra i principali
fattori che determinano tale perdita, il
pH del suolo è uno tra i più importanti. In particolare, a pH elevati (sopra
7,5) la perdita può essere notevole. In
media, le perdite di ammoniaca dai
suoli si attestano al 14% dell’azoto
fornito coi fertilizzanti, con maggiori
perdite nei paesi a clima caldo. È inoltre stato osservato che tali perdite possono arrivare anche al 60% dell’azoto
somministrato.
Gli inibitori dell’ureasi e l’NBPT
Al fine di ridurre le emissioni di ammoniaca, diverse strategie sono state
applicate. Tra questi trattamenti, si
ricordano l’aggiunta di polimeri, zolfo, sali di calcio e inibitori dell’ureasi.
Quest’ultima, in particolare, è tra le
tecniche con maggiore successo per la
riduzione delle perdite di ammoniaca.
Gli inibitori dell’ureasi sono composti che, quando aggiunti all’urea,
riducono temporaneamente l’attività
dell’ureasi, così ritardando l’idrolisi
dell’urea. Come conseguenza di ciò
l’urea ha più tempo per approfondirsi
nel profilo del terreno, nel quale, una
volta mineralizzatasi, l’N può essere
stabilizzato dal complesso di scambio
o intercettato dalle radici.
TECNICA
Tra gli inibitori dell’ureasi, l’NBPT ha
ricevuto più di altri le attenzioni dei
produttori e dei ricercatori . È stato osservato che l’NBPT miscelato nell’urea
riesce a inibire l’ureasi da qualche giorno fino due settimane. Inoltre, questo
principio attivo risulta essere efficace
anche a basse concentrazioni (0.01%),
è stabile durante l’immagazzinamento
e inoltre si diffonde nel suolo alla stessa velocità dell’urea.
Gli effetti dell’NBPT sulle perdite di
ammoniaca dai suoli sono stati ampiamente documentati dalla comunità scientifica. Singh et al. (2013) ad
esempio hanno evidenziato come l’uso
di fertilizzanti additivati con NPTB
abbia consentito di ridurre le perdite
di ammoniaca del 42%. Watson et al.
(1990, 1994, 1998, 2008) in diversi
studi condotti in Inghilterra su diversi
tipi di suoli, sia in laboratorio sia in
campo e con diverse concentrazioni di
principio attivo, hanno mostrato come
l’NBPT possa condurre a una sostanziale diminuzione delle emissioni di
ammoniaca con riduzioni dal 28%
fino al 97%. Infine, studi condotti da
Sanz-Cobena et al. (2011), Damney
et al. (2004) e Gioacchini et al (2002)
hanno evidenziato una riduzione delle
emissioni di ammoniaca grazie all’uso
dei questo inibitore rispettivamente del 77%, 65% e 68%. Tuttavia, la
gran parte di questi lavori è stata svolta
in ambienti diversi da quelli mediterranei semiaridi, tipici in Sicilia.
La prova in campo
Al fine di valutare l’efficacia dei fertilizzanti ureici additivati con NBPT
il Dipartimento di Scienze Agrarie e
Forestali (SAF, ex-Facoltà di Agraria)
dell’Università degli Studi di Palermo,
in collaborazione con l’azienda Mugavero Fertilizzanti, ha eseguito una
sperimentazione di pieno campo per
valutare le emissioni di ammoniaca di
siciliani tradizionalmente vocati alla
cerealicoltura.
Tale sperimentazione è stata finanziata dal progetto “Sviluppo tecnologico
e innovazione per la sostenibilità e
competitività della cerealicoltura meridionale (PON01_01145 - ISCOCEM)” finanziato dal Ministero
dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), Italy al diparti-
I seguenti trattamenti sono stati applicati
Quantità di
N fornito
(kg/ha) in
presemina
come solfato
di ammonio
Quantità di
N fornito
(kg/ha) in
copertura
Tipologia di N fornito
in copertura
Presenza
dell’inibitore
dell’NBPT
nell’azoto
fornito in
copertura
N0 (controllo
non concimato)
0
0
nessuno
NO
80N Urea
0
80
Urea
NO
80N Aurea46
0
80
Urea+NBPT
(Aurea46®)
SI
40N Urea
40
40
Urea
NO
SI
Nome del
trattamento
40N Aurea46
40
40
Urea+NBPT
(Aurea46®)
40N NitrAmm
40
40
Nitrato d’ammonio
NO
40N Aurea34
40
40
Urea+Solfato
d’ammonio+NBPT
(Aurea34®)
SI
due fertilizzanti additivati con NBPT
applicati in copertura, al variare della
quantità di fertilizzante somministrata in copertura, in confronto con le
perdite di fertilizzanti non additivati.
La ricerca è stata condotta nell’annata agraria 2013-2014 presso l’Azienda
Pietranera, sita nel territorio di Stefano Quisquina (Ag), in un’areale semiarido che ben rappresenta i territori
mento SAF e alla Fondazione LimaMancuso dell’Università degli Studi
di Palermo.
La ricerca, finanziata è stata condotta
nell’annata agraria 2013-2014 presso
l’Azienda Pietranera, sita nel territorio
di Stefano Quisquina (Ag), in un’areale semi-arido che ben rappresenta i territori siciliani tradizionalmente vocati
alla cerealicoltura.
l’azione dell’enzima ureasi
Come già accennato, l’attore principale dell’ idrolisi dell’urea è l’ureasi. L’ureasi è un enzima prodotto dai microrganismi del suolo, ma presente anche nei tessuti vegetali. Il ritmo
con cui l’urea nel suolo viene idrolizzata è influenzato da
una serie di fattori relativi alle caratteristiche del suolo e ai
fattori climatici.
Sinteticamente si può affermare che elevati pH del suolo,
temperatura e ventosità aumentano il potenziale di volatilizzazione, mentre l’interramento del fertilizzante, le precipitazioni o l’irrigazione dopo la distribuzione lo riducono. L’effetto dei residui colturali sulle perdite è ancora poco chiaro.
Alcuni ricercatori hanno trovato maggiori perdite quanto
i residui vengono lasciati sul suolo, altri, tuttavia, hanno
osservato che l’acidificazione del suolo ad opera dei residui
colturali e l’abbassamento della temperatura superficiale ad
opera dell’ombreggiamento riducono le perdite.
Tenendo conto di ciò risulta evidente come particolare attenzione debba essere data alla fertilizzazione in copertura
delle colture non sarchiate, come il frumento, dove il mancato interramento del fertilizzante e le caratteristiche pedologiche e climatiche possono favorire la perdite di ammoniaca in atmosfera.
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TECNICA
Figura 1. Azoto volatilizzato sotto forma di ammoniaca dalle parcelle sottoposte ai diversi trattamenti di fertilizzazione. I valori sono espressi in kg
di azoto sotto forma ammoniacale per ettaro
raggio. Con il progredire del tempo le
perdite si sono in generale attenuate
per divenire del tutto trascurabili dopo
circa una settimana dalla distribuzione
del fertilizzante (fig. 2). L’applicazione
dell’inibitore dell’ureasi ha ridotto le
emissioni di ammoniaca dal 36% al
50% in funzione della strategia di fertilizzazione adottata.
Conclusioni
L’Aurea46® è un fertilizzante contenente urea (46%N) additivata con
NBPT, mentre l’Aurea34® è un fertilizzante misto co-granulato contenente l’11 % di azoto ammoniacale (solfato ammonico) e il 23% di azoto ureico
additivato con NBPT. L’area interessata dalla prova era stata coltivata, nella
precedente annata agraria, a trifoglio
alessandrino. Il terreno è stato sottoposto ad aratura superficiale (25 cm
circa) e a lavorazioni complementari
(erpicature) per eliminare le malerbe e
preparare il letto di semina. Sul terreno sono inoltre stati distribuiti in tutti
i trattamenti 69 kg di P2O5 per ettaro
sotto forma di perfosfato triplo.
La concimazione in copertura è stata
effettuata il 26 marzo 2014. Dopo 1,
3, 5, 7, 9 e 12 giorni dalla concimazione in copertura sono state stimate
le perdite di N per volatilizzazione
dell’ammoniaca utilizzando il metodo
della camera statica applicato da Qi et
al. (2012) con trappola ad acido borico al 4%.
I risultati
Nella fig. 1 sono mostrate le perdite di
N dopo la concimazione di copertura.
I dati osservati, mostrano che la perdita massima osservata è risultata pari a
poco più di 7 kg/ha (quasi il 9% dell’azoto distribuito). Sebbene tale perdita
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sia nel complesso inferiore rispetto a
quanto riscontrato in altre sperimentazioni, tale risultato è stato dovuto al
verificarsi di significativi eventi piovosi
subito dopo la distribuzione del fertilizzante, che hanno consentito il suo
approfondimento nel terreno favorendo la stabilizzazione dell’ammonio sul
complesso di scambio. Le perdite sono
state particolarmente intense nei primi
giorni successivi alla data di distribuzione del fertilizzante tanto che dopo
tre giorni era già stato perso più del
50% dell’azoto complessivamente perso durante l’intero periodo di monito-
I risultati di questa ricerca hanno evidenziato come l’applicazione dell’inibitore dell’ureasi NBPT possa consentire una significativa riduzione delle
perdite di azoto per volatilizzazione.
La riduzione osservata è stata cospicua
(in media il 40%) in il linea con quanto riscontrato da altri autori in altri
ambienti. Pertanto, alla luce di quanto
ottenuto, appare possibile affermare
che l’impiego dell’inibitore dell’ureasi
NBPT rappresenta una soluzione tecnica efficace per ridurre le perdite di
azoto per volatilizzazione dell’ammoniaca con risvolti positivi sia per le colture, e quindi economici, sia per l’ambiente, nell’ottica dell’applicazione di
agrotecniche eco-sostenibili.
www.mugavero.it
Figura 2. Perdite di azoto per volatilizzazione cumulate durante il periodo
di monitoraggio al variare dei trattamenti applicati. I valori sono espressi
in kg di azoto sotto forma ammoniacale per ettaro