Aratro ed erpice e minima lavorazione: quali effetti su sostanza organica e struttura del suolo

di Roberto Bartolini

Al Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Agrarie dell’Università di Firenze, alcuni giorni fa si è laureato lo studente Davide di Donato che ha presentato una tesi, con relatore il prof. Giacomo Certini, sulla gestione sostenibile del suolo, presentando un caso di studio pratico: un confronto tra agricoltura convenzionale e conservativa sulla sostanza organica e struttura del suolo in Lombardia.

In particolare si sono confrontate due situazioni contigue e pedologicamente simili.

Una in cui l’agricoltura conservativa è stata applicata da oltre 20 anni da Paolo Montana, contoterzista del lodigiano, mediante l’impiego della seminatrice Horsch Focus TD, adottando la tecnica dello strip-tiller.

L’altra condotta da sempre col sistema convenzionale, eseguendo lavorazioni tradizionali del terreno quali aratura ed erpicatura.

Foto 1 Il cantiere della Horsch Focus TD che esegue in un unico passaggio lavorazione a strip tiller, semina, concimazione e diserbo (Foto Paolo Montana)

Foto 2 Particolare delle ancore disposte a 70 cm l’una dall’altra, collocate su 2 file sfalsate in modo da lavorare il terreno in bande da 35 cm di distanza. Ogni ancora lavora una fascia di terreno di 20 cm di larghezza. Le ancore scindono e smuovono il terreno allontanando i residui dalla banda di semina. (Foto Paolo Montana)

Foto 3 La fila di dischi incide i residui colturali sfuggiti alle ancore rendendo la banda di semina pulita e lasciando i residui sul terreno nell’interfila, molto utili perchè  svolgono un effetto pacciamante naturale che contrasta lo sviluppo delle infestanti. (Foto Paolo Montana)

Foto 4 Successivamente alla fila dischi è posizionato un rullo a ruote gommate che svolge la funzione di richiudere la banda lavorata e consolidare il terreno per predisporre un letto di semina uniforme per la deposizione del seme, garantendo veloci e precise emergenze. (Foto Paolo Montana)

Foto 5 Elemento di semina dotato di dosatore elettrico e regolazione idraulica della pressione al suolo. Una cisterna di mille litri consente di effettuare il diserbo sulla fila con i distributori ben visibili nella foto. (Foto Paolo Montana)

Il confronto è stato realizzato in un’area ad alta agricoltura intensiva della Lombardia, per valutare gli effetti dei due sistemi sulla qualità del suolo.

A tale scopo sono stati considerati alcuni tra gli indicatori di qualità del suolo più usati, come densità apparente, stabilità degli aggregati, contenuto di sostanza organica e pH.

Entrambi i suoli sono destinati alla produzione di trinciato di mais, impiegato per l’alimentazione delle vacche da latte.

La tecnica tradizionale

Il campo gestito con tecniche convenzionali è caratterizzato da una monosuccessione di mais da insilato; dopo la raccolta, generalmente effettuata tra la fine di agosto e il mese di settembre, il terreno rimane privo di copertura vegetale fino alla successiva semina primaverile.

Nel corso dell’anno vengono effettuate diverse operazioni di lavorazione del terreno: la più profonda è l’aratura, eseguita a una profondità di circa 35 cm nel periodo tardo-autunnale, con distribuzione di circa 200 t/ha di digestato (contenente 5 kg di azoto totale per tonnellata, di cui metà organico e metà ammoniacale).

Successivamente si procede alla rottura delle zolle mediante frangizolle e/o discatura ed in seguito si esegue l’affinamento e la preparazione del letto di semina tramite erpice rotante.

La tecnica conservativa

Il campo gestito in regime conservativo viene coltivato dal terzista Paolo Montana da oltre 20 anni senza ricorso all’aratura.

Ad oggi le operazioni vengono effettuate tramite la seminatrice Horsch Focus, una combinata formata da un primo blocco dedicato alla lavorazione del terreno e da un secondo blocco rappresentato dall'elemento di semina.

In un solo passaggio la Focus effettua quattro interventi: preparazione del terreno, semina, concimazione sulla fila ed infine diserbo localizzato.

Mediamente la superficie giornaliera di semina è di circa 30 ettari.

Foto 6 Ecco come si presenta il mais appena emerso sulla banda di terreno lavorata a strip tiller, con interfila leggermente baulata e ricoperta dai residui colturali, che svolgono un’azione di pacciamatura naturale molto preziosa per conservare l’umidità del terreno. (Foto Paolo Montana)

Foto 7 Mais seminato con il sistema a strip tiller su residui colturali di colza (Foto Paolo Montana)

Semina delle cover crops

Tra un ciclo colturale di mais e il successivo vengono seminate colture di copertura (cover crops) la cui terminazione viene effettuata mediante trinciastocchi nel caso di elevata produzione di biomassa; qualora la biomassa risulti più contenuta, la terminazione avviene tramite il passaggio della Horsch Focus grazie all’azione della ancore e dei dischi.

Distribuzione di digestato

Durante la stagione colturale vengono distribuite complessivamente 100 t ha di digestato, ripartite in due interventi: una prima applicazione in autunno e una seconda quando il mais ha raggiunto lo stadio di 4–5 foglie vere. Non vengono impiegati concimi di sintesi.

Per il diserbo chimico, viene utilizzato un antigerminello, esclusivamente in caso di reale necessità, limitandone l’applicazione alla sola fila di semina.

Di seguito riportiamo in sintesi i risultati ottenuti e le conclusioni operative ad uso dei nostri agricoltori e contoterzisti.

Contenuto di sostanza organica

Dai rilievi effettuati risulta che il contenuto di sostanza organica nel campo gestito in agricoltura convenzionale mostra una media di 48,29 Mg/ ha di sostanza organica nei primi 10 cm, mentre il campo gestito in agricoltura conservativa, presenta una media pari a 50,05 Mg/ ha, valore significativamente più elevato .

 I risultati ottenuti risultano coerenti con le ipotesi iniziali.

Nel suolo gestito in modo conservativo, la riduzione delle lavorazioni, il mantenimento dei residui colturali in superficie e l’impiego di cover crops hanno favorito l’apporto di sostanza organica e la sua stabilizzazione all’interno degli aggregati del suolo, promuovendone l’accumulo negli strati superficiali.

Al contrario, nel sistema convenzionale, evidentemente le lavorazioni meccaniche più intense e frequenti hanno accelerato i processi di mineralizzazione della sostanza organica, determinando una riduzione del suo contenuto.

La perdita significativa di carbonio nel convenzionale può essere effettivamente ricondotta alla gestione agronomica, che implica periodi di suolo nudo e da una maggiore esposizione ai processi di ossidazione della sostanza organica.

Foto 8 Splendido mais con elevato vigore vegetativo. Notare nell’interfila i residui colturali che hanno soffocato la nascita delle infestanti (Foto Paolo Montana)

Foto 9 Sorgo seminato con strip tiller su cotiche di loietto (Foto Paolo Montana)

Il ruolo strategico delle cover crops

Nel conservativo, la presenza di una copertura vegetale e lavorazioni meno invasive favoriscono una maggiore permanenza della sostanza organica nello strato più superficiale del suolo, presumibilmente migliorando la funzionalità del sistema.

In particolare, i residui delle colture di copertura aumentano gli input di carbonio attraverso la produzione di biomassa radicale e fogliare, che contribuisce a formare un pool organico del suolo più consistente e stabile.

Foto 10 Irrigazione a scorrimento su mais seminato con strip tiller. Notare che l’acqua si concentra sulla fila di semina e nell’interfila rimangono in loco i residui pagliosi della coltura precedente, senza venire smossi dall’acqua. ( Foto Paolo Montana)

Tesaurizzazione del carbonio

Nel sistema convenzionale, nonostante il maggiore apporto di digestato, la combinazione di lavorazioni più profonde e maggiore disponibilità di azoto minerale (urea) può aumentare la mineralizzazione microbica della sostanza organica, riducendo la ritenzione complessiva di carbonio organico nel suolo.

I risultati di questo studio sostanzialmente confermano come gestione a basso disturbo, presenza di residui organici e presenza di cover crops favoriscano livelli maggiori di carbonio organico nei primi strati del suolo agricolo sul lungo periodo.

L’approccio conservativo adottato da oltre due decenni nel campo oggetto di studio si riflette pertanto in un maggiore accumulo di sostanza organica, un indicatore di buona salute del suolo e di maggiore resilienza agli stress ambientali

Stabilità degli aggregati del suolo

La maggiore stabilità degli aggregati osservata nel sistema di gestione conservativa ( 0,83-0,84 contro 0,63-0,74 del sistema convenzionale) può essere ricondotta ad un insieme di fattori già emersi nelle analisi precedenti.

Il più elevato contenuto di sostanza organica nello strato superficiale, la minore densità apparente e la ridotta intensità delle lavorazioni, sono fattori alla base della formazione e conservazione di legami organo-minerali stabili, aumentando la coesione degli aggregati e la loro resistenza all’azione disgregante dell’acqua

Nel sistema convenzionale, la minore stabilità degli aggregati può invece essere associata all’effetto delle lavorazioni meccaniche più intensive e al traffico dei mezzi agricoli, che tendono a frammentare gli aggregati e ad esporli all’ossidazione della S.O. che funge da legante

Miglioramento della qualità del suolo

I risultati evidenziano in maniera piuttosto chiara e coerente come la gestione conservativa determini un certo recupero della qualità del suolo rispetto al sistema convenzionale.

Nel sistema conservativo, la combinazione di ridotto disturbo meccanico, rilascio in campo dei residui colturali e utilizzo di colture di copertura, ha favorito un miglioramento complessivo della struttura del suolo

Questo si manifesta attraverso valori inferiori di densità apparente ed una maggiore stabilità degli aggregati.

In particolare, l’elevata presenza di macroaggregati stabili e i valori superiori di diametro medio ponderato  indicano una struttura più resistente, meno soggetta a fenomeni di disgregazione e degrado fisico.

Più sostanza organica negli strati superficiali di suolo

Dal punto di vista della sostanza organica, il sistema conservativo ha mostrato una certa capacità di accumulo negli strati superficiali ed una più efficiente integrazione all’interno della struttura del suolo, con una prevalente associazione ai macroaggregati.

Questo aspetto è particolarmente rilevante, in quanto la protezione fisica della sostanza organica all’interno degli aggregati rappresenta uno dei principali meccanismi di stabilizzazione del carbonio nel suolo e di regolazione dei processi biogeochimici.

Un ulteriore elemento di rilievo riguarda la distribuzione verticale della sostanza organica: il sistema conservativo presenta una marcata stratificazione con accumulo negli strati superficiali, mentre il sistema convenzionale mostra una distribuzione più uniforme lungo il profilo, dovuta al rimescolamento indotto dalle lavorazioni.

Sebbene quest’ultimo possa favorire una temporanea disponibilità di nutrienti, esso si associa a una minore capacità di conservazione della sostanza organica nel suolo sul lungo periodo

Sistema conservativo più resiliente agli stress

Dunque con il sistema conservativo si ottiene una maggiore attitudine del suolo alla regolazione del ciclo idrico, alla resistenza all’erosione e al sequestro del carbonio, configurandosi come un sistema più resiliente agli stress ambientali e climatici rispetto al sistema convenzionale.

La conclusione  di questa tesi dai connotati decisamente pratici conferma, con dati analitici inconfutabili, che l’adozione dell’agricoltura conservativa, oggi ribattezzata rigenerativa, apporta benefici alla qualità del suolo che nel medio periodo consentono di ottenere maggiori produzioni dai raccolti, grazie all’incremento progressivo della fertilità dei suoli.

Complimenti al neo dottore Di Donato e al prof. Certini per la realizzazione di questa tesi che costituisce un prezioso patrimonio di dati analitici desunti da applicazioni pratiche in campo, confermando la bontà della scelta di chi abbandona l’agricoltura convenzionale per adottare la conservativa (o rigenerativa).