• no-till
• sostanza organica
• long term experiment
• cover crop
• aratura
• analisi del suolo
• agricoltura conservativa

L’impoverimento della fertilità dei terreni, l’inquinamento della maggior parte degli agroecosistemi, la riduzione della salubrità degli alimenti, e l’aumento delle emissioni di gas serra (GHG) responsabili del riscaldamento globale, negli ultimi 30 anni hanno causato una sensibilizzazione degli addetti al settore, della comunità scientifica e dell’opinione pubblica al riguardo. Questo ha portato allo sviluppo di sistemi agricoli più sostenibili per l’ambiente, che garantiscano delle rese produttive sufficienti, ma con l’obbiettivo principale, di aumentare la fertilità del suolo, considerata il bene principale da cui dipende il successo delle colture. Un esempio sono l’Agricoltura Biologica, che tra i suoi principi cardine ha il divieto di utilizzare composti chimici di sintesi, e l’Agricoltura Conservativa, che si basa sull’utilizzo ridotto di input esterni, soprattutto per quanto riguarda le lavorazioni del terreno. Entrambi i sistemi per aumentare la biodiversità, e la fertilità del terreno, danno un’elevata importanza all’utilizzo delle cover crops (colture di copertura), cioè, colture intercalari che si utilizzano tra due colture principali per mantenere il terreno coperto ed evitare la mineralizzazione spinta della sostanza organica (SOM, soil organic matter). Queste colture a fine ciclo vengono devitalizzate e lasciate sul terreno come pacciamatura morta (dead mulch), permettendo una migliore ritenzione idrica, minore erosione e mineralizzazione della SOM ecc., o vengono sovesciate (green manure) andando ad aumentare la SOM, il carbon-stock, la disponibilità di nutrienti, con effetto anche ammendante.
Lo scopo della tesi è stato quello di osservare gli effetti dovuti al variare della coltura di copertura, della tecnica di lavorazione e della concimazione azotata sulla fertilità chimica e fisica del suolo, in una prova di lungo periodo della durata di 23 anni. L’ipotesi di partenza sulla base della letteratura consultata, è che l’applicazione ripetuta nel tempo della non lavorazione, coadiuvata all’apporto costante di biomassa vegetale, determini un incremento della SOM, influenzando a cascata anche altre caratteristiche del suolo, come ad esempio la struttura e la ritenzione idrica. Nel caso in cui venga utilizzata regolarmente l’aratura si ha un impoverimento spinto del suolo, soprattutto se non coadiuvata dall’interramento dei residui colturali. Inoltre si ipotizza che l’apporto di azoto minerale vada indirettamente ad influenzare in modo positivo la SOM e Ntot mediante un maggiore apporto di biomassa al suolo. La prova è stata effettuata andando a indagare non solo la porzione superficiale del suolo, ma arrivando a campionare fino a 60 cm di profondità, così da poter valutare gli effetti delle pratiche già citate, su strati del terreno sui quali è più difficile fare delle previsioni.
La ricerca di lungo periodo è iniziata nel 1993 presso il Centro di Ricerche Agroambientali “Enrico Avanzi” dell’Università di Pisa, situato a San Piero a Grado (PI), e ad oggi è ancora in corso. Il disegno sperimentale è di tipo split-split-plot a quattro replicazioni, e non è mai stato modificato dall’inizio della prova: fattore principale-2 livelli di lavorazione; fattore secondario-4 livelli di fertilizzazione azotata; fattore terziario-4 livelli di cover crops. Data la natura particolarmente complessa del disegno sperimentale, le indagini si sono limitate ad un numero di tesi inferiore al totale (12 su 32), cioè quelle oggetto dei seguenti trattamenti: lavorazioni-CS (sistema convenzionale) e LIS (sistema low-input); fertilizzazione azotata-N0 e N2; colture di copertura-C (controllo, assenza di cover crops), Vv (Vicia villosa), e BJ (brassica juncea). Ogni parcella elementare ha una superficie di 210 m2 (21 × 11 m). In totale le parcelle campionate sono state 48. In ogni parcella è stato effettuato un campionamento a tre profondità (0-10 cm, 10-30 cm, 30-60 cm) in due subrepliche. In totale i campioni di terreno analizzati sono stati 288: 48 parcelle × 3 profondità × 2 subrepliche. L’indagine sperimentale ha interessato i seguenti parametri chimici e fisici del terreno: pH, SOM, Ntot (azoto totale), Pass (fosforo assimilabile), densità apparente. Il confronto dei dati ottenuti da questa analisi sperimentale con le serie storiche ha fornito un quadro d’insieme dell’influenza dei fattori agronomici sull’agroecosistema, così da poter individuare le combinazioni di tecniche colturali che risultano più efficaci per il mantenimento o il miglioramento dei principali parametri della fertilità chimica, fisica e biologica del terreno.
Dopo avere analizzato i dati relativi al tipo di lavorazione, è stato osservato che la SOM% nello strato superficiale di terreno (0-10 cm) cresce in modo netto con LIS ed è stabile con CS. Negli ultimi 4 anni si è evidenziata una crescita della SOM% a favore di LIS anche nello strato 10-30 cm, così che complessivamente per l’intero strato 0-30 cm è risultato un netto vantaggio nell’utilizzo delle lavorazioni ridotte. Per quanto riguarda la dose di fertilizzante azotato, si è osservato un effetto meno marcato nell’aumento della SOM%, da mettersi in relazione con l’aumento della biomassa dei residui colturali e delle piante infestanti che ritornano al terreno. Rispetto al testimone privo di colture di copertura, le cover crops, in particolare la veccia, hanno contribuito ad aumentare la SOM% nello strato 0-10 cm in modo più evidente all’interno dei sistemi LIS e in assenza di concimazione minerale, anche se in misura ridotta rispetto agli anni precedenti. Complessivamente su tutto il profilo osservato (0-60 cm) tra LIS e CS c’è sempre un vantaggio da parte del LIS su tutti e tre i fattori considerati. Le differenze maggiori si hanno nello strato più superficiale (0-10 cm), più blande ma comunque evidenti nello strato 10-30 cm, e non significative nello strato 30-60 cm.
In conclusione si conferma quanto evidenziato dalla letteratura, ma si osservano in aggiunta dei miglioramenti nella SOM% anche negli strati più profondi, nello specifico tra 10 e 30 cm, rivelando una stratificazione più estesa del C lungo il profilo. Inoltre, anche se a 30-60 cm non si notano differenze significative tra i due sistemi, se i dati vengono mediati sull’intero profilo, la SOM% ha comunque mostrato un livello maggiore nel LIS rispetto al CS, contrariamente a quanto riportato in letteratura da numerosi autori. Inoltre dall’analisi dei dati risulta che, a distanza di 23 anni, nel LIS la SOM% non ha ancora raggiunto un nuovo equilibrio, ma è ancora in crescita costante. Il raggiungimento dell’equilibrio si ipotizza in circa 30 anni, come riportato nella letteratura, rendendo possibili ulteriori margini di miglioramento della fertilità del terreno.