Modulo 2 – Suolo e ciclo degli elementi
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Eco new farmers Modulo 2 – Suolo e ciclo degli elementi Sezione 1 – Suolo e fertilità del suolo Modulo 2 – Suolo e ciclo degli elementi Sezione 1 – Suolo e fertilità del suolo www.econewfarmers.eu 1. Introduzione Si ricorderà dal modulo introduttivo che l'agricoltura biologica si basa sulla gestione del suolo per migliorarne le proprietà fisiche, chimici e biologiche, al fine di coltivare riducendo al minimo gli inputs esterni. Il crescente interesse per la produzione agricola biologica deriva sia dalla richiesta dei consumatori, che dal desiderio di preservare o migliorare la risorsa suolo. In questa sessione potrai conoscere il significato di fertilità del suolo e come può essere gestita nei sistemi biologici. La fertilità del suolo è di solito definita come la capacità di un terreno di fornire le sostanze nutritive necessarie per la produzione agricola. Questo include proprietà fisiche biologiche e chimiche. 2. Composizione del suolo Il suolo, che ha la funzione di fornire aria, acqua, nutrienti e supporto meccanico alle piante, è normalmente considerato come il materiale solido che ricopre la superficie terrestre, frutto della costante disgregazione fisica e chimica della roccia e dell'azione degli organismi viventi. Il suolo è un mezzo complesso costituito per il 45% da particelle minerali, per il 20-30% da aria, per il 2030% da acqua e per il 5% da sostanza organica (Figura 1). La componente organica è costituita da organismi morti, da materiale vegetale e altri materiali organici in vari stadi di decomposizione. Particelle minerali 45% Aria: 20-30% Acqua: 20-30% Sostanza organica: 5% Fig.1. Composizione del suolo In realtà, le percentuali di questi quattro componenti principali variano a seconda di diversi fattori quali il tipo di terreno, il clima, le pratiche colturali e la disponibilità di acqua. I minerali del suolo sono sostanze inorganiche derivati da due tipi principali di minerali. I minerali primari, sono quei materiali del suolo che sono simili al materiale di origine da cui si sono formati, variati leggermente nella composizione chimica a causa degli agenti atmosferici, sono quelli che si trovano in sabbia e limo. Le particelle di sabbia sono le più grandi, di dimensioni variabili da 0,05 mm (sabbia finissima) a 2 mm (sabbia grossa). Le particelle di sabbia hanno una bassa capacità di trattenere l'acqua e le sostanze nutritive. I minerali secondari, invece, sono quelli formatisi dalla disgregazione e alterazione dei minerali primari meno resistenti, che rilasciano ioni importanti e forme minerali più stabili quali l’argilla di silicati. I minerali secondari sono di piccole dimensioni e dominano la frazione argillosa del suolo. Le particelle di argilla sono le particelle minerali più piccole e sono di dimensione inferiore ai 0,002 mm. Esse hanno una grande superficie, che facilita l'assorbimento di acqua e sostanze nutritive da parte delle particelle di argilla. La relativa abbondanza di sabbia, limo e particelle di argilla determina la tessitura del suolo. Questa influisce notevolmente sulle proprietà fisiche del suolo, sull’accumulo di acqua, e sul trasferimento di calore. L’aria è il successivo componente di base del suolo. Poiché l'aria può occupare gli stessi spazi dell’acqua, può costituire dal 2% al 50% del volume del suolo. L’aerazione del suolo influenza la disponibilità di molti nutrienti. L'ossigeno è essenziale per la respirazione delle radici e dei microbi, che aiutano la crescita delle piante. L’anidride carbonica e l’azoto sono importanti per la funzione ipogea delle piante, come pure per i batteri azotofissatori. Se i terreni rimangono saturi d'acqua (un aumento del contenuto idrico del suolo provoca spesso una riduzione dell’aerazione del terreno), può essere impedito lo scambio di gas a livello della radice, e si può arrivare alla morte della pianta. Pertanto, mantenere il giusto equilibrio tra l'aerazione delle radici e la disponibilità di acqua nel suolo rappresenta un aspetto critico della gestione delle piante coltivate. L’acqua è importante per il trasporto delle sostanze nutritive, per la crescita delle piante e per facilitare sia la decomposizione biologica che chimica. La disponibilità di acqua nel suolo è la capacità di un terreno particolare a contenere l'acqua che è disponibile per la crescita e lo sviluppo della pianta e dipende dalla tessitura del suolo. Più piccole sono le particelle dei terreni, maggiore risulta la quantità di acqua che il suolo può trattenere. Quindi i terreni argillosi hanno una maggiore capacità di trattenere l'acqua rispetto a quelli sabbiosi. Inoltre, la materia organica influenza anche la capacità di trattenere l'acqua dei suoli a causa dell’elevata affinità della sostanza organica con l'acqua. Più alta è la percentuale di sostanza organica nel suolo, maggiore è la capacità di trattenere l'acqua. La sostanza organica, contenente carbonio, è il componente di base successivo che si trova nel terreno a livelli variabili tra l’1% ed il 5%. La componente organica è costituita da organismi morti, la materia vegetale e altri materiali organici in vari stadi di decomposizione. La componente organica è importante per la nutrizione perché serve come un serbatoio di azoto, fosforo e zolfo per le piante e fornisce nutrienti e habitat per una varietà di organismi terricoli. I più grandi di questi organismi sono i lombrichi ed i nematodi, mentre i più piccoli sono batteri, attinomiceti, alghe e funghi che riducono tutto in anidride carbonica, acqua, nitrati, solfati, fosfati e altri composti inorganici che sono comuni nel terreno. Quando la sostanza organica è stabile e non subisce la decomposizione viene chiamata humus, che può persistere nel terreno per tempi relativamente lunghi. L’humus è molto più ricco in azoto, fosforo e zolfo rispetto ai residui vegetali originali. 3. Tessitura del suolo La tessitura del suolo è il termine usato per descrivere la proporzione di particelle di dimensioni diverse presenti nel terreno. Ci sono 3 gruppi di particelle: sabbia, limo e argilla. Il triangolo della tessitura classifica il terreno in diverse tessiture (Figura 2). Ad esempio, un terreno sabbioso contiene il 30-50% di sabbia, 020% limo e 15-20% di argilla. argilloso argilloso argilloso sabbioso franco argilloso Franco sabbioso argilloso franco sabbioso limoso franco limoso argilloso sabbioso argilloso limoso Sabbioso limoso % Sabbia Fig.2. Il triangolo della tessitura: classifica il suolo a seconda della sua diversa tessitura Quindi, come influisce la tessitura sull’apporto di sostanze nutritive? I terreni sabbiosi, che appaiono granulosi, non sono molto in grado di trattenere i nutrienti. I suoli limosi, che appaiono invece polverosi, trattengono un poco di più i nutrienti. I terreni argillosi sono i migliori per trattenere le sostanze nutritive e renderle disponibili per le piante. La tessitura ha effetti importanti sulla fertilità (Tabella 1). Da essa dipende inoltre il drenaggio e la riserva idrica del suolo, come pure la sua idoneità per le diverse colture. La tessitura è anche determinante per la struttura del suolo. Table 1. Relazioni tra tessitura del terreno e fertilità Capacità di trattenere i nutrienti e renderli disponibili per le piante Consistenza Sabbioso Limoso Argilloso Molto scarsa scarsa buona granulosa liscia e polverosa Appiccicosa o viscida 4. Struttura del suolo la struttura del suolo è un altro termine comunemente usato per descrivere il suolo (Figura 3). Essa descrive la disposizione delle particelle di argilla, sabbia e limo in aggregati o concrezioni. Gli spazi tra gli aggregati sono chiamati pori e trattengono aria e acqua. Tale struttura è creata da una combinazione di processi naturali che includono essiccazione e idratazione, congelamento e scongelamento, la crescita delle radici, l'attività dei microbi e degli animali del suolo. Prodotti secondari del suolo, per es. humus Scheletro minerale Macropori Micropori Fig.3. Struttura del suolo – la disposizione: minerali (scheletro minerale), sostanza organica (humus), aria e acqua occupano macropori e micropori. 5. Comparazione dei suoli Why is soil structure important? Soil structure is important in several ways. It controls the very important processes of water movement and root growth. Good structure has a stable system of pores of different sizes (Figure 4). Soil compaction causes poor structure which is very dense and has discontinuous pores. Compaction can result from cultivation in wet conditions, or from grazing animals. Compaction caused by livestock is usually called 'poaching'. (a) (b) Fig.4. Struttura del suolo buona (a) e compatta (b) Gli effetti della compattezza del suolo sullo sviluppo radicale sono importanti. Le condizioni possono seriamente limitare l’assorbimento dei nutrienti e la resa delle colture. Le lavorazioni sono molto importanti per migliorare le condizioni del terreno per il germogliamento dei semi e lo sviluppo delle radici (Figura 5). Nei sistemi biologici, le lavorazioni servono anche per il controllo delle erbe spontanee. Le lavorazioni trasformano anche i nutrienti in forme assimilabili dalle piante. Possono anche essere utilizzati metodi alternativi alla lavorazione meccanica per smuovere il terreno, quali l’impiego dei suini. Fig. 5. La lavorazione (meccanica e non meccanica) serve a creare nel terreno le migliori condizioni (struttura) per il germogliamento e lo sviluppo delle radici. 6. La sostanza organica nel suolo Mantenere e sviluppare la fertilità e la struttura del suolo sono gli obiettivi primari dell’agricoltura biologica. Garantendo l’ottimale contenuto di sostanza organica nel terreno viene facilitato il raggiungimento di questi obiettivi. La sostanza organica del suolo consiste di materiale vivente, residui decomposti e sostanza organica residuale o humus (Figure 6). Sostanza organica del suolo Non-vivente > 90% Vivente < 5% biomassa radici ed altri organi delle piante micro-organismi + animali Fig. 6. La composizione della sostanza organica nel terreno: materiali viventi e non viventi, residui decomposti e sostanza organica residuale o humus In un prato mediamente ci sono circa 8 tonnellate per ettaro di biomassa vivente e altri 20 tonnellate di materiale radicale. Quindi, se si immagina un'area delle dimensioni di un campo di calcio, il peso della biomassa vivente è equivalente al peso di 9 vacche da latte, ed il materiale radicale rappresenta il peso di altre 23 mucche. Perché la sostanza organica nel terreno è così importante? Essa costituisce una fonte di nutrienti. Apporta alimenti e quindi energia per i microbi presenti nel suolo (stimola l’attività microbica), trattiene l’acqua ed aiuta a prevenire la perdita di struttura del suolo. I residui colturali sono un’importante fonte di sostanza organica e ricomprendono le radici e le stoppie quindi la paglia. Alcune colture apportano più materiale radicale di altre. Per esempio le patate apportano al terreno superficiale circa 300 Kg per ettaro di materiale radicale, mentre con il sovescio di un erbaio di 3 anni si apportano 10.000 kg per ettaro. Letame, fanghi e altri rifiuti organici, come il compost urbano, sono preziose fonti di sostanza organica. 7. Riassunto Per migliorare e mantenere la fertilità del suolo nei sistemi di agricoltura biologica, il piano di fertilizzazione può contare su concimi e diverse altre pratiche culturali: colture di copertura, concimazioni verdi, rotazione delle colture, pacciamatura, compostaggio e altri fertilizzanti organici. Alcune di queste tecniche saranno spiegate in sessioni e moduli successivi. Questo completa la sezione sulla gestione della fertilità del suolo. Abbiamo visto che i terreni sono costituiti da particelle minerali, sostanza organica, biomassa vivente, aria e acqua. Abbiamo anche evidenziato che l'aumento del contenuto di sostanza organica nei suoli è molto importante per migliorare la fertilità del suolo.
