Evoluzione e gestione delle malerbe inagricoltura conservativa durante la fase di transizi one

Giuseppe ZaninDipartimento DAFNAE - Università di Padova

Origine

L’agricoltura conservativa nasce negli Stati Uniti alla fine degli anni ‘30 a seguito del cosiddetto Dust bowl , una serie di tempeste di sabbia che colpirono gli stati centrali tra il 1931 ed il 1939, causate da decenni di tecniche agricole inappropriate e dalla mancanza di rotazione delle colture.

Per catturare i profitti derivanti dalla prima guerra mondiale si arrivò a uno sfruttamento agricolo oltre i limiti naturalie terre sempre più marginali (praterie) vennero messe a coltura.

Poi arrivò la siccità , il suolo si seccò diventando polveree venne soffiato via in grandi nuvole nere.

Le tempeste di sabbia edi polvere erano il segnodel degrado dei terreni .

Quel disastro ecologico causò un esodo dalle grandi pianure di oltre mezzo milione di americani che fuggirono in California lungo la Route 66

Quell’epopea fu immortalata da John Steinbeck, premio Nobel per la letteratura nel 1962, nel libro Furore(The grapes of wrath)

14 aprile 1935

Storici e ricercatori concordano che il Dust bowl sia stato il peggiore e più prolungato disastro ambientale della storia americana.

L’agricoltura conservativa nasce come risposta agronomica a questi fenomeni erosivi, e solo ora dopo più di 80 anni quei terreni cominciano ad essere lentamente rimessi a coltura.

Principi dell’agricoltura conservativa

Copertura del terreno con residui e/o con cover crop

Nessun disturbo del terreno o disturbo minimo

Rotazione delle colture

Evoluzione delle malerbe in agricoltura conservativa

Le malerbe sono piante pioniere di successioni secondarie e i campi arati sono un caso particolare di successione secondaria.

Se non intervengono disturbi, il processo di successione ecologica è unidirezionale e segue nel tempo un preciso schema di sostituzione di gruppi ecologici: da comunità formate da specie annuali (terofite, Th) si passa ad altre formate prevalentemente da alberi (fanerofite, Ph).

In assenza di disturbi meccanici si osserva un aume nto:1) delle specie biennali a rosetta, delle camefite erbacee e legnose e degli arbusti (Morus spp., Rubus spp., Ulmus spp.);

2) delle specie a disseminazione ornitocora e anemocora ;

3) delle Graminacee e delle Composite (anemofile);

4) delle specie con semi poco persistenti , con reste o pappi;

5) delle specie indifferenti , in grado di germinare tutto l’anno temperatura lo permette (P. annua, T. officinale, S. vulgaris, …).

Th H2 Hr G Chh Chl Nph Ph

Famiglie botaniche

Disseminazione

Gruppi ecofisiologici

Gruppibiologici

Tipo di semi

Indifferenti

Poco persistenti, con appendici, reste, pappo

Graminacee e Composite

Ornitocora e Anemocora

NO

N L

AVO

RA

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NE

H2, Hr, Chh, Chl, Nph+

+

+

+

+

Evoluzione delle malerbe in agricoltura conservativa

Stellaria media, Veronica persica, Senecio vulgaris, Poa annua sono specie indifferenti

Taraxacum officinale: composita, anemocora, indifferente

Rubus spp:camefita,ornitocora

Olmo:fanerofita,anemocora

In agricoltura conservativa la corretta gestione della flora infestante prevede una fase di preparazione e una di transizione , ben distinte per tipo e intensità dei mezzi di controllo utilizzati.

Il successo finale dipende molto da come viene gestita la fase di transizione

Come gestire la flora infestante

Fase di preparazione

La gestione di tipo conservativo è una tecnica ancora in evoluzione , si impara molto dagli errori ed è conveniente partire da situazioni non troppo complicate

Ad esempio scegliendo i terreni meno infestati e con scarsa presenza o addirittura assenza di specie perenni.Se le perenni sono numerose, prima di iniziare con il regime conservativo bisogna bonificare il terreno

Fase di transizione

Una caratteristica importante dello stock di semi contenuti nel terreno è la stratificazione , cioè la ripartizione verticale, perché la profondità influenza la dormienza , la germinazionee la mortalità dei semi.

Si può ipotizzare che all’inizio della fase di transizione i semi siano ripartiti uniformemente lungo il profilo del terreno e che siano quelli tipici dei terreni convenzionali , conalta dormienza, bassa germinabilità e bassa mortalit à.

Successivamente vengono sostituiti da semi tipici delle lavorazioni ridotte e della semina su sodo , conbassa dormienza, alta germinabilità e alta mortalità .

Il numero di semi nel terreno varia continuamente per sparizione e per nuovi apporti (disseminazione )

I semi spariscono per:1) Germinazione , con emergenza o senza (fatale)2) Senescenza (attacco microbico, sostanze allelopatiche…)3) Predazione4) Interramento oltre i 5 cm

La sparizione dei semi dal terreno è maggiore nei suoli soppressivi , che si costituiscono aumentando:

la sostanza organicala porositàla stabilità degli aggregati

Migliorando la qualità del terreno aumenta l’attività microbiologica e quindi l’attacco microbico ai semi ed ai germinelli.

La scarificazione microbica favorisce la germinazione e accelera la riduzione dello stock di semi

I terreni a sodo sono un ricco pabulum per uccelli, microroditorie insetti, che predano efficacemente i semi superficiali.

I predatori sono numerosi ed efficienti

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Convenzionale No-till Biologico

Se

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PANDI

CHEAL

Predazione di semi di malerbe da parte di invertebrati in tre sistemi colturali

PANDI=Panicum dichotomiflorumCHEAL=Chenopodium album

L’interramento riduce lo stock superficiale di semi.

E’ operato da insetti, lombrichi, formiche, ecc., che portano i semi oltre la profondità limite di emergenza di 5 cm .

Questi semi essendo a una profondità poco o per nulla compatibile con l’emergenza non interferiranno più con la coltura, è come se fossero spariti .

Emergono essenzialmente i semi che si trovano nei primi 10 cm di profondità, e più del 95% emerge dai primi 5 cm .

Germinazione in funzione della profondità,modello log-normale,da Chancellor (1964) modificata.CHARE=Chamomilla recutitaVIOAR=Viola arvensisPOLPE=Polygonum persicaria

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Profondità (cm)

CHARE

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POLPE

Il numero di semi nel terreno varia continuamente per sparizione e per nuovi apporti (disseminazione )

I semi spariscono per:1) Germinazione , con emergenza o senza (fatale)2) Senescenza (attacco microbico, sostanze allelopatiche)3) Predazione4) Interramento oltre i 5 cm

La diminuzione complessiva del numero di semi è riassunta dal Tasso Annuo di Decremento (TAD).Semplificando, si può ipotizzare TAD=70-75% per i semi meno persistenti e TAD<=30% per quelli più persistenti.

Per ridurre il numero di semi è necessario aumentare il TADfavorendo i processi che causano la sparizione dei semi, con l’obiettivo di ridurre lo stock a circa 1-2 milioni di semi/ha (100-200 a mq)

Per prevedere l’evoluzione dello stock di semi è necessario fissare le condizioni iniziali e la dinamica di sparizione.

ESEMPIO DI CALCOLO DELLA VARIAZIONE DELLO STOCK DI SEMI NEL TEMPO

Stock complessivo : 100 milioni di semi per ettaro, cioè 10.000 semi/mq, in uno strato di terreno di 40 cm.

Profondità limite per l’emergenza: 5 cm .Se la ripartizione è uniforme, nello strato 0-5 cm sono presenti 10.000*5/40=1.250 semi/mq .

1250 semi/mq

ESEMPIO DI CALCOLO DELLA VARIAZIONE DELLO STOCK DI SEMI NEL TEMPO

Stock complessivo : 100 milioni di semi per ettaro, cioè 10.000 semi/mq, in uno strato di terreno di 40 cm.

Profondità limite per l’emergenza: 5 cm .Se la ripartizione è uniforme, nello strato 0-5 cm sono presenti 10.000*5/40=1.250 semi/mq .

TAD (Tasso annuo di decremento): 0,8 dello stock.Alla fine del 1° anno restano:[1250-(1.250*0,8)]=250 semi/mq .Si può ipotizzare che dei 1.000 semi spariti, 500 siano emersi e 500 spariti per altre cause, e che i 500 emersi siano emersi metà in coltura e metà in intercoltura.

Disseminazione (seed rain): 0,4 dello stock. Quindi al 1° anno sono aggiunti allo stock 1.250*0,4=500 semi/mq .

Alla fine del 1° anno sono presenti (250+500)=750 semi/mq .

La disseminazione contrasta la diminuzione dello stock

Secondo l’Extension Service di Purdue University“Serve un periodo di transizione di 5-7 anni prima che un sistema di agricoltura conservativa raggiunga l’equilibrio, e in quel periodo le rese possono essere inferiori”

Nella fase di transizione bisogna favorire la sparizione dei semi dal terreno tramite la predazione e l’attacco microbico e limitare il più possibile la disseminazione

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Pro

fon

dit

à (

cm)

Aratura Ripuntatura No-tillage

Svuotare la

strato

Evitare che si

riempia troppo

Nella fase di transizione, la disseminazione deve essere ridotta in presenza della coltura in atto oppure durante l’intercoltura .

In presenza della coltura la disseminazione può essere ridotta controllando al meglio l’infestazione

In questa fase il diserbo chimico andrebbe sfruttato al meglio , consapevoli che se la fase di transizione è ben gestita poi si potrà ridurre l’input chimico.

Come fare per ridurre la disseminazione???

Secondo l’Extension Service di Purdue University

“I primi anni di no-tillage possono richiedere maggiori input di erbicida. Tuttavia … dopo che il sistema si è stabilizzato, il costo degli erbicidi generalmente diminuisce e diventa competitivo con quello dei sistemi convenzionali”.

Si tratta di partire bene e di avere pazienza, evitando troppa rigidità normativa nella fase di transizione.

Per contenere la disseminazione dentro la coltura durante la fase di transizione si deve sfruttare anche la competizione della coltura che deve chiudere la fila velocemente

Bisogna seminare uniformemente, alla giusta profondità, non costipare il terreno ….

Ciò comporta anche l’uso dimacchine adeguate , ad esempioseminatrice, trattori e carri per le granaglie con ruote larghe…

Durante l’intercoltura la riduzione della disseminazione dovrebbe riguardare:

1) i semi maturati prima del disseccamento del letto di semina di una coltura primaverile (1);2) i semi maturati da malerbe emerse tardivamente dentro la coltura primaverile o maturati su nuove ramificazioni prodotte dopo la raccolta della coltura primaverile (2a) o del grano (2b);3) i semi maturati da malerbe emerse dopo la raccolta del grano (3).

Trattamento tardivo con glifosate

Se il letto di semina è disseccato tardivamente, la maturazione dei semi e la loro germinabilità può essere molto alta

Specie Germinazione (%)Stellaria media 91,5Taraxacum officinale 93,0Senecio vulgaris 95,5Poa annua 96,0Cardamine hirsuta 87,0

Germinabilità dei semi di alcune malerbe prima del trattamento tardivo con glifosate (metà aprile)

Emergenze dopo la raccolta della soia da semi disseminati prima della semina

Inizio ottobreStellaria media Cardamine hirsuta

Poa annua: emergenze dopo la raccolta della soia da semi disseminati prima della semina

Inizio ottobre

Portulaca oleracea , disseminazione dopo la raccolta di piante emerse tardivamente nella coltura

Amaranthus retroflexus , disseminazione da rami formatisi dopo la raccolta

Chenopodium polyspermum , disseminazione dopo la raccolta

Digitaria sanguinalisdisseminazione dopo la raccolta

Inizio ottobre

Mercurialis annua

Infestazione sulle stoppie del grano:di solito i tempi dell’intervento sono tarati sulla spigatura di Sorghum halepense o Echinochloa crus-galli

Centaurium pulchellum, Anagallis arvensis in fiore….

Specie emerse dopo la raccolta del grano che andranno a seme a ottobre

Sigesbeckia orientalis

Conyza canadensis

Bidens frondosa

Acalipha virginica

Va poi considerato che in una fase di cambiamento climatico come l’attuale gli autunni sono più caldi e le malerbe hanno maggiori probabilità di disseminare prima del freddo.

In Italia questo autunno 2016 è il 4° più caldo da 200 anni.

Abutilon a fine settembre

Conclusioni

Nella fase di transizione bisogna prestare attenzione alla disseminazione dentro la coltura e nei periodi di intercoltura

Eliminare completamente la disseminazione è impossibile; si deve operare per contenerla al di sotto del 40% dello stock di semi di inizio anno

Innanzitutto è importante pulire bene i letti di semina,usando correttamente il glifosate

Usare bassi volumi (50-200 L/ha )Maggiore penetrazione, più efficaciaMeno problemi dovuti alla presenza di calcio e magnesio

L’aggiunta di solfato ammonico (1-2% della soluzione)Riduce gli effetti negativi delle acque dureFavorisce l’assorbimento (effetto umettante)

E’ importante applicarlo in prossimità della semina, primadella disseminazione delle malerbe ma anche prima che la biomassa da disseccare diventi troppo elevata

Le dosi di glifosate vanno adeguate alla sensibilitàdelle malerbe, per specie e stadio.

Geranium dissectum

La pulizia del letto di semina attualmente si realizza con il glifosate ma in futuro potrebbe anche non

essere più utilizzabile…..

Le alternative al glifosate sono poche:

-per gli erbicidi di sintesi bisogna valutare l’impatto ambientale -per gli erbicidi naturali ( es. acido pelargonico), bisogna valutare le reali prestazioni agronomiche nel tempo ed i costi.C’è molto da lavorare su questo tema!!!

Utile anche l’inserimento di cover crop che comunque è più opportuno nella successiva fase di mantenimento in quanto nella fase di transizione il loro impiego può rendere meno efficace il controllo delle malerbe vivaci

Le cover crops sono utili a patto di saperle fare bene

Grazie