Climate change represents an urgent global challenge with profound implications for agriculture and food security. Agricultural policies are adapting to reduce greenhouse gas emissions, limit water resource pollution, and promote more sustainable production systems. In the cereal sector, the use of nitrogen fertilizers significantly contributes to nitrous oxide (N₂O) emissions. To mitigate this impact, several countries have implemented regulations that promote innovative agronomic practices and precision technologies, alongside research on hybrid wheat varieties. A field trial conducted in Moncrivello (VC) during the 2022-23 and 2023-24 growing seasons evaluated the performance of a hybrid and a conventional wheat variety under varying nitrogen application rates, focusing on yield, quality, and sustainability. The study monitored phenological stages, morphological parameters, NDVI, leaf chlorophyll content, and the AUCDC index. Post-harvest assessments included grain yield, test weight, thousand kernel weight, protein content, and nitrogen use efficiency (NUE). The two seasons exhibited contrasting weather conditions: rainfall in 2024 was 54% higher than in 2023, significantly influencing productivity outcomes. In 2023, grain yield was primarily influenced by the interaction of production factors (23.3%), whereas in 2024, the effect of nitrogen top-dressing prevailed (40.4%). The hybrid variety outperformed the conventional variety in both years, with yields of 8.6 t ha⁻¹ (+5%) in 2023 and 6.5 t ha⁻¹ (+16%) in 2024. However, the conventional variety showed a higher yield response to elevated nitrogen rates, achieving a maximum of 8.4 t ha⁻¹ at 231 kg N ha⁻¹ in 2023. Grain protein content was predominantly influenced by nitrogen top-dressing (41.2%-50.0%). The conventional variety maintained a 5%-7% higher protein content compared to the hybrid. Both genotypes demonstrated increased protein content with higher nitrogen application rates. Test weight was greater in the conventional variety, while thousand kernel weight was higher in the hybrid across both seasons. NDVI readings showed a positive correlation with nitrogen application rates and a more pronounced "stay green" effect, particularly in 2024. Correlation analyses between the AUCDC index and grain yield revealed a strong relationship for the conventional variety in 2023 (R²=0.69) and for both genotypes in 2024 (R²=0.91-0.92). Similarly, AUCDC and grain protein content exhibited high correlation levels for the conventional variety in both seasons (R²=0.81-0.87). NUE calculations indicated higher efficiency in the hybrid variety, although both genotypes demonstrated reduced efficiency with increasing nitrogen rates. NUE values were higher in 2023 compared to 2024, attributed to lower leaching losses. In summary, the study highlights the potential of hybrid varieties for greater nitrogen use efficiency, achieving satisfactory yields with reduced fertilizer inputs. The use of vegetation indices such as NDVI and AUCDC proves to be a valuable tool for optimizing agronomic management, reducing environmental impact, and enhancing economic sustainability. These findings underscore the importance of integrated strategies for innovative and sustainable wheat cultivation.
Il cambiamento climatico costituisce una sfida globale urgente con profonde ripercussioni sull’agricoltura e la sicurezza alimentare. Le politiche agricole si stanno adattando per ridurre le emissioni di gas serra, limitare l’inquinamento delle risorse idriche e promuovere sistemi produttivi più sostenibili. Nel settore cerealicolo, l’uso di fertilizzanti azotati contribuisce significativamente alle emissioni di protossido di azoto (N₂O). Per mitigare questo impatto, diversi paesi adottano normative che incentivano pratiche agronomiche innovative e tecnologie di precisione, oltre a studi e approfondimenti su varietà ibride di frumento. Una sperimentazione di pieno campo, condotta a Moncrivello (VC) nelle stagioni 2022-23 e 2023-24, ha esaminato la risposta di una varietà ibrida e una convenzionale di frumento a diverse dosi di azoto, valutandone resa, qualità e sostenibilità. Sono stati monitorati stadi fenologici, parametri morfologici, NDVI, clorofilla fogliare e l’indice AUCDC, e dopo la raccolta sono state misurate resa, peso ettolitrico, peso dei mille semi, contenuto proteico ed efficienza d’uso dell’azoto. Le due stagioni hanno mostrato condizioni meteorologiche divergenti: il 2024 ha registrato una piovosità del 54% superiore rispetto al 2023, influenzando significativamente i risultati produttivi. Nel 2023, la produzione di granella è risultata dipendente principalmente dall’interazione tra fattori produttivi (23,3%), mentre nel 2024 ha prevalso l’effetto della concimazione di levata (40,4%). La varietà ibrida ha superato la convenzionale in entrambe le annate, con rese di 8,6 t ha⁻¹ (+5%) nel 2023 e 6,5 t ha⁻¹ (+16%) nel 2024. Tuttavia, la varietà convenzionale ha mostrato una maggiore risposta produttiva a dosi elevate di N, con un massimo di 8,4 t ha⁻¹ alla dose di 231 kg N ha⁻¹ nel 2023.Il contenuto proteico della granella è stato influenzato prevalentemente dalla concimazione di levata (41,2%-50,0%). La varietà convenzionale ha mantenuto un contenuto proteico superiore del 5%-7% rispetto all’ibrido. Entrambi i genotipi hanno mostrato un aumento del contenuto proteico con l’incremento delle dosi di N. Il peso ettolitrico è risultato maggiore nella varietà convenzionale, mentre il peso dei mille semi è stato superiore nell’ibrido in entrambe le stagioni. I rilievi dell’NDVI hanno evidenziato una correlazione positiva con la quantità di azoto applicato e un maggiore "stay green", in particolare nel 2024. Le analisi di correlazione tra l’indice AUCDC e la resa di granella hanno rivelato una forte relazione per la varietà convenzionale nel 2023 (R²=0,69) e per entrambi i genotipi nel 2024 (R²=0,91-0,92). Analogamente, l’AUCDC e il contenuto proteico hanno mostrato elevati livelli di correlazione per la varietà convenzionale in entrambe le stagioni (R²=0,81-0,87). Il calcolo del NUE ha indicato una maggiore efficienza dell’ibrido, anche se entrambi i genotipi hanno mostrato una riduzione dell’efficienza con l’aumento delle dosi di N. Il 2023 ha registrato valori di NUE superiori al 2024, a causa di minori perdite per lisciviazione. In sintesi, lo studio evidenzia il potenziale delle varietà ibride per una maggiore efficienza nell’uso dell’azoto, permettendo rese soddisfacenti con dosi ridotte di fertilizzanti. L’impiego di indici vegetazionali, come NDVI e AUCDC, rappresenta un valido strumento per ottimizzare la gestione agronomica, riducendo l’impatto ambientale e migliorando la sostenibilità economica. Questi risultati sottolineano l’importanza di strategie integrate per una coltivazione del frumento innovativa e sostenibile.
Gestione della concimazione azotata degli ibridi di frumento ed effetti su resa, qualità e sostenibilità
PANSA, ALBERTO
2023/2024
Abstract
Il cambiamento climatico costituisce una sfida globale urgente con profonde ripercussioni sull’agricoltura e la sicurezza alimentare. Le politiche agricole si stanno adattando per ridurre le emissioni di gas serra, limitare l’inquinamento delle risorse idriche e promuovere sistemi produttivi più sostenibili. Nel settore cerealicolo, l’uso di fertilizzanti azotati contribuisce significativamente alle emissioni di protossido di azoto (N₂O). Per mitigare questo impatto, diversi paesi adottano normative che incentivano pratiche agronomiche innovative e tecnologie di precisione, oltre a studi e approfondimenti su varietà ibride di frumento. Una sperimentazione di pieno campo, condotta a Moncrivello (VC) nelle stagioni 2022-23 e 2023-24, ha esaminato la risposta di una varietà ibrida e una convenzionale di frumento a diverse dosi di azoto, valutandone resa, qualità e sostenibilità. Sono stati monitorati stadi fenologici, parametri morfologici, NDVI, clorofilla fogliare e l’indice AUCDC, e dopo la raccolta sono state misurate resa, peso ettolitrico, peso dei mille semi, contenuto proteico ed efficienza d’uso dell’azoto. Le due stagioni hanno mostrato condizioni meteorologiche divergenti: il 2024 ha registrato una piovosità del 54% superiore rispetto al 2023, influenzando significativamente i risultati produttivi. Nel 2023, la produzione di granella è risultata dipendente principalmente dall’interazione tra fattori produttivi (23,3%), mentre nel 2024 ha prevalso l’effetto della concimazione di levata (40,4%). La varietà ibrida ha superato la convenzionale in entrambe le annate, con rese di 8,6 t ha⁻¹ (+5%) nel 2023 e 6,5 t ha⁻¹ (+16%) nel 2024. Tuttavia, la varietà convenzionale ha mostrato una maggiore risposta produttiva a dosi elevate di N, con un massimo di 8,4 t ha⁻¹ alla dose di 231 kg N ha⁻¹ nel 2023.Il contenuto proteico della granella è stato influenzato prevalentemente dalla concimazione di levata (41,2%-50,0%). La varietà convenzionale ha mantenuto un contenuto proteico superiore del 5%-7% rispetto all’ibrido. Entrambi i genotipi hanno mostrato un aumento del contenuto proteico con l’incremento delle dosi di N. Il peso ettolitrico è risultato maggiore nella varietà convenzionale, mentre il peso dei mille semi è stato superiore nell’ibrido in entrambe le stagioni. I rilievi dell’NDVI hanno evidenziato una correlazione positiva con la quantità di azoto applicato e un maggiore "stay green", in particolare nel 2024. Le analisi di correlazione tra l’indice AUCDC e la resa di granella hanno rivelato una forte relazione per la varietà convenzionale nel 2023 (R²=0,69) e per entrambi i genotipi nel 2024 (R²=0,91-0,92). Analogamente, l’AUCDC e il contenuto proteico hanno mostrato elevati livelli di correlazione per la varietà convenzionale in entrambe le stagioni (R²=0,81-0,87). Il calcolo del NUE ha indicato una maggiore efficienza dell’ibrido, anche se entrambi i genotipi hanno mostrato una riduzione dell’efficienza con l’aumento delle dosi di N. Il 2023 ha registrato valori di NUE superiori al 2024, a causa di minori perdite per lisciviazione. In sintesi, lo studio evidenzia il potenziale delle varietà ibride per una maggiore efficienza nell’uso dell’azoto, permettendo rese soddisfacenti con dosi ridotte di fertilizzanti. L’impiego di indici vegetazionali, come NDVI e AUCDC, rappresenta un valido strumento per ottimizzare la gestione agronomica, riducendo l’impatto ambientale e migliorando la sostenibilità economica. Questi risultati sottolineano l’importanza di strategie integrate per una coltivazione del frumento innovativa e sostenibile.| File | Dimensione | Formato | |
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