The constant demand for higher agricultural productivity to satisfy the growing food need is nowadays flanked by the necessity for environmental sustainability and request for contribution to renewable energy production. To be able to cope with all these demands the agricultural system must adopt agronomic managements and practices able to maintain soil fertility and organic matter levels. Aim of this thesis is to estimate the effects of different agronomical managements on soil organic matter dynamics and related soil fertility. The work is part of a wider project in which the effects of different types of fertilization and tillage intensity are compared within a herbaceous crop rotation system. The experimental site, set up in 1996, has a split plot design with the following treatments: - PSR: oilseed crop are introduced in the crop rotation with wheat ¿ corn ¿ rape ¿ sunflower. Ploughing down to 30 cm, milling, and fertilization with N and K without P are applied; - Low Input (BI): same rotation with wheat ¿ corn ¿ rape ¿ sunflower. Minimum tillage, milling and sod seeding are applied to reduce at minimum level energy inputs to the system. Fertilization conforms to the action 214.1 of the agro-environmental measures within the PSR 2007-2013 of the Regione Piemonte. - Biogas: addressed to the production of biomass for the biogas industry. Mineral fertilization as in BI with higher input of P. From each treatment soil was sampled at fixed depth 0-15, 15-30, 30-60 e 60-90 cm, for the physical and chemical soil characterization and the determination of available P. Furthermore on the same soil samples, density fractionation of soil organic matter was performed to obtain three pools and estimate organic matter dynamics and its role on soil fertility. The results show that 15 years of minimum tillage result in a slight increase of soil organic matter particularly in the topsoil and in depth thanks to the root deepening possible because of the absence of any ploughing sole. In the surface horizons of PSR and BioGas C content is less due to ploughing and milling which favour aggregates breakdown, resulting in a diminished physical protection of soil organic matter and its faster mineralisation. Between 15 and 30 cm C values are higher suggesting a less negative effect of ploughing on organic matter loss. The density fractionation indicates that the minimum tillage system not only has a higher C content in the top horizons, but shows also a good distribution of soil organic matter among the fractions. Tillage leads to a loss of those organic pools responsible for prompt nutrient availability and aggregates formation, particularly in the upper soil. The different phosphorus management since 1996 resulted in a clear diversification of the three crop systems. In BioGas, with continuous P fertilization, P availability is extremely high, with averaged values of 60 ppm and a budget surplus of 73 kg ha-1. As consequence, the risk of P transfer from soil to water is high with losses mainly due to runoff. On the contrary in PSR, with no P addition, and BI, with limited P fertilization, the available P strongly decreased during the years, reaching the lowest values in BI treatments. Even with this decrease, the amount of available P remained around the optimum to support crop growth, as confirmed by crop yields, avoiding negative environmental effects.
La continua crescita della domanda di maggiore produttività agricola per soddisfare le crescenti esigenze alimentari è oggi affiancata dalla necessità di sostenibilità ambientale e dalla richiesta di contribuire alla produzione di energie rinnovabili. Perché il sistema agrario possa far fronte a tali richieste è indispensabile mantenere la fertilità del suolo governata dalla presenza e dalle dinamiche della sostanza organica (SO). Scopo di questa tesi è quello di valutare l'effetto della diversa gestione agronomica sulle dinamiche della SO e sulla fertilità del suolo. La tesi è inserita all'interno di un progetto iniziato nel 1996 e tuttora in atto, dove si vuole mettere a confronto sistemi colturali erbacei in rotazione sottoposti a diverse fertilizzazioni e a diversa intensità di lavorazione. Il disegno sperimentale adottato è di tipo split plot dove si individuano tre trattamenti: - PSR: prevede la produzione di colture oleaginose inserite nella rotazione colturale frumento-mais-colza-girasole. Le tecniche di lavorazione prevedono aratura a 30 cm e fresatura, fertilizzazione con N e K e assenza di P. - Basso input (BI): prevede la stessa rotazione frumento-mais-colza-girasole. Le tecniche di coltivazione, finalizzate alla riduzione degli input energetici, prevedono minima lavorazione con fresatura seguita da sood seeding. Il diserbo e la fertilizzazione si attengono all'azione 214.1 delle misure agroambientali del PSR 2007-2013 della Regione Piemonte. - Biogas: sistema volto alla produzione di biomassa da destinare alla produzione di biogas. Fertilizzazione minerale secondo PSR con maggiori apporti di P. Nelle parcelle sono stati campionati i suoli alla profondità 0-15, 15-30, 30-60 e 60-90 cm. Oltre alle caratteristiche chimico-fisiche dei suoli e alla determinazione del P biodisponibile, per valutare le dinamiche della SO si è operato mediante il frazionamento densimetrico della SO in tre pools. I risultati evidenziano che la minima lavorazione determina, in 15 anni, un aumento seppur modesto della SO, in particolare nell'orizzonte superficiale e in profondità. Nelle tesi PSR e BioGas il contenuto di C è minore negli orizzonti superficiali per l'effetto della fresatura che favorisce la rottura degli aggregati e accelera i processi di mineralizzazione della SO. Si hanno valori maggiori di C tra 15 e 30 cm ad indicare che l'aratura ha un effetto meno negativo sulle perdite di SO. I risultati del frazionamento densimetrico indicano che il sistema non lavorato presenta, oltre all'accumulo di SO nello strato superficiale, una buona distribuzione tra le diverse frazioni. La lavorazione porta in superficie a una perdita di quei pools che garantiscono una pronta disponibilità di nutrienti nonché la formazione di aggregati. La diversa gestione della fertilizzazione fosfatica nelle tre tesi, dal 1996 ad oggi, ha differenziato i tre sistemi colturali, mettendo in luce che nella tesi BioGas, dove la concimazione fosfatica viene eseguita dal 1996, la disponibilità di P risulta essere molto elevata, con valori intorno ai 60 ppm e con un surplus di bilancio pari a 73 kg ha-1. Conseguentemente il rischio di trasferimento di P dal suolo alle acque è elevato. Nelle tesi PSR, dove non si è apportato P, e BI, dove gli apporti erano limitati, il P Olsen è notevolmente diminuito dopo 15 anni con i valori più bassi nella tesi BI. Il P Olsen rimane comunque attorno a valori ottimali per la crescita colturale senza rischi per l'ambiente.
EFFETTO DELLA DIVERSA GESTIONE AGRONOMICA SULLA FERTILITA' E SULLE DINAMICHE DELLA SOSTENZA ORGANICA DEL SUOLO.
DURANDA, SARA
2008/2009
Abstract
La continua crescita della domanda di maggiore produttività agricola per soddisfare le crescenti esigenze alimentari è oggi affiancata dalla necessità di sostenibilità ambientale e dalla richiesta di contribuire alla produzione di energie rinnovabili. Perché il sistema agrario possa far fronte a tali richieste è indispensabile mantenere la fertilità del suolo governata dalla presenza e dalle dinamiche della sostanza organica (SO). Scopo di questa tesi è quello di valutare l'effetto della diversa gestione agronomica sulle dinamiche della SO e sulla fertilità del suolo. La tesi è inserita all'interno di un progetto iniziato nel 1996 e tuttora in atto, dove si vuole mettere a confronto sistemi colturali erbacei in rotazione sottoposti a diverse fertilizzazioni e a diversa intensità di lavorazione. Il disegno sperimentale adottato è di tipo split plot dove si individuano tre trattamenti: - PSR: prevede la produzione di colture oleaginose inserite nella rotazione colturale frumento-mais-colza-girasole. Le tecniche di lavorazione prevedono aratura a 30 cm e fresatura, fertilizzazione con N e K e assenza di P. - Basso input (BI): prevede la stessa rotazione frumento-mais-colza-girasole. Le tecniche di coltivazione, finalizzate alla riduzione degli input energetici, prevedono minima lavorazione con fresatura seguita da sood seeding. Il diserbo e la fertilizzazione si attengono all'azione 214.1 delle misure agroambientali del PSR 2007-2013 della Regione Piemonte. - Biogas: sistema volto alla produzione di biomassa da destinare alla produzione di biogas. Fertilizzazione minerale secondo PSR con maggiori apporti di P. Nelle parcelle sono stati campionati i suoli alla profondità 0-15, 15-30, 30-60 e 60-90 cm. Oltre alle caratteristiche chimico-fisiche dei suoli e alla determinazione del P biodisponibile, per valutare le dinamiche della SO si è operato mediante il frazionamento densimetrico della SO in tre pools. I risultati evidenziano che la minima lavorazione determina, in 15 anni, un aumento seppur modesto della SO, in particolare nell'orizzonte superficiale e in profondità. Nelle tesi PSR e BioGas il contenuto di C è minore negli orizzonti superficiali per l'effetto della fresatura che favorisce la rottura degli aggregati e accelera i processi di mineralizzazione della SO. Si hanno valori maggiori di C tra 15 e 30 cm ad indicare che l'aratura ha un effetto meno negativo sulle perdite di SO. I risultati del frazionamento densimetrico indicano che il sistema non lavorato presenta, oltre all'accumulo di SO nello strato superficiale, una buona distribuzione tra le diverse frazioni. La lavorazione porta in superficie a una perdita di quei pools che garantiscono una pronta disponibilità di nutrienti nonché la formazione di aggregati. La diversa gestione della fertilizzazione fosfatica nelle tre tesi, dal 1996 ad oggi, ha differenziato i tre sistemi colturali, mettendo in luce che nella tesi BioGas, dove la concimazione fosfatica viene eseguita dal 1996, la disponibilità di P risulta essere molto elevata, con valori intorno ai 60 ppm e con un surplus di bilancio pari a 73 kg ha-1. Conseguentemente il rischio di trasferimento di P dal suolo alle acque è elevato. Nelle tesi PSR, dove non si è apportato P, e BI, dove gli apporti erano limitati, il P Olsen è notevolmente diminuito dopo 15 anni con i valori più bassi nella tesi BI. Il P Olsen rimane comunque attorno a valori ottimali per la crescita colturale senza rischi per l'ambiente.| File | Dimensione | Formato | |
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