CRA e curve di mineralizzazione

Diciamo spesso che i microrganismi del suolo sono importanti e che le matrici organiche di ILSA riescono a stimolarli secondo determinate condizioni condizioni, a tutto vantaggio di una nutrizione equilibrata per le piante. Ma come accade questo e come ILSA riesce a misurare questi processi? Grazie alle cinetiche di mineralizzazione. Con queste analisi, ILSA studia la trasformazione dell’azoto organico, somministrato attraverso i concimi (come Agrogel^®), in forme azotate minerali utilizzabili dalle piante, attraverso quei processi biochimici di trasformazione mediati dai microrganismi.

Questi processi dipendono da fattori abiotici e biotici (temperatura, umidità, pH, concentrazione di ossigeno, rapporto C:N, presenza di batteri nel suolo) e possono essere espressi attraverso diversi metodi. ILSA lo fa attraverso le curve di mineralizzazione dell’azoto nel suolo e, successivamente, con le curve della biomassa cumulata.

Cosa sono le curve di mineralizzazione?

Esprimono la quantità di azoto minerale, in forma di NO3 e NH4+, rilasciato nel suolo in seguito ai processi di mineralizzazione a carico dei batteri. Questa quantità viene espressa in ppm (parti per milione), mg/kg di suolo o percentuale sull’azoto aggiunto. Le curve di mineralizzazione, quindi, esprimono l'intensità con cui i concimi azotati vengono ossidati e, di conseguenza, la velocità con cui l’azoto è reso disponibile alle piante.

Generalmente le curve di mineralizzazione ILSA sono di tipo cumulato, cioè ad ogni intervallo di misurazione, si somma tutto l’azoto rilasciato dall’inizio del processo. Ciò permette di rappresentare in maniera continua l’andamento della degradazione del fertilizzante nel tempo.

L’attività dei microrganismi è influenzata da diversi fattori, tra cui molto importante è la temperatura del suolo: il range ottimale per il processo di mineralizzazione è di 25-30°C; quando invece le temperature sono basse, l’attività dei batteri è fortemente rallentata o bloccata. È stato dimostrato invece che l’umidità del suolo non riveste un ruolo fondamentale nell’attività dei microrganismi, fintanto che non si superano valori tali da ''asfissiare'' i suoli, non modificando in maniera incisiva la cinetica di mineralizzazione dei concimi.

Fig. 1 - Curve di mineralizzazione in suoli concimati con Fertorganico e Fertil ed incubati rispettivamente a 5 e 23°C

Fig. 2 - Effetto dell’umidità (calcolata come il 50-70 e 90% della capacità di campo) nel rilascio dell’azoto per quattro diverse fonti di azoto organico: pellet di erba medica (alfalfa pellets), urea, farina di sangue (blood meal) e pollina (chicken manure)

Le curve normalmente indicano la quantità totale di azoto minerale rilasciato nel tempo, cumulando in esso sia la forma ammoniacale che nitrica; in realtà le cinetiche di rilascio di queste due forme azotate variano nel tempo, prevalendo nelle prime settimane quella ammoniacale e nelle successive quella nitrica. Infine, pur variando nei quantitativi di azoto rilasciati e nel tempo di rilascio, la cinetica si ripete in maniera caratteristica per ogni tipo di fertilizzante, in quanto dipende dalla matrice che lo costituisce e dal processo industriale. Ecco perché i concimi organici non sono tutti uguali: ad esempio concimi organici, tutti di origine animale, presentano delle cinetiche diverse a seconda del processo industriale e della matrice di origine (Fig. 3).

Fig. 3 - Curve di mineralizzazione di differenti concimi organici di origine animale

Se invece si considera un concime as base di Agrogel^®, un concime organico di origine animale (farina di sangue) ed un concime minerale (urea), si nota immediatamente il diverso destino dei concimi nel suolo: mentre l’azoto da Agrogel^® è rilasciato in 12 settimane, quello di urea e farina di sangue è rilasciato rispettivamente in una e quattro settimane (Fig. 4).

Fig. 4 - Curve di mineralizzazione di AGROGEL®, urea e farina di sangue

In conclusione, le cinetiche di mineralizzazione mappano quei processi di degradazione dell’azoto attuato dai microrganismi e dimostrano nel contempo la migliore e più puntuale disponibilità di azoto da Agrogel^®, in relazione alla richiesta dell’intero sistema suolo-pianta.

NOTA: La metodica ILSA per le curve di mineralizzazioni si basa su una ottimizzazione del metodo di Stanford e Smith del 1972 ([9]), riadattato da Benedetti nel 1983 ([10]), messa a punto dal prof. Cavani del Dipartimento di Chimica Agraria della Facoltà di Agraria di Bologna.