Esigenze nutrizionali e Gestione Sostenibile
delle Concimazioni delle Drupacee
Cristos Xiloyannis
DiCEM –Dipartimento delle Culture Europee e del Mediterraneo:
Architettura, Ambiente, Patrimoni Culturali (DiCEM),Università degli Studi della
Basilicata
, Matera, Italia
Bari 31/10/13
Consequences after 2057
Three possible paths for future
carbon emissions:
over 800 ppm atmospheric CO2
+ 5°C
Maintain current rate and
adopting reducing strategies
525 ppm atmospheric CO2
380 ppm
8
360
6
340
5
4
320
3
Atmosphere CO2
7
+ 3°C
REDUCE current rate and
adopting reducing strategies
280
2
1
1957
1957
450 ppm atmospheric CO2
+ 2°C
today
today
Past 50 years
Next 50 years
2057
Source: National Geographic. Oct 2007
IPCC DURING THE MEETING OF LAST SEPTEMBER IN
STOCKOLM
-50 billlions tonnes of CO2 eq/year EMISSIONS
-TO MANTAIN THE INCREASE OF TEMP. AROUND 2C WE MUST EMMIT
NO MORE THAN 820-1445 BILLIONS TONNES OF CO2 eq TO THE
ATMOSPHERE DURING THE REST OF THE CENTURY.
-GLOBAL TEMPERATURES ARE LIKELY TO RISE BY 0.3 TO 5 C BY
THE END OF THE CENTURY.
-SEA LEVELS ARE EXPECTED TO RISE A FURTHER 26-82cm BY 2100.
- THE OCEANS HAVE ACIDIFIED HAVING ABSORBED ABOUT A THIRD
OF THE CO2 EMITTED.
Total and per capita GHG emissions in various country
(source: UNFCCC, EEA, DIW Berlin, World Bank )
Total emissions
Per capita emissions
(Mt CO2eq)
(t CO2eq/year)
1990
2010
2010
Australia
259
583
26,8
26.8
Canada
421
681
20.2
4,844
6,479
21.1
186
24.1
USA
Arabia Saudita
160
EU
3,152
Sud Africa
291
Cina (+ Hong Kong)
India
2,389
595
4,565
9.0
589
11.9
10,102
7.6
2856
2.4
The potential role of agriculture in mitigating climate
change
Agriculture
Forestry
• Agriculture is
expected to
contribute 18% of
total GHG emission
reductions
Other
Sources of expected GHG
emission reductions
Source: Smith, et al., 2007.
• Together with better
forest management,
the two sources are
33% of the total
abatement potential
THE FIRST GREEN REVOLUTION
• Research and development initiaves and transfer
of knowledge occurred between 1943 and the end
of 70s, which supported the increase of industrial
agricultural production in developing countries.
• It was realised through the development of hybrid
and high-yields varieties, able to valorize the
expansion of irrigation infrastructures and the
diffussion of mechanisation, of synthetic
fertilizers and pesticides.
A second Green Revolution?
• Norman Borlaug, the Danish-American
genetist, who was the promoter of the first
GR (Peace Nobel in 1970), admitted that it
was just temporary success.
• To assure the food security for 9 billion of
people forecasted in 2050 it is necessary a
new Green revolution
The new GR has to be different
• Till now the agricultural production has
been strongly increased thanks to
innovations in genetics and agronomy,
with enormous energetic and
environmental costs, which are becoming
less and less sustainable.
• It is evident the need to introduce new lowimpact technologies, able to continue to
increment the productions.
The global human population will rise substantially in the next 40-50 years
The population will grow from the present 7 billion to reach 8 billion in the most
optimistic (low fertility) scenario or 12 billion in the worst scenario (constant
fertility)
The global food demand is expected to double over this period, and thus a further
increase in agricultural production is needed
WORLD ARABLE LAND PER PERSON
1961-2010
0,4
0,37
0,35
0,32
ha / person
0,3
0,27
0,24
0,25
0,23
0,20
0,2
0,15
0,1
0,05
0
1961
1970
1980
1990
2000
Source: World Bank (Development Indicators Tables)
2010
Land grabbing: the race for food
• The population growth, the environmental constraints for
food production and the consequences of climate
change are elements that compose a scenario of a new
food scarcity.
• At present, many companies and governments are
willing to pay billions to buy or rent large arable land
areas, nominally catalogued as virgins, marginal or
depopulated; Countries with developing or in transition
economies, are increasinlgy well inclined to sell it.
• China (20% of world population) has recently established
a 50 years lease agreement of 3 million hectares of
agricultural land with Ukraine, for cultivation and pigs
farming. It’s the largest lease agreement concluded by
China to the exploitation of farmland abroad .
Source: http://www.oxfamblogs.org/fp2p/?p=5328
DORMIENT STAGE
CHILLING REQUIR
VEGETATIVE AND REPRODUCTIVE
EARLY FROSTING
Chilling Requirement
(< 7 °C)
APRICOT
250 – 1.000
PEACH
100 – 1.250
JAPANESE PLUM
700 – 1.100
EUROPEAN PLUM
800 – 1.200
VITIS EUROPEA
FIGS
200
0 – 200
CHERRY
800 – 1.700
APPLE
200 – 1.400
PEAR
200 – 1.400
ALMOND
CITRUS
200 – 500
0
…….la variabilità tra gli anni
Friar 1994
1995
40
Angeleno 1994
30
1995
20
10
0
0
3
5
7
9
11
13
15
19
21
24 25 26 27 28 29 30
Nel 1995, al 31 gen
+ 200 ore <7 °C
24 febbraio
% Sostanza
Organica
Inizio della
coltivazione
4,5
3,8
Gestione
convenzionale
3.2
Gestione
sostenibile
Inversione
della tendenza
Frazione
della SO
labile
2.6
Frazione della SO duratura
1.9
0
20
40
60
Anni dall’inizio della coltivazione
Rielaborato da WBGU Special Report:
The Accounting of Biological Sinks and Sources Under the Kyoto Protocol
80
Impoverimento dei suoli
Regione Basilicata
Sostanza organica
0,8 - 1,3%
….agricoltura e ambiente nell’ultimo ½ secolo
- Bruciatura residui colturali
Riduzione livello SO
vicino soglia
desertificazione (1%)
SOSTEN.
Albicocco, actinidia,
Pesco, percoco e olivo
AZIENDALE
lavorato
Gestione del suolo
Compost (15 t ha-1)
Azoto se necessario
Nutrizione
minerale
minerali,
dosi calcolate
empiricamente
bruciati
trinciati
Residui potatura
COMPOST Contribution
Chemical Properties
Umidity
pH
C org
Organic Acids
C/N
Density
Conducibility
Salinity
Clorides
N tot
P tot
Na
K
Other Carbon resource
%C
Compost 44,06
Quantity
(Tons/ha)
dry matter
(Tons/ha)
C tot
(Tons/ha)
15,84
11,00
4,85
%
% C dm
% d.m.
Kg/dm3
µS/cm
meq/100gr
mg/Kg
%N d.m.
% P d.m.
mg/Kg d.m.
mg/Kg d.m.
25,64
8,1
44,6
20
14,9
1,3
2700
22,7
2580
3,5
0,4
2059
11000
costo per unità fertilizzante nel compost
unità fertilizzanti
distribuite con il
compost
Costo medio
N
P
K
totale
228
N
33,8
2 5
PO
130,8
2
K0
392,6
totale
€ 67,95
€ 10,07
€ 38,98
€ 117,00
€ 0,30
€ 310,22
€ 158,81
€ 76,11
€ 545,14
€ 1,39
compost
Concimi minerali
Il costo del compost è di 7.8 €/t
Il contenuto di carbonio nel compost corrisponde a 15 t di CO2
Se si considera il costo di trasporto (Veneto) il costo per unità fertilizzante arriva
ad 1,67euro
• Punti deboli / proposte
• Reperibilità compost di buona qualità
(abbiamo acquistato compost certificato da Verona!)
• Promuovere nascita impianti di compostaggio (raccolta
differenziata…..)
• Contribuire alle spese di trasporto….
• Costo materiale: 7,8 Euro/t
• Trasporto 36 Euro/t
Il monitoraggio
dei flussi carbonio
CO2 = SS × 0,45 × 3,67
(Norby et al., 2004)
Carbonio
apportato
(fotosintesi, compost)
Carbonio
riemesso
(respirazione,
gestione suolo e
residui colturali)
suolo
Carbonio netto
apportato
CO2 Balance in a Mature Peach Orchard
-180
-160
-140
-120
-100
-80
fissato
2-60
-40
-20
0
t/ha
di CO
+20
2004
2005
2006
2007
2008
+40
Sustainable
Conventional
2009
Impronta del Carbonio Albicocco
SOSTENIBILE
RESPIRAZIONE SUOLO
+8.0 t ha-1
Interventi in Azienda
+0.25 t ha-1
Biomassa*+compost+produz. -11.2 t ha-1
Bilancio netto
-2.95 t ha-1
Impronta C -0.17 kg C/Kg frutta (17 t ha-1 yield)
*Biomassa=inerb., foglie,potatura, radici
Impronta del Carbonio Albicocco
Convenzionale
Respirazione suolo
+7.0 t ha-1
Interventi in Azienda
+0.2 t ha-1
Biomassa*+produzione
-2.1 t ha-1
Bilancio netto
Impronta C
*Biomassa= foglie e radici
+5.2 t ha-1
+0.3 kg C/Kg fruit (17 t ha-1 yield)
Carbon footprint (amount of CO2 per unit yield)
sustainable
conventional
average yield (2004-2009) t/ha
total CO2 input (t/ha)*
total CO2 output (t/ha)**
carbon balance (CO2 t/ha)
25,86
- 47
24,8
-22,2
19,86
- 27,8
30,8
3
carbon footprint (KgCO2/kg fruit)
-0,86
0,15
*input = cover crops, leaves, roots turnover (pruning material and compost -only
for sustainable)
** output = soil respiration, farm operations and burning of pruning material (conventional)
Maggior numero di funghi (e anche
di batteri, non mostrati qui) nel
sistema sostenibile (diluizione 10-2)
Sostenibile
Convenzionale
Generi più rappresentati (sono di più nel
sistema sostenibile, alcuni producono
glomalina)
Sostenibile
Aspergillus
Streptomices
Phaeoacremonium
Convenzionale
Aspergillus
Mucor
Penicillium
Armillaria
Cladosporium
Acremonium
Alternaria
Phaeoacremonium
Rosellinia
Phyalophora
Cylindrocarpon
Microdochium
Rosellinia
Mucor
Cladosporium
…….as intestinal flora for
humans……………
roots with ifes and spores of glomus intraradices (10 X).
The increase of carbon in the soil of olive trees: 20002006 (sustainable management without compost).
2006
Carbonio Organico (%)
2.0
2000
1.5
1.0
Equivalent of about….
0.5
0.0
0-51cm
2
5-10 cm
3 cm
10-30
4 cm
30-60
61 t ha-1 of CO2
In the top 30 cm of soil
Inerbito
sustainable
profondità
cm(cm)
Depth
0-10 cm
a
0-10
a
10-20
Regolari
a
20-30
Irregolari
Allungati
a
30-40
a
40-50
0
2
4
10-20 cm
6
8
Lavorato
10
12
Macroporosità (% )
a
(cm)
profondità
cm
Depth
0-10
b
10-20
Regolari
b
20-30
Irregolari
Allungati
b
30-40
0-10 cm
ab
40-50
0
2
4
6
Macroporosità (%)
8
Macroporosity %
10
12
10-20 cm
ETo - Precipitazioni (mm)
200
deficit = 855 mm
160
120
ET0
80
40
precipitazioni
0
apr
giu
ago
ott
dic
feb
mesi dell'anno
Massimizzare l’immagazzinamento delle acque meteoriche
nel suolo esplorato dalle radici
Soil Water Content – SWC (mm)
TOP POSITION
29-03-2007
Soil
layer (cm)
SS
CS
31-03-2008
Δ
SS
CS
Δ
0-50
108.6 85.6
23.0
110.9 102.1
50-100
115.7
59.2
56.5
110.0
91.2
18.8
100-150
104.3 39.0
65.3
111.1
90.3
20.8
150-200
80.1
41.1
110.1
80.9
29.1
442.0 364.5
77.5
39.0
total 0-200 408.7 222.8 185.9
SS: Sustainable System
CS: Conventional System
8.8
Agire su scala aziendale per ridurre l’incidenza della
componete BLUE
BLUE
WF
GREEN
WF
GREY
WF
BLUE
WF
GREEN
WF
GREY
WF
• Aumentare la capacità di immagazzinamento idrico da parte del suolo
• Migliorare l’assorbimento/trasporto da parte della pianta (es. micorrizze)
• Integrare attuali conoscenze di fisiologia del trasporto idrico e dello
stress idrico
• Migliorare la gestione dei “contenitori”
Sostenibile
Convenzionale
CO
CO22 CO2
CO2 CO2 CO2
CO2 CO2 CO2 CO2
???? Euro per t CO2
Sincronizzare le esigenze nutrizionali e
la disponibilità di nutrienti
Conoscenze dinamica
asportazioni
Monitoraggio
disponibilità
Flessibili modalità di
somministrazione
(fertirrigazione – concimazione
fogliare)
….flusso di nutritivi
Frutti Sostenibile
Frutteto
frutti+residui potatura
Convenzionale
foglie
Minerali
Inerbimento brimet.
Residui potatura
(sostenibile)
minerali
suolo
Sistema frutteto
Acque irrigue
Concimazione
Compost (sostenibile)
Radice
Xilema
floema
Germoglio
Flussi dei
nutrienti verso
i frutti
attraverso lo
xilema (tutti
gli elementi
essenziali) ed
il floema (tutti
gli elementi
tranne (Ca e
Mn).
(ridisegnato da
Tagliavini, 2000)
CICLO INTERNO DELL’AZOTO
rimobilitazione
assorbimento
PRIMAVERA
INVERNO
fusto
e
radici
foglie
ESTATE
AUTUNNO
assorbimento
(da Millard, 1996)
rimobilitazione
= siti di accumulo
= flussi
Durante la senescenza si stima che circa 30 kg N/ha
vengano traslocati dalle foglie di pesco senescenti
agli organi di riserva (Niederholzer et al., 2001)
Mobilizzazione autunnale di azoto dalle
foglie di melo Golden Delicious/M9.
Data
s.s.
N foglie
-1
-1
(Kg ha )
(% s.s.)
(Kg ha )
(%)
01.10.1981
1562
2,09
32,6
100
04.11.1981
1132
1,33
15,2
46
29.09.1982
1500
2,08
31,2
100
07.12.1982
1104
1,41
15,1
50
Vasetto basso catalano modificato
• La rimobilitazione di azoto in primavera
consente all’albero di disgiungere i fenomeni di
crescita da dall’assorbimento di azoto dal suolo
• la ripresa vegetativa e la fioritura del pesco
avvengono a spese delle riserve azotate anche in
assenza di assorbimento di azoto dal suolo
• Sbagliato concimare troppo presto
Contenuto in Azoto (kg ha-1) in un actinidieto
in piena produzione (tendone, 625 p ha-1)
20
corteccia
legno
15
10
5
60
120 180 240 300
DOY
MELO
CONTENUTO DI N ( m g foglia -1)
1600
germogli
1200
800
riserve
400
fertiliz.
0
10
lamburde
20
30
40
50
60
giorni dall'ingrossamento delle gemme
70
Sincronizzare necessità pianta e disponibilità azoto
NITRICO!
Consumo di Azoto
Apporto di Azoto
-Coltura + inerbimento
-Mineralizzazione SO
-Eventuali perdite
-Acqua irrigua
La quantità minima da
garantire nel suolo è di
15 ppm NO3Il monitoraggio dei nitrati
Asportazioni medie (kg t-1 p.f.) di elementi minerali da parte dei
frutti in alcune specie arboree.
N
PO
2 5
KO
CaO
MgO
2
ALBICOCCO 1,41
0,41
2,68
0,47
0,29
PESCO
1,22
0,61
2,00
0,06
0,17
ACTINIDIA
1,85
0,43
5,32
0,32
0,35
OLIVO
7,72
1,59
7,16
0,69
0,33
Assorbimento netto annuo (g pianta-1) in piante di pesco
(cv Springcrest/GF677; 416 piante ha-1) (Xiloyannis et al,
2002).
PESCO (Vaso ritardato)
I
kg/ha
II
III
gr/p
N
2,1
5,1
67,2
186,9
P
0,2
0,3
3,2
11,7
K
3,9
55,9
151,0
Ca
1,6
3,3
7,8
104,9
245,8
Mg
0,4
0,9
13,0
33,3
Quantita' totale dei principali elementi minerali asportati dal
terreno nei primi due anni d'impianto di un pescheto.
Parti della pianta
Asportazione
N
P
16.7
LEGNO DI POTATURA
(Kg/ha)
K
Ca
1.1
12.1
15.5
2.7
1.1
0.1
0.2
1.1
0.1
TRONCO E BRANCHE
7.0
0.4
1.0
3.3
0.4
RADICI
2.5
0.3
1.0
1.4
0.2
27.3
1.9
14.3
21.3
3.4
FOGLIE
TOTALE
Mg
Elementi minerali asportati da piante di actinidia nei
primi 3 anni (740 p/ha)
N
I anno
II anno
III anno*
4
20
36
P2O5
2
7
12
K2O
CaO
Kg ha-1
3
12
17
49
36
69
MgO
2
10
14
* Produzione di 7 t/ha. Nei primi anni i valori sono stati calcolati considerando gli elementi necessari per la
crescita dei vari organi e per la produzione al terzo anno, recuperando il 50% dell’azoto ed il totale di tutti
gli altri elementi contenuti nelle foglie.
Alta densità di piantagione
CONCIMAZIONE NELLA FASE DI ALLEVAMENTO
CONCIMAZIONE NELLA FASE DI ALLEVAMENTO
FOSFORO: importante per rapido sviluppo apparato radicale
POTASSIO: asportazioni ridotte
AZOTO non deve mai essere il fattore limitante per la
formazione dello scheletro - bene localizzarlo
Asportazioni comunque ridotte rispetto alla fase adulta
Volume di suolo esplorato dalle radici( Xiloyannis et al., 1993)
Piena produzione
4 anno
3 anno
m3
1500
1000 m3 ha-1 300
200 m3 ha-1
2 anno
1 anno
ha-1
m3 ha-1
5000 m3 ha-1
1000m3 ha-1
600 m3 ha-1
120 m3 ha-1
Foto Xiloyannis
100 m3 ha-1
20 m3 ha-1
Capacità idrica di campo= 32%vol
Punto di appassimento = 12%vol
Acqua disponibile
Profondità appar.radicale
= 0.5 m
Metodo irriguo che bagna tutta la superficie del suolo
1 anno
3 anno
Piena
produzione
# Efficienza molto bassa
( dal 2 al 20% nei primi 3 anni)
Volume di suolo esplorato dalle radici per albero durante i
primi 4 anni dall’impianto in actinidia, pesco e olivo
anni
I
II
III IV
m3 pianta-1
PESCO
Vega/Missour 1,22 3,39 3,60 3,60
(4,5 x 1,25 m) Vega/MrS 2/5 0,56 1,97 2,8
2,8
ACTINIDIA Hayward
(4,5 x 3,0 m)
0,11 0,64 1,35 1,41
OLIVO Coratina
(6,0 x 6,0 m)
0,50 2,90 8,60 12,25
Disponibilità idrica (litri) per m2 di area
fogliare durante i primi quattro anni
dall’impianto in alcune specie arboree da
frutto
(l m -2)
I
PESCO Vega/ Missour
(4,5*1,25 m)
ACTINIDIA Hayward
(4,5*3 m)
OLIVO Coratina
(6*6 m)
36,3
II
III
IV
32,5 24,6 24,6
7,5
8,1
8,9
9,0
263
481
443
571
ANNI
I
II
III
IV
Actinidia: cv. Hayward (4.5*3.0m)
Area fogliare (m2 p-1)
1.7
8.9
16.5
17.2
Volume di suolo esplorato dalle radici
(m-3 p-1)
Riserva idrica (L p-1)
0.1
0.8
1.35
1.41
12.8
72.3
147.4
154.0
Ris. Idrica/Area fogliare (L m-2)
7.5
8.1
8.9
9.0
pesco: Vega/Missour (4.5*1.25m)
Area fogliare (m2 p-1)
3.8
11.8
16.5
16.5
Volume di suolo esplorato dalle radici
(m-3 p-1)
Riserva idrica (L p-1)
1.2
3.4
3.6
3.6
137.9
383.1
406.8
406.8
Ris. Idrica/Area fogliare (L m-2)
36.3
32.5
24.6
24.6
olivo: cv. Coratina (6.0*3.0m)
Area fogliare (m2 p-1)
0.6
1.9
6.1
6.9
Volume di suolo esplorato dalle radici
(m-3 p-1)
Riserva idrica (L p-1)
0.5
2.9
8.6
12.5
160
910
2710
3950
Ris. Idrica/Area fogliare (L m-2)
263
481
443
571
0,2 m
0,5 m
1,5 m
0,5 m
3m
1° anno
2° anno
3° anno
….N ( produzione 17 t ha-1 )
uscite
Piante albicocco
Frutti 36 kg
foglie 17.4 kg
72.5 kg ha-1
(grower)
Mater. Potat. 19.2 kg ha-1
inerbimento
21.2
entrate
suolo Mineralization
Organic pool?
Sistema frutteto
out
Losses ??
Acqua irrigazione 12 k
Mineralizzazione???
Conoscere la domanda dei nutritivi da parte delle piante e la
loro distribuzione nei vari organi (prod. 17t/ha –Albicocco-).(2/2)
S.S
-1
t ha
Potat.
Inerb.
Prod.
Foglie
Tot.
( Assorbiti dal suolo)
Usciti dall’Azienda *


N
P
K
-1
Kg ha
Ca
Mg
1.7
19.2
2.4
10.1
6.9
3.2
6.3
21.2
7.4
49.2
20.1
48.1
2.5
1.1
35.9
17.4
4.5
1.3
56.7
21.0
3.2
15.1
3.9
5.2
93.7
15.6
137.0
45.3
60.4
64.8
4.5
56.7
3.2
3.9
11.6
Materiale potatura trinciato
N materiale potatura, foglie ed inerbimento riciclato al 50%????
Dobbiamo prendere in considerazione l’efficienza del metodo di
distribuzione
Asportazioni di elementi minerali in
albicocco (kg/ha) - Y tras., 1111 p/ha, 29 t/ha,
materiale di potatura allontanato dal frutteto)
t/ha
N P2 O5 K2 O CaO
s.s.
Frutti
4,3
62,0 18,1 118,0
20,5
MgO
13,1
Pot. ver.
0,2
4,9
1,0
9,3
2,3
1,4
Pot. secca
3,2
36,4
10,2
23,8
59,2
11,7
Foglie abs.
3,8
62,8
10,3
91,3
76,5
31,2
11,5
166,1
39,6
242,4
158,5
57,4
TOT.
….asportazioni
PRECOCE
S.S.
t ha-1
3.3
N
P2O5
K2O
CaO
MgO
30.5
15.3
50.1
1.5
4.3
Materiale di potatura
2.0
19.5
2.7
4.5
26.2
2.7
Foglie
1.5
49.5
7.6
43.1
64.3
13.3
TOTALE
6.8
99.5
25.6
97.7
92.0
20.3
75
18
55
28
7
trinciatura
65
15,3
50
1,5
4,3
…dall’ irrigazione
30
--
100
346
438
0
0
0
Produzione
NON- trinciato
CONCIME
35 – 45 ?? 15-18
Bisogna concimare solo con 35 – 45 kg di N e 15-18 di P2O5
Conoscenza del processo di mineralizzazione
70
21 42
42 21
Kg /ha
N
120
100% N
)
110
100
90
75% N
sustainable
conventional
70
compost
50% N
60
50
3-
ppm NO (0-40 cm
80
25% N
40
30
Disponibilità di N stabile…
20
10
1-feb
28-mar 7-
8-
sostenibile
convenzionale
21-
9-
4-
Dry matter and mineral elements in fruits,
leaves and pruned material (peach, yield
25 t ha-1)
D.M.
t ha-1
3,7
Fruits*
Pruned Material 3,4
3,8
Leaves
10,9
Total
*Edible portion
N
P2 O 5
38,4
41,3
62,8
142,5
11,2
11,2
10,3
32,7
K 2O
kg ha-1
93,4
33,1
91,3
217,8
CaO
8,3
61,5
76,5
146,3
MgO Fe Zn Mn
g ha-1
8,1
117 53
132
13,1 247 146 46
31,2 576 147 297
52,4 940 347 475
Caratteristiche chimiche dell’acqua irrigua in Puglia
(Cerignola –FG) (fonte: Prof. Rubino)
…pozzo
pH
Conducibilità
7,93
SAR
1,50 dS m -1
3,11
Ca2+
Mg2+
N
K+
ClSO42Na+
49,52 mg L-1
52,8 mg L-1
5,88 mg L-1
16,9 mg L-1
241,33 mgL-1
53,25 mg L-1
131,9 mgL-1
Irrigazione 5.000 m3 ha-1
247,6
264,0
29,4
84,5
1206,6
266,2
659,5
Kg ha-1
Azoto apportato con le irrigazioni (totale 30 kg ha-1)
8
6
4
2
m
br
e
tte
se
ag
os
to
io
lu
gl
no
gi
ug
gi
o
0
m
ag
N (kg ha-1)
10
Concentrazioni (%SS) medie dei macronutrienti in vari
organi di piante di ciliegio
(da Roversi e Monteforte, 2006)
FRUTTI
Pot. invernale
Pot. Verde
Foglie
Assorbimenti annuali (kg/ha) medi dal suolo di
macronutrienti in impianto di ciliegio (333 p/ha)
(da Roversi e Monteforte, 2006)
frutti
pot. Invernale
pot. Verde
foglie
SS all'anno
t/ha
1.5
0.8
1.0
2.1
totale
N
20.2
4.9
8.4
18.4
51.9
P
K
Ca
assorbimenti dal suolo (kg/ha/anno)
4.3
22.2
2.0
0.4
1.3
3.3
0.7
3.5
8.4
3.8
2.1
29.6
9.2
29.1
43.3
Mg
1.7
0.3
1.4
4.0
7.4
Nutrients uptake from the soil (kg)
Nutrients uptake during the season in a peach orchard
( 500 trees/ ha, cv Super Crimson).
100
80
N
P
K
Ca
Mg
60
40
20
0
26
April
17
May
16
June
20
July
2
Sep
11
Oct
Conoscere la dinamica dell’assorbimento durante il ciclo
annuale
(1/2)
100
N
P
K
Ca
Mg
% sul totale
80
60
40
20
Raccolta
0
0
50
100
150
Giorni dal germogliamento
200
250
Cinetica di assorbimento dell’N nel
pesco in uno studio nel sud della Francia
EPOCA
% di N assorbito nell’anno
Fino al diradamento
10 %
Metà maggio - fine agosto
65 %
Fine agosto - caduta foglie
25%
Soing e Mandrin, 1993
Piano di fertirrigazione settimanale per un pescheto
maturo in cui è interrato il materiale di potatura
(Prod. 25 t ha-1)
N (kg / ha)
1
2
2,5
3
1 -3
4
5 -6
7 -10
3
11 -13
14 -15
1
16 -17 (raccolta) 1
18 -28
0,5
totale
40,5
P2O5 (kg / ha)
0,5
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
0,5
17,5
Per l’N è stata considerata un’efficienza del 90%
Esempio di un piano di fertirrigazione per l’Azoto in un
impianto di albicocco in piena produzione
kg ha
Settimane dopo il germ. N
4
1-3
4
4
10
5-6
7-10
18
16
11-12
10
14-15
7
16-17 raccolta
11
18-28
80
TOTAL
(prod. 17 t ha-1) materiale di potatura trinciato in azienda, 80% di efficienza del
metodo di distribuzione e riciclato il 50% dell’Azoto delle foglie, legno della
potatura e biomassa dell’inerbimento.
Quando iniettare il concime??
IRRIGAZIONE
30 min.
30 min.
Intervallo utile per eseguire la fertirrigazione
schematizazione della distribuzione dei concimi in
relazione all’esecuzione della fertirrigazione rispetto alla
durata dell’irrigazione
Azoto
Fosforo e Potassio
INIZIO
COSTANTE
FINE
INIZIO
FINE
SABBIOSO
localizzazione ottimale
del concime
AZOTO
FINE
INIZIO
ARGILLOSO
CONCIME ACCUMULATO IN MODO
NON UNIFORME
Fogliare
Sfrutta la capacità delle
foglie di assorbire
rapidamente macro e
micro elementi.
L’assorbimento avviene in
prevalenza, e con
maggiore intensità, dalla
pagina inferiore, mentre è
più limitato attraverso la
cuticola che protegge la
pagina superiore.
Fertilizzazione fogliare
Azione
` Curativa (es. clorosi)
` Supplementare alle applicazioni al
suolo (es. apparati radicale inefficienti)
` Preventiva di disordini fisiologici
` Incrementante delle riserve
CONCIMAZIONE FOGLIARE
quando può essere necessaria?
•
•
•
•
•
•
•
1. Dopo la ripresa vegetativa, quando la
rimobilizzazione delle riserve dagli organi
permanenti si sta esaurendo e l’assorbimento
radicale è ancora ridotto
Radici non ancora ben sviluppate o
Suolo contiene pochi nutrienti
Temperature basse
Basso contenuto idrico nel suolo
Problemi di antagonismo tra gli elementi minerali
presenti nel suolo
Per gli elementi minerali poco mobili all’interno
della pianta.
ESIGENZE NUTRIZIONALI OLIVO
Yield (t ha-1)
Irrigat.
Rainfe
d
II
year
0,3
III
IV
V
VI
VII
VIII
Total
1,1
2,9
3,2
8,1
0,3
9,5
25,4
0,1
0,2
2,0
1,2
7,2
0,0
8,7
19,4
N (g plant-1) needs for canopy
and roots growth, and yield (555 t/Ha
Above-ground
structures
1st
2nd
3rd
4th
5th
year year year year year
6th
year
3,7
11,3
35,6 46,4
112,7
147,5
Stump+roots
0,8
2,2
4,9
7,9
21,9
52,3
Pruning
material
-
0,3
1,2
5,4
40,6
33,5
Yield
-
2,7
11,6
31,1
38,4
101,0
TOTAL
4,5
16,5
53,3 90,8
213,6 334,3
N - % allocation in plant organs
I year*
II year*
IV year*
VI year*
100
82
60
60
0
2
6
10
0
100
16
100
34
100
30
100
permanent
structures
pruning
material
yield
Total
* years from planting
CaO - % allocation in plant organs
permanent
structures
pruning
material
yield
Total
* years from planting
I year*
II year*
IV year*
VI year*
100
96
84
74
0
3
13
24
0
100
1
100
3
100
2
100
Six year mean values of mineral element
concentrations (% d.w.)
Element
Branches
Shoots and
Stump
Fruit Leaves 1 year shoots and trunk and roots
N
1,55 1,67
0,71
0,38
0,70
P
0,13 0,16
0,09
0,04
0,08
K
1,19 1,12
0,84
0,35
0,65
Ca
0,09 2,25
0,63
0,34
0,50
Mg
0,03 0,26
0,11
0,03
0,14
Comparison between irrigated and not irrigated olive trees regarding
the amount of mineral elements in the whole plant.
N
Above ground
struct.
Stump+roots
Pruning material
Yield
P2O5
K2O
irrigated vs not
irrigated
+78 +100
+99
+37
+299
+132
+2
+21
+11
+125 +146
+141
N, P and K requirements for canopy growth and yield during the
most important phases of the annual cycle (4° year after planting)
beginning of annual
growth/
fruit set
fruit set/
pit hardening
pit hardening/
harvest time
%
N
41.5
29.5
29.0
P
24.6
38.9
36.5
K
33.5
31.4
35.1
nutrient balance – N (g plant-1)
OUT/I
mmob.
IN
•permanent tree structures
200
0
•yield
101
0
47
24?
0
11
348
35
•pruning material+ senescent
leaves
•irrigation water (150 mm)
•TOTAL
•DIFFERENCE
313
•N-supply by fertirrigation
(mineralization?) (efficiency
coefficient=1.1)
344
*irrigated olive orchard - 6x3 m – VI year from planting - yield 14 Kg plant-1 –
pruning material cut and left in the orchard
fertirrigation plan – N (g plant-1 week-1)
Period
N
beginning of annual vegetative growth
- fruit set
(from 1a week to 14a week)
1st phase of fruit growth
(from 15a week to 22a week)
2nd phase of fruit growth - harvest time
(from 23a week to 32a week)
10.2
total
344.0
12.7
10.0
Soil volume explored by roots in irrigated
olive trees (6x3 m) in the first 7 years after
planting.
I Year
0.5 m3
II Year
2.9 m3
III Year
8.6 m3
VII Year 16.8 m3
1.6 m
3.25 m
Biomassa erbacea prodotta
nell’oliveto irrigato (peso secco)
2000 2001 2002 2003 2004
t ha-1
4,7
2,8
8,5
3,7
6,0
2005 media
8,4
2 sfalci all’anno (maggio – ottobre) – mulching
5,7
cover crops (dry matter – mean 2000-2008)
6.1 t ha-1 above-ground part
mineral element needs by cover crops
(mean 2000-2008)
N
P
K
Mg
Ca
Fe
59
9
Kg ha-1 year-1
90
9
154
8
-1
Kg ha year
-1
mineral element needs by cover crops (mean 2000-2008)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
june
october
N
P
K
Ca
Mg
Fe
Zn
Cu
mineral elements
60% of cover crops annual needs in mineral elements overlaps
with the beginning of vegetative growth of olive trees and fruit set
Bilancio dell’N nell’oliveto sostenibile (media 2001-08)
Reflui (22 m3 pianta-1
anno-1)
Strutture permanenti
Produzione
Materiale di potatura
Foglie senescenti
Totale
Differenza
N-apportato in
fertirrigazione
*per N riciclo del 50%
Fabbisogno olivo
g pianta-1
-
Apporti
477,4
203,2
88,8
769,4
101,6*
44,4*
548,6
402,6
220,8 (x 1.1=coeff. efficienza d’uso)
242,9
Piano di fertirrigazione azotata
(g.pianta-1 settimana)
Periodo
N
Ripresa
vegetativaallegagione
(1a settimana alla 14a
settimana)
7,2
1a fase di crescita della
drupa (15a settimana alla 22a
settimana)
9,0
2a fase di crescita della
drupa-invaiatura
(23a
settimana alla 32a settimana)
7,0
Totale
242,9
Produzione (media 2001-2008)
Sostenibile
media
Aziendale*
Sostenibile
Kg pianta-1
62.4
27.0
156 piante per ettaro
* 2002, 2004, 2006 annate di scarica
Aziendale
t ha-1
9.7
4.2
nutrient balance – N (g plant-1) (mean 2001-2008),Yield 9.7t/ha
Waste water (22 m3 plant1 year-1)
permanent structures
yield
pruning material
senescent leaves
Total
difference
N-supply by fertigation
(efficiency coefficient=1.1)
*N recycling 50%
Requirements
477.4
203.2
88.8
769.4
220.8
242.0
Supplies
402.6
101.6*?
44.4*?
548.6
Fertirrigation plan (g plant-1 week-1 )
Period
N
beginning
of
annual
vegetative growth - fruit set
(from 1a week to 14a week)
1st phase of fruit growth
(from 15a week to 22a week)
8.2
2nd phase of fruit growth harvest time (from 23a week
to 32a week)
7
total
8.5
242
mean (2001-2008) Annual Net Primary Productivity (CO2eq, t ha-1 year-1)
Net Primary Productivity
(NPP)
Above Ground NPP
Yield
Olive permanent structures 1
Pruning material
Senescent leaves 2
Spontaneous vegetation
epigean biomass
Below Ground NPP
Olive root biomass 3
Spontaneous vegetation root
biomass 4
Total NPP
1
2
3
4
Sustainable
Conventional
System
System
CO2eq (t ha -1 year-1)
28.38
11.03
9.06
3.99
0.60
0.60
6.11
4.84
1.60
1.60
11.01
-
10.43
7.68
5.51
5.51
2.75
-
-38.81
-16.55
calculated according to Almagro et al. (2010).
estimated according to Sofo et al. (2005).
estimated as the 50% of the annual biomass production of olive trees (Cannell, 1985).
estimated as 20% of the above-ground part (Celano et al., 2003).
CO2eq emissions and stock variations in the 2 systems
Total emissions
Anthropogenic
Fertilizers, pesticides
Farm operations and
transport
Pruning residues burning
Soil respiration1
Total NPP
Difference
1elaborated
Sustainable
Conventional
System
System
-1
CO2eq (t ha year-1)
+25.42
+27.37
+2.42
+1.53
+23.00
- 38.81
-13.39
+4.84
+21.00
- 16.55
+10.82
from data reported by Almagro et al. (2009) and Testi et al. (2008)
CO2 Balance in the Orchard
Sustainable
Oil yield 1552 Kg
-8.62 Kg CO2 equivalent/Kg oil
Conventional
Oil yield 672 Kg
+17.59 Kg CO2 equivalent/Kg oil
Kg of CO2 per L of Extra Vergin Oil
Sustain.
Conven.
CO2 in orchard
-8.62
+17.59
CO2 in Mill
+0.13
+0.13
Packing
+1.81
+1.81
Balance
-6.68
+19.53
Diagnostica fogliare: valori di concentrazione di
nutrienti nelle foglie proposti come ottimali in Emilia-Romagn
Scamiciatura
4
+ 40 gg.
Metà luglio
K
Ca
3,5
% S.S.
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
N
P
Mg
Cimato e Franchini 2002
Gruppo di Viticoltura e Frutticoltura
C. Xiloyannis
B. Dichio
V. Nuzzo
G. Montanaro
G. Celano
D. Palese
A. Sofo
G. Tataranni
A.Tuzio
E. Lardo
A. Mininni
A. Fiore
Nxdeposizioni atmosferiche Nxacqua
(fonte Tagliavini)
Nxasportazioni nette
irrigua
Nxfissazione biologica
Nxperdite lisciviazione e volatilizzazione
(fonte Tagliavini)
Nacqua
Nfissazione biologica
irrigua
Mineralizzazione
“humus”
lettiera
Ndeposizioni atmosferiche
Mineralizzazione
Nasportazioni totali
Nasportazioni nette
Nperdite lisciviazione e volatilizzazione