Prove di applicazione agronomica del compost:

1. Dr. Agr. Paolo Notaristefano Via Palazzi, 22 25086 Rezzato (Brescia) e.mail: paolo.notaristefano@gmail.com Cell.: 338/6971512 Prove di applicazione agronomica del compost: Il caso del mais

2. Premessa: Suolo & Sostanza Organica Il termine fertilità esprime un concetto molto ampio che si può far ricondurre alla capacità dei terreni agrari di ospitare la vita delle piante coltivate, garantendo la massimizzazione delle rese e nel contempo la salubrità dei prodotti alimentari ed il rispetto per l'agro-ecosistema. Nel terreno, la sostanza organica (S.O.) anche se presente in quantità ridotte (1-3%), rappresenta l'unica forma in cui può essere immagazzinata energia disponibile per gli organismi viventi, ed assumendo nel contempo altre fondamentali funzioni fisiche e chimiche (tab. 1); la S.O. rappresenta il fattore determinante per il mantenimento della fertilità dei terreni coltivati. Tabella 1:Funzioni della sostanza organica nel suolo Le attività agricole, in particolare la monocoltura, tendono a rompere gli equilibri interni degli agroecosistemi, esponendo i terreni a gravi perdite di sostanza organica e conseguenti riduzioni della fertilità. Per ripristinare un certo equilibrio tra prelievo e restituzione di sostanza organica, fondamentale è la pratica agronomica della fertilizzazione organica. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

3. Premessa: Suolo & Sostanza Organica Tradizionalmente, l'impiego di ammendanti in agricoltura viene effettuato al fine di veicolare sostanza organica verso l'agroecosistema, allo scopo di garantire, grazie alla reintegrazione della componente umica gradualmente mineralizzata a livello del suolo, la conservazione della fertilità fisica (lavorabilità, porosità, areazione, drenaggio, ecc.) chimica (capacità di sostenere la nutrizione minerale del vegetale) e biologica (ricchezza ed intensità dei processi microbici che sovrintendono ai cicli biogeochimici) del suolo. Una caratteristica accessoria apprezzabile può essere la dotazione in elementi della fertilità chimica (soprattutto azoto, fosforo, potassio) che possono essere gradualmente riconsegnati, con la degradazione della sostanza organica, al suolo e dunque all'assorbimento da parte dei vegetali. Prendendo atto della contrazione della disponibilità di letame del comprensorio (dovuta in gran parte alla separazione tendenziale tra attività zootecniche e coltivazioni) e dell'elevato fabbisogno di sostanza organica dei terreni agricoli, e considerando che il ricorso esclusivo alla concimazione minerale consente di mantenere unicamente il livello di fertilità chimica, vanno individuate nuove fonti di materiali organici. In quest'ottica l'impiego estensivo di compost viene proposto come strumento attraverso il quale realizzare un modello di agricoltura sostenibile essendo un "ottimo ammendante organico", ovvero un miglioratore della fertilità fisica , chimica e biologica del suolo. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

4. Scopi e metodi delle prove applicative • Il protocollo seguito si è proposto come finalità la verifica della validità agronomica della somministrazione del compost prodotto dalla ditta Biociclo srl in qualità di ammendante organico; • Si è deciso di effettuare le valutazioni sulla principale coltura da rinnovo caratterista del comprensorio: il mais; • Per l’effettuazione dei test sono state scelte due aziende agricole rappresentanti l’ordinarietà della zona; • Si è proceduto ad una serie di valutazioni analitiche tese a razionalizzare l’uso della risorsa; • Si è lasciato arbitrio agli agricoltori coinvolti nella sperimentazione, già abituati all’impiego del compost, circa dosi ed epoche di distribuzione; • E’ stato tracciato un quadro d’efficacia che ha confermato i dati ampliamente diffusi in bibliografia ed ha sottolineato la necessità d’impostazione di piani di razionalizzazione d’uso della risorsa tesi a massimizzarne l’efficacia ed i vantaggi economici. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

5. Gli appezzamenti delle prove Az. Agr. Leali Az. Agr. Brezzale Dr. Agr. Paolo Notaristefano

6. Az. Brezzale - Analisi Chimico Fisica  Campione n° 1 Franco sabbioso argilloso Dr. Agr. Paolo Notaristefano

7. Az. Brezzale - Analisi Chimico Fisica  Campione n° 2 Franco sabbioso argilloso Dr. Agr. Paolo Notaristefano

8. Az. Brezzale - Analisi Chimico Fisica  Campione n° 3 Franco sabbioso argilloso Dr. Agr. Paolo Notaristefano

9. Az. Leali - Analisi Chimico Fisica  Campione n° 1 Franco sabbioso Dr. Agr. Paolo Notaristefano

10. Az. Brezzale – Commento alle analisi preliminari I campioni di suolo prelevati presso gli appezzamenti dell’azienda Brezzale manifestano una leggera alcalinità. L’esame del complesso di scambio e dei valori di calcare totale ed attivo lasciano propendere per l’ipotesi che l’alcalinità sa da considerarsi costituzionale essendone il carbonato di calcio il principale responsabile.la reazione subalcalina è conferita al terreno dal sistema carbonato/bicarbonato il cui pH, dipendente dalla pressione della CO2 del terreno, assume valori subalcalini o mediamente alcalini. Il contenuto di calcare totale consente una classificazione dei suoli come “leggermente calcarei”, tuttavia il quantitativo di carbonato ascrivibile alla frazione attiva risulta nella normalità.Non sono prevedibili, in relazione anche alla tipologia di colture erbacee praticate, effetti deprimenti legati alla presenza di calcare. La valutazione della disponibilità in macroelementi della fertilità ed in particolare dell’azoto è stata affrontata congiuntamente a quella della sostanza organica.La considerazione muove dal fatto che la quasi totalità dell’azoto presente nel terreno è rappresentato dall’Azoto organico. Ne consegue che il contenuto di azoto è, almeno in linea generale, in relazione al contenuto di sostanza organica. Di seguito vengono riassunti i valori di sostanza organica e di azoto nei tre campioni analizzati: Tabella 2:Dotazione in Sostanza Organica ed Azoto Pertanto, nei tre campioni è rilevabile sostanza organica in % > a 2 ed azoto totale > a 0,15. Se ne conclude che i terreni possono essere considerati sotto il profilo della disponibilità d’azoto mediamente forniti. La dotazione fosfatica è stata affrontata sulla base del rilevamento della frazione assimilabile.In tutti i casi esaminati si rileva una dotazione elevata, che lascia presupporre una risposta negativa ad eventuali interventi di concimazione minerale. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

11. Az. Brezzale – Commento alle analisi preliminari Con riferimento ai mesoelementi (Ca, Mg, K) si rileva un’elevata dotazione di magnesio, tale da causare un’alterazione dei rapporti Ca/Mg e Mg/K. Con specifico riferimento al rapporto Mg/K, potrebbero essere probabili effetti antagonistici del magnesio sull’assorbimento del potassio. Tuttavia, la dotazione in potassio risulta elevata e tale da non lasciare presupporre risposte negative delle colture. Tabella 3:Dotazione in Potassio solubile e scambiabile Dr. Agr. Paolo Notaristefano

12. Az. Leali – Commento alle analisi preliminari Il campione prelevato presso l’appezzamento dell’azienda Leali differisce sostanzialmente da quelli esminati presso l’az. agr. Brezzale, sia in termini tessiturali, sia nel merito delle caratteristiche chimiche. Il terreno si presenta sciolto, caratterizzato da un’abbondante presenza di scheletro e da una tessitura di tipo franco-sabbioso. Il pH è neutro. Non sono evidenti in questo caso fenomeni d’alcalinità costituzionale indotti dalla presenza di carbonati. Si rileva un contenuto in sostanza organica particolarmente elevato (4%) così come una conseguente elevata dotazione d’Azoto. Anche in questo caso, la dotazione fosforo e potassio risulta tale da escludere positività di risposta delle colture alle concimazioni fosfatiche e potassiche. I rapporti tra i mesoelementi (Ca/Mg e Mg/K) risultano equilibrati e non tali da determinare antagonismi nella nutrizione colturale. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

13. Impostazione del piano di concimazione Alla luce di quanto rilevato risulta fondamentale, in termini di piano di fertilizzazione, l’apporto degli asporti colturali previsti ed il mantenimento della dotazione di sostanza organica di base. Il primo obiettivo sarà ottenuto previa distribuzione di fertilizzanti minerali in copertura; Il secondo obiettivo, sarà invece raggiunto previa distribuzione di compost, che per effetto mineralizzazione, sarà responsabile anche dell’apporto di macroelementi della fertilità fin dal primo anno. Il piano di concimazione di seguito riportato si fonda sull’analisi dei probabili asporti colturali nella duplice casistica: Investimento delle superfici a mais granella; Investimento delle superfici a mais da foraggio per uso zootecnico. Il tutto, nell’ottica del concetto di fertilizzazione di mantenimento, che si basa sul principio che in un ciclo aperto è necessario reintegrare le perdite per il mantenimento della potenzialità a produrre e sulla consapevolezza che tale reintegro non può avvenire esclusivamente da fonti organiche. Le considerazioni a seguire sono derivate dall’applicazione del “modulo Pedon”.Il modulo Pedon è un modello integrato per l’uso razionale dei fertilizzanti in agricoltura, ampliamente sperimentato in Italia.Nella sua versione originale, il modello è molto complesso e gestito da apposito software.In questa sede, si è operato proponendo un modello semplificato, che non ha la pretesa di essere perfetto, ma vuole fornire le basi per operare senza compiere errori grossolani. Le produzioni di riferimento e gli asporti utilizzati per il l’impostazione del piano sono di seguito riportate: Dr. Agr. Paolo Notaristefano

14. Impostazione del piano di concimazione Tabella 4:Asporti colturali di riferimento Gli asporti prevedibili in funzione della resa colturale sono determinati come segue Tabella 5:Asporti colturali in funzione della resa prevista Dr. Agr. Paolo Notaristefano

15. Impostazione del piano di concimazione Diagramma 1: Diagramma 2: Dr. Agr. Paolo Notaristefano

16. Impostazione del piano di concimazione Con riferimento alla fertilizzazione azotata, un parametro importante è la valutazione delle perdite cui questo elemento va incontro per lisciviazione, denitrificazione, volatilizzazione che sono difficili da valutare. In aggiunta, nei terreni pesantemente fertilizzati ed in quelli ricchi in materia organica la fertilità residua e la mineralizzazione della materia organica possono giocare un ruolo importante nel definire le quantità d’azoto d’apportare. In considerazione di queste difficoltà e del fatto che qualsiasi modello revisionale presenta un margine d’errore, nel modello utilizzato la quantità d’azoto da utilizzare viene calcolata per mezzo della seguente formula: fabbisogno di Azoto (kg/ha) = Asporti colturali x ft dove il fattore ft, come evidenziato nella tabella sottostante, diminuisce sia in funzione della sostanza organica (per tener conto della mineralizzazione della stessa), che in funzione della quantità di argilla (per tener conto delle perdite per lisciviazione). In altre parole, tra i diversi fattori che regolano la disponibilità di azoto nel terreno si sono considerati i due che in genere rivestono maggiore importanza. Tabella 6:valori del coefficiente di correzione ft In giallo, sono state evidenziati i fattori di correzione rispondenti alle caratteristiche degli appezzamenti analizzati. Dr. Agr. Paolo Notaristefano

17. Impostazione del piano di concimazione Per quanto riguarda il Fosforo, facendo riferimento all’estratto con metodo Olsen, il fabbisogno è stato calcolato per mezzo della seguente formula: fabbisogno in fosforo (P2O5 kg/ha) = Asporti colturali x ft1 x ft2 Il metodo prevede dapprima il computo degli asporti colturali per una data produzione di previsione; successivamente questi vengono moltiplicati per il fattore ft1 che è funzione del contenuto di fosforo assimilabile nel terreno. Per tenere conto poi di quelle caratteristiche chimiche che possono giocare un ruolo significativo sulle reazioni di insolubilizzazione è stato introdotto un secondo fattore ft2 che è funzione sia della C.S.C. che dei livelli di calcare presente. In altre parole, tra i fattori che regolano l’assimilabilità del Fosforo si è posta particolare attenzione al calcare ed alla C.S.C. come misura indiretta della qualità e della quantità dell’argilla e della reattività della frazione più fine. I valori di ft1 e ft2 assunti sono riportati nelle tabelle a seguire. Tabella 7:valori del coefficiente di correzione ft1 per il Fosforo Dr. Agr. Paolo Notaristefano

18. Impostazione del piano di concimazione Tabella 8:valori del coefficiente di correzione ft2 per il Fosforo In entrambe i casi, l’elevata disponibilità dell’elemento in forma assimilabile, azzera il fabbisogno colturale. Anche per il potassio, il calcolo dell’apporto necessario si è fondato sull’impiego di un coefficiente correttore secondo la formula di seguito indicata: Fabbisogno in potassio (K2O kg/ha) = Asporti colturali x ft I valori del fattore ft sono riportati in tabella 12. Tabella 9:valori del coefficiente di correzione ft per il Potassio Dr. Agr. Paolo Notaristefano

19. Riepilogo dei fabbisogni Colturali per la coltivazione del mais Tabella 10:fabbisogni colturali in macroelementi Dr. Agr. Paolo Notaristefano

20. Il mantenimento della sostanza Organica mediante il compost: La proposta operativa A fronte dei fabbisogni sopra indicati si è proceduto nel seguente modo: Impostazione della dose di compost necessaria al mantenimento della fertilità organica; Stima dell’apporto di nutrienti disponibili dal primo anno in relazione all’apporto organico; Determinazione della quota di elementi minerali da apportare in copertura. Nella tabella sottostante sono riportate le dosi annuali (t/ha) di somministrazione di compost a terreni con differenti dotazioni in sostanza organica ed in funzione del contenuto di sostanza organica del compost (% s.s.). Tali dosi sono da considerarsi dosi di mantenimento. (*) Si è considerato un coefficiente isoumico pari al 20% ed un’umidità del compost pari al 40-50%. D’altro canto la dotazione di sostanza organica degli appezzamenti analizzati risulta di buon livello e non richiede interventi finalizzati a determinarne un aumento.

21. Il mantenimento della sostanza Organica mediante il compost: La proposta operativa Il calcolo delle quantità necessarie di compost si è basato su un bilancio umico semplificato dell'appezzamento sperimentale considerando ininfluente la quota di humus apportata dall'interramento delle stoppie in precessione colturale. Il calcolo seguito si compone dei seguenti passaggi: Peso specifico di un terreno di medio impasto (p.s.a. 1.2 t/m³ ) lavorato a 30 cm di profondità:10.000 m² /ha x 0.3 m x 1.200 kg/m³ = 3.600.000 kg/ha Peso humus del terreno con una media di contenuto in S.O. di 2.5% :3.600.000 kg x 2.5 % = 90.000 kg di sostanza organica Ipotizzando un coefficiente di mineralizzazione del 2% (suolo franco ricco di scheletro) :90.000 kg x 2% = 1800 kg/ha di humus mineralizzato; Bilancio sostanza organica su un ettaro:1.800 kg/ S.O.C. / K1 / U = 36.000 kg di compost dove S.O.C.= sostanza organica compost (50%)K1= coefficiente isoumico del compost (20%)U= umidità compost (50%)

22. Il mantenimento della sostanza Organica mediante il compost: La proposta operativa Si è poi proceduto alla determinazione della quota di macroelementi disponibili a seguito della somministrazione di compost secondo i diagrammi a seguito riportati, che trovano riscontro nelle analisi del compost effettuate.

23. Il mantenimento della sostanza Organica mediante il compost: La proposta operativa

24. Il mantenimento della sostanza Organica mediante il compost: L’operatività caratteristica La concimazione minerale affiancata alla somministrazione di compost e costituente la consuetudine è risultata la seguente: 200 kg/biolca mantovana = 600 kg/ha Urea = 276 kg/ha Azoto (N) – alla sarchiatura; 70 – 80 kg/biolca mantovana = 210 kg/ha Nitrato Ammonico = 54,6 kg/ha Azoto (N) – alla seconda foglia; 70 – 80 kg/biolca mantovana = 210 kg/ha di potassa o Perfosfato – alla presemina. Con riferimento all’applicazione di compost, si è assistito alla distribuzione di 70 – 80 t/ha di compost tal quale a fronte delle 30 – 35 consigliate pari ad ulteriori 130 – 140 unità di Azoto Totale. • Gli ibridi utilizzati per la valutazione sono stati i seguenti: • Pioneer K18 (Azienda Brezzale); • Pioneer K43 (Azienda Leali). • Le rese di granella alla raccolta si sono dimostrate rispondenti all’ordinarietà (120 q/ha). Gli scadimenti di resa rilevati presso l’az. Leali rispetto a quanto realizzato in passato sono attribuibili a fattori agronomici diversi da quelli nutrizionali direttamente correlati alla somministrazione di compost. In particolare, si assistito a perdita di produzione come conseguenza di un attacco consistente di Ostrynia nubilalis, associata a fenomeni di allettamento favoriti dall’eccessiva fittezza di semina (14 cm sulla fila) e verosimilmente dall’eccesso di Azoto.

25. Compost e letame a confronto Da un punto di vista analitico, il compost da scarti di origine prevalentemente vegetale, quale quello che si ottiene a partire dagli scarti organici provenienti dalle abitazioni e dalle utenze commerciali e da scarti legnosi risulta essere mediamente dotato di microelementi. L’azoto difficilmente supera il 2 % della sostanza secca (circa 1-1.5% sul tal quale); fosforo e potassio sono solitamente inferiori o intorno all’ 1% circa sella sostanza secca. Il contenuto di sostanza organica risulta inferiore rispetto ad altri materiali organici solitamente portati in agricoltura (tipicamente il letame), ma questo non è altro che il risultato della più energica azione di demolizione e stabilizzazione che subisce il compost, a scapito della quota di sostanza organica più fermentescibile (vedi Tab. 2.1). Lo si deduce facilmente anche dal valore più basso del rapporto C/N nel compost (12.5) rispetto al valore tipico di 20 per un letame maturo. Tabella 11:Contenuto medio di sostanza organica e microelementi di letame bovino e compost (ACM)

26. Compost e letame a confronto Tabella 12: Sostanza organica e macroelementi apportati da 1.000 kg di letame bovino e compost (ACM) Tabella 13: Sostanza organica e macroelementi apportati da 1 metro cubo di letame bovino e compost (ACM) Peso specifico letame: 0.75 t/m3; compost: 0.60 t/m3

27. Compost e letame a confronto Tabella 14: Macroelementi apportati a parità di sostanza organica

28. Compost e letame a confronto Tabella 15: Macroelementi apportati a parità di dose di sostanza secca In buona sostanza, quindi, il compost si dimostra un’ottima opportunità nell’ambito della gestione delle colture da rinnovo diffuse negli avvicendamenti tipici dell’areale a condizione che l’utilizzo sia supportato da una valida pianificazione agronomica

29. Compost & valore di surrogazione Ipotesi: fertilizzazione presemina coltura da rinnovo con dose di compost pari a 10 t/ha di s.s. Se ipotizziamo che il costo dell'unità fertilizzante sul mercato è di ca. 0,55 € significa: 40+140+120 = 300 unità x 0,55€/unità = 165,00€/ha Oppure significa distribuire 5 q.li/ha di 8/24/24 che, al costo di 33,5 € /q.le, significa spendere 167,84€/ha. 10 ton di compost (s.s.) sono pari a 16,7 ton (40% di umidità) di compost tal quale Per cui 165,00 €/ 167 q = 1,01 €/q A ciò si sommano i minori costi di distribuzione ed i numerosi benefici prerogativa del compost rispetto al letame. Pertanto è realistico ipotizzare un valore di surrogazione del compost non inferiore a 1,5 €/q

37. Grazie per l’attenzione