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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

DIPARTIMENTO DI AGRONOMIA ANIMALI ALIMENTI RISORSE

NATURALI E AMBIENTE

Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Agrarie

Effetto di dosi crescenti di compost

su caratteristiche chimiche del suolo

Relatore: Prof. Paolo Sambo

Correlatore: Dott.ssa Valentina Gobbi

Laureando: Dario Bonato

Matricola n. 1063006 STAG

ANNO ACCADEMICO 2014 – 2015

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Alla mia Famiglia ...

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SOMMARIO

- RIASSUNTO 7

- ABSTRACT 8

1 INTRODUZIONE 9

1.1 Aumento della popolazione mondiale e della domanda di cibo 9

1.2 Sfruttamento eccessivo del suolo con agricoltura intensiva 10

1.3 Impoverimento della sostanza organica del suolo e perdita della fertilità 11

1.4 Metodi per la conservazione della sostanza organica nei suoli 12

1.4.1 Lavorazioni 12

1.4.2 Rotazioni 13

1.4.3 Concimazioni organiche 13

1.4.3.1 Compost e processo compostaggio 14

1.4.3.2 Aspetti legislativi Compost 16

2 SCOPO 19

3 MATERIALI E METODI 21

Generalità: Descrizione prova agronomica 21

3.1 Raccolta e preparazione campioni di terreno 25

3.2 Determinazione pH 26

3.3 Determinazione conducibilità elettrica 26

3.4 Analisi anioni e cationi 26

3.5 Determinazione carbonio organico 27

3.6 Determinazione azoto mediante analizzatore elementare 27

3.7 Analisi statistica 27

4 RISULTATI 29

5 DISCUSSIONI 33

6 CONCLUSIONI 37

7 FIGURE E TABELLE 39

8 BIBLIOGRAFIA 49

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RIASSUNTO

In seguito all'aumento della popolazione a livello mondiale, e quindi uno sfruttamento eccessivo dei

terreni coltivati, con l'applicazione di un'agricoltura intensiva, si ha avuto negli anni

un'impoverimento del suolo e quindi la successiva perdita di fertilità.

Esistono vari metodi per conservare la sostanza organica del terreno, come le varie tipologie di

lavorazione, le rotazioni oltre alle concimazioni organiche.

In questa tesi infatti abbiamo voluto capire se con concimazioni di tipo: minerale e organica in

diverse percentuali rispetto ad una non concimazione, ci sia una variazione di sostanza organica

nelle diverse profondità del terreno, se varia il pH, la conducibilità elettrica, i micro e i

macroelementi presenti.

Inoltre, grazie a due rotazioni diverse di orticole possiamo osservare se influiscono anch'esse sulla

sostanza organica presente nel terreno dopo otto anni di prova.

La prova è stata svolta in un appezzamento di terreno nell’Azienda Sperimentale Agraria “L.

Toniolo” (Università degli Studi di Padova).

Le prove sono state eseguite con un disegno sperimentale in blocchi randomizzati con tre ripetizioni

e ha previsto il confronto fattoriale fra le seguenti tesi:

- Testimone non concimato (T0)

- Tesi trattata con concimi minerali (TMIN), 100% del fabbisogno di azoto è stato apportato in

forma minerale;

- Tesi tratta con compost a dose bassa (T50), 50% del fabbisogno di azoto apportato con compost;

- Tesi con trattamento compost a dose alta (T100), 100% del fabbisogno in azoto apportato con

compost;

- Tesi trattata con compost a dose doppia (T200), 200% del fabbisogno in azoto apportato con

compost.

Abbiamo notato che in base alla concimazione effettuata e alle successioni messe in atto ci sono

delle significative variazioni della percentuale di carbonio e di azoto, quindi del reciproco rapporto;

inoltre anche le analisi dei cationi e anioni, il pH e la conducibilità elettrica riportano differenze fra i

vari campioni.

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ABSTRACT

Following an increase in the world population, and therefore over-exploitation of cultivated land,

the application of intensive agriculture, we have had over the years a impoverish the ground and

then the subsequent loss of fertility.

There are various methods to preserve the soil organic matter, such as various types of processing,

the rotations in addition to organic fertilization.

In this thesis, in fact, we wanted to see if with fertilizing type: mineral and organic in different

percentages with respect to a non-fertilization, there is a variation of organic substance in the

different soil depth, if the pH varies, the electrical conductivity, the micro and macroelements

present.

In addition, thanks to two different rotations of vegetables we can see if they affect also the organic

matter present in the soil after eight years of probation.

The test was carried out in a plot of land in the Company Experimental Agriculture "L. Toniolo"

(University of Padova).

The tests were carried out using an experimental design in randomized blocks with three repetitions

and provided the comparison factor between the following theses:

- Witness unfertilized (T0)

- Thesis treated with mineral fertilizers (TMIN), 100% of the nitrogen requirements has been made

in mineral form;

- Thesis deals with compost at low dose (T50), 50% of the nitrogen requirements made with

compost;

- Thesis compost treatment with high dose (T100), 100% of the requirements in nitrogen made with

compost;

- Thesis treated with compost double dose (T200), 200% of the requirements in nitrogen made with

compost.

We noticed that depending on the fertilization carried out and the inheritance put in place , there are

significant variations in the percentage of carbon and nitrogen , and then the mutual relationship ;

Furthermore also the analysis of cations and anions , the pH and the electrical conductivity reported

differences between the various samples .

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1 INTRODUZIONE

1.1 Aumento della popolazione mondiale e della domanda di cibo

Per popolazione mondiale si intende il numero di esseri umani viventi sulla Terra in una data

definita. Si stima che al 31 ottobre 2011 la popolazione mondiale abbia raggiunto la soglia di sette

miliardi di abitanti. La popolazione mondiale è stata interessata da una crescita continua sin dalla

fine della piaga della peste nera, nel corso del XVI; il tasso di crescita della popolazione mondiale

raggiunse un picco del 2,19% nel 1963, nel 2008 si è quasi dimezzato. Superata la soglia dei 7

miliardi alla fine del 2011, l'Onu stima che nell'anno 2040 sul nostro pianeta ci saranno circa 9

miliardi di abitanti. La maggior parte dei demografi prevede che a partire da quella data la

popolazione mondiale comincerà a diminuire e che potrebbe tornare a 7,5 miliardi entro il 2100 a

causa della diminuzione dei tassi di natalità.

Nel XX secolo l'enorme incremento della popolazione umana è avvenuto per diverse cause: per la

diminuzione del tasso di mortalità di molti paesi, per i progressi della medicina moderna e per

l'enorme incremento della produttività agricola, definito come rivoluzione verde.

Attualmente l'Asia ospita oltre il 60% della popolazione mondiale, con 3,8 miliardi di persone., la

Repubblica Popolare Cinese e l'India da sole ne contano rispettivamente il 20% e il 17%, segue

l'Africa con 840 milioni, il 12% del totale, mentre l'Europa (710 milioni, 11%) e il Nord America

(514 milioni, 8%) sono dietro, chiudono Sud America (371, 5,3%) e Oceania (21 milioni).

(Fonte IDB -international Data Base).

In tutti i paesi citati in precedenza, tranne l'Europa il trend di crescita risulta positivo specialmente

in Asia, mentre nel continente Europeo negli ultimi anni c'è un calo notevole della natalità.

Il problema che bisogna affrontare con un simile aumento della popolazione è riuscire a produrre

abbastanza cibo per tutti, avendo a disposizione sempre la stessa superficie agricola, quindi

aumentando la produzione unitaria, con il miglioramento delle varietà di piante impiegate per la

coltivazione e migliorando le tecniche agricole; parliamo dunque di rivoluzione verde.

Il termine rivoluzione verde è stato coniato per un approccio innovativo ai temi della produzione

agricola che, attraverso l'accoppiamento di varietà vegetali geneticamente selezionate a sufficienti

dosi di fertilizzanti, acqua ed altri prodotti agro-chimici, ha consentito un incremento significativo

delle produzione agricole in gran parte del mondo.

Tale processo di innovazione delle tecniche agrarie iniziò in Messico nel 1944, ad opera del Premio

Nobel per la pace e scienziato statunitense Norman Borlaug con l'obiettivo di ridurre le aree a

rischio di carestia. Oggi è diffusa in tutti i continenti del pianeta. A causa delle condizioni climatiche

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e della situazione geo-politica tali pratiche agricole non si sono però rivelate applicabili con facilità

nell'Africa sub-sahariana, che ancora oggi soffre di carestie endemiche.

La rivoluzione verde non si è comunque rivelata esente da problematiche, prevalentemente

ambientali, ed è oggi in corso una sua revisione che sappia fare tesoro dei suoi successi e al

contempo riduca i livelli di inquinamento ambientale ad essa spesso correlati.

1.2 Sfruttamento eccessivo del suolo con agricoltura intensiva

Per produrre una maggiore quantità di cibo per superficie, oltre al miglioramento genetico delle

piante utilizzate e un affinamento delle tecniche agricole, viene sfruttato in modo eccessivo il suolo

senza restituirgli un apporto adeguato di nutrienti, sottratti dalle colture con un impoverimento dei

terreni agricoli e quindi una diminuzione di sostanza organica e di fertilità.

Viene sempre più spesso utilizzata un'agricoltura di tipo intensivo senza però pensare ai danni

procurati e questo problema al giorno d'oggi è maggiormente presente nei paesi in via di sviluppo.

Per agricoltura intensiva si intente uno sfruttamento del terreno agricolo al massimo delle sue

potenzialità e del suo rendimento, sia in termini di spazio che di coltivazione, massimizzando la

produzione agricola.

Per definizione, l'agricoltura intensiva è un'attività economica che mira a produrre nel modo più

razionale, efficiente e conveniente i beni primari richiesti dal mercato. Per tale scopo fa ampio

ricorso agli strumenti più avanzati che la scienza agronomica e lo sviluppo tecnologico mettono a

disposizione.

Quindi a causa delle problematiche dell'agricoltura intensiva, si ha uno sfruttamento del suolo che si

verifica quando, sullo stesso suolo, viene esercitata un’agricoltura in cui dominano le asportazioni

senza che vi siano compensazioni ( concime animale, irrigazione,ecc.) che consentano al terreno di

rigenerare le proprie capacità produttive.

La razionalizzazione dell'uso del territorio e del suo sfruttamento deve conciliare le esigenze sociali

ed economiche con la reale disponibilità di risorse e ha come scopo la conservazione e il recupero

della fertilità del suolo.

Essa deve quindi essere orientata, da una parte, all'eliminazione delle varie forme di inquinamento

di origine agricola e urbano-industriale (arature profonde, uso sconsiderato di fertilizzanti chimici e

diserbanti, colture intensive) e, dall'altra, alla ricostituzione e all'incremento dell'humus mediante

l'associazione di allevamento zootecnico e coltivazioni, e l'impiego di lettiere di paglia o di tecniche

di rotazione colturale.

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1.3 Impoverimento sostanza organica del suolo e perdita della fertilità

A causa di un eccessivo sfruttamento del suolo, con l'utilizzo di un'agricoltura intensiva non

eseguita nel modo corretto, quindi con maggiori esportazioni di sostanza organica rispetto a ciò che

viene apportato, si ha un successivo impoverimento di sostanza organica del suolo e quindi

l'ulteriore perdita di fertilità.

La sostanza organica è un fattore centrale nel funzionamento degli agroecosistemi: da essa, in

quanto punto di partenza e di arrivo della evoluzione ciclica della materia, dipende la fertilità del

suolo, cioè la sua attitudine a sostenere nel tempo le colture.

Attualmente, per l’intensificazione delle produzioni, il ciclo della sostanza organica risulta

nettamente sbilanciato verso il consumo e la fase di mineralizzazione, a netto svantaggio della fase

di accumulo dei residui organici e della fase di umificazione. Risulta invece necessario mantenere

nei sistemi agrari il delicato equilibrio tra accumulo e consumo della sostanza organica,

indispensabile per non compromettere le condizioni di fertilità dei terreni.

Per questi motivo è necessario comprendere tutti gli aspetti legati alla sostanza organica del suolo,

con riferimento sia alle sue proprietà e funzioni e alle tecniche agronomiche che ne influenzano il

contenuto nel terreno.

La sostanza organica include residui di piante, di animali e di microrganismi, ai vari stadi di

decomposizione, e sostanze sintetizzate dalla popolazione vivente del terreno (Fonte: Regione

Campania, foglio divulgativo pedologia, novembre 2011).

Quando la sostanza organica è molto ben decomposta costituisce l’humus, un materiale di colore

bruno scuro, poroso, di consistenza spugnosa.

Escludendo i cosiddetti terreni torbosi, generalmente il contenuto di sostanza organica nei suoli

oscilla tra l’1 e il 2%.

La presenza della sostanza organica, attraverso l’interazione con gli altri componenti del suolo,

determina le condizioni per una buona struttura del suolo. Ciò produce un efficace ricambio di aria

tellurica ed una maggiore facilità di drenaggio; inoltre comporta un miglioramento delle possibilità

di penetrazione delle radici, nonché una maggiore resistenza del suolo alla compattazione o alla

polverizzazione; infine favorisce le condizioni ottimali per lo sviluppo e la funzione attiva della

biomassa. La sostanza organica, inoltre, svolge un ruolo importante nella nutrizione delle piante: gli

elementi nutritivi presenti in essa (azoto, fosforo, zolfo, microelementi), costituiscono una riserva

potenzialmente assimilabile, la cui quantità nel suolo è tale da soddisfare le esigenze delle colture

per numerosi anni. Ad esempio l’azoto nel suolo è presente in gran parte in composti organici (95-

99% del totale).

Le quantità di sostanza organica ed umica presenti nel terreno dipendono non solo dalle quantità e

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qualità dei residui e dei concimi organici che pervengono al suolo, ma anche dalla velocità e dal tipo

di processi di mineralizzazione ed umificazione a cui tali residui sono sottoposti.

(Fonte Veneto Agricoltura)

La fertilità con il variare della percentuale di sostanza organica viene monitorata grazie a metodi:

- chimici, quindi analizzando granulometria, pH, capacità di scambio cationico, contenuto di

elementi nutritivi, rapporto carbonio azoto, ecc.

- fisici, misurando massa volumica (o densità) apparente e resistenza alla penetrazione;

- biologici, osservando le attività enzimatiche del suolo.

1.4 Metodi per la conservazione della sostanza organica nei suoli

Per conservare la sostanza organica dei suoli, esistono varie tecniche ed accorgimenti, di diversa

natura che possono essere utilizzati. La lavorazione del suolo, a studi fatti è una dei motivi

principali di perdita della sostanza organica, mentre per il mantenimento devono essere fatti apporti

di concimi preferibilmente organici e seguire quanto più possibile uno schema di rotazione delle

colture.

1.4.1 Lavorazioni

Le lavorazioni del terreno come ad esempio l'aratura convenzionale non sempre risulta la tecnica

ottimale per mantenere invariata la quantità di sostanza organica nel terreno e a questa tematica

hanno lavorato docenti e ricercatori dell'università di Pisa (Fonte: L'informatore agrario, 29/2006;

Lavorazioni del terreno e qualità del suolo, di N. Silvestri, M. Mazzocini, A. Coli, E. Bonari),

traendo dopo anni di studi dei risultati in merito. Sono state utilizzate diverse tecniche di

lavorazione del terreno, dall'aratura profonda (45-50 cm) fino alla lavorazione minima (10-15 cm),

passando per lavorazioni mediamente profonde.

Il risultato della prova condotta dal 1991 al 2004 evidenzia che una minima lavorazione del terreno

permette di conservare il contenuto di sostanza organica e di incrementare quello in fosforo

assimilabile negli orizzonti più superficiali oltre ad una significativa riduzione dei costi di

esecuzione delle operazioni meccaniche. Il ricorso a tecniche più intensive, quali la discissura

profonda e soprattutto l'aratura superficiale e l'aratura a due strati, sembrano poter costituire una

valida alternativa all'aratura profonda per quel che riguarda il mantenimento di un buon livello di

humus nel terreno e una maggiore localizzazione del fosforo negli strati più superficiali.

Le lavorazioni aumentano le perdite di sostanza organica: nei primi 25 anni possono ammontare

anche al 50%; successivamente, la velocità di demolizione rallenta.

Quindi bisogna cercare di limitare il più possibile le lavorazioni del terreno, eseguendole solo se

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necessarie, per salvaguardare il più possibile la sostanza organica.

1.4.2 Rotazioni

Il termine “rotazione” indica la sequenza con cui diverse specie sono coltivate nello stesso

appezzamento secondo una ripetitività legata a un ciclo stabilito a priori (per esempio: frumento,

radicchio, patata, frumento, radicchio, patata);

Se ben studiato, la rotazione porta grandi vantaggi in termini di fertilità del terreno: infatti, i diversi

periodi di coltivazione delle varie colture, i tipi d’apparato radicale (fascicolato/fittonante,

superficiale/profondo, folto/rado), le diverse quantità e caratteristiche dei residui colturali, la diversa

ospitalità offerta ai parassiti, le differenti esigenze nutrizionali e tecniche colturali possono essere

combinate in una sequenza virtuosa capace di mantenere il terreno fertile nei suoi aspetti biologici,

fisici e chimici.

È possibile pianificare un avvicendamento adeguato in base al terreno da coltivare conoscendo

principalmente i cicli di sviluppo delle nostre piante da coltivare e ciò che apportano e asportano dal

terreno in modo tale da gestire un adeguato programma di concimazione.

1.4.3 Concimazioni organiche

Per apportare la sostanza organica sottratta dalle colture che sono state coltivate e dalle lavorazioni

del terreno, devono essere fatte delle concimazioni di tipo organico in modo da ripristinare anche la

struttura chimica, fisica e biologica del terreno.

La concimazione organica è quella eseguita con concimi organici che, come definisce la normativa,

sono materiali di origine biologica contenenti carbonio organico legato ad uno degli elementi della

fertilità (Fonte: Veneto Agricoltura; Avvicendamenti, consociazioni, e fertilità del suolo in

agricoltura biologica, dicembre 2010) . Il concime organico per eccellenza tradizionalmente usato in

agricoltura è il letame o stallatico, ottenuto dalla fermentazione e maturazione della lettiera degli

allevamenti tradizionali. Altri concimi organici largamente impiegati nell'agricoltura moderna sono i

liquami, mentre di minore diffusione, per ragioni economiche o tecniche, sono la torba, il compost,

la pollina, il sovescio.

La concimazione organica ha un modesto impatto sia sull'ambiente sia sulla salute dei consumatori.

Sotto l'aspetto ecologico, il terreno rappresenta inoltre il sito per eccellenza per lo smaltimento dei

rifiuti organici, dal momento che in tutti gli ecosistemi terrestri la comunità degli organismi

decompositori si insedia soprattutto nel terreno.

Le concimazioni organiche hanno come svantaggio rispetto alle chimiche che necessitano di dosi

maggiori per lo stesso apporto di elementi, con problematiche in alcuni casi di trasporto dei volumi

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imponenti ad esempio di letame.

I concimi organici hanno come pregio però la capacità di miglioramento della struttura del terreno.

Oltre alle concimazioni con letame, liquame, pollina e altre deiezioni animali, negli ultimi anni si è

cominciato a utilizzare il compost ottenuto dal rifiuto umido urbano e/o dai residui di potatura come

fertilizzante, ottenendo ottimi risultati

1.4.3.1 Compost e processo compostaggio

Per compost si intende il risultato della decomposizione e dell’umidificazione della sostanza

organica per effetto della flora microbica naturalmente presente nell’ambiente. Il termine compost

deriva dal latino “compositum”, ossia “formato da più materiali”, proprio perché tra i prodotti della

reazione microbica sono presenti substrati organici di diversa provenienza (Fonte: Veneto

Agricoltura; Il compostaggio: generalità e normativa di riferimento).

Il compostaggio è una tecnica attraverso la quale viene controllato, accelerato e migliorato il

processo naturale a cui va incontro qualsiasi sostanza organica in natura, per effetto della

degradazione microbica. Si tratta infatti di un processo aerobico di decomposizione biologica della

sostanza organica che permette di ottenere un prodotto biologicamente stabile in cui la componente

organica presenta un elevato grado di evoluzione.

I microrganismi operano un ruolo fondamentale nel processo di compostaggio in quanto traggono

energia per le loro attività metaboliche dalla materia organica, liberando acqua, biossido di

carbonio, sali minerali e sostanza organica stabilizzata ricca di sostanze umiche, il compost appunto.

In base alle modifiche biochimiche che subisce la sostanza organica durante il compostaggio, il

processo si può suddividere schematicamente in due fasi:

- una fase di biossidazione, nella quale si ha l’igienizzazione della massa a elevate temperature: è

questa la fase attiva (nota anche come high rate phase) caratterizzata da intensi processi di

degradazione delle componenti organiche più facilmente degradabili;

- una fase di maturazione, durante la quale il prodotto si stabilizza arricchendosi di molecole

umiche; si tratta della fase nota come curing phase, caratterizzata da processi di trasformazione della

sostanza organica la cui massima espressione è la formazione di sostanze umiche.

La prima fase è un processo aerobio ed esotermico; la presenza nella matrice di composti

prontamente metabolizzabili (molecole semplici quali zuccheri, acidi organici, aminoacidi)

comporta elevati consumi di ossigeno e parte dell’energia della trasformazione è dissipata sotto

forma di calore. L’effetto più evidente di questa fase è l’aumento della temperatura che, dai valori

caratteristici dell’ambiente circostante, passa a 60 °C e oltre, in misura tanto più repentina e

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persistente quanto maggiore è la fermentescibilità del substrato e la disponibilità di ossigeno

atmosferico. L’aerazione del substrato è quindi una condizione fondamentale per la prosecuzione

del processo microbico. La liberazione di energia sotto forma di calore caratterizza questa fase del

processo di compostaggio che viene definita termofila, comportando un’elevata richiesta di

ossigeno da parte dei microrganismi che entrano in gioco per la degradazione della sostanza

organica, con formazione di composti intermedi come acidi grassi volatili a catena corta (acido

acetico, propionico e butirrico), tossici per le piante ma rapidamente metabolizzati dalle popolazioni

microbiche.

Il prodotto che si ottiene al termine di questa fase è il compost fresco, un materiale igienizzato e

sufficientemente stabilizzato grazie all’azione dei batteri aerobi. Proprio l’igienizzazione, e quindi

l’inattivazione di semi di piante infestanti e organismi patogeni, è uno dei più importanti effetti di

questa prima fase, purché la temperatura si mantenga su valori superiori a 60 °C per almeno cinque

giorni consecutivi (come prescritto dalla D.G.R.V. 568/05).

Con la scomparsa dei composti più facilmente biodegradabili, le trasformazioni metaboliche di

decomposizione interessano le molecole organiche più complesse e si attuano con processi più lenti,

anche a seguito della morte di una buona parte della popolazione microbica dovuta a carenza di

nutrimento. È questa la seconda fase, chiamata anche fase di maturazione, nel corso della quale i

processi metabolici diminuiscono di intensità e accanto ai batteri sono attivi gruppi microbici

costituiti da funghi e attinomiceti che degradano attivamente amido, cellulosa e lignina, composti

essenziali dell’humus. In questa fase le temperature si abbassano a valori di 40-45 °C per poi

scendere progressivamente, stabilizzandosi poco al di sopra della temperatura ambiente. Nel corso

del processo, la massa viene colonizzata anche da organismi appartenenti alla microfauna, che

agiscono nel compostaggio attraverso un processo di sminuzzamento e rimescolamento dei

composti organici e minerali, diventando così parte integrante della buona riuscita di questo

complesso processo naturale. Il prodotto che si ottiene è il compost maturo, una matrice stabile di

colorazione scura, con tessitura simile a quella di un terreno ben strutturato, ricca in composti umici

e dal caratteristico odore di terriccio di bosco.

I microrganismi che naturalmente degradano la sostanza organica nel processo di compostaggio

possono esplicare al meglio la loro attività metabolica se l’ambiente che li ospita fornisce le

sostanze nutritive e offre delle condizioni ottimali di sviluppo.

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1.4.3.2 Aspetti legislativi Compost

A livello legislativo, secondo quanto previsto dalla normativa nazionale sui Fertilizzanti (Decreto

Legislativo 217/06), il compost viene definito e classificato in tre categorie:

Ammendante Compostato Verde (ACV);

Ammendante Compostato Misto (ACM);

Ammendante Torboso Composto (ATC).

Il compostaggio controllato rappresenta una forma di produzione che ha impatti verso diverse

componenti socioambientali e pertanto è regolato da normative che riguardano diversi settori di

competenza.

Il compostaggio riveste oggi un ruolo importante nell’ambito non solo delle strategie di gestione dei

rifiuti, ma anche della salvaguardia dell’ambiente ed in particolare dei suoli.

A monte del processo di compostaggio è pertanto indispensabile lo sviluppo di una gestione dei

rifiuti che miri al recupero di materia, attraverso il riutilizzo e il riciclaggio. In quest’ottica si è

sviluppata, negli anni, una strategia che prevede la gestione integrata dei rifiuti, definendo le azioni

da intraprendere secondo un preciso ordine di priorità:

- prevenzione (riduzione della produzione di rifiuti e soprattutto della loro pericolosità);

- riutilizzo;

- riciclaggio;

- recupero di materia;

- recupero di energia;

- smaltimento finale in discarica.

Il raggiungimento degli obiettivi di raccolta differenziata (RD) e la riduzione dei Rifiuti Urbani

Biodegradabili (RUB) da avviare in discarica è possibile solo attivando la raccolta separata della

frazione organica, raccolta funzionale alla filiera di compostaggio.

Normativa Comunitaria di riferimento

Nell’ambito della politica ambientale comunitaria particolare attenzione è stata riservata alla

regolamentazione della gestione dei rifiuti.

Il quadro normativo comunitario mette poi in stretta relazione i temi di recupero della sostanza

organica e di gestione dei rifiuti organici con la tutela del suolo, dei terreni e con le più ampie

tematiche ambientali affrontate dal Protocollo di Kyoto sulla protezione del pianeta dai

cambiamenti climatici.

Infatti, il VI Programma d’Azione Ambientale Comunitario del 24 gennaio 2001 impone che la

frazione organica debba essere riciclata e rimessa, dopo un trattamento di compostaggio,

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nell’ambiente al fine di apportare sostanze utili al terreno. In particolare, la COM(2006)231

“Strategia tematica per la protezione del suolo” individua le “minacce” all’integrità della risorsa

suolo fra cui vanno menzionate senz’altro l’erosione e la diminuzione di sostanza organica.

Il contenimento di tali “minacce” può essere realizzato attraverso la scelta di opportune tecniche

colturali (come ad esempio la minima lavorazione o la non lavorazione, l’applicazione delle rota-

zioni e la pratica del sovescio), ma anche attraverso un aumento del contenuto di carbonio nel suolo

mediante l’apporto di ammendanti. La stessa Comunicazione precisa inoltre che “non tutti i tipi di

materia organica sono potenzialmente in grado di risolvere il problema. Gli ammendanti organici

del suolo come il letame e il compost e, in misura molto minore, i fanghi di depurazione e i liquami

animali contengono materia organica stabile ed è proprio questa frazione stabile che contribuisce a

costituire l’humus, che a sua volta migliora le caratteristiche del suolo”.

All’interno del VI Programma d’Azione Ambientale Comunitario si colloca inoltre la Bozza di

Direttiva sul Trattamento Biologico dei Rifiuti Biodegradabili che propone una regolamentazione

completa delle attività di compostaggio. Questo documento della Commissione Europea costituisce

il primo tentativo di definizione di una direttiva che normi in maniera organica il settore del

compostaggio dal momento che, a livello europeo, non esiste ancora una direttiva specifica a

riguardo. Andando ad affrontare i collegamenti tra compost e problematiche di tutela dei terreni, si

deve tenere inoltre in considerazione la Direttiva Nitrati (Direttiva 91/676/CEE) che ha dettato i

principi fondamentali sulle pratiche di fertilizzazione dei terreni agricoli nell’ottica della

salvaguardia delle acque sotterranee e superficiali dall’inquinamento causato da nitrati.

Normativa Nazionale

Il settore del compostaggio fa riferimento a due principali argomenti di intervento:

a) la gestione dei rifiuti e il conseguente aspetto ambientale normato dal D.lgs. 152/06 (noto come

Testo Unico in materia ambientale);

b) la commercializzazione e l’utilizzo dei fertilizzanti.

La pubblica amministrazione, essendo tra i più grandi acquirenti in molti segmenti di mercato,

attraverso una coordinata politica di acquisto, può contribuire in modo significativo al decollo del

prodotto compost sul mercato.

Normativa Regionale

La Regione Veneto ha emesso direttive tecniche per fornire linee guida su progettazione e gestione

degli impianti di compostaggio, caratteristiche del materiale in ingresso ed in uscita, indicazioni

sull’utilizzo del prodotto, programma di Gestione della Qualità Aziendale (PGQA).

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Il marchio di qualità implica che sia attivato un controllo della gestione dell’impianto e del prodotto

da parte di un soggetto terzo per verificarne la rispondenza al disciplinare. Il marchio è gestito

dall’Osservatorio Regionale per il Compostaggio, in capo all’ARPAV.

Il marchio CompostVeneto attesta un grado di compatibilità ambientale del prodotto superiore a

quello richiesto dagli standard legali e pertanto si traduce in un importante veicolo per l’apertura al

mercato. L’istituzione del marchio rappresenta per il compost regionale una risposta alla domanda di

beni a limitato impatto ambientale ed inoltre agisce come strumento informativo finalizzato a

determinare comportamenti di consumo e di utilizzazione sostenibile in agricoltura e non solo.

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2 SCOPO

Questo lavoro si inserisce nell'ambito di un filone di ricerca, iniziato otto anni fa dal gruppo di

orticoltura e si occupa dello studio della sostanza organica del terreno; più nel dettaglio del variare

della sostanza organica del terreno con varie tipologie di concimazioni e con diverse successioni di

orticole.

Quindi vogliamo capire se con concimazioni di tipo: minerale e organica in varie percentuali

rispetto ad una non concimazione, c'è differenza di sostanza organica nelle diverse profondità del

terreno, se varia il pH, la conducibilità elettrica, i micro e i macroelementi presenti.

Inoltre, grazie a due successioni diverse di orticole possiamo osservare se influiscono anch'esse

sulla sostanza organica presente nel terreno dopo otto anni di prova.

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3 MATERIALI E METODI

La prova è stata svolta in un appezzamento di terreno nell’Azienda Sperimentale Agraria “L.

Toniolo” (Università degli Studi di Padova).

L'appezzamento utilizzato per la prova è stato diviso in 15 parcelle con dimensione di 27 X 15 mt.

quindi una superficie per parcella di 405mq. (Vedi fig. 1)

Fig. 1. Schema prove eseguite negli anni (2007-2014).

Le prove sono state eseguite con un disegno sperimentale in blocchi randomizzati con tre ripetizioni

e ha previsto il confronto fattoriale fra le seguenti tesi:

- Testimone non concimato (T0)

- Tesi trattata con concimi minerali (TMIN), 100% del fabbisogno di azoto è stato apportato in

forma minerale;

22

- Tesi tratta con compost a dose bassa (T50), 50% del fabbisogno di azoto apportato con compost;

- Tesi con trattamento compost a dose alta (T100), 100% del fabbisogno in azoto apportato con

compost;

- Tesi trattata con compost a dose doppia (T200), 200% del fabbisogno in azoto apportato con

compost.

Ognuna delle 15 parcelle è stata poi divisa in due parti da 202,5 mq. in modo da poter mettere a

dimora per ogni parcella due colture differenti, creando due successioni A e B.

Le due rotazioni prevedono una successione di orticole differenti con due semine o trapianti.

Tabella 1. Colture praticate in regime di successione A e B 2007-2014

SUCCESSIONE A SUCCESSIONE B

ANNO STAGIONE COLTURA COLTURA

2007

PRIMAVERA POMODORO POMODORO

AUTUNNO SPINACIO SPINACIO

2008

PRIMAVERA FAGIOLINO FAGIOLO

AUTUNNO BIETOLA DA COSTA SPINACIO

2009 AUTUNNO VERZA BIETOLA DA COSTA

2010

PRIMAVERA CIPOLLA CIPOLLA

AUTUNNO RADICCHIO PRECOCE RADICCHIO TARDIVO

2011

PRIMAVERA FAGIOLO FAGIOLO

AUTUNNO BIETOLA DA COSTA CICORIA

2012 PRIMAVERA POMODORO PEPERONE

2013

PRIMAVERA MELONE MELONE

AUTUNNO SPINACIO SPINACIO

2014 PRIMAVERA FAGIOLO FAGIOLINO

23

Sono state eseguite nove concimazioni nell'arco degli otto anni, di seguito sono riportate le dosi e i

tipi di concimi utilizzati nelle varie concimazioni:

Tabella 2. Tipo e dose di concimazione utilizzato per singola coltura.

Fertilizzanti minerali usati: Urea (46%) (1), fosfato minerale (18-21%) (2), fosfato triplo (46%) (3) e solfato

potassico (50-52%) (4). Fertilizzanti minerali e organici (kg·ha-1).

Spinaci 2007, Bietola da costa 2008, Spinaci 2008, Spinaci 2013 non sono stati fertilizzati

Trattamento Comp Comp Comp Comp

T0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TMIN 150 100 100 0 30 100 100 0 150 100 100 0 120 80 160 0

T50 75 84 75 6500 15 96,8 95 1300 75 72,7 93 6800 60 72 148 3333

T100 0 67 50 13000 0 93,4 90 2600 0 45,5 86 13600 0 64 136 6667

T200 0 34 0 26000 0 86,8 80 5200 0 0 0 27200 0 48 112 13333

Pomodoro

Primavera 2007

Fagiolino, Fagiolo

Primavera 2008

Bietola costa, verza

Autunno 2009

Cipolla

Primavera 2010

N(1) P(2) K(4) N(1) P(2) K(4) N(1) P(3) K(4) N(1) P(3) K(4)

Trattamento Comp Comp Comp CompT0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TMIN 130 60 180 0 110 200 200 0 120 150 160 0 130 200 200 0

T50 65 39 153 3250 55 171 166 4976 60 106 102 5639 65 151 146 6378

T100 0 19 126 6500 0 143 132 9953 0 63 44 12277 0 103 93 12757

T200 0 0 72 13000 0 85 64 19906 0 0 0 22555 0 8 14 25514

Radicchio prec., tard.Autunno 2010

FagioloPrimavera 2011

Barbabietola, cicoriaAutunno 2011

Pomodoro e PeperonePrimavera 2012

N(1) P(3) K(4) N(1) P(3) K(4) N(1) P(3) K(4) N(1) P(3) K(4)

Trattamento CompT0 0 0 0 0

TMIN 150 100 200 0

T50 75 25 155 3000

T100 0 0 110 6000

T200 0 0 20 12000

MelonePrimavera 2013

N(1) P(3) K(4)

24

Tabella 3. Caratteristiche chimiche (valori medi) del compost utilizzato nelle concimazione T50,

T100 e T200.

3.1 Raccolta e preparazione campioni di terreno

Valori medi 2007-2013

pH

Materia organica (%)

Carbonio organico (%)

Sostanza secca (%)

Rapporto C/N

Macronutrienti

N (% peso secco)

P (% peso secco)

K (% peso secco)

Metalli pesanti

tracce

8,7 ± 0,19

Conducibilità elett rica (mS∙cm-1) 3,03 ± 0,18

50,62 ± 5,04

29,36 ± 2,92

69,20 ± 0,35

18,11 ± 3,96

1,78 ± 0,20

0,47 ± 0,07

1,17 ± 0,22

Cr (mg·kg-1 peso secco) 16,39 ± 4,69

Pb (mg·kg-1 peso secco) 15,35 ± 4,54

Cd (mg·kg-1 peso secco)

Zn (mg·kg-1 peso secco) 147,6 ± 36,9

25

Sono stati raccolti sessanta campioni di terreno, a diverse profondità, trenta campioni ad una

profondità che va dai 0 ai 30 cm e trenta campioni da 30 a 60 cm.

Per eseguire il campionamento è stato necessario l'utilizzo di una trivella che estrae le carote di

terreno (Fig. 2), alla profondità necessaria. Prima dell'estrazione del terreno, bisogna togliere i

residui colturali e sassi di notevoli dimensioni.

Fig. 2. Trivella con estrattore carota di terreno

I campioni sono stati messi in seguito negli appositi sacchetti (Fig. 3), con il cartellino identificativo

della profondità, il tipo di concimazione la successione e il numero del blocco di ripetizione.

Fig. 3. Sacchetti contenenti i campioni di terreno

26

Dopo aver raccolto i campioni, bisogna lasciarli asciugare naturalmente in un ambiente arieggiato

per un periodo più o meno lungo in base alle temperature e all'umidità presente.

Dopo all'incirca un mese di essiccazione i campioni di terra sono stati pestati in un mortaio con un

pestello e setacciati, con un setaccio con maglia da 2 e da 0,5 millimetri a seconda delle analisi

effettuate.

Successivamente, il campione di terreno pestato e setacciato è stato utilizzato per le successive

analisi in laboratorio.

3.2 Determinazione pH

La determinazione del pH è stata condotta attraverso il metodo ufficiale n° III.1 Supplemento

Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/1999 (Posizione Internazionale ISO 10390).

3.3 Determinazione Conducibilità elettrica

La determinazione della conduttività elettrica è stata condotta attraverso il metodo ufficiale n° IV.3

Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/1999.

3.4 Analisi Anioni e Cationi

Per la determinazione degli anioni e dei cationi, si prevede alla preparazione del campione secondo

il Metodo Ufficiale n° III.1 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21.10.1999 e si procede

all’analisi tramite cromatografie ioniche.

Le cromatografie ioniche (IC) sono state effettuate usando un sistema cromatografico (Dionex ICS-

900), costituito da una pompa che consente di operare in modalità isocratica e da un rivelatore di

conducibilità (Dionex DS5) con soppressore anionico (AMMS 300, 4mm) per l’analisi degli anioni

e soppressore cationico (CMMS 300, 4mm) per l’analisi dei cationi. La colonna Ion Pac AS23 con

dimensioni 4x250 mm è stata utilizzata per l’analisi degli anioni mentre la colonna Ion Pac CS12A

con dimensioni 4x250 mm è stata utilizzata per l’analisi dei cationi. Entrambe operanti a

temperatura ambiente e precedute da precolonna. I dati forniti da questo sistema sono stati raccolti

ed elaborati usando il software Chromeleon per sistemi LC. Le iniezioni sono state fatte usando un

auto campionatore AS-DV. Per l’analisi degli anioni è stata utilizzata la fase mobile costituita da una

miscela di sodio carbonato (4.5 mM) e sodio bicarbonato (0,8 mM) con velocità di flusso di 1

mL*min-1. Per l’analisi dei cationi invece è stato utilizzato acido metansolfonico (20 mM) con

velocità di flusso di 1 mL*min-1.

L’analisi quantitativa è stata eseguita mediante curva di calibrazione costruita con diluizioni seriali

della soluzione madre. Per l’analisi degli anioni è stat utilizzata una miscela costituita da

27

concentrazioni note di fluoruri, cloruri, nitriti, bromuri, nitrati, fosfati e solfati.

Per l’analisi dei cationi è stata utilizzata invece una miscela costituita da concentrazioni note di

sodio, ammonio, potassio, magnesio e calcio.

Per la determinazione dei metalli pesanti è stata messa a punto una metodica che prevede

l’inserimento delle ceneri, ottenute con l’essicazione in muffola a 550°C per 6 ore (in base a quanto

effettuato per la determinazione della sostanza organica), in contenitori Falcon a cui vengono

addizionati 25 ml di acido cloridrico. I Falcon vengono tappati, agitati e lasciati a riposo per un’ora.

Il contenuto di ogni Falcon viene successivamente trasferito in un proprio matraccio dove, prima si

interrompe la reazione tra ceneri ed acido con l’utilizzo di acqua deionizzata e successivamente si

porta la soluzione a 250 ml di volume. Il contenuto dei matracci viene filtrato con carta da filtro 589

SchleicherFilterPaper, successivamente esegue un prelievo dell’estratto tramite l’ausilio di una

siringa e si filtra con un filtro per siringa in acetato di cellulosa da 0,40 μm, raccogliendo il filtrato

al’interno delle provette; l’estratto verrà analizzato con l’utilizzo di uno spettrofotometro ad

emissione ICP-AES (Inductively Coupled Plasma – Atomic Emission Spettroscopy).

3.5 Determinazione carbonio organico

E' stato utilizzato il metodo Walkley-Black

3.6 Determinazione dell’azoto mediante analizzatore elementare

L’analisi è stata effettuata mediante l'utilizzo del metodo Kjealdahl.

3.7 Analisi statistica

Lo schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni ha previsto il confronto tra 5 tesi.

L’elaborazione statistica dei dati ottenuti è stata effettuata con ANOVA e la separazione delle medie

è stata realizzata mediante il Test HSD di Tukey. Quando non sono emerse differenze significative

sono state riportate le deviazioni standard negli istogrammi.

28

29

4 RISULTATI

Dalle analisi eseguite sui campioni di terreno, è emerso che in base alla concimazione effettuata e

alle successioni messe in atto ci sono delle differenze significative.

I dati ottenuti sono stati elaborati statisticamente e di seguito vengono riportati i risultati ricavati per

carbonio totale, azoto totale, rapporto C/N, pH e conducibilità elettrica, divisi per concimazione,

successione e profondità.

In figura 4 la percentuale di carbonio organico nel terreno al variare della concimazione ha

evidenziato, come atteso, un incremento del carbonio organico con l’aumentare della dose di

concime organico.

Nella tesi concimata solamente con concimi minerali, si nota una buona presenza di carbonio

organico, molto probabilmente dovuto al maggiore sviluppo delle colture, con un maggior

quantitativo di sostanza organica rilasciata nel terreno.

Nel grafico riguardante la successione, non si sono osservate differenze significative per quanto

riguarda il carbonio organico, tuttavia la successione B rispetto alla A ha presentato quantitativi

apparentemente superiori.

Infine analizzando il carbonio organico alle due diverse profondità (0-30 cm e 30-60 cm) è presente

una differenza ben visibile, con una maggiore quantità di carbonio organico nello strato superficiale

interessato dalle lavorazioni e concimazioni rispetto allo strato inferiore.

I risultati emersi dalle analisi riguardanti l'azoto nel terreno al variare della concimazione, sono stati

abbastanza prevedibili, infatti in T0 la percentuale di azoto è più bassa rispetto a tutte le altre, in

TMIN e T50 la percentuale di azoto è molto simile, mentre per le tesi trattate con il 100% e il 200%

del fabbisogno con concime organico la concentrazione di azoto aumenta, ma non in modo

proporzionale.

Analizzando la percentuale di azoto nella figura riguardante le successioni, si nota che nella

successione B è presente una maggiore percentuale di azoto rispetto alla successione A.

Nel grafico che rappresenta l'azoto riguardo alla profondità si nota che non ci sono differenze

significative fra le due profondità.

In base alle analisi svolte singolarmente in precedenza sul carbonio e sull'azoto, il rapporto

carbonio/azoto è un semplice calcolo di divisione per trovare i risultati dei grafici precedenti.

Considerando il rapporto carbonio/azoto (Fig. 10) si è riscontrata un'elevata presenza di azoto e una

presenza medio-alta di carbonio organico rispetto alle varie tesi.

Si nota dunque in figura 10 che il rapporto C/N è maggiore anche se di poco nelle concimazioni

30

T100 e T 200.

In figura 11 la successione A ha presentato rapporto C/N leggermente maggiore rispetto alla

successione B.

Infine il rapporto C/N in base alla profondità (Fig. 12) è maggiore nello strato di terreno che va da 0

a 30 centimetri.

In relazione al pH (Fig. 13), non si sono registrate differenze significative fra le varie concimazioni,

le successioni e la profondità.

La conducibilità elettrica (CE) nel terreno (Fig. 16), non presenta differenze significative fra i vari

trattamenti, solo la tesi non concimata (T0), presenta una minore conducibilità elettrica.

Nelle successioni colturali non si sono osservate scostamenti di rilievo ad eccezione di maggiore CE

nella successione B ed infine, nella figura riguardante la profondità (0 – 30 cm), una maggiore CE

nello strato superiore rispetto a quello inferiore.

Il contenuto di anioni e i cationi mostra in alcuni casi differenze marcate fra le varie concimazioni e

profondità.

I cloruri risultano avere valori simili per tutte le concimazioni e le profondità, ad eccezione della

concimazione minerale e soprattutto nello strato 30-60 cm, dove si può notare un picco nella

presenza di cloruri.

I nitriti sono presenti in maggiore quantità nello strato 0-30 cm, tranne che per la concimazione T50

che presenta invece una maggiore quantità di nitriti nello strato 30-60 cm. All'aumentare

dell'apporto di concime, come nel caso del T200, si nota ovviamente l'aumento dei nitriti nello

strato 30-60 cm.

Per quanto riguarda i nitrati si nota una quantità tripla nello strato 30-60 cm rispetto allo strato 0-30

cm, questo è dovuto sicuramente alla lisciviazione e all'asportazione superficiale da parte delle

colture, con una quantità maggiore di nitrati nella concimazione T200.

I fosfati sono variati in base al tipo di concimazione, riscontrando una differenza significativa nella

tesi non concimata, dove nello strato 30-60 cm la presenza di fosfati è minima, mentre nello strato

superficiale è leggermente inferiore alle tesi concimate.

I solfati sono anch'essi variati in base alle concimazioni, sono presenti in maggior quantità nella tesi

TMIN e T200, nella profondità da 30-60 cm; mentre per le altre concimazioni i valori sono

abbastanza simili con una quantità leggermente minore per quanto riguarda la tesi non concimata.

La concentrazione di sodio è incrementata all'aumentare delle concimazioni e, in particolare, nella

tesi T200 a profondità 30-60 cm è presente il maggior contenuto di sodio rispetto a tutte le altre tesi.

TMIN ha presentato la maggiore quantità di sodio nello strato 0-30 cm, mentre T0 nello strato 30-60

cm; T50 e T100, hanno manifestato la stessa quantità ad entrambe le profondità.

31

Il contenuto di ammonio non ha espresso differenze significative fra le varie concimazioni e

profondità, l'unica differenza si nota nella tesi non concimata T0, dove l'ammonio è ovviamente

molto inferiore rispetto al resto dei trattamenti.

Il potassio ha un andamento simile all'ammonio, con un T0 che presenta una bassa quantità di

potassio ed un T200 che presenta nella profondità 0-30 cm livelli inferiori rispetto al resto dei dati.

Magnesio simile in tutti i trattamenti senza variazioni significative e la stessa cosa vale per il calcio.

32

33

5 DISCUSSIONI

Dopo aver analizzato i campioni di suolo con i procedimenti descritti in precedenza, siamo riusciti a

capire se le concimazioni effettuate nel corso di otto anni di prove, sono state efficaci o meno dal

punto di vista della quantità di sostanza organica presente, della variazione del pH, della variazione

di conducibilità elettrica, dei micro e macroelementi presenti e abbiamo osservato in quali strati del

terreno ci sono state le variazioni, inoltre se le rotazioni effettuate hanno influito o meno sui fattori

descritti.

Analizzando il carbonio organico si può notare che all'aumentare della concimazione organica,

fino ad arrivare alla dose doppia richiesta dalle piante coltivate aumenta anche la quantità di

carbonio organico presente nel terreno, inoltre ritroviamo che nella successione B abbiamo una

maggiore quantità di carbonio organico rispetto alla successione A molto probabilmente per la

presenza di colture differenti: le colture utilizzate nella successione B, presumibilmente lasciano nel

terreno maggiori scarti colturali, andando ad aumentare il contenuto di carbonio organico.

Negli strati più superficiali il carbonio organico è presente maggiormente a causa della maggiore

attività chimico-fisica superficiale del terreno.

Quindi la dose di concime, la successione e la profondità influiscono sulla quantità di carbonio

organico che si può accumulare nel terreno.

Analizzando ora l'azoto, troviamo che maggiore è la concimazione effettuata, maggiore è di

conseguenza la percentuale di azoto che ritroviamo nel terreno, inoltre varia in base al tipo di

successione applicata, infatti nella successione B mettendo a dimora spinacio, barbabietola da costa

e cicoria ritroviamo maggiore azoto rispetto alla successione A in cui sono state messe a dimora per

due volte barbabietola da costa e una volta verza; il resto delle successioni sono uguali fra A e B.

Le quantità di azoto trovate nello strato superficiale (fino ai 30 cm), sono le stesse dello strato

sottostante (30 – 60 cm), anche se ci si aspettava di trovare una maggiore quantità di azoto nello

strato superficiale, interessato maggiormente da lavorazioni e concimazioni.

Quindi, anche in questo caso, la quantità di concime e la successione influiscono sulla quantità di

azoto trovato nel terreno.

Nell'analisi sul rapporto C/N ottenuto dal rapporto fra le analisi sul carbonio e azoto svolte

singolarmente in precedenza, notiamo che non ci sono grandi differenze fra le varie tesi anche se

sono state somministrate dosi differenti di compost.

Soffermandosi sulle successioni, si nota che nella successione A il rapporto C/N è leggermente

maggiore alla successione B, dovuto probabilmente alla presenza di colture che hanno asportato in

34

misura minore l'azoto dal terreno.

Una leggera differenza si nota anche fra le due diverse profondità, infatti nello strato 30 – 60 cm è

maggiore a causa della minore presenza di carbonio organico.

Analizzando ora il pH, non si riscontrano differenze significative, ne per quanto riguarda le

concimazioni, ne per la profondità e la successione, anche se ci si aspettavano delle differenze

seppur lievi, in quanto il pH del compost utilizzato è tendenzialmente basico e nel terreno non si

ritrovano gli effetti del compost, quindi la basicità viene tamponata dal terreno.

Nella conducibilità elettrica, si notano variazioni di modesta entità fra i vari tipi di concimazione e

in particolare la concimazione minerale favorisce la conducibilità, oltre alla concimazione organica

in modo proporzionale alla dose impiegata.

Negli strati superficiali del terreno la conducibilità elettrica è maggiore molto probabilmente a causa

della maggior presenza di concime rispetto allo strato inferiore.

Analizzando ora gli anioni e i cationi, si può notare che i cloruri sono presenti in maggiori quantità

nella tesi concimata con concimi minerali (TMIN), dovuto dal tipo di concime minerale utilizzato.

I nitriti presentano differenze lievi fra lo strato 0 – 30 e lo strato 30 – 60 cm con un maggiore

accumulo nello strato superficiale che è lo strato in cui avvengono le lavorazioni e le concimazioni.

I nitrati invece presentano differenze molto marcate fra i due strati 0 – 30 e 30 – 60 cm, con quantità

che sono anche di tre volte maggiori nello strato profondo, dovuto principalmente alla maggior

lisciviazione cui sono soggetti i nitrati, causata delle piogge e dalle irrigazioni.

I fosfati presentano differenze marcate fra i vari tipi di concimazione, con valori molto bassi nella

tesi non concimata (T0) e valori alti soprattutto nella tesi minerale (TMIN), a causa della tipologia

di concimi utilizzati.

I solfati presentano differenze marcate in base al tipo di concimazione, i concimi minerali ne

favoriscono la presenza; sono presenti maggiormente nello strato profondo e sono influenzati dalla

rotazione, ma in modo lieve.

Il sodio aumenta all'aumentare del quantitativo di compost apportato, nel T200 i valori sono molto

elevati, a causa della quantità elevata di sodio contenuta nel compost.

Il potassio è poco presente nella tesi non concimata (T0) e favorito dalle concimazioni minerali

nelle altre tesi a confronto.

L'ammonio, il magnesio e il calcio non presentano differenze significative.

Quindi con l'analisi degli anioni e dei cationi si può dedurre che utilizzando i concimi minerali

avviene un aumento dei vari microelementi in base alla natura del concime utilizzato.

Successivamente è stato confrontato il presente lavoro riguardo all'utilizzo del compost derivante da

rifiuti solidi urbani con lavori simili di altre università: ne è emerso che il compost ha dato un

35

effetto miglioratore della sostanza organica del terreno e favorisce un incremento di carbonio

organico sia nel caso di studio in esame che negli altri lavori che analizzati.

J.A. Olfati et al. (2009) hanno effettuato un esperimento che prevedeva la distribuzione di compost

derivante da rifiuti solidi urbani diviso in cinque diverse dosi 0, 25, 50, 75 e 100 t/ha andando poi a

misurare gli effetti diversi di accrescimento della lattuga.

E' stato osservato che le piante concimate con 100 t/ha di compost hanno riportato un peso e un

numero di foglie maggiore rispetto alle piante che hanno ricevuto le altre concimazioni, quindi con

effetti positivi per la coltura.

Hanno quindi affermato che il compost derivato da rifiuti solidi urbani, può essere utilizzato per

aumentare la sostanza organica del suolo, inoltre serve a ridurre l'erosione del suolo.

F. Herrera et al. (2007) hanno previsto l'utilizzo del pomodoro (Lycopersicum esculentum Mill. CV

“Atletico”) come pianta di studio, con l'utilizzo di cinque tipi di substrato (miscele in diverse

percentuali fra torba bianca, torba scura, perlite e compost derivante da rifiuti solidi urbani).

Dopo cinque anni di prova, è stato riscontrato che la miglior soluzione per la maggiore produzione e

salute delle piante di pomodoro è una miscela contenente il 30% di compost derivante da rifiuti

solidi urbani e il 65% di torba bionda, con un 5% di perlite, questo perchè valori troppo alti di

compost causano squilibri alla conducibilità elettrica e un pH troppo elevato.

Quindi hanno affermato che sicuramente il compost è un ottimo ammendante, ma dato in dosi non

troppo eccessive.

Inoltre andando a migliorare i metodi di raccolta differenziata dei rifiuti e il trattamento del

compost, sarà consentito l'uso sempre più diffuso di questo ammendante organico, in alternativa alla

torba di sfagno di alta qualità, in quanto non rinnovabile.

36

37

6 CONCLUSIONI

Il lavoro svolto in questa tesi, analizza solo una parte degli otto anni di prova e questo ci è servito

per poter confrontare i risultati ottenuti, con quelli precedenti (2012).

Confrontando i dati è emerso un trend positivo per quanto riguarda il carbonio organico nel suolo,

infatti è aumentato in tutte le concimazioni di un 0,02 – 0,03 %, ma non nella tesi non concimata

(T0), dove il carbonio rimane pressochè invariato.

E' aumentato inoltre il carbonio organico nella successione B, mentre nelle analisi del 2012 era

maggiore nella successione A.

Il trend riguardante l'azoto registra una diminuzione di un 0,03 % medio in tutte le concimazioni,

forse dovuto al tipo di colture che sono state utilizzate negli ultimi anni, inoltre anche il rapporto

C/N registra una diminuzione in tutte le concimazioni, andando a stabilirsi attorno ad 8 con una

diminuzione fino a 3 punti.

Il pH rimane invariato negli anni stabilizzandosi a 7,3 medio e la conducibilità elettrica è diminuita,

passando da 0,35 mS/cm medio a 0,22 mS/cm medio; infine gli anioni e i cationi presentano un

trend negativo con una diminuzione di tutti i microelementi.

Considerando che la presente tesi è incentrata sull'effetto delle dosi crescenti di compost riguardo

alle caratteristiche chimiche del suolo, si può affermare che le concimazioni organiche effettuate

con il doppio della dose richiesta dalle colture, sicuramente favorisce lo sviluppo delle piante, ma

favorisce perdite di carbonio organico e soprattutto di azoto, che non viene assorbito dalle piante e

non ritroviamo nemmeno nel terreno, quindi presumibilmente viene lisciviato e disperso

nell'ambiente.

Concimazioni organiche eccessive quindi, sono favorevoli all'aumento del carbonio organico, ma in

modo meno che proporzionale, ed è preferibile in tal caso utilizzare una concimazione che copra il

100% del fabbisogno richiesto dalla coltura, dove si nota un aumento di carbonio organico e di

azoto con minori sprechi rispetto alla tesi con doppia concimazione.

Una concimazione organica adeguata unita alla giusta successione, influisce sulla presenza di

sostanza organica e molto probabilmente, continuando negli anni con questa pratica, si potrà avere

un maggior aumento della fertilità del suolo.

38

39

7 FIGURE E TABELLE

Carbonio organico

Fig. 4. Percentuale di Carbonio organico nel suolo al variare della concimazione.

Fig. 5. Percentuale di Carbonio organico nel suolo in base alla successione.

A B

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

C.O. successione

n.s.

%

T 0 T MIN T 50 T 100 T 200

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

bcc c

aba

C.O. concimazioni

%

40

Fig. 6. Percentuale di Carbonio organico nel suolo in base alla profondità

Azoto

Fig. 7. Percentuale di Azoto nel suolo al variare della concimazione.

0 – 30 30 – 60

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

ab

C.O. profondità

%

T 0 T MIN T 50 T 100 T 200

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

bcc bc

aba

N concimazioni

%

41

Fig. 8. Percentuale di Azoto nel suolo in base alla successione.

Fig. 9. Percentuale di Azoto nel suolo in base alla profondità

0 – 30 30 – 60

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

N profondità

n.s.

%

A B

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

N successione

n.s.

%

42

Rapporto C/N

Fig. 10. Rapporto C/N nel suolo al variare della concimazione.

Fig. 11. Rapporto C/N nel suolo in base alla successione.

A B

0

2

4

6

8

10

12

14

C/N successione

n.s.

C/N

T 0 T MIN T 50 T 100 T 200

0

2

4

6

8

10

12

14

C/N concimazioni

n.s.

C/N

43

Fig. 12. Rapporto C/N nel suolo in base alla profondità

pH

Fig. 13. Rapporto pH nel suolo al variare della concimazione.

0 – 30 30 – 60

0

2

4

6

8

10

12

14

C/N profondità

n.s.C

/N

T 0 T MIN T 50 T 100 T 200

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

pH concimazioni

n.s.

pH

44

Fig. 14. Rapporto pH nel suolo in base alla successione.

Fig. 15. Rapporto pH nel suolo in base alla profondità

Conducibilità elettrica

0 – 30 30 – 60

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

pH profondità

n.s.

pH

A B

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

pH successione

n.s.

pH

45

Fig. 16. Conducibilità elettrica nel suolo al variare della concimazione (mS/cm).

Fig. 17. Conducibilità elettrica nel suolo in base alla successione (mS/cm).

A B

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

C.E. successione

n.s.

mS

/cm

T 0 T MIN T 50 T 100 T 200

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

C.E. concimazioni

n.s.m

S/c

m

46

Fig. 18. Conducibilità elettrica nel suolo in base alla profondità (mS/cm)

0 – 30 30 – 60

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

a

b

C.E. profondità

mS

/cm

47

Anioni e Cationi

I valori in cui non sono riportate le lettere non sono significativamente differenti, secondo il test Tukey con livello

di significatività (P<0,05)

Tabella 4. Risultati analisi Anioni e Cationi

Cloruri (*) Nitriti (*) Bromuri (*) Nitrati (*) Fosfati (*) Solfati (*)

T0 11,33 b 3,40 0,45 15,31 b 2,64 a 12,74 b

TMIN 14,47 a 4,22 0,48 18,49 ab 4,40 b 20,87 a

T50 11,53 ab 3,22 0,54 18,17 ab 4,58 a 16,26 ab

T100 11,68 ab 4,30 0,47 17,86 ab 4,58 a 15,63 ab

T200 11,94 ab 5,00 0,44 22,38 a 3,99 ab 19,56 a

* * ** **

Succ. A 12,28 3,92 0,48 17,95 4,01 15,45 b

Succ. B 12,10 4,15 0,47 18,93 4,10 18,57 a

*

0-30 11,62 4,50 a 0,46 8,85 b 4,11 14,69 b

30-60 12,77 3,55 b 0,49 28,03 a 3,97 19,33 a

* *** **

Sign. ns ns

Sign. ns ns ns ns ns

Sign. ns ns ns

Sodio (*) Ammonio (*) Potassio (*) Magnesio (*) Calcio (*)

T0 18,36 b 2,37 b 9,62 b 19,32 125,1

TMIN 19,12 b 3,67 a 18,01 a 20,49 128,2

T50 17,52 b 3,40 ab 19,18 a 20,61 131,7

T100 19,97 b 3,23 ab 18,27 a 21,08 130,9

T200 25,63 a 3,31 ab 15,60 ab 21,39 128,7

Sign. *** * ** ns ns

Succ. A 20,46 2,97 17,83 a 20,34 126,5

Succ. B 19,78 3,43 14,44 b 20,81 131,3

Sign. ns ns * ns ns

0-30 20,02 3,31 16,23 21,03 127,0

30-60 20,23 3,09 16,05 20,12 130,9

Sign. ns ns ns ns ns

(*) mg/Kg p.s.

48

49

8 BIBLIOGRAFIA

Bianco V., Pimpini F. (1990), ORTICOLTURA. (Cap.6-8), Bologna: Patron Editore.

Compost una fonte di nuova fertilità (2009), Veneto Agricoltura

Giardini L. (2003), AGRONOMIA GENERALE: ambientale e aziendale. 427, Bologna: Patron

Editore

Larson W.E., Pierce F.J. (1994), The dynamics of soil and assessing soil quality, pubblication 35

Silvestrini N., Mazzoncini M., Coli A., Bonari E. (2006), L'informatore agrario 29/2006,

Lavorazioni del terreno e qualità del suolo

Toderi G., Bonari E. (1986), Lavorazioni del terreno: aspetti agronomici. Interazioni tra

lavorazioni del terreno, clima e altre tecniche agronomiche.

Neri D. (2003), Gestione del ciclo della sostanza organica per ridurre la stanchezza del suolo.

SITI INTERNET:

http://www.un.org/esa/population/publications

http://www.venetoagricoltura.org

http://www.dispa.unict.it/dispense/documenti

http://www.eea.europa.eu/it/publications

http://www.cra-cma.it/

http://www.regione.campania.it

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RINGRAZIAMENTI

Un “Grazie” di cuore va alla mia famiglia, che mi ha sempre spronato a mettere passione e

impegno e che mi ha insegnato a non mollare mai.

Un ringraziamento particolare a tutti gli amici, alla fidanzata e alla sua famiglia che mi hanno

sostenuto durante il mio percorso accademico rendendolo più piacevole e confortandomi nei

momenti più difficili.

Ringrazio inoltre il Prof. Paolo Sambo per avermi permesso di partecipare a questo lavoro di tesi e

alla Dott.ssa Valentina Gobbi per la sua disponibilità.