IMPIEGO DI MATRICI ORAGANICHE (COMPOST) SU COLTURE ORTICOLE IN SUCCESSIONE Compost Production and...

IMPIEGO DI MATRICI ORAGANICHE

(COMPOST) SU COLTURE ORTICOLE IN

SUCCESSIONE

Compost Production and Use in Sustainable Farming SystemsBari, 22 ottobre 2014

Prof. Paolo Sambo

Funzioni della sostanza organica nel terreno• Miglioramento della struttura• Stimola l’attività delle piante• Apporto di elementi nutritivi • Riduce retrogradazione del fosforo• Responsabile della capacità di scambio cationico

(CSC)• Favorisce azione e sviluppo dei microrganismi

Riduzione della sostanza organica nei suoli agrari• Intensificazione dell’attività agraria• Sfruttamento eccessivo del terreno

Soluzioni pratiche• Lavorazioni del terreno• Rotazioni/successioni colturali• Concimazioni organiche

INTRODUZIONE

INTRODUZIONE

Variazioni della % di carbonio organico contenuto nei terreni in Europa

INTRODUZIONE

Fertilizzante ( t per ettaro di SAU ), distribuito in agricoltura per regione. Italia - Anno 2009

INTRODUZIONE

Min

era

l fe

rtili

se

rs

Org

an

ic fe

rtili

se

rs

Org

an

o-m

ine

ral f

ert

ilise

rs

To

tal f

ert

ilise

rs

Am

en

dm

en

ts

Co

rre

cto

rs

To

tal f

ert

ilise

rs-40-20

020406080

100

-25.5-5.4

-23.8 -23.4

76.8

-19.3

6.8

-24.8 -21.0 -18.0 -23.8

28.5

-0.3-9.6

Veneto Italy

Variazione % dei principali fertilizzanti utilizzati.Veneto e Italia, anni 2009/08

Source: processing by Regione Veneto - Direzione Sistema Statistico Regionale on Istat data

INTRODUZIONE

2004 2005 2006 2007 2008 20090

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Nitrogen Phosphoric anhydridePotassium oxide Organic fertiliser

VENETO

2004 2005 2006 2007 2008 20090

20

40

60

80

100

120

140

Nitrogen Phosphoric anhydridePotassium oxide Organic fertiliser

ITALY

Elementi nutritivi nei concimi per ettaro di superficie concimabile in kg Veneto e Italia

anni 2004-2009 (*)

(*) data for fertilisable UAA are for 2003. Fertilisable UAA includes horticultural crops (excluding fallow land) and permanent crops.

The data for organic fertiliser are due to the high use of amendments in floriculture.


INTRODUZIONE

Cereals25%

Forage crops15%

Industrial crops14%

Meadows and pastures

12%

Vines10%

Fruit9%

Vegetables5%

Meadows and fallow land

8%

Other crops2% Veneto ha

Cereals 3.867Forage crops 2.294Industrial crops 2.222Meadows and pastures 1.898Vines 1.539Fruit 1.435Vegetables 723Meadows and fallow land 1325Other crops 372

Total15.67

6


Distribuzione % della SAU interessata da fertilizzazione organica.

Veneto - anno 2009

INTRODUZIONE

Regione Veneto e zone vulnerabili

INTRODUZIONE

POSSIBILI MATRICI

ORGANICHE

LIQUAMI

LETAME

COMPOST

POLLINA

DIGESTATI

COMPOST SPENTO

DI FUNGAIA

INTRODUZIONE

Compost da RSU

Digestati Anaerobici

Compost spento di Fungaia

Il compostaggio è una pratica di trasformazione dei rifiuti (scarti organici e vegetali)

ammendante compostato misto che è fonte di nuova fertilità

MATERIALI E METODI – Compost da RSU


Prova in pieno campo

CONCIMAZIONE

% FRAZIONE MINERALE

% COMPOST

TMIN 100 0

T0 0 0

T50 50 50

T100 0 100

T200 0 20015 m

27 m

TMINbl. 3

T100bl. 3

T200bl. 3

TMINbl. 2

T0bl. 2

T0bl. 1

T200bl. 1

T100bl. 1

T50bl. 3

T50bl. 1

TMINbl. 1

T50bl. 2

T100bl. 2

T200bl. 2

T0bl. 3

TMINbl. 3

T100bl. 3

T200bl. 3

TMINbl. 2

T0bl. 2

T0bl. 1

T200bl. 1

T100bl. 1

T50bl. 3

T50bl. 1

TMINbl. 1

T50bl. 2

T100bl. 2

T200bl. 2

T0bl. 3

Rot. A Rot. B


Campionamento del terreno

Campioni di suolo (4 per parcella)

• 0-30 cm• 30-60 cm

Seccati all’aria setacciati a 2mm e 0,5mm

Analisi chimico- fisiche Analisi statistica ANOVA

e Tukey’s Test


Esecuzione delle analisi presso il laboratorio di Orticoltura del Dipartimento di Agronomia Animali Alimenti Risorse Naturali e Ambiente

Uso delle metodiche ufficiali:

• Determinazione del pH (metodo ufficiale n°III.1 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/1999 (Posizione Internazionale ISO 10390))

• Determinazione della conducibilità elettrica (metodo ufficiale n° IV.3 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/)

• Determinazione della sostanza organica (EN 13039)• Determinazione della sostanza secca (EN 13040)• Determinazione dell’azoto Kjeldhal (ISO 1656)• Determinazione di anioni e cationi (EN 13652)• Determinazione dei metalli pesanti con procedura interna

MATERIALI E METODI – Compost da RSUPrincipali caratteristiche chimico - fisiche

spring fall spring fall

pH 8.1 9.1 8.8 8.2 9.1 9.1

Electrical conductivity (mS∙cm-1) 3.8 3.0 2.5 2.7 3.2 3.0

Organic matter (%) 42.4 48.0 53.2 47.8 45.4 36.2

Organic carbon (%) 24.6 27.8 30.9 27.8 26.4 21.0

Dry matter (%) 73.1 69.0 69.3 70.3 68.2

C/N ratio 22.4 13.8 12.4 13.9 17.6 13.5

N (% dry wt) 1.1 2.0 2.5 2.0 1.5 1.6

P (% dry wt) 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.5

K (% dry wt) 0.4 1.3 1.3 1.3 1.7 1.3

Cr (mg·kg-1 dry wt) 1,2 29.5 12.3 13.5 20.2 18.9

Pb (mg·kg-1 dry wt) 2,1 8.1 17.2 21.1 23.2 26.3

Cd (mg·kg-1 dry wt) traces traces 0.2 0.1 traces traces

Zn (mg·kg-1 dry wt) 17 146 155 146 244 177

Table 5 Chemical properties of MSW compost used to grow different crops from 2007 to 2011.

Heavy metals

Macronutrients

2011 2009 spring

20102007-2008spring

6-8.5 (Law 748/1984)

<25 (Law 748/1984)

Law 748/1984

Italian compost standard

Zn <500 <1000Cd <1.5 <3.0Pb <140 <280Cr - -(*) (WRAP, 2002)

unit (mg·kg-1 dw)


pH 8,7

Conducibilità Elettrica (mS·cm¯¹) 3

Sostanza organica (%) 45,5

Carbonio organico (%) 26,4

Sostanza secca (%) 70

Rapporto C:N 15,6

Principali caratteristiche chimico - fisiche

Principali macronutrienti

N (% dry wt) 1,8

P (% dry wt) 0,5

K (% dry wt) 1,2



CONCIMAZIONE

% FRAZIONE MINERALE

% COMPOST

TMIN 100 0

T0 0 0

T50 50 50

T100 0 100

T200 0 20015 m

27 m

TMINbl. 3

T100bl. 3

T200bl. 3

TMINbl. 2

T0bl. 2

T0bl. 1

T200bl. 1

T100bl. 1

T50bl. 3

T50bl. 1

TMINbl. 1

T50bl. 2

T100bl. 2

T200bl. 2

T0bl. 3

TMINbl. 3

T100bl. 3

T200bl. 3

TMINbl. 2

T0bl. 2

T0bl. 1

T200bl. 1

T100bl. 1

T50bl. 3

T50bl. 1

TMINbl. 1

T50bl. 2

T100bl. 2

T200bl. 2

T0bl. 3

Rot. A Rot. B



2007 2008 2009 2010

Spring Fall Spring Fall Fall Spring Fall

Rot. A Pomodoro Spinacio Fagiolino Barbabietola Verza CipollaRadicchio

Lusia Precoce

Rot. BPomodoro Spinacio

Fagiolo SpinacioBarbabietola

CipollaRadicchio

Lusia Tardivo

2011 2012 2013

Spring Fall Spring Fall Spring Fall

Rot. A

Fagiolo Barbabietola Pomodoro Melone Spinacio

Rot. B

Fagiolo Cicoria Peperone Melone Spinacio

MATERIALI E METODI – Compost da RSU-Pomodoro-

N kg/ha P2O5 kg/ha K2O kg/ha

Compost

kg/hada

compost minerale da compost minerale da

compost minerale

T0 0 0 0 0 0 0 0TMIN 0 0 130 0 200 0 200T50 6378,6 65 65 48,1 151,8 53,5 146,5T100 12757,2 130 0 96,2 103,7 107,1 92,9T200 25514,4 260 0 192,5 7,5 214,5 -14,1

Apporto dei macronutrienti tramite compost da RSU e fertilizzanti minerali per le diverse tesi a confronto su pomodoro

RISULTATI– Compost da RSU-Pomodoro-

T0 TMIN T50 T100 T2000.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

tesi

t/h

a

Produzione totale per le diverse tesi a confronto su pomodoro

RISULTATI– Compost da RSU-Pomodoro-

T0 TMIN T50 T100 T2000.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

tesi

t/h

a

Produzione commerciale per le diverse tesi a confronto su pomodoro

MATERIALI E METODI – Compost da RSU-Melone-

Tesi

Apporto di nutrientiCompos

t(t ha-1)

N(kg ha-1)

P2O5

(kg ha-1)

K2O

(kg ha-1)

compost

minerale

compost

minerale

compostmineral

eT0 0 0 0 0 0 0 0TMIN 0 0 150 0 100 0 200T50 3.0 75 75 75 25 45 155T100 6.0 150 0 150 0 90 110T200 12.0 300 0 300 0 180 20

Apporto dei macronutrienti tramite Compost da RSU e fertilizzanti minerali per le diverse tesi a confronto su melone

MATERIALI E METODI – Compost da RSU-Melone-

20 m

ag 30

10

20

30 10 20 30 100

5

10

15

20

25

30

35

40

0

5

10

15

20

25

30

35

40prec t min t max

Tem

pera

tura

(°C

)P

recip

itazio

ni (m

m)

Andamento meteorologico

N° frutti marci per piantaN° frutti immaturi per pianta

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0N° frutti maturi per pianta

RISULTATI– Compost da RSU-Melone-

Numero di frutti per le diverse tesi a confronto su melone

T0 TMIN T50 T100 T200 T0 TMIN T50 T100 T200T0 TMIN T50 T100 T200

Peso frutti immaturi per pianta

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0 Peso frutti maturi per pianta

Peso frutti marci per pianta

T0 TMIN T50 T100 T200 T0 TMIN T50 T100 T200T0 TMIN T50 T100 T200

Peso (kg) dei frutti per le diverse tesi a confronto su melone


Solidi solubili (°Brix) per le diverse tesi a confronto su melone

T0 TMIN T50 T100 T200

0

1

2

3

4

5

6

7

8


RISULTATI– Compost da RSU-Melone-Anioni e cationi nei

frutti


Metalli pesanti biomassa aerea (mg/kg)


Metalli pesanti frutti (mg/kg)


Confronto tra valori dei metalli pesanti (mg/kg)

Valori max metalli riscontrati

Valore soglia di pericolosità

Cadmio biomassa aerea 0,0540,050a

Cadmio frutti 0,005

Cromo biomassa aerea 0,213 (Cr trivalente) 0,35-1,4 mg/settimanabCromo frutti 0,014

Zinco biomassa aerea 3,1957 mg/settimanac

Zinco frutti 1,961

Piombo biomassa aerea 0,0830,10a

Piombo frutti Non rilevato

a: Regolamento (CE) n. 1881/2006 aggiornato al 30.4.2011b: National accademy of science-Washingtonc: Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA)

RISULTATI– Compost da RSU-Radicchio di Lusia Precoce-

RISULTATI– Compost da RSU-Suolo-

RISULTATI– Compost da RSU-Suolo-

Cloruri Potassio Nitriti Sodio Bromuri Calcio SolfatiMagnesi

oAmmoni

oFosfati

Nitrati

Tesi mg/kg ps

T 0 11,34 9,63 3,40 18,36 0,45 125,12 12,74 19,32 2,38 2,58 15,31

T MIN 14,47 18,01 4,22 19,12 0,48 128,21 20,87 20,49 3,67 4,40 18,49

T 50 11,54 19,19 3,22 17,53 0,54 131,73 16,26 20,61 3,41 4,59 18,18

T 100 11,69 18,28 4,30 19,97 0,47 130,90 15,64 21,08 3,24 4,58 17,86

T 200 11,94 15,60 5,00 25,64 0,44 128,70 19,56 21,39 3,31 4,00 22,39

INTRODUZIONE

Compost da RSU



Impianto di digestione anaerobica nel quale vengono trattate le borlande vitivinicole e borlande della frutta ricche di sostanze organiche

ammendante compostato misto che è fonte di nuova fertilità

MATERIALI E METODI – Residui Digestati Anaerobici


Campionamento del terreno

Campioni di suolo (4 per parcella)

• 0-30 cm• 30-60 cm

Seccati all’aria setacciati a 2mm e 0,5mm

Analisi chimico- fisiche Analisi statistica ANOVA

e Tukey’s Test



• Determinazione del pH (metodo ufficiale n°III.1 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/1999 (Posizione Internazionale ISO 10390))

• Determinazione della conducibilità elettrica (metodo ufficiale n° IV.3 Supplemento Ordinario G.U. n° 248 del 21/10/)

• Determinazione della sostanza organica (EN 13039)• Determinazione della sostanza secca (EN 13040)• Determinazione dell’azoto Kjeldhal (ISO 1656)• Determinazione di anioni e cationi (EN 13652)• Determinazione dei metalli pesanti con procedura interna



pH 8,07

Conducibilità Elettrica (mS·cm¯¹) 1,18



Sostanza secca (%) 31,5

Rapporto C:N 8,7



N (% dry wt) 3,5

P (% dry wt) 0,66

K (% dry wt) 0,34

Valentina

dati dei digestati anaerobici!!!!!


CONCIMAZIONE

% FRAZIONE MINERALE

% COMPOST

TMIN 100 0

T0 0 0

T50 50 50

T75 25 75

T100 0 100

Rot. A Rot. B


T50

TMIN

T100

T75

T0

T0

T50

T75

T100

TMIN

T75

T0

T100

TMIN

T50

bl. 3

bl. 2

bl. 1

15 m

20

m

2009 2010 2011 2012 2013

Spring Fall Spring Fall Spring

Fall Spring Fall Spring

Fall

Rot. A

Lattuga Gentile

Cavolfiore

Lattuga Cappuccia

Radicchio Lusia Precoce

Patata Bietola PomodoroSpinaci

oMelone

Rot. B

Lattuga Cappucci

a

Cavolfiore

Lattuga Iceberg

Radicchio Lusia Tardivo

Patata Cicoria PeperoneSpinaci

oMelone


Apporto dei macronutrienti tramite Fanghi di distilleria e fertilizzanti minerali per le diverse tesi a confronto su pomodoro


N kg/ha P2O5 kg/ha K2O kg/haFanghi kg/ha da fanghi minerale da fanghi minerale da fanghi minerale

T0 0 0 0 0 0 0 0

TMIN 0 0 130 0 200 0 200T50 4892,2 65 65 21,8 178,2 7,9 192,1

T100 9784,4 130 0 43,6 156,4 15,8 184,2T200 19568,8 260 0 87,2 112,8 31,6 168,4

RISULTATI– Residui Digestati Anaerobici

T0 TMIN T50 T75 T1000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Produzione totale (t/ha) per le diverse tesi a confronto su pomodoro


T0 TMIN T50 T75 T1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Produzione commerciale (t/ha) per le diverse tesi a confronto su pomodoro

RISULTATI– Residui Digestati Anaerobici-Melone-

Numero di frutti per le diverse tesi a confronto


Peso (kg) dei frutti per le diverse tesi a confronto

RISULTATI– Residui Digestati Anaerobici-Radicchio di Lusia Precoce-

RISULTATI– Residui Digestati Anaerobici-Suolo-

RISULTATI– Residui Digestati Anaerobici-Suolo-

CloruriPotass

ioNitriti Sodio

Bromuri

Calcio SolfatiMagnes

ioAmmon

ioFosfati Nitrati

Tesi mg/kg ps

T0 10,63 11,36 2,81 18,84 1,44 118,35 13,77 27,52 3,55 2,22 11,93

TMIN

10,66 11,13 2,68 20,23 1,41 111,34 14,50 27,04 3,53 2,65 11,41

T50 11,17 11,70 2,31 20,05 2,22 118,23 15,10 27,91 3,17 2,48 14,11

T75 10,01 13,36 2,55 18,48 1,97 120,82 14,77 38,75 4,43 3,53 12,49

T100 10,35 13,38 2,19 18,72 1,73 118,87 14,94 37,47 5,01 3,55 11,17

INTRODUZIONE

Compost da RSU



MATERIALI E METODI – Compost Spento di Fungaia

Substrato di coltivazione di Agaricus bisporus, formato da un miscuglio di paglia, pollina e letame in diverse

proporzioni

• Possibile ammendante/fertilizzante organico

• Ripristino e/o miglioramento della fertilità

• Substrato assente da (funghi) patogeni

Inevitabile scarto di produzione



• Determinazione del pH (EN 13037)• Determinazione della conducibilità elettrica (EN 13038) –

diluizione 1:5• Determinazione della sostanza organica (EN 13039)• Determinazione della sostanza secca (EN 13040)• Determinazione dell’azoto Kjeldhal (ISO 1656)• Determinazione di anioni e cationi (EN 13652)• Determinazione dei metalli pesanti con procedura interna



pH 6

Conducibilità Elettrica (mS·cm¯¹) 7,2



Sostanza secca (%) 34,6

Rapporto C:N 17,5



N (% dry wt) 2

P (% dry wt) 0,4

K (% dry wt) 1,9

Valentina

dati dei digestati anaerobici!!!!!


CONCIMAZIONE

% FRAZION

E MINERAL

E

% COMPOST

TMIN 100 0

T0 0 0

T50 50 50

T100 0 100

Bl 1

Bl 2

Bl 3

T0

T0

T0

T100

T100

T100

T50

T50

T50

T50

T50

T50

TMIN

TMIN

TMIN

T0

T0

T0

TMIN

TMIN

TMIN

T0

T0

T0

T100

T100

T100

T100

T100

T100

T50

T50

T50

TMIN

TMIN

TMIN

Paglia + Pollina + LetamePollina + Letame

Paglia + Pollina

4 m

5 m



anno stagione coltura densità (plants/m²)

2014primavera Lattuga (gentile) 8

inverno Porro 8



Tempistica e operazione colturali

• Trapianto: 7 maggio • Raccolta: 17 giugno

Operazioni durante ciclo colturale:• -irrigazione• -zappatura• -individuazione aree di saggio

Operazioni dopo raccolta:• -conteggio e peso piante per parcella• -peso scarto e parte commerciale• -determinazione sostanza secca

RISULTATI – Compost Spento di Fungaia

Biomassa totale (t/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost

PP PL PPL0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

aa a

Compost fungaia

Bio

mas

sa t

otal

e (t

/ha)

T0 T100 T50 TMIN0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

b

aba

ab

Concimazione

Bio

mas

sa t

otal

e (t

/ha)

PP: PAGLIA + POLLINAPL: POLLINA + LETAMEPPL: PAGLIA + POLLINA + LETAME


Peso commerciale (t/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost

PP PL PPL0

5

10

15

20

25

30

35

40

aa a

Compost fungaia

Pes

o co

mm

erci

ale

(t/h

a)T0 T100 T50 TMIN

0

5

10

15

20

25

30

35

40

b

a a a

Concimazione

Pes

o co

mm

erci

ale

(t/h

a)



Scarto totale (t/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost

PP PL PPL0

2

4

6

8

10

12

aa

a

Compost fungaia

Sca

rto

(t/h

a)

T0 T100 T50 TMIN0

2

4

6

8

10

12

a

a

a

a

Concimazione

Sca

rto

(t/h

a)



N asportato totalmente (kg/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost

T0 T100 T50 TMIN0

10

20

30

40

50

60

70

80

b

a aa

Concimazione

N a

sp to

t (kg

/ha)

PP PL PPL0

10

20

30

40

50

60

70

80

bb

a

Compost fungaia

N a

sp to

t (kg

/ha)



N asportato commerciale (kg/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost


PP PL PPL0

10

20

30

40

50

60

70

bb

a

Compost fungaia

N a

sp c

omm

(kg/

ha)

T0 T100 T50 TMIN0

10

20

30

40

50

60

70

b

a aa

Concimazione

N a

sp c

omm

(kg/

ha)


N asportato con lo scarto (kg/ha) in funzione della concimazione e del tipo di compost


T0 T100 T50 TMIN0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

b

aa

a

Concimazione

N a

sp s

cart

o (k

g/ha

)

PP PL PPL0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

aa

a

Compost fungaia

N a

sp s

cart

o (k

g/ha

)


NUE (efficienza d’uso dell’azoto) in funzione della concimazione e del tipo di compost


T0 T100 T50 TMIN0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

a aa

Concimazione

NU

E

PP PL PPL0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45a

b

a

Compost fungaia

NU

E


Concimazione

Cloruri Nitrati Fosfati Solfati Na Ammonio K Mg Ca

(mg kg-1 pf)

T0 286bc 42c 425a 184b 70a 23a 3380a 100a 427a

T100 460a 223b 375ab 249a 69a 26a 3577a 99a 383ab

T50 322b 246b 337b 214ab 60b 23a 3261a 93a 351b

TMIN 217c 315a 328b 213ab 62ab 20a 3425a 93a 349b

Anioni e Cationi in funzione della concimazione

Conclusioni

Necessità di utilizzo di matrici organiche!

…a basso costo

…facilmente reperibili e trasportabili (vicine)

Ammendante..

Fertilizzante???

Conclusioni

Utilizzo come fertilizzante e in pochi anni terreni “a

regime”

Mantenimento delle rese

Mantenimento della qualità

Miglioramento del terreno

Le leggende “metropolitane”

Puzza……NO!!!!

“Sporca” i terreni…..NO!!!!

Apporta metalli pesanti…….NO!!!!

Modifica pH e salinità del suolo

Apporta semi e contaminazione biologica…..NO!!!!

(forse)

Le avvertenze e i problemi

Pazienza per alcuni anni in terreni “poveri”

Non eccedere con le dosi……

Costanza qualitativa…….

Fanghi di depurazione…….

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

IMPIEGO DI MATRICI ORAGANICHE (COMPOST) SU COLTURE ORTICOLE IN SUCCESSIONE Compost Production and...

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