TECNICA Aurea®: fertilizzanti azotati additivati con inibitori dell’ureasi per ridurre le perdite di azoto nei sistemi semiaridi la fertilizzazione azotata ha un ruolo strategico per il buon esito qualitativo e quantitativo delle produzioni cerealicole meridionali - Aurea34® e Aurea46® di Giuseppe Badagliacca1, Davide Mugavero2 e Sergio Saia1 ipartimento di Scienze Agrarie e Forestali, D Università degli Studi di Palermo 2 Mugavero Fertilizzanti Sas e-mail: [email protected], [email protected] 1 L a fertilizzazione azotata, ha un ruolo strategico per il buon esito quali-quantitativo delle produzioni agricole. Purtroppo, non tutto l’azoto somministrato in un sistema agricolo viene trattenuto dal suolo o assorbito dalle piante, ma frazioni cospicue vengono perse. L’azoto che può essere perso da un sistema colturale varia in funzione di molti parametri relativi al suolo, al clima e alla gestione agricola. L’azoto può disperdersi nell’ambiente attraverso diverse vie, tra cui la volatilizzazione dell’ammoniaca, la denitrificazione e successiva 56 1-2/2015 - AGRISICILIA emissione di N sotto forma di ossidi e la lisciviazione, che può causare l’eutrofizzazione delle acque superficiali. Inoltre, è stato riconosciuto come l’utilizzo di acqua con un elevato contenuto di N, soprattutto nitrico, possa favorire l’insorgenza di numerose patologie umane. La riduzione delle perdite di N ha dunque assunto un interesse notevole per ridurre sia i costi della fertilizzazione, sia gli effetti diretti e indiretti della perdita dell’N sull’ambiente e sulla salute umana. Tra i concimi azotati l’urea è tra quelli più diffusi e si stima che rappresenti più del 50% dei fertilizzanti azotati consumati a livello mondiale. Tuttavia, l’urea è anche una delle forme azotate più suscettibile alle perdite per volatilizzazione dell’ammoniaca (NH3), durante la sua idrolisi nel terreno, ad opera dei batteri e grazie all’utilizzo di un enzima specifico, l’ureasi. Una volta a contatto con il suolo, nei primi giorni dall’applicazione, l’urea viene idrolizzata (cioè scomposta in anidride carbonica e ammoniaca) a un ritmo elevato. Se le condizioni del suolo non favoriscono la successiva trasformazione dell’ammoniaca in ione ammonio, l’ammoniaca viene rapidamente persa per volatilizzazione. Tra i principali fattori che determinano tale perdita, il pH del suolo è uno tra i più importanti. In particolare, a pH elevati (sopra 7,5) la perdita può essere notevole. In media, le perdite di ammoniaca dai suoli si attestano al 14% dell’azoto fornito coi fertilizzanti, con maggiori perdite nei paesi a clima caldo. È inoltre stato osservato che tali perdite possono arrivare anche al 60% dell’azoto somministrato. Gli inibitori dell’ureasi e l’NBPT Al fine di ridurre le emissioni di ammoniaca, diverse strategie sono state applicate. Tra questi trattamenti, si ricordano l’aggiunta di polimeri, zolfo, sali di calcio e inibitori dell’ureasi. Quest’ultima, in particolare, è tra le tecniche con maggiore successo per la riduzione delle perdite di ammoniaca. Gli inibitori dell’ureasi sono composti che, quando aggiunti all’urea, riducono temporaneamente l’attività dell’ureasi, così ritardando l’idrolisi dell’urea. Come conseguenza di ciò l’urea ha più tempo per approfondirsi nel profilo del terreno, nel quale, una volta mineralizzatasi, l’N può essere stabilizzato dal complesso di scambio o intercettato dalle radici. TECNICA Tra gli inibitori dell’ureasi, l’NBPT ha ricevuto più di altri le attenzioni dei produttori e dei ricercatori . È stato osservato che l’NBPT miscelato nell’urea riesce a inibire l’ureasi da qualche giorno fino due settimane. Inoltre, questo principio attivo risulta essere efficace anche a basse concentrazioni (0.01%), è stabile durante l’immagazzinamento e inoltre si diffonde nel suolo alla stessa velocità dell’urea. Gli effetti dell’NBPT sulle perdite di ammoniaca dai suoli sono stati ampiamente documentati dalla comunità scientifica. Singh et al. (2013) ad esempio hanno evidenziato come l’uso di fertilizzanti additivati con NPTB abbia consentito di ridurre le perdite di ammoniaca del 42%. Watson et al. (1990, 1994, 1998, 2008) in diversi studi condotti in Inghilterra su diversi tipi di suoli, sia in laboratorio sia in campo e con diverse concentrazioni di principio attivo, hanno mostrato come l’NBPT possa condurre a una sostanziale diminuzione delle emissioni di ammoniaca con riduzioni dal 28% fino al 97%. Infine, studi condotti da Sanz-Cobena et al. (2011), Damney et al. (2004) e Gioacchini et al (2002) hanno evidenziato una riduzione delle emissioni di ammoniaca grazie all’uso dei questo inibitore rispettivamente del 77%, 65% e 68%. Tuttavia, la gran parte di questi lavori è stata svolta in ambienti diversi da quelli mediterranei semiaridi, tipici in Sicilia. La prova in campo Al fine di valutare l’efficacia dei fertilizzanti ureici additivati con NBPT il Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (SAF, ex-Facoltà di Agraria) dell’Università degli Studi di Palermo, in collaborazione con l’azienda Mugavero Fertilizzanti, ha eseguito una sperimentazione di pieno campo per valutare le emissioni di ammoniaca di siciliani tradizionalmente vocati alla cerealicoltura. Tale sperimentazione è stata finanziata dal progetto “Sviluppo tecnologico e innovazione per la sostenibilità e competitività della cerealicoltura meridionale (PON01_01145 - ISCOCEM)” finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), Italy al diparti- I seguenti trattamenti sono stati applicati Quantità di N fornito (kg/ha) in presemina come solfato di ammonio Quantità di N fornito (kg/ha) in copertura Tipologia di N fornito in copertura Presenza dell’inibitore dell’NBPT nell’azoto fornito in copertura N0 (controllo non concimato) 0 0 nessuno NO 80N Urea 0 80 Urea NO 80N Aurea46 0 80 Urea+NBPT (Aurea46®) SI 40N Urea 40 40 Urea NO SI Nome del trattamento 40N Aurea46 40 40 Urea+NBPT (Aurea46®) 40N NitrAmm 40 40 Nitrato d’ammonio NO 40N Aurea34 40 40 Urea+Solfato d’ammonio+NBPT (Aurea34®) SI due fertilizzanti additivati con NBPT applicati in copertura, al variare della quantità di fertilizzante somministrata in copertura, in confronto con le perdite di fertilizzanti non additivati. La ricerca è stata condotta nell’annata agraria 2013-2014 presso l’Azienda Pietranera, sita nel territorio di Stefano Quisquina (Ag), in un’areale semiarido che ben rappresenta i territori mento SAF e alla Fondazione LimaMancuso dell’Università degli Studi di Palermo. La ricerca, finanziata è stata condotta nell’annata agraria 2013-2014 presso l’Azienda Pietranera, sita nel territorio di Stefano Quisquina (Ag), in un’areale semi-arido che ben rappresenta i territori siciliani tradizionalmente vocati alla cerealicoltura. l’azione dell’enzima ureasi Come già accennato, l’attore principale dell’ idrolisi dell’urea è l’ureasi. L’ureasi è un enzima prodotto dai microrganismi del suolo, ma presente anche nei tessuti vegetali. Il ritmo con cui l’urea nel suolo viene idrolizzata è influenzato da una serie di fattori relativi alle caratteristiche del suolo e ai fattori climatici. Sinteticamente si può affermare che elevati pH del suolo, temperatura e ventosità aumentano il potenziale di volatilizzazione, mentre l’interramento del fertilizzante, le precipitazioni o l’irrigazione dopo la distribuzione lo riducono. L’effetto dei residui colturali sulle perdite è ancora poco chiaro. Alcuni ricercatori hanno trovato maggiori perdite quanto i residui vengono lasciati sul suolo, altri, tuttavia, hanno osservato che l’acidificazione del suolo ad opera dei residui colturali e l’abbassamento della temperatura superficiale ad opera dell’ombreggiamento riducono le perdite. Tenendo conto di ciò risulta evidente come particolare attenzione debba essere data alla fertilizzazione in copertura delle colture non sarchiate, come il frumento, dove il mancato interramento del fertilizzante e le caratteristiche pedologiche e climatiche possono favorire la perdite di ammoniaca in atmosfera. 1-2/2015 - AGRISICILIA 57 TECNICA Figura 1. Azoto volatilizzato sotto forma di ammoniaca dalle parcelle sottoposte ai diversi trattamenti di fertilizzazione. I valori sono espressi in kg di azoto sotto forma ammoniacale per ettaro raggio. Con il progredire del tempo le perdite si sono in generale attenuate per divenire del tutto trascurabili dopo circa una settimana dalla distribuzione del fertilizzante (fig. 2). L’applicazione dell’inibitore dell’ureasi ha ridotto le emissioni di ammoniaca dal 36% al 50% in funzione della strategia di fertilizzazione adottata. Conclusioni L’Aurea46® è un fertilizzante contenente urea (46%N) additivata con NBPT, mentre l’Aurea34® è un fertilizzante misto co-granulato contenente l’11 % di azoto ammoniacale (solfato ammonico) e il 23% di azoto ureico additivato con NBPT. L’area interessata dalla prova era stata coltivata, nella precedente annata agraria, a trifoglio alessandrino. Il terreno è stato sottoposto ad aratura superficiale (25 cm circa) e a lavorazioni complementari (erpicature) per eliminare le malerbe e preparare il letto di semina. Sul terreno sono inoltre stati distribuiti in tutti i trattamenti 69 kg di P2O5 per ettaro sotto forma di perfosfato triplo. La concimazione in copertura è stata effettuata il 26 marzo 2014. Dopo 1, 3, 5, 7, 9 e 12 giorni dalla concimazione in copertura sono state stimate le perdite di N per volatilizzazione dell’ammoniaca utilizzando il metodo della camera statica applicato da Qi et al. (2012) con trappola ad acido borico al 4%. I risultati Nella fig. 1 sono mostrate le perdite di N dopo la concimazione di copertura. I dati osservati, mostrano che la perdita massima osservata è risultata pari a poco più di 7 kg/ha (quasi il 9% dell’azoto distribuito). Sebbene tale perdita 58 1-2/2015 - AGRISICILIA sia nel complesso inferiore rispetto a quanto riscontrato in altre sperimentazioni, tale risultato è stato dovuto al verificarsi di significativi eventi piovosi subito dopo la distribuzione del fertilizzante, che hanno consentito il suo approfondimento nel terreno favorendo la stabilizzazione dell’ammonio sul complesso di scambio. Le perdite sono state particolarmente intense nei primi giorni successivi alla data di distribuzione del fertilizzante tanto che dopo tre giorni era già stato perso più del 50% dell’azoto complessivamente perso durante l’intero periodo di monito- I risultati di questa ricerca hanno evidenziato come l’applicazione dell’inibitore dell’ureasi NBPT possa consentire una significativa riduzione delle perdite di azoto per volatilizzazione. La riduzione osservata è stata cospicua (in media il 40%) in il linea con quanto riscontrato da altri autori in altri ambienti. Pertanto, alla luce di quanto ottenuto, appare possibile affermare che l’impiego dell’inibitore dell’ureasi NBPT rappresenta una soluzione tecnica efficace per ridurre le perdite di azoto per volatilizzazione dell’ammoniaca con risvolti positivi sia per le colture, e quindi economici, sia per l’ambiente, nell’ottica dell’applicazione di agrotecniche eco-sostenibili. www.mugavero.it Figura 2. Perdite di azoto per volatilizzazione cumulate durante il periodo di monitoraggio al variare dei trattamenti applicati. I valori sono espressi in kg di azoto sotto forma ammoniacale per ettaro