Gli effetti degli ammendanti organici sulle ... · caratteristiche fisiche dei suoli: stabilità degli aggregati e densità apparente M.C. Calzolari, ... Progetto regionale “Sostanza

Gli effetti degli ammendanti organici sulle caratteristiche fisiche dei suoli: stabilità degli

aggregati e densità apparenteM.C. Calzolari, F. Ungaro, M.P. Salvador Sanchis, D. Torri

CNR - Istituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica Unità Staccata di Pedologia Applicata - Firenze

Progetto regionale “Sostanza organica nei terreni”MACFRUT 2005 – Agricesena

Istituto di Ricerca per la Protezione IdrogeologicaIstituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica

INTRODUZIONE

• L’uso di sostanza organica derivata da compost di qualità in agricoltura può essere un valido supporto al miglioramento delle proprietà fisiche degli orizzonti di superficie del suolo.

•Nei tre anni di sperimentazione appena conclusi sono state misurate due proprietà del suolo notoriamente collegate alla quantità e qualità di sostanza organica: la densità apparente e la stabilità strutturale


La densità apparente• La densità apparente (o massa volumica) è un importante indicatore di qualità del suolo, e la sua misura è un indice sintetico usato per valutare il grado di compattazione del suolo

• Questa viene determinata misurando la massa di suolo asciutto in una unità di volume (Mgm-3)


La densità apparente

•I valori normalmente misurati vanno da 0.5 a 2.0 Mgm-3

•La densità apparente dipende dalla forma degli aggregati di suolo, dal grado diimpacchettamento di questi, dalla quantità di spazi e dalla composizione delle particelle.


La densità apparente

•In generale tra i fattori che portano ad una diminuzione della densità apparente un ruolo importante è giocato dagli ammendanti organici. •Questi contribuiscono ad abbassare la densità apparente, sia perché diminuiscono la densità reale delle particelle solide del suolo sia perché contribuiscono a promuovere una più forte e stabile aggregazione interagendo con la matrice Progetto regionale “Sostanza organica nei terreni”

MACFRUT 2005 – Agricesena

La stabilità di struttura

• Gli aggregati di suolo sono gruppi di particelle che sono legate fra di loro più fortemente che con le particelle adiacenti. •La struttura del suolo condiziona il movimento dell’acqua e l’accrescimento delle radici.


La stabilità di struttura

•Per stabilità degli aggregati, o stabilità di struttura, si intende la capacità degli aggregati di resistere a sollecitazioni esterne

•Se la struttura è debole gli aggregati sono soggetti a collassare sotto l’azione della pioggia o delle irrigazioni, con possibile formazione di crosta e conseguenti problemi per l’emergenza delle semine, per l’infiltrazione dell’acqua e per la circolazione dell’aria. Progetto regionale “Sostanza organica nei terreni”

MACFRUT 2005 – Agricesena

Nel corso degli anni 2002, 2003 e 2004 sono state effettuate misure di densità apparente e di stabilità strutturale nei terreni di due aziende sperimentali differentemente trattati con compost

Progetto regionale “Sostanza organica nei terreni”


TESI Az. Marani TESI Az. StuardPescheto di nuovo impianto Seminativo asciutto

Testimone (T) Testimone (T)Letame all’impianto (L) Non Lavorato (NL)Compost all’Impianto(CI) Letame (L)Compost Copertura Dose Bassa (CCDB) Compost (C)Compost Copertura Dose Alta (CCDA) Compost Dose alta (CD)

Metodi: densità apparente

• Ogni anno sono stati effettuati tre campionamenti, e misure: all’iniziodel ciclo produttivo (aprile-maggio), a metà (luglio) e a fine ciclo(settembre).

•Nel caso dell’azienda Marani il rilievo estivo del 2002 e del 2003 èsaltato a causa delle condizioni del terreno, lavorato, per un disguido, appena prima del rilievo.

•In entrambe le aziende è stato inoltre effettuato un rilievo durante l’estate del 2001, al punto zero della sperimentazione.


• La densità apparente (Mg m-3) è stata misurata, in tre repliche su ogni trattamento, con due differenti metodi: il metodo della fustella ed il metodo dello scavo. In entrambi i casi si tratta di prelevare un campione di volume noto e pesarlo una volta essiccato.

• I due metodi forniscono informazioni diverse circa la porosità totale del suolo

• In entrambi i casi da ogni parcella sono stati prelevati tre campioni dai primi 10 cm di suolo, per un numero totale di 270 misure.

Metodi: densità apparente


• Dopo un numero di rotazioni diverso, corrispondenti ad una differente quantitàdi energia applicata, il campione viene passato attraverso un setaccio con maglia di 63 mm

• Un campione di suolo di 30 g, precedentemente inumidito, viene inserito in un cilindro rotante orizzontalmente attorno al suo asse, con 200 ml di acqua distillata, e sottoposto ad una serie di rotazioni (0.55 rot/s)

Metodi: stabilità di struttura• Esistono molti metodi per determinare la stabilità di struttura, generalmente basati sulla setacciatura degli aggregati, dopo averli sottoposti ad agitazione in acqua


• La relazione fra il numero delle rotazioni applicate e la distribuzione dimensionale degli aggregati (P63) è descritta da una equazione esponenziale non lineare

dove:d (%) è il valore finale della frazione passante a 63 µmf (%) è la differenza fra il passante a 63 µm iniziale e finale,E è il numero delle rotazioni (cioè l’energia ricevuta)

Metodi: stabilità di struttura

63_

63

EkP d fe= −

K63 rappresenta un indice sintetico di stabilità strutturale

Più alto il valore di K, più stabile la struttura del suolo


Risultati: densità apparente Azienda Stuard•Le tesi sperimentali dell’Azienda Stuard sono caratterizzate da un suolo a tessitura franco limosa, contenuto in sostanza organica nell’orizzonte di superficie intorno al 2%, e densità apparente di 1.4 Mgm-3 circa•L’andamento dei valori di densità apparente è coerente con la quantità di sostanza organica distribuita come ammendante compostato :

CD<L<C<T<NL

• I più alti valori di densità apparente si registrano nella tesi NL. Differenze statisticamente significative sono osservate fra le tesi CD, C ed L, rispetto alla tesi NL

Azienda Stuard: densità apparente (Mgm3)

1.2601.2801.3001.3201.3401.3601.3801.4001.4201.4401.460

NLTLCDC


• Confrontando i dati di densità appaprente del 1° e 3° anno, si osserva un incremento nei valori medi(anche se non significativo) nella tesi CD e per il testimone e valori sostanzialmente stabili per le tesi L, C e NL

±1.96*Std. Err.

±1.00*Std. Err.

Mean

Den

sità

app

aren

te (M

g m

-3)

T

1.22

1.28

1.34

1.40

1.46

1.52

1.58

2002 2004L

2002 2004CD

2002 2004

NL

1.22

1.28

1.34

1.40

1.46

1.52

1.58

2002 2004C

2002 2004

• Al termine dei tre anni sembra esserci un leggero peggioramento delle condizioni per la tesi con alta quantità di compost (oltre che per il testimone)

Risultati: densità apparente Azienda Stuard


• I dati di stabilità di struttura sembrano confermare quanto detto per la densitàapparente.•Il grafico mostra valori di stabilità significativamente più alti per le tesi L e C rispetto alla tesi NL, ma analoghi al testimone. Gli aggregati della tesi CD sono fra i più deboli. Solo NL ha aggregati meno resistenti

Risultati: stabilità di struttura Azienda Stuard

Azienda Stuard: stabilità di struttura (K63)

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

NLTLCDC


• Il grafico mostra l’andamento dell’indice di stabilità di struttura nel tempo di osservazione•Non sono evidenti trend particolari né chiari effetti di accumulo

Risultati: stabilità di struttura Azienda Stuard

05

1015202530354045

iniz

io

A_20

02

B_20

02

C_20

02

A_20

03

C_20

03

A_20

04

B_20

04

C_20

04

k

NLCDCLT


• Non appaiono chiare relazioni fra stabilitàstrutturale e il contenuto in sostanza organica delle diverse tesi • L’aumento del contenuto in sostanza organica è invece correlato con i valori di densità apparente. • Un effetto deprimente sulla struttura e sulla sua stabilità non è tuttavia dimostrata

Conclusioni: Azienda Stuard

Azienda Stuard: contenuto in sostanza organica (%)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

NL

T

L

CD

C

Azienda Stuard: densità apparente (Mgm3)

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

1.50

NL

T

L

CD

C

Azienda Stuard: stabilità di struttura (K63)

0

5

10

15

20

25

NL

T

L

CD

C


Risultati: densità apparente Azienda Marani•Le tesi sperimentali dell’Azienda Marani sono caratterizzate da un suolo a tessitura franco limosa, contenuto in sostanza organica nell’orizzonte di superficie intorno al 1.7%, e densità apparente di 1.25 Mgm-3 circa•L’andamento dei valori di densità apparente è anche in questo caso coerente con la quantità di sostanza organica distribuita come ammendante compostato :

CCDA < CCDB < T < L < CI

• I più alti valori di densità apparente si registrano nella tesi CI, seguita da L e da T

Azienda Marani: densità apparente (BD)

1.141.161.18

1.201.22

1.241.261.281.30

1.32

T

CI L

CCDA

CCDB


• Confrontando i dati di densità apparente del 1° e 3° anno, si osserva un incremento nei valori (anche se non significativo) nella tesi T, un abbassamento per la tesi CCDB, mentre i valori si mantengono sostanzialmente stabili nelle tesi L, CI e CCDA

Risultati: densità apparente Azienda MaraniAzienda sperimentale Marani, 2002 - 2004

Anno

B-3

Mean ±SE ±1.96*SE

TESI: T

2002 2003 20041.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

T ESI: L

2002 2003 2004

TESI: CI

2002 2003 2004

TESI: CCDB

2002 2003 20041.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

TESI: CCDA

2002 2003 2004


• Nel caso dell’azienda Marani, le due tesi che presentano la maggiore stabilità di struttura sono CI e L.•Poiché CI e L si differenziano dal testimone per il solo apporto iniziale di sostanza organica, queste risentono ovviamente delle misure del primo periodo

Risultati: stabilità di struttura Azienda Marani

Azienda Marani: stabilità di struttura (K63)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

TCI LCCDACCDB


• Nonostante i valori di stabilità strutturale siano maggiori che nel caso dell’azienda Stuard, il trend osservato sembra indicare un generale peggioramento della stabilità di struttura, forse dovuto alle continue lavorazioni del suolo. •La tesi L fra tutte è quella con la maggiore stabilità nel tempo

Risultati: stabilità di struttura Azienda Marani

0

10

20

30

40

50

60

70

80A

2002

C20

02

A20

03

B20

03

A20

04

C20

04

k

CCDACCDBCILT


• Il contenuto medio in sostanza organica delle diverse tesi è collegato ai valori di densità apparente•Non appaiono invece chiare relazioni fra stabilità strutturale e il contenuto in sostanza organica delle diverse tesi •Un generale trend negativo nei valori di stabilità di struttura interessa tutte le tesi

Conclusioni: Azienda Marani

Azienda Marani: contenuto in sostanza organica (%)

1.401.451.501.551.601.651.701.751.801.85

TCI LCCDACCDB

Azienda Marani: densità apparente (BD)

1.141.161.181.201.22

1.241.261.281.301.32

TCI LCCDACCDB

Azienda Marani: stabilità di struttura (K63)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

TCI LCCDACCDB


CONCLUSIONI• I tre anni di sperimentazione non sono sufficienti ad evidenziare differenze significative fra i diversi trattamenti

•La mancanza di risultati chiari sembra essere conseguenza dell’effetto dominante delle lavorazioni del terreno

•L’uso di compost a dosi basse e di letame sembra avere un effetto positivo sulle caratteristiche fisiche, soprattutto all’azienda Stuard

•Al contrario l’uso di elevati quantitativi di compost anno dopo anno, possono avere effetti negativi soprattutto sulla stabilità strutturale

•L’effetto deprimente sulla stabilità strutturale delle ripetute lavorazioni durante l’anno, non pare controbilanciato dagli apporti di sostanza organica

•Queste considerazioni preliminare saranno controllate nel prosieguo della ricerca


Documents

Gli effetti degli ammendanti organici sulle ... · caratteristiche fisiche dei suoli: stabilità degli aggregati e densità apparente M.C. Calzolari, ... Progetto regionale “Sostanza