Fertilització

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Triple grànuls de superfosfat, un fertilitzant fosfat amb un alt contingut de fòsfor.

La fertilització és una tècnica agrícola que contempla el subministrament de fertilitzants per tal d’augmentar l’aportació del sòl en un o més elements nutricionals a l’efecte de la nutrició mineral de les plantes agrícoles.

Abast

La fecundació entra en la categoria més àmplia de tècniques de fertilització ; per definició, canvia una part de les propietats químiques del sòl (en aquest cas la composició química) amb l'únic propòsit de satisfer les necessitats nutricionals dels cultius. Per tant, es diferencia de la modificació pel fet que la millora de les propietats físiques està fora del seu abast. També es diferencia de la correcció perquè la fecundació no pretén canviar el pH .

Diferents fertilitzants tenen un efecte corrector o corrector, per tant, pot haver-hi casos en què la fertilització sigui secundàriament correctora o correctora, en relació amb les quantitats de fertilitzants afegides:

  1. Efecte modificatiu. L’efecte modificatiu de la fertilització s’obté sobretot amb l’aportació de fertilitzants orgànics: la fertilització orgànica generalment incorpora quantitats significatives de fertilitzants (de l’ordre de desenes o centenars de quintals per hectàrea ), per tant es reflecteix la considerable contribució de la matèria orgànica després de la humificació. , amb una millora de l'estructura del sòl . La fertilització mineral pot tenir un efecte de millora del sòl només quan s’administren fertilitzants químics de baix títol i rics en calci en sòls àcids pobres en matèria orgànica. De fet, en aquests sòls l’estat estructural està determinat principalment per col·loides minerals amb un baix grau de saturació bàsica; El calci, per tant, té un efecte positiu en la millora de l’estructura. D’altra banda, les quantitats reduïdes d’adobs administrats amb fertilització mineral (de l’ordre d’unes poques unitats de q / ha, gairebé sempre inferiors a 10) asseguren que l’efecte modificatiu de la fertilització mineral sigui sempre suau i temporal.
  2. Efecte corrector. L’efecte correctiu de la fertilització és una mica limitat i s’obté, mitjançant la fertilització mineral, amb l’ús de fertilitzants no neutres constitucionalment o fisiològicament. Els fertilitzants àcids o bàsics constitucionalment són els compostos per sals sotmeses a hidròlisi salina ; Els fertilitzants àcids o bàsics fisiològicament són aquells que produeixen un residu aniónic o catióic a causa de l’efecte de l’absorció biològica diferencial [1] . En qualsevol cas, a causa de l’elevat poder amortidor del sòl i de les modestes quantitats de materials incorporats a la fertilització mineral, l’efecte correctiu de la fertilització és molt suau i de curta durada i només es produeix amb un efecte acumulatiu quan, durant els anys, la fertilització es realitza sempre amb els mateixos fertilitzants.

Pel que s’ha dit anteriorment, la distinció entre fecundació, esmena i correcció semblaria bastant tènue, en realitat és el context que defineix clarament el tipus d’intervenció:

  • Aportació d’un fertilitzant mineral: sempre es limita a uns quintals per hectàrea, per tant, fins i tot una possible modificació secundària o efecte corrector és lleu i de curta durada. Un cas particular és la calç agrícola [2] : atès que és un material que conté òxid de calci (CaO) i òxid de magnesi (MgO), la cal és simultàniament un fertilitzant (el magnesi i el calci són macroelements de la fertilitat), un corrector (l Calci l’hidròxid és una base moderadament forta, per tant augmenta el pH ), un condicionador del sòl (el calci i el magnesi augmenten el grau de saturació bàsic dels col·loides, afavorint la seva floculació i millorant l’estat estructural). L’aportació d’uns quintals per hectàrea de calç és una fertilització en tots els aspectes, mentre que l’efecte corrector és pràcticament insignificant. Si, en canvi, es fan diverses desenes de quintals per hectàrea, podem parlar de correcció. Finalment, l’efecte modificatiu de la calç sempre és secundari tant a la fecundació com a la correcció.
  • Aportació d’un fertilitzant orgànic: si es limita a uns quintals o a algunes desenes de quintals, la intervenció és una fertilització en tots els aspectes, mentre que l’acció modificadora només és secundària i lleu; si, en canvi, s’incorporen quantitats de l’ordre de centenars de quintals, parlem d’esmena i, al mateix temps, de fertilització o enriquiment bàsic.

Classificació

No hi ha una classificació esquemàtica real dels tipus de fertilització, però alguns tipus d’intervenció tenen un nom específic en relació amb la finalitat, el mètode d’execució i la naturalesa dels fertilitzants utilitzats.

Fecundació ordinària

En general, la tècnica, independentment del mètode d’execució, té els requisits previs d’una fertilització de manteniment ordinària, realitzada segons el principi d’anticipació. Amb aquest propòsit, la fertilització té com a finalitat mantenir estable el subministrament de nutrients al sòl al llarg del temps, evitant així l’empobriment progressiu causat en part per l’eliminació del cultiu i en part pels factors naturals d’empobriment ( rentat , volatilització , insolubilització , erosió , etc. ). etc.). La fecundació per manteniment es practica aplicant dos principis alternatius:

  • Principi de restitució: les quantitats de nutrients efectivament eliminats del cultiu amb la retirada dels productes es retornen al sòl, brut de pèrdues naturals.
  • Principi d’anticipació: les quantitats de nutrients que s’eliminaran del cultiu actual s’administren al sòl brut de pèrdues naturals.

Aparentment, no hauria d’haver cap diferència, a la llarga, entre la restitució i l’anticipació, però és una bona pràctica aplicar el principi d’anticipació: l’anticipació dels elements dóna al sòl un estat de fertilitat química superior a la mitjana. Els cultius que són particularment exigents en un o més elements de fertilitat poden aprofitar l’anticipació a mesura que creixen en sòls més fèrtils; per aquest motiu, la fertilització es realitza generalment al començament del cicle del cultiu o dividint una part de la dosi de fertilitzant en diverses intervencions del cicle actual.

Tot i això, cal assenyalar que en el context d’una rotació de cultius, els dos principis es poden aplicar de forma elàstica segons la resposta dels diferents cultius, optimitzant la tècnica en un pla de fertilització plurianual real. Per entendre el concepte, es pot fer referència a la fertilització de potassi en l’exemple simplificat d’una rotació de quatre anys, en un sòl generalment argilós, amb la següent successió: remolatxa - blat - tomàquet - ordi [3] .

La remolatxa és un cultiu clàssic amant del potassi que elimina grans quantitats de potassi, però respon poc a la fertilització del potassi en sòls argilosos, ja que absorbeix el potassi també mitjançant formes immobilitzades no disponibles per a altres cultius (potassi fix [4] i, encara més, , l'intercanviable [5] .

Els cereals (ordi i blat) són principalment cultius exigents en nitrogen i fòsfor , mentre que eliminen quantitats apreciable de potassi. El potassi eliminat dels cereals s’acumula en gran part a la palla , per tant, en la hipòtesi en què la palla no s’elimini de la granja, es retornarà al sòl a partir dels residus del cultiu. En qualsevol cas, els cereals de tardor-hivern no responen a la fertilització de potassi en sòls que ja tenen una bona dotació.

El tomàquet és una planta amant del potassi i respon clarament a la fertilització del potassi, ja que aquest element és fonamental per a l'acumulació de sucres i per a la coloració de les baies; també es veu afectat per l’antagonisme fisiològic entre el potassi i els elements alcalino-terrestres (calci i magnesi) que poden estar presents en grans quantitats al sòl. Per tant, el cultiu es beneficia d’un alt subministrament de potassi, especialment en sòls neutres o amb tendència a l’alcalinitat.

Basant-se en aquestes consideracions, és possible calcular el requeriment total de potassi dins de la rotació de quatre anys i net de qualsevol devolució amb palla de cereals (o amb purins si la granja té una explotació reproductora). La quantitat que correspon a les necessitats es pot dividir assignant-la principalment als tomàquets, reservant una porció modesta per a la remolatxa i el blat i suspenent-la completament per a l'ordi, cosa que explota molt bé l'efecte residual de la fertilització potàssica del tomàquet.

Independentment de les consideracions fetes anteriorment, la dosi de nutrients a fer amb la fecundació ordinària depèn de molts factors. Aquest aspecte es tractarà en els paràgrafs següents.

Fecundació bàsica

La fertilització bàsica té un caràcter extraordinari i, en general, es realitza només una vegada abans del cultiu d’una terra destinada al cultiu herbaci o abans de la plantació d’una plantació llenyosa (vinya, hort, olivera, etc.). L’objectiu de la fertilització bàsica és elevar l’estat de fertilitat química del sòl proporcionant quantitats considerables dels nutrients deficients, per tal d’elevar la dotació a nivells mitjans-alts de la capa explorada principalment per les arrels (de mitjana els primers 40 cm). Amb els mateixos propòsits, la fertilització per enriquiment es duu a terme quan es vol elevar l’estat de fertilitat d’una terra que ja es cultiva. Aquest cas es produeix quan mai s’ha dut a terme una fertilització bàsica o s’han aplicat plans de fertilització incorrectes que, a causa de l’explotació pluriennal de la terra, han provocat el seu empobriment.

La dosi que s’ha d’aplicar en una fertilització bàsica va més enllà de les necessitats de cultius específics i es basa exclusivament en els resultats proporcionats per una anàlisi químico-física del sòl. Els paràmetres a tenir en compte són el subministrament específic d’elements nutricionals, la densitat aparent i la textura . Les orientacions segons el context canvien segons els elements nutricionals, especialment en relació amb la seva mobilitat al sòl:

  • Potassi: és un element poc mòbil i no sotmès a volatilització. A part de l’eliminació del cultiu, l’únic factor de pèrdua està representat per la lixiviació en sòls pobres en col·loides (sòls marcadament sorrencs) i per l’ erosió . Excloent aquesta última possibilitat, que representa un fenomen prevenible, la fertilització bàsica és útil i duradora en tots els casos, excepte en sòls sorrencs, on no es recomana.
  • Fòsfor: és un element poc mòbil i no sotmès a volatilització. Per tant, s'apliquen les mateixes consideracions per al potassi. No obstant això, el fòsfor està sotmès, en sòls amb un alt contingut de pedra calcària activa, al fenomen de la retrogradació , és a dir, a la precipitació química en forma de fosfat tricalcic . La retrogradació del fòsfor és una pèrdua en tots els aspectes i és un fenomen difícil de manejar i que s’ha d’afrontar amb precaucions especials. Per tant, en sòls fortament calcaris, la fertilització bàsica amb fosfat és de curta durada i s’ha de considerar amb deteniment.
  • Nitrogen: és un element molt mòbil, fàcilment sotmès a pèrdues degudes a l’esgotament i, en cas d’ incendi i (en sòls calcaris) d’alta temperatura, a pèrdues de volatilització; una fracció moderada és retinguda pels col·loides en forma amoníac (ió NH 4 + ), mentre que les reserves estables reals estan representades pel nitrogen orgànic incorporat a la substància orgànica i l'humus. Per tant, la fertilització bàsica s’ha de fer exclusivament mitjançant fertilitzants orgànics, tenint en compte que la dinàmica del nitrogen depèn estrictament de la de la substància orgànica: a les regions de clima càlid, la substància orgànica està sotmesa a intensos processos de mineralització, per tant, els efectes la fertilització amb nitrogen només serà temporal. Això no exclou en cap cas l’eficàcia d’una fertilització periòdica d’enriquiment realitzada amb fertilitzants orgànics, que té efectes beneficiosos a curt i mig termini, especialment en sòls pobres en matèria orgànica, que són la norma a les regions temperades càlides (per exemple, Itàlia meridional i insular).

Fertilització mineral i orgànica

La fertilització mineral és la que es realitza amb fertilitzants minerals i, per extensió, amb els organo-minerals. Es tracta de materials produïts per la indústria extractiva i, sobretot, per la indústria química, àmpliament distribuïda al mercat i, a les regions d’economia de mercat, àmpliament distribuïda a través dels canals de subministrament habituals de les empreses agrícoles. La seva disponibilitat a les regions en economia en desenvolupament és problemàtica, per tant, són prohibitivament cars en els països que practiquen agricultura extensiva o de subsistència.

La fertilització orgànica és la que es realitza amb fertilitzants orgànics [6] que, almenys tal com es defineix a la legislació europea, són materials d’origen biològic que contenen carboni orgànic lligat a un dels elements de la fertilitat. L’adob orgànic per excel·lència, que tradicionalment s’utilitza a l’agricultura, és el fem o fem, obtingut a partir de la fermentació i maduració de la brossa de les granges tradicionals [7] . Altres fertilitzants orgànics àmpliament utilitzats en l'agricultura moderna són les aigües residuals [8] , mentre que menys difoses, per motius econòmics o tècnics, són la torba [9] , el compost [10] , els purins [11] , els purins verds [12] .

En general, els fertilitzants orgànics tenen un títol molt inferior al dels fertilitzants químics i tenen una disponibilitat, als països industrialitzats, estretament lligada a les condicions estructurals, a causa de l’especialització i regionalització de les adreces de producció a l’agricultura. Per aquestes raons, a les regions amb una agricultura intensiva i orientada al mercat , la fertilització mineral és una tècnica molt més estesa que l’orgànica a causa dels seus considerables avantatges operatius i econòmics. De fet, els fertilitzants químics són fàcilment disponibles al mercat i, en referència al títol de les unitats fertilitzants, tenen uns costos de transport, emmagatzematge i distribució menors. També es manipulen més fàcilment. A tall d’exemple, l’administració de 100 kg / ha de nitrogen, que correspon a una dosi mitjana-baixa per a un cultiu industrial genèric, requereix l’aportació de fins a 200 quintals d’adob boví madur (títol mitjà 0,5% en N) i una mica més de 2 quintals d’urea (títol 46% en N). El preu dels fems varia molt d’una zona a l’altra en funció de molts factors; independentment de la disponibilitat, el cost del transport té un impacte significatiu i, de mitjana, el cost unitari per a l'agricultor, inclòs el transport i el subministrament, és de l'ordre de 1-1,5 € / q [13] , el de la urea té preus de l’ordre de 2,5 € / q [14] . Sobre la base d’aquests valors, que tenen un caràcter indicatiu exclusiu, la fertilització de l’exemple només per al subministrament costaria a l’agricultor uns 200 € / ha, en el millor dels casos, distribuir els fems, en comparació amb els 50 € / ha, distribuir la urea. La diferència de costos entre la fertilització mineral i la fertilització orgànica s’accentua si es tenen en compte fertilitzants orgànics més fàcils de trobar (en comparació amb els fems) però més cars, com el compost, que tindria un cost d’adquisició, inclòs el transport, de l’ordre de 2,5-2,6 € / q [15] .

La comparació entre la fertilització mineral i orgànica no es pot basar, però, exclusivament en paràmetres tècnics-econòmics, sinó també en els aspectes sanitaris i ambientals i, per a alguns fertilitzants, en els legislatius.

La fertilització orgànica, amb les reserves adequades quant a les aigües residuals i algunes aigües residuals agroindustrials, té un impacte modest tant sobre el medi ambient com sobre la salut dels consumidors. Des del punt de vista ecològic, el sòl també representa el lloc per excel·lència per a l’eliminació de residus orgànics, ja que en tots els ecosistemes terrestres la comunitat d’organismes en descomposició s’instal·la principalment al sòl. L’inconvenient més probable que pot presentar la fertilització orgànica, des del punt de vista ambiental, és la possibilitat de contaminació dels aqüífers , amb l’administració de quantitats excessives de clavegueram del bestiar, o l’acumulació de metalls pesants o de diverses substàncies d’una certa toxicitat, amb l’addició de compost derivat del tractament de residus civils o industrials no adequats [16] .

La fertilització mineral, en canvi, té un potencial impacte negatiu sobre el medi ambient i, indirectament, sobre la salut, a causa de la possibilitat de contaminació de les aigües subterrànies derivada de l’eliminació de sals, especialment els nitrats . Aquest esdeveniment es produeix especialment en sòls que solen ser solts i sotmesos a subministraments freqüents i abundants d’aigua, naturals o artificials, juntament amb fecundes fertilitzacions amb nitrogen. El pas de nitrats a les aigües subterrànies i, en segon lloc, als cursos d’aigua és perillós a causa de l’aparició de fenòmens d’ eutrofització a les aigües superficials i de la possible acumulació de nitrats a l’aigua potable dels aqüeductes alimentats per les aigües subterrànies. En el passat, sobretot als anys vuitanta , l'agricultura al nord d'Itàlia es va posar en dubte per l'eutrofització del mar Adriàtic , causada per l'excés de nitrats i fosfats transportats des del Po . Tot i això, s’ha d’especificar que és difícil eliminar els fòssils en sòls italians, ja que aquest element queda ben retingut pel poder absorbent del sòl .

Un altre punt contra la fertilització mineral és la menor salut dels productes que s’obtenen amb ella. També en aquest cas, els majors riscos es deriven de l'acumulació de nitrats en verdures de fulla (amanides, remolatxa, espinacs, etc.), que es produeix sobretot amb abundants fertilitzacions nitrogenades. L’acusació de fertilitzants químics, en realitat, és el resultat d’una mala informació i una repulsió subjectiva cap a tot allò que no és d’origen biològic: els compostos químics, ja siguin biològics o sintètics, estan sotmesos a dinàmiques en els processos del sòl que, en última instància, condueixen a idèntics qualitativament. resultats: les plantes, per exemple, absorbeixen nitrogen en forma d'ió nitrat (NO 3 - ) [17] , dissolt a la solució del sòl que circula; això pot provenir de diferents fonts: es pot aportar directament amb la fertilització mineral o pot derivar de la nitrificació del nitrogen amoniacal, al seu torn feta amb la fertilització mineral, o produïda per la mineralització de compostos orgànics. En última instància, el nitrogen entra a les plantes en forma de nitrat, independentment de si prové de fertilitzants minerals o orgànics; si l’acumulació de sals, potencialment tòxiques [18] o no, és més freqüent en productes agrícoles obtinguts amb fertilització mineral, la causa s’atribueix principalment a la major possibilitat d’arribar a dosis excessives amb l’ús de fertilitzants químics. Els fertilitzants orgànics, en canvi, tenen títols molt més baixos i l’aportació d’elements nutricionals és limitada quantitativament i està relacionada amb la dinàmica de mineralització, que allibera progressivament les formes minerals. Per tant, el menor impacte de la fertilització orgànica es deuria a una nutrició "moderada" de les plantes.

Independentment de les posicions adoptades en el debat a favor i en contra de la fertilització mineral, cal considerar en qualsevol cas que aquesta pràctica està prohibida per les normatives de l' agricultura ecològica , que només preveuen la fertilització orgànica.

Fertigació

La fertirrigació és una pràctica de fertilització que consisteix en l'administració de fertilitzants transportats per l'aigua de reg . La tècnica es pot aplicar, amb plantes de diferents tipus, tant per a la fertilització mineral com per a la fertilització orgànica (utilitzant, per exemple, aigües residuals), però generalment s’adopta per a la fertilització mineral. De fet, la fertirrigació consisteix a barrejar una solució fluida de fertilitzants amb aigua de reg, una operació impossible de dur a terme amb la majoria de fertilitzants orgànics.

Un sistema de fertirrigació inclou un o més dipòsits d’emmagatzematge de la solució nutritiva, amb respectius dispositius d’aspiració i empenta, que introdueixen la solució directament al conducte de reg o a una de les seves branques. El sistema està equipat amb una unitat de control que regula el cabal del flux de mescla en funció de paràmetres químic-físics preestablerts. Entre aquests, els fonamentals són la concentració salina de l’aigua de reg fertilitzada i el pH . El primer paràmetre permet controlar la dosi d’adobs, per exemple mitjançant conductivitat elèctrica , el segon permet controlar la dinàmica d’absorció de nutrients, estretament lligada al pH. L'ajust del pH es realitza actuant sobre el cabal de mescla, segons el tipus de planta, d'una solució àcida o bàsica. Un sistema de fertirrigació d’aquest tipus es pot automatitzar completament mitjançant electrovàlvules controlades per una unitat de control o, més senzillament, per dispositius temporitzats.

L’avantatge de la fertirrigació consisteix en l’optimització de la nutrició mineral, ja que l’administració de fertilitzants es pot adaptar a la dinàmica de les necessitats nutricionals del cultiu durant el cicle: un ús òptim del sistema també inclou la variació de la dosi i del fórmula de fertilització segons la fase fenològica del cultiu. La fertirrigació és adequada per a ús en sistemes de reg a pressió, preferiblement amb distribució localitzada ( reg per degoteig o altres sistemes de micro - reg ). Tenint en compte els elevats costos fixos de les plantes i els costos operatius no menyspreables [19] , la fertirrigació es limita generalment als sectors de l’ horticultura , la fruiteria , la floricultura i l’ hivernacle . Tot i això, no hi ha restriccions tècniques en l’adopció d’altres cultius herbacis de camp obert.

Fecundació foliar

La fecundació foliar és una tècnica per administrar fertilitzants que explota la capacitat de les plantes d’absorbir l’aigua i les sals minerals que s’hi dissolen a través de l’ epidermis i els estomes de les fulles. El comportament de les plantes i l’eficàcia de la intervenció varien segons diversos factors (espècies vegetals, edat de les fulles, morfologia i anatomia, substàncies utilitzades, mètodes de polvorització, etc.). les dosis aplicables a la fecundació foliar són molt inferiors a les relatives a la fecundació ordinària, tot i que són molt efectives. També s’ha de considerar que l’ús de dosis elevades o substàncies específiques pot causar fitotoxicitat.

En principi, la fertilització foliar no és adequada per a finalitats nutricionals, però es pot considerar sobretot com una intervenció integradora que permet resoldre deficiències nutricionals, sovint freqüents en microelements ( ferro , zinc , coure , bor , manganès , molibdè ) i el subministrament d’aminoàcids i substàncies estimulants i reforçants d’assimilació ràpida. Els oligoelements s’absorbeixen en quantitats molt limitades i les deficiències nutricionals són generalment causades per fenòmens d’insolubilitat o antagonisme d’absorció, en lloc de deficiències reals al sòl. En aquest cas, l’administració foliar us permet alliberar-vos de les causes reals que causen la deficiència.

Màquines per a la distribució de fertilitzants

En referència a la fertilització realitzada en agricultura ordinària amb fertilitzants en forma sòlida, la distribució dels fertilitzants es realitza generalment mitjançant màquines específiques adequades per a determinats propòsits. No obstant això, alguns tipus estan dissenyats per a la distribució de fertilitzants líquids o gasosos.

Repartidor d’adobs

Abonador centrífug

L’ estenedor d’adobs està dissenyat per a la distribució d’adobs minerals sòlids, les formulacions dels quals són en grànuls o, amb menys freqüència, en cristalls o en pols, però alguns tipus també són adequats per a la distribució d’adobs orgànics reduïts en pellets (per exemple, fem) i, indegudament, per a la distribució de llavors en la sembra de radiodifusió . Hi ha dos tipus bàsics d’escampadors de fertilitzants, d’acció centrífuga o pneumàtica.

L’ abonadora centrífuga és el tipus més barat i més utilitzat. Consisteix en una tremuja de càrrega invertida de forma cònica o piramidal, que deixa caure el fertilitzant per gravetat sobre una plataforma giratòria accionada per la presa de força del tractor . Com a resultat de la força centrífuga, el fertilitzant que cau sobre la plataforma es llença de nou en forma de ventall, cobrint una banda rectangular amb l'avanç del tractor. El fertilitzant es dosifica ajustant l'obertura de descàrrega de la tremuja i la velocitat d'avanç del tractor. El sistema és força aproximat tant en la dosificació com en l’homogeneïtat de distribució, tot i que aquests límits són acceptables i compensats pel baix cost de la màquina; de fet, un tractorista expert és capaç d’operar superposant les bandes de distribució, obtenint una homogeneïtat apreciable de distribució i ajustant la velocitat a la quantitat de fertilitzant que s’administrarà en una sola passada. Els abonadors centrífugs són adequats per a la distribució de fertilitzants granulats, cristal·lins o en pellets, tot i que no són molt adequats per a la distribució de fertilitzants en pols (per exemple, escòries de Thomas i antigues formulacions de cianamida de calci). En qualsevol cas, les formulacions de pols tenen ara una difusió marginal i s’utilitzen principalment per a fertilitzants solubles que s’utilitzen en fertirrigació.

L’ estenedor d’adobs pneumàtic és un tipus més sofisticat i menys estès a causa dels costos fixos i de manteniment més alts. Consisteix en una tremuja de càrrega que deixa caure el fertilitzant en un corrent d'aire forçat que el transporta a través de canonades fins al sistema de distribució. Bàsicament consisteix en una barra transversal en què es distribueixen els brocs de distribució. En comparació amb els abonadors sòlids, té l'avantatge de regular millor la distribució i no requereix la superposició dels passatges, ja que la distribució és per si mateixa homogènia. Els límits de funcionament consisteixen en les formulacions que es poden utilitzar: el transport pneumàtic és adequat per a la distribució de fertilitzants en pols o microgranulats, mentre que no és molt adequat per a grànuls, cristalls i, encara més, pellets .

Sembradores

Les sembradores estan equipades amb tremuges separades per carregar fertilitzants i llavors

En tècniques normals, la major part del fertilitzant es distribueix al començament del cicle del cultiu, si no en una sola solució, eliminant completament les intervencions sobre el cultiu en curs (fertilització de coberta). La necessitat de simplificar les operacions de cultiu i reduir el nombre d’intervencions ha conduït a la concepció de sembradors que realitzen altres operacions al mateix temps que la sembra . Fins i tot les màquines més senzilles, com les sembradores universals, combinen la sembra amb l’adob. Aquestes màquines tenen dues tremuges separades, una per a la llavor i l’altra per al fertilitzant; la deposició de la llavor i del fertilitzant té lloc simultàniament mitjançant els mateixos dispositius de distribució. El sistema d'alliberament es troba a la part inferior de les tremuges, cosa que permet ajustar el flux de la llavor i del fertilitzant de manera diferencial segons les diferents necessitats.

Aquesta solució és la realització pràctica del principi de fertilització localitzada: el fertilitzant es distribueix al llarg de la filera de sembra donant al sòl un alt estat de fertilitat química a les rodalies de la planta des de les primeres etapes.

La distribuzione dei concimi alla semina, con l'uso delle seminatrici, si presta solo per i concimi minerali: a prescindere dai limiti tecnici intrinseci delle macchine, la distribuzione eccessivamente localizzata dei concimi organici è poco razionale, in quanto per questi materiali è più adatta la distribuzione a tutto campo e l'interramento a profondità maggiori.

Spandiletame

Concimazione organica eseguita con spandiletame

Sono macchine di semplice concezione adatte alla distribuzione di grandi quantitativi di materiale solido grossolano come il letame. Sono costituite da un carro trainato fornito di un pianale di carico a sponde alte. Il fondo è dotato di un nastro trasportatore per il convogliamento della massa verso il lato posteriore. Qui è disposto un sistema di scarico che provvede anche alla frantumazione grossolana del materiale per mezzo di alberi rotativi provvisti di lame.

Spandiconcime irrorante

È una macchina concepita per la distribuzione di concimi in forma liquida, iniettati per pressione da ugelli assolcatori subito sotto la superficie del terreno. La macchina comprende un serbatoio di carico, un sistema di spinta costituito da una pompa idraulica, tubature di servizio e, infine, il sistema di erogazione. Permette un'elevata omogeneità di distribuzione e si presta anche per la distribuzione localizzata e in copertura di concimi fosfatici e potassici e per la somministrazione di liquami. In quest'ultimo caso si riduce notevolmente l'inconveniente dell'emissione di cattivi odori.

Carrobotte spandiliquame

Spandiliquame

È costituito da un carrello trainato portante un serbatoio cilindrico della capacità variabile da poche centinaia ad alcune migliaia di litri. La macchina è dotata di un compressore, azionato dalla presa di potenza del trattore, che, per mezzo di una valvola invertibile permette il carico e lo scarico della cisterna secondo la pressione:

  • per caricare il serbatoio, si aziona la valvola in modo che la pompa aspiri l'aria dalla cisterna; la depressione interna aspira il liquame dalla vasca di stoccaggio attraverso una tubazione;
  • per scaricare il serbatoio s'inverte la valvola; in questo modo la pompa immette aria forzata creando una pressione che spinge il liquame irrorando una fascia posteriore larga circa una ventina di metri.

Completano la dotazione dispositivi accessori (valvole di sicurezza, aperture d'ispezione, manometri e dispositivi di controllo del livello).

Come dice il nome, gli spandiliquame sono concepiti per la distribuzione dei liquami, tuttavia si possono usare, all'occorrenza, anche per altri scopi (spandimento di liquidi vari, spurgo di pozzi neri, prosciugamento, irrigazione di aiuole, piccoli superfici, alberi sparsi, ecc.).

Macchine distributrici di ammoniaca

Presso le industrie chimiche è disponibile e può essere impiegata l' ammoniaca anidra, il concime azotato con il più alto titolo (82,3% in N). Questo concime è in forma gassosa ed è distribuito con macchine che iniettano il gas sotto la superficie del terreno, dove, reagendo con l'acqua, entra in soluzione.

Tecnica della concimazione

La modalità e l'epoca di esecuzione della concimazione dipendono naturalmente da vari contesti. Facendo riferimento alle condizioni più frequenti, che contemplano la distribuzione di concimi minerali o organici solidi oppure di liquami, la tecnica differisce sostanzialmente oltre che per la tipologia di macchina anche per la procedura.

Gli aspetti fondamentali che condizionano la procedura sono i tempi di rilascio degli elementi nutritivi e la loro mobilità nel terreno: alcuni concimi sono a pronto effetto, nel senso che rilasciano gli elementi nutritivi in tempi brevi (da poche ore ad alcuni giorni) e nella forma direttamente utilizzabile dalle piante, altri sono a effetto lento, nel senso che rilasciano gli elementi nutritivi in tempi più o meno lunghi (da poche settimane a diversi mesi) in quanto devono sottostare a dinamiche di trasformazione di natura microbica, chimica e chimico-fisica. Infine occorre tener presente che alcuni elementi sono dotati di una notevole mobilità, per cui sono facilmente veicolati dall'acqua lungo il profilo del terreno, mentre altri sono poco mobili perché trattenuti dal potere assorbente del terreno . Gli elementi mobili si distribuiscono senza particolari accorgimenti e senza la necessità di interrarli, tuttavia si perdono facilmente per il dilavamento. Gli elementi poco mobili sono trattenuti stabilmente nel terreno, ma non ci sarà risposta alla concimazione se sono lasciati in superficie oppure distribuiti in uno strato lontano dalle radici assorbenti.

Per una corretta esecuzione della concimazione è necessario conoscere alcuni di questi aspetti.

Somministrazione dei concimi organici

Indipendentemente dal materiale organico distribuito, la sostanza organica immobilizza temporaneamente gli elementi nutritivi incorporati preservandoli dalle perdite per dilavamento, ma rendendoli anche indisponibili per le piante. Prima che tali elementi possano essere trasformati in forma minerale, la sostanza organica dovrà essere decomposta e infine mineralizzata, con rilascio di azoto ammoniacale (NH 4 + ) e forme ossigenate solubili del fosforo e dello zolfo (ioni fosfato acido, H 2 PO 4 - e HPO 4 2- , e ioni solfato acido, HSO 4 - ); i metalli, essendo generalmente presenti nella sostanza organica in forma ionica (K + , Ca ++ , Mg ++ , ecc.), sono liberati in seguito alla decomposizione dei residui acidi organici.

La decomposizione e mineralizzazione dell'humus e della sostanza organica in generale sono processi microbici che procedono a temperature relativamente alte, perciò sono più intensi nel periodo primaverile ed estivo. Ne consegue che la distribuzione di concimi organici, specie nel periodo autunnale, darà i suoi effetti a distanza di diversi mesi e durante questo periodo le piante potranno disporre solo della frazione minerale preesistente nel terreno.

Un altro aspetto da considerare è l'immobilità della sostanza organica: affinché i processi di decomposizione, umificazione e mineralizzazione si svolgano correttamente e in tempi relativamente brevi, la sostanza organica deve essere incorporata sotto la superficie del terreno: nei terreni naturali infatti la dinamica del ciclo del carbonio è organizzata in strati lungo il profilo del suolo, condizione questa che è difficilmente riproducibile nei terreni agrari, se non impossibile in quelli sottoposti a periodiche lavorazioni.

Sulla base di queste considerazioni, i concimi organici vanno in genere distribuiti prima della lavorazione principale ( aratura , fresatura , ecc.), in modo da incorporarli nel profilo lavorato.

Somministrazione dei concimi fosfatici e potassici

Flusso nutritivo della concimazione potassica attraverso il complesso di scambio del terreno

Il fosforo e il potassio sono notoriamente elementi poco mobili perché vengono trattenuti dal potere assorbente del terreno adsorbiti sulla superficie dei colloidi . L'acqua presente nel terreno discioglie i granuli ei cristalli che compongono il concime e porta in soluzione gli ioni. Essendoci un equilibrio dinamico fra ioni in soluzione e ioni adsorbiti, i processi di scambio ionico dell'interfaccia, che separa il complesso di scambio dalla soluzione circolante, sottraggono gli ioni fosfato e gli ioni potassio all'acqua immobilizzandoli temporaneamente sulla superficie dei colloidi.

L'immobilizzazione dovuta allo scambio ionico è un processo esclusivamente chimico-fisico e reversibile: per effetto dell'equilibrio, gli ioni trattenuti saranno rilasciati gradualmente mano a mano che la soluzione circolante si impoverisce per effetto dell'assorbimento radicale o del dilavamento. Per la scarsa mobilità di questi elementi la disponibilità per le piante si verifica solo se il rilascio degli ioni avviene in corrispondenza dello spazio esplorato dalle radici. Analogo comportamento si riscontra per il calcio e il magnesio, anch'essi trattenuti dal complesso di scambio del terreno.

Sulla base di queste considerazioni i concimi fosfatici e potassici vanno distribuiti in modo che sia possibile incorporarli nel terreno con una lavorazione. Infatti, lasciandoli in superficie, occorreranno mesi, se non alcuni anni, prima che il fosforo e il potassio arrivino alla profondità degli apparati radicali. Nei terreni che hanno una modesta dotazione è fondamentale distribuire questi concimi incorporandoli in tutto lo strato attivo, pertanto la concimazione fosfopotassica andrebbe eseguita prima della lavorazione principale oppure frazionando la dose in due somministrazioni: una a tutto campo prima della lavorazione, la seconda alla semina, localizzata lungo le file di semina. Nei terreni che hanno invece una buona dotazione è sufficiente somministrare i concimi fosfopotassici al momento della semina, semplificando le operazioni colturali; sarà il tempo a distribuire gli elementi lungo il profilo reintegrando le asportazioni che si hanno ogni anno. Da queste considerazioni si desume anche l'importanza della concimazione di fondo ai fini della nutrizione fosfatica e potassica delle piante: l'alta dotazione del terreno permette l'instaurazione di una dinamica della fertilità fosfopotassica che si articola in cicli pluriennali stabilmente mantenuta dalle annuali reintegrazioni.

Somministrazione dei concimi azotati

L'azoto è l'elemento più facile da somministrare, ma è anche la causa più frequente di errori di valutazione in quanto il comportamento dell'azoto varia in modo notevole secondo la sua forma chimica. La dinamica dell'azoto è riassunta nella seguente tabella.

Concimi organici Concimi minerali
N organico N ureico N ammoniacale N nitrico
Persistenza nel terreno Lunga Moderatamente lunga Breve
Fattore di persistenza Assorbimento biologico Fisico-chimico (adsorbimento colloidale) Nessuno
Assorbimento radicale No No Poche specie Tutte le specie
Trasformazioni necessarie prima dell'assorbimento radicale Mineralizzazione Ammonificazione Nitrificazione Ammonificazione Nitrificazione Nitrificazione Nessuna
Risposta delle piante Effetto ritardato e dilazionato Lento effetto Medio effetto Pronto effetto

Come si evince dalla tabella, i tempi di risposta delle colture alla concimazione minerale azotata e la persistenza non vanno di pari passo: le concimazioni a pronto effetto sono anche quelle che hanno una scarsa persistenza. Il motivo di fondo risiede nei tempi richiesti dalla nitrificazione : la maggior parte delle piante assorbe solo l'azoto nitrico, pertanto, nel caso della somministrazione della forma ureica o di quella ammoniacale, ci sarà un ritardo richiesto dalla conversione dell'azoto ammoniacale in azoto nitrico, processo attuato da un ristretto raggruppamento di specie batteriche. L'attività dei batteri nitrificanti è strettamente condizionata dalla temperatura : in inverno può arrestarsi del tutto, in estate può richiedere pochi giorni, mentre a fine inverno e in primavera, secondo le condizioni termiche, può richiedere tempi variabili dai 10 giorni ai 20-30 giorni. Da quanto detto si desume anche che nei periodi caldi la differenza dei tempi di risposta ai concimi ureici e quelli nitrici è minima, mentre nella stagione fredda ci possono essere, secondo le regioni, differenze di diversi mesi. Ad esempio, nell'Italia meridionale non è raro che a fine inverno si esegua la concimazione di copertura del frumento con l'urea, dato il suo minore costo, mentre nella Pianura Padana è opportuno ricorrere a concimi nitrici o nitrico-ammoniacali ( nitrato ammonico ).

Le trasformazioni dell'azoto nel terreno

Sulla base di queste considerazioni la concimazione azotata si esegue con criteri differenti secondo il contesto. Nelle colture a ciclo autunno-primaverile la concimazione azotata va frazionata somministrando metà o due terzi della dose alla semina, impiegando un concime a lento o medio effetto (contenente azoto ureico o ammoniacale). Il resto della dose si somministra in uno o due interventi in copertura , vale a dire sulla coltura in atto, alla fine dell'inverno o all'inizio della primavera, usando, secondo le condizioni termiche, un concime a medio oa pronto effetto. Nelle colture a ciclo estivo la concimazione azotata deve tener conto del sistema d'irrigazione impiegato: considerato che possono esserci perdite per dilavamento a causa della distribuzione periodica di elevati volumi irrigui, sarebbe opportuno frazionare la dose in almeno due interventi (uno alla semina, uno in copertura), usando in questo caso concimi a lento effetto. In ogni modo va precisato che tali indicazioni hanno solo un valore orientativo, in quanto le condizioni ambientali e operative possono variare notevolmente in funzione della regione, della stagione, della coltura, del terreno. Per tali motivi la concimazione azotata è una tecnica che viene attuata con estrema eterogeneità in quanto è impossibile impostare una direttiva generale di valore assoluto.

Un altro aspetto da prendere in considerazione è il modo in cui il concime s'incorpora nel terreno. Essendo l'azoto un elemento mobile ed essendo i concimi minerali azotati altamente solubili, non è necessario eseguire lavori d'interramento: sarà sufficiente una pioggia o un'irrigazione per portare in soluzione il concime e distribuirlo lungo il profilo del terreno.

Scelta del concime

La scelta del concime è un aspetto fondamentale della tecnica, in quanto può avere rilevanti ripercussioni non solo sull'organizzazione aziendale e sulla dotazione del parco macchine, ma anche sull'indirizzo produttivo. Il criterio principale su cui si basa la scelta dovrebbe essere quello tecnico-agronomico, ma questo può anche diventare secondario ed essere subordinato a criteri economici, logistici, ecologici e legislativi.

Concime organico o minerale?

La prima scelta discerne fra i concimi organici e quelli minerali, con problematiche di cui si è in parte parlato in precedenza. La scelta del concime organico diventa obbligatoria se l'azienda si prefigge un indirizzo biologico , con il quale la concimazione minerale è incompatibile. L'agricoltura biologica è tuttavia un settore di nicchia, per quanto in forte espansione, perciò nella maggior parte dei casi la scelta è condizionata da aspetti organizzativi ed economici e strutturali e, in seconda istanza, tecnico-agronomici. In generale, il basso titolo dei concimi organici (che costringe alla distribuzione di elevati quantitativi), la produzione limitata in campo industriale, la difficoltà di reperimento, che richiede spesso il ricorso a trasporti su lunga distanza, la difficoltà d'impostazione di una razionale formula di concimazione, la difficoltà di distribuzione in campo, sono nel complesso fattori che depongono a sfavore dei concimi organici. Gli agricoltori perciò si orientano di preferenza verso la scelta dei concimi minerali. Vi sono tuttavia contesti particolari che rendono possibile, se non addirittura conveniente, il ricorso alla concimazione organica, anche se questa si configura sempre come tecnica che integra quella minerale:

  • Colture da reddito: l' orticoltura e la floricoltura da reddito si praticano spesso in regime intensivo su limitate superfici e su terreni sciolti , dotati di uno scarso potere assorbente e di ritenuta idrica. In queste condizioni il ricorso alla concimazione organica si rivela spesso tecnicamente vantaggioso, se non necessario per l'importante effetto ammendante dei concimi organici. Il maggiore impatto economico della concimazione organica è compensato naturalmente dalla redditività della coltura.
  • Aziende zootecniche: nelle aziende fornite di un allevamento si ottiene un sottoprodotto, in forma di letame o liquame, che da un lato rappresenta un rifiuto inquinante da smaltire (con relativi costi) e da un altro un vero e proprio bene economico riciclabile all'interno dell'azienda. Per queste aziende la disponibilità di concimi organici, alcuni, come il letame, di elevato valore rappresenta un vantaggio tecnico ed economico rispetto a quelle specializzate nella produzione vegetale. Ne consegue che in queste aziende la concimazione organica è una pratica ordinaria perché da un lato riduce i costi di smaltimento dei rifiuti zootecnici e dall'altro sfrutta i benefici tecnici ed economici derivanti dall'apporto di sostanza organica. Va anche detto che storicamente il passaggio da un'agricoltura tradizionale (nella quale la presenza dell'allevamento rientrava nell'ordinarietà delle aziende agricole) ad un'agricoltura moderna altamente specializzata, ha portato nel tempo ad un decadimento dello stato di fertilità dei terreni nelle aziende non zootecniche proprio a causa dell'abbandono della concimazione organica; tale decadimento è in parte compensato da un più massivo impiego dei concimi minerali, che da un lato sostituiscono egregiamente i concimi organici, ma non possono eguagliarne il potenziale fertilizzante complessivo sotto l'aspetto fisico e biologico.
  • Disponibilità di rifiuti organici nel territorio. Esistono contesti di ambito locale che rendono conveniente la distribuzione di concimi organici praticamente privi di valore commerciale, sul quale grava solo il costo di trasporto. La disponibilità di questi materiali nelle immediate vicinanze riduce sensibilmente i costi di trasporto, limitando lo svantaggio economico della concimazione organica nei confronti di quella minerale. Tali condizioni si verificano in genere in prossimità di industrie agroalimentari, che producono ingenti quantità di materiali o reflui di scarto da smaltire e non sempre di facile riciclaggio, e di allevamenti zootecnici intensivi senza terra (porcilaie, centri di ingrasso, pollai) per i quali il costo di smaltimento dei reflui si riduce distribuendoli su terreni altrui.

Al di fuori di questi contesti, in un'agricoltura di mercato integrata in Paesi industrializzati la scelta depone a netto favore dei concimi chimici. Tuttavia è probabile che in futuro questo divario si riduca grazie ad una maggiore diffusione degli impianti di compostaggio dei rifiuti solidi urbani , resa possibile dalla raccolta differenziata dei rifiuti, e, contemporaneamente, ad una maggiore incidenza dei costi energetici associati alla produzione dei concimi chimici.

Scelta dei concimi minerali

La scelta nell'ambito dei concimi minerali è alquanto complessa per la concomitanza di differenti criteri e la variabilità dei contesti; è impossibile configurare una linea generale: ci sono casi in cui i criteri tecnici hanno una priorità su quelli economici, altri in cui sono subordinati, altri ancora in cui entrano in gioco fattori di non facile inquadramento (tradizioni, reperibilità, competenza tecnica, regolamenti normativi, ecc.). I principali criteri che condizionano la scelta del concime sono i seguenti:

  • Costo del concime. È naturalmente il criterio prioritario a parità di condizioni e, più in generale, ogni volta che le altre esigenze, in particolare quelle tecniche, non rappresentino un fattore di scelta obbligata. Nel costo del concime non si computa solo il prezzo commerciale, in quanto hanno un peso non trascurabile anche i costi di trasporto, stoccaggio e distribuzione. Per quanto concerne il prezzo, il parametro fondamentale è il prezzo dell'unità fertilizzante (in altri termini rapportato al titolo del concime) e non quello nominale.
  • Titolo del concime. Il titolo del concime è uno dei parametri tecnici di maggiore importanza perché si riflette notevolmente sul costo globale del concime. I concimi ad alto titolo hanno un prezzo commerciale più alto, ma sono economicamente più convenienti perché in realtà il prezzo dell'unità fertilizzante è spesso di gran lunga inferiore. L'alto titolo, inoltre, abbassa sensibilmente i costi di trasporto, stoccaggio e distribuzione perché riduce i quantitativi assoluti di concime da distribuire. In altri casi il titolo del concime viene considerato sotto l'aspetto strettamente tecnico: i concimi a basso titolo sono infatti ricchi di elementi secondari (zolfo, calcio, magnesio) e la scelta verte necessariamente su questi quando si opera in terreni che hanno una scarsa dotazione in questi elementi o con colture che manifestano esigenze particolari.
  • Formulazione chimico-nutritiva. I concimi minerali si distinguono in semplici e complessi. I primi contengono un solo elemento principale della fertilità ( N , P o K ), i secondi ne contengono due (concimi binari) o tre (concimi ternari). In generale, i concimi complessi hanno prezzi più alti di quelli semplici e spesso titoli più bassi per ogni singolo elemento, tuttavia sono spesso preferiti per l'intervento principale (alla semina) perché il costo complessivo di un ternario, al lordo dei costi di trasporto e di distribuzione, è inferiore a quello di una combinazione di concimi semplici. Nella formulazione si tiene conto anche del rapporto ponderale fra le diverse unità fertilizzanti in quanto deve essere il più possibile vicino alla formula di concimazione. Ad esempio, un ternario 8:24:24 (8% in N, 24% in P 2 O 5 , 24% in K 2 O) è preferito per concimazioni precoci da integrare con successive concimazioni azotate in copertura perché permette di somministrare tutto il fosforo e il potassio all'inizio del ciclo colturale e contenere contemporaneamente le perdite di azoto frazionando la dose in più interventi.
  • Formulato commerciale. Il tipo di formulato è un aspetto rilevante perché deve essere adatto alla tecnica di concimazione adottata e alle macchine disponibili. La maggior parte dei concimi sono in forma granulare, microgranulare o in cristalli e sono pertanto largamente impiegati perché si distribuiscono bene con i normali spandiconcime. I formulati in polvere sono meno richiesti perché si distribuiscono male e possono causare problemi collaterali: ad esempio, l'uso della calciocianammide, concime azotato largamente impiegato in passato, è stato quasi del tutto abbandonato perché la polvere è fortemente irritante; attualmente è formulata in granuli e questo ha permesso una sua rivalutazione. In fertirrigazione si impiegano formulati liquidi oppure solidi ad alta solubilità.
  • Composizione chimica. La presenza di elementi secondari specifici è un altro parametro tecnico da prendere in considerazione per gli eventuali riflessi secondari positivi o negativi. Ad esempio, il nitrato di calcio è da preferirsi al nitrato di sodio perché apporta rilevanti quantità di calcio, mentre l'apporto di sodio ha riflessi negativi sulla struttura; il solfato potassico è in genere preferibile al cloruro potassico perché contiene zolfo, mentre il cloro è un antagonista dell'azoto, d'altra parte il secondo è da preferire al primo nella coltivazione della cipolla perché lo zolfo stimola l'effetto lacrimatorio della cipolla; nei concimi fosfatici esistono notevoli differenze nel rapporto fra fosforo solubile (fosfati acidi di calcio) e fosforo insolubile (fosfato neutro di calcio).
  • Proprietà fisiche e chimiche. Molti concimi minerali possono essere costituzionalmente o fisiologicamente acidi o basici. L'uso ripetuto di questi concimi può portare nel tempo ad una variazione del pH del terreno, perciò la scelta del concime è rapportata anche a questo aspetto nei terreni a reazione anomala. Altre proprietà fisico-chimiche che possono avere un peso nella scelta del concime, anche se secondario, sono l' igroscopia , l'infiammabilità, la solubilità, la reattività chimica, ecc.
  • Reperibilità. È un fattore determinante in quanto la non reperibilità nei centri di vendita nel territorio può comportare tempi di attesa lunghi, spesso incompatibili con le scadenze in agricoltura, e incremento dei costi di trasporto. Questo problema si pone in particolare per concimi che hanno formulazioni chimico-nutritive specifiche poco richieste nel territorio, che perciò dovranno essere richiesti direttamente al produttore. Un caso particolare è quello dell'ammoniaca anidra: sembra che questo concime riscuota un particolare favore nelle zone in cui è prodotto, mentre oltre una certa distanza è del tutto ignorato a causa dei problemi contingenti al trasporto e allo stoccaggio dei gas .

Dosaggio dei concimi

In generale ogni coltura risponde alla concimazione in modo differente al variare dell'elemento nutritivo somministrato, della quantità somministrata (dose), delle condizioni intrinseche alla stessa coltura e delle condizioni ambientali. Tale risposta, non sempre restituita, può essere quantitativa e/o qualitativa.

Risposta quantitativa

Risposta quantitativa della coltura alla variazione della dose fertilizzante

La risposta quantitativa alla concimazione è conforme alla legge del minimo di Liebig , che, nella sua formulazione estesa, sancisce che la crescita di un organismo (o di una popolazione) è determinata dal fattore ambientale presente in quantità minore rispetto alle esigenze . In altri termini, essendo la produzione vegetale determinata dal concorso di più fattori della produzione, saranno i fattori limitanti a condizionare il livello produttivo, in quanto gli altri sono disponibili in quantità eccessive rispetto alle esigenze.

Il modello grafico-matematico che rappresenta nella sua completezza questa legge è la curva a sigmoide (vedi figura). Nel caso specifico dei fertilizzanti, in genere, le colture danno una produzione P 0 anche in assenza di concimazione: questo comportamento è del tutto normale se si pensa che nel terreno è in genere presente una quantità, sia pur minima, dell'elemento nutritivo in questione. La somministrazione di dosi crescenti dell'elemento determinano un aumento della resa unitaria ad incrementi crescenti fino al punto di flesso corrispondente alla dose D 1 . Questa risposta è dovuta al fatto che l'elemento in questione è un fattore limitante. Impiegando dosi maggiori di D 1 , la resa è ancora più alta, tuttavia gli incrementi di produzione sono decrescenti. In questo ambito, altri fattori diventano limitanti e condizionano in modo determinante il livello produttivo.

In corrispondenza della dose D 2 si ottiene il massimo della produzione (P 2 ): la quantità di fertilizzante somministrata soddisfa in pieno l'esigenza della coltura in quello specifico contesto. La somministrazione di dosi maggiori non dà alcuna risposta o addirittura causa una risposta negativa. In entrambi i casi, gli altri fattori della produzione sono limitanti e non permettono un incremento delle rese. La risposta negativa si manifesta con cali di resa; in questo caso l'elemento nutritivo è disponibile in quantità eccessive e tali da provocare effetti negativi.

Un esempio pratico è la risposta alla concimazione azotata. Questo elemento è in genere presente in quantità limitate rispetto alle esigenze dei vegetali, perciò la concimazione azotata produce una risposta positiva. Oltre certe dosi, tuttavia, diventano fattori limitanti, per differenti motivi, la disponibilità idrica e il potassio:

  • l'azoto stimola il rigoglio vegetativo: la pianta cresce molto producendo un apparato fogliare più ampio; se questo si traduce in una maggiore capacità fotosintetica e, quindi, in una maggiore produzione, nel contempo causa un maggior consumo idrico perché aumenta anche la superficie traspirante. Se l'acqua è disponibile in quantità limitate, l'eccessivo rigoglio vegetativo indotto dall'azoto provoca il depauperamento delle riserve idriche e il successivo stress per carenza idrica;
  • l'azoto stimola la formazione di tessuti vegetali più teneri perché le pareti cellulari sono più sottili; le laute concimazioni azotate riducono la resistenza intrinseca agli attacchi parassitari perché le infezioni penetrano più facilmente nei tessuti; al contrario, il potassio stimola la formazione di pareti cellulari più spesse che potenziano la resistenza intrinseca dei tessuti alle infezioni parassitarie. Le laute concimazioni azotate non bilanciate da un'adeguata nutrizione potassica predispongono le piante agli attacchi parassitari, con conseguente riduzione della produzione.

Nella pratica il modello teorico della legge di Liebig non sempre è rappresentato nella sua completezza, per cui le curve reali di risposta alla concimazione possono avere andamenti apparentemente diversi. Questo succede perché nella realtà pratica una parte della curva è mascherata dalle condizioni ambientali naturali. Ad esempio, come si è detto in precedenza, la barbabietola da zucchero in Italia non risponde alla concimazione potassica perché in genere è coltivata in terreni argillosi ben dotati di potassio. Se si coltiva la barbabietola in terreni poveri, il potassio diventa un fattore limitante e in questo caso ci sarà una risposta quantitativa della coltura alla concimazione potassica.

Un'ulteriore considerazione deve essere fatta in merito alla dose ottimale. Nel grafico della figura, la dose D 2 corrisponde alla dose tecnica ottimale , perché è quella che dà la massima resa. La dose tecnica ottimale non coincide mai con la dose economica ottimale perché l'aumento del dosaggio comporta anche un aumento dei costi impliciti ed espliciti. Sotto l'aspetto economico la concimazione segue la legge dei rendimenti decrescenti e l'aumento della dose di concime è conveniente finché l'incremento di produzione ( produttività marginale ) è superiore all'incremento di costo ( costo marginale ); dal momento che la distribuzione di un concime comporta sempre un costo (almeno in forma implicita), ne consegue che la dose economica ottimale è sempre inferiore alla dose tecnica ottimale.

Risposta qualitativa

Molte colture reagiscono alla concimazione anche con una risposta qualitativa. La rappresentazione di questa risposta con modelli teorici analoghi a quelli della legge del minimo non è facile, anche perché il concetto di qualità spesso non è facilmente quantificabile, è subordinato ad un certo grado di soggettività e, infine, varia secondo l'oggetto considerato. A titolo d'esempio si può fare un confronto fra il concetto di qualità inteso per un ortaggio foglioso, come la lattuga , e un ortaggio a bacca, come il melone . La risposta qualitativa di questi due ortaggi all'azoto e al potassio è differente.

La qualità di una lattuga per molti consumatori si identifica con la tenerezza delle foglie, un certo grado di carnosità e nel contenuto in acqua; il sapore intrinseco di una lattuga è un fattore qualitativo secondario dal momento che in genere il consumatore tipo usa condimenti come il sale , l' aceto , l' olio , il limone o salse varie per degustare un'insalata. Le proprietà organolettiche richieste ad una lattuga sono conferite dalla concimazione con un rapporto N:K sbilanciato verso l'azoto. Una formula di concimazione povera in azoto porta alla produzione di una lattuga meno apprezzata, perché le foglie saranno più sottili, più fibrose e meno acquose; è probabile che la lattuga sia anche più saporita, soprattutto perché più sapida, ma questo carattere organolettico sarebbe apprezzato solo degustando la lattuga senza alcun condimento; in ogni modo il gusto intrinseco di una lattuga è in genere poco percepito rispetto ad altri caratteri organolettici, come ad esempio la consistenza.

La qualità di un melone si identifica con il tenore zuccherino e con la sapidità, in altri termini con il sapore intrinseco del frutto; questo è fondamentale dal momento che in genere il consumatore degusta il melone al naturale senza alcun condimento. Un melone poco dolce e insipido non è apprezzato perché la sua degustazione non produce quel senso di appagamento che le persone ricercano nella frutta in generale. Le proprietà organolettiche richieste ad un melone sono conferite dalla concimazione con un rapporto N:K fortemente sbilanciato verso il potassio; è noto che il potassio interviene come elemento dinamico nella sintesi e nell'accumulo degli zuccheri e come elemento plastico nel contenuto in sali minerali (prevalentemente in forma di cloruro di potassio ). Una formula di concimazione ricca in azoto porta alla produzione di meloni di maggiore pezzatura, ma poco consistenti, acquosi e, soprattutto, di gusto piatto (insipidi e poco dolci).

Da quanto detto, è evidente che le formule di concimazione variano in funzione della coltura e del prodotto che si intende ottenere. Un elemento nutritivo in genere influisce su ogni coltura esaltando o deprimendo specifici caratteri qualitativi. L'elenco è alquanto eterogeneo perciò possiamo limitarci a qualche esempio illustrativo oltre a quelli già citati: il fosforo incrementa il valore nutritivo di diversi semi, il potassio influisce positivamente sulla colorazione del pomodoro, il magnesio e il potassio sulla sapidità dei frutti, il calcio sulla consistenza dei frutti in generale, lo zolfo aumenta la proprietà lacrimatoria della cipolla, il cloro riduce la combustibilità del tabacco, il fosforo e il calcio aumentano il valore nutritivo dei foraggi stimolando la produzione lattea, l'azoto riduce la percentuale di bianconatura del grano duro e ne incrementa la resa in glutine , ecc.

Scelta della dose e della formula

Come si può intuire non si possono definire direttive che abbiano un valore assoluto. I manuali propongono in genere un valore o un intervallo di valori, ma questi dati vanno sempre interpretati in modo critico e rapportarti ad un contesto pratico. Il quale può anche differire in modo considerevole da quello preso in considerazione nei trattati che fanno riferimento a situazioni ordinarie. La somministrazione di 250–300 kg/ha di azoto sul grano può avere applicazione nelle condizioni ambientali del Nord Italia o del Centro Europa, ma è deleteria se la coltivazione si pratica nell'Italia meridionale: in questi ambienti le precipitazioni primaverili e le riserve idriche nel terreno sono spesso un fattore limitante e una coltivazione di grano che ha beneficiato di un'abbondante concimazione azotata avrà nei mesi di marzo e aprile un rigoglio vegetativo tale da consumare più velocemente le riserve idriche del terreno; in assenza di piogge che ripristino tali riserve, in primavera avanzata, durante la fase di accrescimento della granella, il grano si troverà in condizioni di carenza idrica che si ripercuoteranno inevitabilmente sulle dimensioni delle cariossidi. In definitiva, se la concimazione azotata può determinare un abbondante sviluppo dell'apparato vegetativo nei periodi non critici, la carenza idrica provocherà un drastico calo della produzione. Per questo motivo le dosi di azoto sul grano si mantengono prudenzialmente fra i 100–200 kg/ha nelle condizioni ordinarie dell'Italia meridionale.

La dose di unità fertilizzante, in generale, si deve impostare secondo questi criteri:

  • La base di partenza deve soddisfare le asportazioni della coltura secondo la produzione prevista e realmente esportata all'esterno dell'azienda; infatti si può eventualmente tener conto delle eventuali restituzioni con il riciclaggio dei residui colturali (legno di potatura , paglia e stocchi, ecc.) e dei sottoprodotti aziendali (letame, vinacce, ecc.). I dati relativi alle asportazioni sono riportati nei manuali e nelle pubblicazioni tecnico-scientifiche, eventualmente differenziati per categorie di prodotto (es. asportazione da parte dei soli semi e dell'intera pianta).
  • La dose base viene incrementata di una certa percentuale per compensare le eventuali perdite non dovute alle asportazioni dalla coltura (es. dilavamento dell'azoto); queste perdite non possono essere quantificate in modo certo, ma si ricorre ad una stima approssimativa sulla base delle condizioni ambientali e operative.
  • La dose viene infine incrementata per sfruttare un'eventuale risposta positiva della coltura ad un'elevata dotazione.

Va infine segnalato che gli agricoltori applicano in genere dosi che scaturiscono da una collaudata esperienza individuale e collettiva che si rapporta al contesto territoriale in cui operano.

Per quanto riguarda le formule di concimazione, queste hanno, per ogni coltura, un intervallo di variazione che influisce sul rapporto quantità-qualità. In generale, un agricoltore orientato verso una produzione in termini quantitativi sceglie una formula di concimazione che tende a privilegiare l'azoto, mentre chi intende ottenere una produzione di qualità privilegia il fosforo e il potassio, con un occhio di riguardo verso gli elementi secondari della fertilità (in particolare calcio e magnesio).

Dall'unità fertilizzante al concime

Una volta stabilita la quantità di elemento nutritivo da somministrare, si risale alla dose di concime attraverso il titolo applicando la seguente formula

dove è la dose di concime, la dose in unità fertilizzante (N, P 2 O 5 o K 2 O), il titolo del concime scelto.

Ad esempio, se si devono somministrare 80 kg/ha di azoto su 8 ettari di terreno impiegando il nitrato ammonico (titolo 26% in N), la quantità di concime da distribuire sarà pari a

Dato che i concimi minerali sono in genere reperibili in commercio in confezioni da 25 o 50 kg, si procede ad un arrotondamento, per difetto o per eccesso. Se si dispone di sacchi da 25 kg si distribuiscono 2.450 kg (98 sacchi) o 2475 kg (99 sacchi), se si dispone di sacchi da 50 si distribuiscono 2450 kg (49 sacchi) o 2.500 kg (50 sacchi).

Note

  1. ^ Ad esempio, il nitrato di calcio è fisiologicamente basico perché le piante assorbono in maggiore quantità lo ione NO 3 - lasciando un residuo basico sotto forma di ioni Ca ++ .
  2. ^ Calce idrata poco raffinata usata per scopi agricoli
  3. ^ L'alternanza a cadenza biennale del pomodoro e della barbabietola sullo stesso terreno può causare fenomeni di stanchezza a causa della stessa suscettività, di entrambe le colture, ad alcune avversità parassitarie (in particolare nematodi ), perciò sarebbe auspicabile il distanziamento delle due colture. In passato poteva essere giustificato dall'alta redditività delle due colture e, quindi, dall'esigenza di investire una quota consistente della superficie agraria utilizzata in colture industriali ad alto reddito. Questo schema di rotazione è ormai obsoleto per via della regolamentazione comunitaria (quote di coltivazione) e degli andamenti di mercato che hanno drasticamente ridimensionato la diffusione della bieticoltura e stanno minacciando quella del pomodoro. In ogni modo è utile come esempio specifico per evidenziare il ruolo di un piano di concimazione su base poliennale.
  4. ^ Con la denominazione di potassio fissato si indicano gli ioni che sono legati all'interno degli spazi compresi fra i foglietti del reticolo cristallino dei minerali argillosi .
  5. ^ Il potassio scambiabile è quello adsorbito sulla superficie esterna dei minerali argillosi e, in generale, dei colloidi, in equilibrio con la frazione solubile.
  6. ^ Rivista i tempi della terra , su itempidellaterra.org . URL consultato il 3 gennaio 2019 (archiviato dall' url originale il 3 agosto 2016) .
  7. ^ La lettiera è lo strato di materiale organico che, frammisto a urina e feci, viene asportato periodicamente (da più volte al giorno fino a cadenze di alcuni mesi come nel caso delle lettiere permanenti). Il letame si forma al termine di un processo di fermentazione anaerobica che avviene in una platea di concimazione o nella lettiera permanente. Al termine della maturazione il letame si presenta come un materiale simile ad un terriccio scuro, privo di cattivi odori, in cui non si distinguono più i componenti vegetali e animali che l'hanno originato.
  8. ^ I liquami sono i reflui zootecnici derivati dalle feci e dalle urine e dalle acque di lavaggio della pavimentazione degli allevamenti. Oltre ad essere maleodoranti hanno proprietà tecnico-agronomiche completamente differenti da quelle del letame e il loro impiego si presenta più problematico, oltre ad essere soggetto a regolamentazione normativa.
  9. ^ La torba è un ammendante organico estratto da depositi fossili di natura vegetale di ambienti paludosi nel nord Europa. Per l'alto costo è utilizzata in vivaismo , floricoltura , giardinaggio .
  10. ^ Il compost è un fertilizzante organico ottenuto dal trattamento ( compostaggio ) di rifiuti organici civili o industriali. Per l'alto costo ha utilizzi analoghi a quelli della torba.
  11. ^ La pollina è un concime organico ottenuto dal trattamento industriale delle deiezioni degli allevamenti avicoli . Per l'elevato tenore in sostanza secca e urea può essere usata in quantitativi moderati, di poco superiori a quelli ordinari della concimazione minerale.
  12. ^ Il sovescio è una pratica di concimazione, usata in passato, che consiste nell'interramento, in corrispondenza della fioritura, di tutta la biomassa prodotta da una coltura di leguminosa foraggera. Caduto nell'agricoltura intensiva, il sovescio è stato rivalutato come metodo di fertilizzazione compatibile con l' agricoltura biologica e altri regimi colturali a basso impatto ambientale.
  13. ^ Gabriele Dono, et al., Rapporto di analisi e valutazione complessiva del modello di gestione. Valutazione economica dell'impianto di compostaggio e rapporto sui costi-benefici del modello di gestione proposto ( PDF ), su Progetto FertiLife , ARSIAL Lazio, Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, 29-31. URL consultato il 9 agosto 2007 .
  14. ^ Camera di Commercio di Roma: 23,6 €/q al 30 marzo 2005
  15. ^ Gabriele Dono, et al., Rapporto di analisi e valutazione complessiva del modello di gestione. Valutazione economica dell'impianto di compostaggio e rapporto sui costi-benefici del modello di gestione proposto ( PDF ), su Progetto FertiLife , ARSIAL Lazio, Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, 70-71. URL consultato il 9 agosto 2007 .
  16. ^ Non sono rare le notizie di cronaca che fanno riferimento ad attività illegali di riciclaggio di rifiuti tossici industriali attraverso il compostaggio.
  17. ^ Alcune piante, ad esempio il riso , assorbono l'azoto anche in forma ammoniacale, ma questo comportamento rappresenta un caso poco frequente nell'ambito delle specie vegetali agrarie.
  18. ^ I nitrati possono essere convertiti nell'organismo in nitriti , i quali, reagendo con i prodotti del metabolismo proteico , producono le nitrosammine , composti potenzialmente cancerogeni .
  19. ^ La concimazione fluida richiede l'impiego di concimi ad alta solubilità che in genere hanno prezzi più alti di quelli ordinariamente usati in agricoltura.

Bibliografia

  • Luigi Giardini, Agronomia generale , 3ª ed., Bologna, Pàtron, 1986.
  • Tassinari Giuseppe, Manuale dell'agronomo , 5ª ed., Roma, REDA, 1976.
  • Giuseppe Pellizzi, Le macchine per la fertilizzazione , in Meccanica agraria Vol. II , 3ª ed., Bologna, Edagricole, 1983, pp. 63-73.

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