WP1. Gestione degli apporti fertilizzanti al suolobiologica (SOUR test). •Indagini analitiche sulla componente organica: pesi molecolari con HP-SEC, spettroscopia IR, 1H-NMR e 13C

FONDO PER LA PROMOZIONE DI ACCORDI ISTITUZIONALI“Piattaforma di biotecnologie verdi e di tecniche gestionali per un sistema agricolo ad

elevata sostenibilità ambientale”

WP1. Gestione degli apporti

fertilizzanti al suolo





WP1. Gestione degli apporti fertilizzanti al suolo



Il suolo come sistema aperto



νh

CO2

Conservation of recalcitrant

molecules

Labile molecules

CO2

C sequestration in soil by

chemical and physical

mechanisms

Adani et al., 2009. Chemosphere, 76: 523–528.



Struttura

Biomassa microbica

Ritenzione idrica

Flusso di nutrienti

Scambio cationico

Azione tampone

Chelazione metalli e xenobiotici

Sostanza organica del

suolo

y = 0.30x + 0.02

r= 0.81 p<0.05

n = 60

y = 5.13x + 12.19

r = 0.73 p<0.05

n = 87

y = 0,1853x - 0,0443r = 0.77

n = 104 p<0.05



WP1. Gestione degli apporti fertilizzanti al suolo

Effetto concimante

Effetto ammendante

1. Tecniche per valorizzarel’utilizzazione degli effluenticome fertilizzante

2. Sviluppo di indicatoridiagnostici a supporto dellaconcimazione azotata delmais

3. La sostanza organica per il mantenimento della

fertilità dei suoli



Tecniche per valorizzare l’utilizzazione degli effluenti come fertilizzante

Gli effluenti zootecnici costituiscono una fonte dielementi nutritivi, in particolare azoto, fosforo epotassio che può essere utilizzata agronomicamente.

Tale utilizzo deve essere adeguato alle caratteristichedei suoli e delle colture praticate, per evitare eccessidi nutrienti con conseguenti rilasci verso l’ambiente.

WP1. Attività 1 - UNIMI-DIA



Il problema

• Spesso gli agricoltori, non conoscendo il titolo di azoto e fosforodell’effluente, al momento della distribuzione tendono asottostimarlo per assicurare la produzione. Ciò provoca unrilascio di azoto verso le acque e un aumento del contenuto difosforo nel terreno che, soprattutto in alcune aree ad elevataintensità zootecnica, creano un problema ambientale che si stacercando di contenere anche attraverso l’applicazione dellenormative comunitarie.

• Per distribuire la quantità di nutrienti adeguata, è necessarioconoscere il contenuto di nutrienti dell’effluente.



ObiettivoObiettivo di questa attività è quello di fornire un sistema che, attraverso il monitoraggio gestionale e la messa a punto di una sensoristica adeguata, consenta di conoscere le caratteristiche degli effluenti al momento della distribuzione.

5 - 50 kg di N3 - 30 kg di P2O5

7 - 70 kg di K2O

10 m3 di liquame possono contenere:



Introduzione

• È difficile stimare l’effetto fertilizzante dei reflui zootecnici:

– La concentrazione di nutrienti è molto variabile

– La velocità di mineralizzazione dell’azoto è difficile daprevedere

– È ancora più difficile stimare gli effetti residui di distribuzioni direflui avvenute nel passato

• Sono allo studio degli indicatori diagnostici (misurati sul suolo osulla coltura) che possono indicare l’effettiva necessità di eseguirela concimazione minerale in copertura (in particolare per il mais)

WP1. Attività 2 - UNIMI-Agronomia – Agricola 2000

Sviluppo di indicatori diagnostici a supporto della concimazione azotata del mais



Obiettivi

• Identificare indicatori diagnostici utilizzabiliper segnalare la necessità dell’intervento diconcimazione in copertura al mais

• Interagire con gli altri gruppi di ricercaBIOGESTECA (zolfo, caratterizzazione dellasostanza organica del terreno)



Attività di ricerca• Prova di coltivazione in vaso del mais in serra, finalizzata al confronto

degli indicatori diagnostici

– Confronto di indicatori misurati su suolo e coltura, operando su suolidi aziende con applicazioni ripetute di liquami bovini a crescenteintensità di applicazione

• Prova di incubazione di terreni nudi in serra, finalizzata alla misura dellamineralizzazione

– Si opererà sugli stessi trattamenti della prova precedente, ma suunità sperimentali semplificate (senza pianta) per ottenere unamisura più rigorosa della mineralizzazione del C e dell’N

• Calibrazione e applicazione del modello alle due prove, con lo scopo diinterpretare le differenze produttive del mais in serra tra i diversitrattamenti

– Il modello di simulazione consentirà di comprendere i fenomenistudiati



PROTEZIONE FISICA

inaccessibilità spaziale dovuta all’occlusione della SO in

micro-aggregati e aggregati idrofobici

PROTEZIONE BIOCHIMICA

caratteristiche molecolari che comportano la conservazione dei

composti recalcitranti ??

PROTEZIONE CHIMICA

interazione con la componente minerale e ioni metallici

(Lutzow et al., 2006, Eur J Soil Sci., 57, 426; Bachman et al. 2008, J Plant Nutr. Soil Sci., 171, 14.)

WP1. Attività 3 - UNIMI-Gruppo Ricicla – Agricola 2000

La sostanza organica per il mantenimento della fertilità dei suoli

Meccanismi di conservazione della sostanza organica del suolo



Obiettivi delle attività di ricerca

• Sviluppare una procedura di indicizzazione dei processi diconservazione della sostanza organica, valutarne l’andamento neltempo ed infine, usare i dati raccolti per quantificare gli effetti alungo termine.

• Il tutto sarà finalizzato a meglio comprendere quali pratiche epolitiche devono essere sviluppate in futuro per poter riportare isuoli a quei livelli di fertilità e qualità secondo il principio di unasostenibilità dell’uso degli stessi.



• Caratterizzazione di 50 suoli rappresentativi sia della variabilità intrinseca deglistessi, in termini di caratteristiche chimiche e pedologiche, che del differente usodel suolo (monosuccessioni, avvicendamenti, uso di sistemi irrigui particolari),considerando anche campioni di suolo non interessati da tecniche agronomicheintensive.

• Indagini analitiche sui suoli: principali proprietà chimiche e fisiche, pool labile erecalcitrante della componente organica, Dyssolved Organic Matter, attivitàbiologica (SOUR test).

• Indagini analitiche sulla componente organica: pesi molecolari con HP-SEC,spettroscopia IR, 1H-NMR e 13C CPMAS-NMR, micro e meso porosità a mezzoSorptometro (nanoscale approach).

• Elaborazione di tutti i parametri studiati per il calcolo di un indice della qualitàdel suolo (IQ).

Attività di ricerca



Grazie per l’attenzione

e buon lavoro!

Documents

WP1. Gestione degli apporti fertilizzanti al suolobiologica (SOUR test). •Indagini analitiche sulla componente organica: pesi molecolari con HP-SEC, spettroscopia IR, 1H-NMR e 13C