Gestione dei nutrienti nelle aziende agricole biologiche

Molti agricoltori biologici riferiscono di quanto sia importante un adeguato equilibrio di nutrienti nel terreno per la crescita delle piante. Loro usano il metodo Basic Cation Saturation Ratio per stimare il fabbisogno dei nutrienti delle coltivazioni. Questo approccio si basa su una quota ideale di basi scambiabili (in particolare Ca++, Mg++ e K+) presenti in forma cationica.

Si ritiene che la quota ideale ottimizzerà l’utilizzo dei nutrienti da parte delle piante e la resa delle coltivazioni. Queste sono le proporzioni ideali:
Ca:Mg 6.5:1
Ca:K 13:1
Mg:K 2:1

Se fossero idealmente equilibrate, l’85% dello siti di scambio cationico sarebbe occupato da Ca++, per un 10% da Mg++ e un 5% da K+. Se queste proporzioni non fossero rispettate, allora l’agricoltore dovrebbero desumere che è presente un deficit di nutrienti.

Approccio “Nutrire il suolo”

Lo scopo di questo approccio è duplice. Quando i nutrienti organici vengono aggiunti al terreno, l’attività microbica aumenta. In questo senso, i coltivatori stanno “alimentando i microbi”. L’attività microbica aumentata migliora le proprietà fisiche del suolo. Per esempio, quando un’attività microbica si sviluppa, il terreno coltivabile migliora. In aggiunta, un’attività microbica velocizza il ciclo dei nutrienti, aumentando la disponibilità di questi per l’assorbimento radicale (quando la mineralizzazione sorpassa l’immobilizzazione da parte dei microbi).

L’efficienza nell’uso delle colture
Indipendentemente dalle condizioni dell’apparato radicale, le radici delle colture non troveranno tutti i nutrienti applicati. Alcune colture sono molto più efficienti di altre nel trovare e prendere nutrienti. Ad esempio, le coltivazioni di cetrioli possono trattenere addirittura solo un 20-25% dei nutrienti fertilizzanti applicati. L’efficienza nell’uso dei nutrienti dei cetrioli, perciò, è un 25%. L’efficienza nell’uso dei nutrienti del mais è solo il 50%. Il mais può quindi assorbire solo 50 libbre su 100 libbre di fertilizzante applicate per acro. L’assorbimento del nutriente viene influenzato dalla densità delle radici della pianta, che a sua volta è influenzate dalle proprietà fisiche, chimiche e biologiche del suolo. Persino quando la qualità del suolo è eccellente, le radici delle piante possono esplorare meno del 5% dell’intero volume del terreno. Molti altri fattori contribuiscono all’uso inefficiente dei nutrienti applicati, così come il posizionamento del fertilizzante, precipitazioni e irrigazione in aumento, la temperatura del terreno.

L’approccio “Nutrire il suolo” deve interrompersi nel momento in cui le concentrazioni di nutrimenti nei terreni sono già troppo alte. In questi casi, alimentare il terreno può divenire sovra-nutrito al punto da generare il potenziale inquinamento ambientale o aumentare la tossicità delle piante.

Evitare sovra-applicazioni di fosforo e potassio

In alcune circostanze, basare i tassi di fertilizzazione sui calcoli di eliminazione dei nutrienti dalla coltivazione è utile, per esempio, quando gli agricoltori usano concimi per rispondere alle necessità di nutrienti delle coltivazioni. Dove i test del terreno mostrano che i valori di P e K sono molto alti e non è necessario un'aggiunta di P o K, una base di calcolo per l'applicazione del fertilizzante, che viene fondata sui bisogni della coltura di N, risulterà eccessiva rispetto a P e K. Questo perché il concime contiene una quantità significativa di questi nutrienti. In tali casi, la pratica più sostenibile potrebbe essere quella di applicare un fertilizzante sui valori di rimozione delle piante di P o K. Qualsiasi mancanza risultante rispetto alle necessità di coltura di N può essere trovata con un'altra fonte N che non contenga P o K.

La sovra-applicazioni di P è particolarmente problematica quando gli ammendanti organici vengono applicati negli strati superficiali del terreno, nel caso quindi di sistemi agricoli no-till (che non prevedono aratura o mescolamento del terreno) o con coperture vegetali perenni.

Sebbene il N può essere perso nei sistemi agricoli n-till (lisciviazione, dilavamento o denitrificazione, per esempio), P viene tipicamente perso attraverso l'erosione, il dilavamento o il flusso sub-superficiale. La lisciviazione di P dal terreno nei torrenti e nei fiumi attraverso questi processi può condurre a un degrado della qualità dell'acqua nei laghi, nei bacini idrici e negli estuari marini.

L'aggiunta di concimi, compost e altri prodotti organici può condurre ad un aumento della disponibilià di P nelle coltivazioni biologiche nel tempo. Per questa ragione, ha senso calcolare i residui dell'applicazione di P basate sui residui rimossi di P (dove il terreno ha sufficiente P). Ad ogni modo, i calcoli per i residui rimossi di P e K dalla coltura sono utili per aggiunte e rimozioni dei nutrienti dai terreni delle aziende agricole nel tempo.

Evitare le sovra-applicazioni di azoto

I tassi di applicazione di azoto per la crescita di una particolare coltura su uno specifico terreno dovrebbero essere basati sull'aspettativa realistica di rendimento (RYE) per tale crescita di raccolto in quel terreno. Un numero di fattori relativi al suolo può riguardare l'aspettativa reale di rendimento, includendo:

• profondità del sottosuolo, rocce o altri orizzonti limitanti
• materia organica
• posizione del paesaggio
• clima

Adeguate strategie di gestione della fertilità possono supplire a molte di queste proprietà specifiche del sito, ma gli agricoltori dovranno spendere molto più tempo e denaro per quanto riguarda irrigazione, nutrienti, manodopera e attività per raggiungere un alto rendimento sulla scarsa fertilità dei terreni.

Determinare l’aspettativa di rendimento reale

Il metodo migliore per determinare l’aspettativa di rendimento reale è usare le documentazioni sulla produzione storica per ogni terreno. Per ottenere un valore rappresentativo veritiero, i coltivatori possono ammontare ad una media di tre tra i rendimenti economici più elevati (rendimenti che forniscono le dichiarazioni nette più alte) negli ultimi 5 anni in cui la coltura è cresciuta.

Sfortunatamente, a volte i dati non sono disponibili su terreno per terreno, specialmente dove un nuovo raccolto sta crescendo.

Calcolare il tasso di applicazione dell’azoto

Una volta che un’aspettativa reale di rendimento è stata determinata per un dato terreno, un tasso di azoto appropriato può essere calcolato moltiplicando l’aspettativa reale di rendimento partendo da un tasso di applicazione del nutriente dedotto dalla personale esperienza di un consulente affidabile o da un contadino del luogo.

Costruire una curva di rendimento

In assenza di andamenti sicuri sul rendimento delle colture, i coltivatori devono costruire le loro curve personali per determinare l’applicazione dei tassi di N, che producono rendimenti di raccolti specifici. I coltivatori possono iniziare con i dati riguardanti un’annata sui tassi di applicazione di N e i rendimenti del raccolto che questi producono. I dati possono essere ampliati su più annate di produzione che rappresentano una gamma di condizioni di crescita. I dati possono essere calcolati per offrire una stima migliore di rendimenti reali e i tassi di azoto che producono questi rendimenti.

Tutto ciò richiederà un’accurata registrazione dei dati

Analisi dei tessuti vegetali

È una buona idea avere campioni di pianta da analizzare periodicamente per determinare se le colture stanno ricevendo livelli adeguati di nutrienti. Laboratori pubblici e privati analizzeranno la concentrazione dei nutrienti nel tessuto fogliare della pianta. I risultati indicano lo stato nutrizionale delle piante, identificando mancanze e tossicità e procurando una base per determinare se questa necessita di applicazioni aggiuntive, come sidedressing o applicazioni fogliari.

Prelevare un campione
Le analisi laboratoriali richiedono meno di 1 grammo di tessuto. Tuttavia, un buon campione deve contenere abbastanza foglie per rappresentare l’area campione totale. Per esempio, da 8 a 15 foglie della pianta di pomodoro sarebbero adatte. Si può anche prendere campioni separati da terreni separati o zone di gestione o da aree produttive dove i problemi esistono.

Rotazione dei raccolti

La rotazione dei raccolti è un sistema agricolo in cui differenti colture vengono coltivate inin una sequenza ricorrente e definita. La rotazione colturale rappresenta un valido meccanismo per l’integrazione di nutrienti del suolo nei sistemi biologici, in virtù della azione miglioratrice delle caratteristiche fisiche del terreno, tra cui l’aumento della quantità e qualità della biomassa microbiologica del terreno.

Inoltre, le rotazioni sono lo strumento primario per controllare le erbe infestanti, i parassiti e le patologie nell’agricoltura biologica. In agricoltura biologica le rotazioni vengono distinte tra fasi di arricchimento del livello di azoto e fasi che lo esauriscono. Le fasi di alto e basso livello di azoto devono essere equilibrate, o mostrare una leggera eccedenza, in modo da mantenere la fertilità a lungo termine. Il tipo di rotazione fornisce le basi per una progettazione di fornitura di azoto necessaria all’ assenza del fertilizzante solubile di azoto.

Gli agricoltori devono considerare piani o rotazioni di coltura a lungo termine quando progettano un piano di gestione di fertilità. Se è agronomicamente realizzabile, l’applicazione del nutriente e l’utilizzo possono essere considerate per un intero ciclo di colture, piuttosto che per una coltura terreno per terreno. Tutti i piani di gestione del terreno dovrebbero includere una descrizione della normale sequenza di coltivazione, delle necessità nutritive e dei tassi di rimozione dei nutrienti di tutte le colture nel sistema.

L’attuazione di un piano di rotazione delle colture dovrebbe includere, in modo non eslcusivo, prati erbosi, colture di copertura, colture da concime verde e colture da avvicendamento. Queste coltivazioni devono essere provviste delle seguenti funzioni (USDA, 2000):

• mantenere o migliorare la sostanza organica del terreno
• contribuire alla gestione dei parassiti nelle colture annuali e perenni
• gesitre il deficit o l’eccesso di nutrienti della pianta
• prevenire l’erosione del suolo.

Distribuzione dei nutrimenti

In assenza di inibitori chimici e biologici, le radici crescono e proliferano nei terreni con una buona struttura. Inoltre, dove la crescita delle radici viene circoscritta, la distribuzione dei fertilizzanti vicino alla radice in formazione è importante. In generale, distribuire il concime 2 cm in profondità e 2 cm di distanza dal seme o dal trapianto assicura che i nutrienti siano disponibili alla coltura.

La crescita ristretta delle radici avverrà nei terreni compattati con alti tassi di densità di massa o con orizzonti compatti del terreno. In questi casi, l’efficienza di assorbimento del nutriente può migliorare se il fertilizzante viene sparso vicino alle radici carnose o fittonate, in particolar modo quando i nutrienti fertilizzanti sono relativamente statici nel terreno. Ciò è particolarmente critico dove I livelli di test del terreno sono bassi; nelle stagioni in cui la crescita delle radici è rallentata a causa del clima freddo o per le piante con sistemi di radici ristretti dovuti ad altri fattori chimici, fisici o biologici, come il danno da nematode.