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Interpoma, 21 novembre 2014
Recenti conoscenze sulla nutrizione minerale per concimare il frutteto in modo sostenibile
Massimo Tagliavini
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
2005 2008 2011 2013
Urea 210 500 410 320
Fosfatodiammonico
250 900 600 450
Perforsfatotriplo
200 850 520 380
Cloruro di potassio
180 550 420 380
VALORI INDICATIVI DEI PREZZI INTERNAZIONALI($/t) DI ALCUNI FERTILIZZANTI
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)
Scheletro alberoTree framework
3
Potatura
Pruning
wood
Foglie
Leaves
Frutti
Fruits
SUOLO
SOIL
42
2711
84
Scandellari et al., 2010
Gala /M9
Rese 40 T/ha
6 anni
Esempio di assorbimento annuale di azoto (N) e sua
ripartizione (kg/ha)
Scheletro alberoTree framework
6
Potatura
Pruning
wood
Foglie
Leaves
Frutti
Fruits
SUOLO
SOIL
22
1617
61
Scandellari et al., 2010
Gala /M9
Rese 40 T/ha
6 anni
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.
27/02/2014 06/03/2014 14/03/2014
27/03/2014 04/04/2014
Ph.D. Elisabetta Tomè, UNIBZ,
QUANDO RICOMINCIA LO SVILUPPO DI NUOVE RADICI NEL MELO?
Gala/M9
(Eissenstat et al., 2006)
Dinamiche di crescita radicale nel melo
La dinamica bimodale di crescita delle radici, proposta da Head (1966) e
Atkinson (1980) non sembra verificarsi regolarmente.
Crescita delle radici di melo (Fuji/M9)
presso CaldaroIn
ten
sità
di cre
scita
de
llera
dic
ifin
i
(dati non pubblicati UNIBZ)
2010 2011
= organi di accumulo
= Flussi
PRIMAVERA
INVERNO ESTATE
AUTUNNO
Scheletro
(aereo/radicale) chioma
rimobilizzazione
CICLO INTERNO DELL’AZOTO IN ALBERI DECIDUI
(da Millard, 1996)
assorbimento
Millard, 1996
rimobilizzazione assorbimento
In piena fioritura il 90-95 % dell’azoto di foglie e fiori provienedalla 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
Periodo
(giorni dalla
piena
fioritura)
BIOMASSA
S.S.
mg/giorno
N
mg/giorno
P
mg/giorno
K
mg/giorno
Ca
mg/giorno
Mg
mg/giorno
0-36 90 1,90 0,19 1,72 0,63 0,18
37- 81 280 2,45 0,39 3,63 1,36 0,28
82-117 320 1,52 0,22 2,79 0,58 0,15
118-158 260 0,88 0,17 1,63 0,26 0,07
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
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)
0
5
10
15
20
25
30
35
floral
bouquet
appearance
after petals
fall
fruit growing fruit ripening full ripening pre-harvest post-harvest
kg
/ha
Nitrogen Phosphorus Potassium Magnesium Calcium
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
Bologna (2007):Bolzano (2010):
Distribuzione delle radici nel suolo
Densità (kg /m3) radici fini (< 2mm Ø)
(fino a 60 cm di profondità)
Distanza perpendicolare dal centro della fila (cm)
55 N 35 N 15 N 0 15 S 35 S 55 S
De
nsità
ra
dic
i fin
i (k
g m
-3)
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
tra due alberi adiacenti
in corrispondenza dell'albero
Distanza perpendicolare dal centro della fila (cm)
60 S 30 S 0 30 N 60 N
de
nsità
ra
dic
i fini (k
g m
-3)
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
South Tyrol Po Valley
Ceccon et al., 2010
Distribuzione della densità delle
radici fini lungo il profilo di suolo
(Bolzano)Densità radici fini (Kg m
-3)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
pro
fond
ità
(cm
)
40-60
20-40
0-20
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
Giorni dalla fioritura
20 40 60 80 100 120 140
0
20
40
60
80
100
(Schlegel e Schoenherr, 2002)
Cambiamento durante stagione dell’efficacia con cui
il Ca penetra attraverso la cuticola della mela
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
36
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Ecolenergy
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Ecolenergy
Biogasgülle
-50
0
50
100
150
200
0 7 14 21 30 60
Tage
mg
/kg
TS
Frischmist
Kompost
Eurofert
Azocor 105
Bioilsa 10 Export
Fertilvegetal 6
Agrobiosol
Rizinusschrot
Ecolverdepiù
Ecolenergy
Biogasgülle
Nutristart
Prove di mineralizzazione in laboratorio per studiare il rilascio di azoto (mg N /t suolo) da parte di concimi organici in commercio
(M. Kelderer e coll.)
KM1
Slide 36
KM1 Produkt aus verschiedenen Prozessen:
Mineralisierung: ammonifikation + nitrifikation
Fixierung in Tonmineralien (NH4),
Immobilisierung (in organisches Material eingebunden)
Denitrifikation nitrat zu elementaren StickstoffMarkus 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 cooperationwith M. Thalheimer, Laimburg Res. Center)
THANKS FOR YOUR ATTENTION
DANKE FUER IHRE AUFMERKSAMKEIT
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
N P K Ca Mg
0-36
37- 81
82-117
118-158
Dinamiche di assorbimento di nutrienti melo, derivate da dati di flusso
(100% = periodo di massimo assorbimento)
N P K Ca Mg
Giorni dalla
fioritura
Zanotelli et al., 2014
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)
Assorb
imento
rela
tivo d
i fo
sfo
ro