Atti sia by Cozzolino Eugenio

Società Italiana di Agronomia

ATTI XL Convegno della Società Italiana di Agronomia a cura di Michele Pisante e Fabio Stagnari (con la collaborazione di P. Maggio e F. Modugno)

Università degli Studi di Teramo 7-8-9 settembre 2011

Codice ISBN 9788 8902 27936

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I lavori in questi Atti vengono citati come segue: Autori, 2011. Titolo. Atti XL Convegno SIA (M. Pisante, F. Stagnari Ed.), Teramo (Italia), 7-9 settembre 2011, pag. ??-??

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IndICe

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International Symposium

Introduction M. Pisante (University of Teramo and Italian Society for Agronomy) ......................................................................

Kassam A., Friedrich T. - Conservation Agriculture: Principles, Sustainable Land Management and Ecosystem Services .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 25 Oladele O.I. , Braimoh A. - Soil Carbon Sequestration for Food Security, and Climate Change Mitigation and Adaptation ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 29 Bocchi S. , Christiansen S., Oweis T., Porro A., Sala S. - Research For The Innovation Of The Agri-food System In International Cooperation ..................................................................................................................................................................................................................................................... 31

in Developing World ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 33

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Sessione I - Tecniche agronomiche (colture protette e di pieno campo) Keynote: Pisante M., Stagnari F., Grant C. - Innovative Land and Water Research for Sustainable Crop Produc.................................................................................................................................................................................................................................................................................... 40 Oral presentation: farming in risicoltura

.......................................................................................................................................................................................................................................................................

Silvestri N., Basile P., Pistocchi C., Rossetto R., Sabbatini T., Bonari E. - Cambiamenti delle Strategie ......................................................................................................................................... 46 Ventrella D., Vonella A.V., Fornaro F., Mastrangelo M. - Effetti della gestione delle stoppie e dei Meridionale ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 48 Poster 1. 2.

na Sul Comportamento Agronomico Di Leguminose Annuali Autoriseminanti .......................................................................... 52 Contenuto Di Steviol Glicosidi In Stevia rebaudiana Bert.

...........................................................................................................................................

Isatis tinctoria L.)

......................................................................................................................

4. ................................................................................................................................................................................................................

5. 6.

56 58

Sulla QualitĂ Tecnologica Del Frumento Tenero E Duro ................................................................................................................................................... 60 Lycopersicon esculentum Mill.) In Ambiente Controllato ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 62 ............

7. 8. 9.

Sarchiato ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 68

10. Dinelli G., Marotti I., Bregola V., Aloisio I., Bosi S., Di Silvestro R., Di Gioia D., Biavati B., Quinn R. biotica ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 70 11. Di Paolo E., Fecondo G., Stagnari F. - Frumento Duro In Monosuccessione Coltivato Con Tecnica ............................................................................................. 72

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12. 13. 14.

turi In Linee Inbred Di Girasole Alto Oleico E Nel Loro Ibrido .............................................................................................................................. 74 L. E Santureja montana L. Su Matricaria Chamomilla L. ............................................................. 76

Periodo Critico Per Il Controllo Delle Infestanti In Cece E Favino .................................................................................................................. 78

15.

In Frumento Duro: Primi Risultati ................................................................................................................................................................................................................................. 80

16. .........................................................................................................................................................................................................

17. Lagravinese G., De Giorgio D., Modugno F., Cucci G. - Effetti Di Diverse Tecniche Di Gestione Del ........................................................................................................................................................................................................ 84 18. ..............................

19. Marchese M.., Tuttobene R., Restuccia A., Longo A. M., Mauromicale G. ....................................................................................................................................................................................................................................... 88 Contro Orobanche crenata 20. Marino S., ......................

21. Mauro R.P., Anastasi U., Restuccia A., Mauromicale G. - Risposta Fisiologica E Produttiva Del Fagiolo .......................................................................................................................................................... 92 22. 23. 24.

dità: Effetti Sulle Colture E Sulla Flora Infestante ........................................................................................................................................................................... 94 Produttività del Guado (Isatis 96

tinctoria

...........................................................................................................

logico E Produttivo Di Una Cultivar Di Mais (Zea mays) In Ambiente Mediterraneo ................................................ 98

25. Patanè C., Tringali S., La Rosa S., Saita A. In Cultivar Di Sorgo Da Biomassa Seminate In Epoche Anticipate ........................................................................................................... 100 26.

...........................................................................................................

102

104

E Sulla Crescita Embrionale In Due Cultivar Di Sorgo Zuccherino

27. 28.

Di Genotipi Diversi Di Girasole In Ambiente Siciliano ....................................................................................................................................................... 106

29. .....................................................................................................................

108

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30. 31. 32. 33. 34.

Per La Gestione Delle Pratiche Colturali ....................................................................................................................................................................................................... 110 La Coltura Del Mais

Sistemi Colturali Annuali Di Pieno Campo

..............................................................................................................................................................................................

Isolate Da Biomasse Residuale Di Origine Urbana Ed Agricola gonoloba (L) Taub) In Sicilia

....................................................................................................................

112 114 116

Cyamposis tetra118

35. Stellacci A.M., CastrignanĂ˛ A., Diacono M., Troccoli A., Ciccarese A., Armenise E., Lonigro A., Mastro M.A., Rubino P. -Impiego Combinato Di Analisi Delle Componenti Principali E Analisi Discriminante ....................................................................................................................................... 120 36. Tesi R., Baldi A., Pardini A., Nannicini M.- Impiego Di Fitoregolatori Nella Fase Vivaistica Di Cynodon ......................................................................................................................................................................................................... 122 dactylon C. transvaalensis 37. Troccoli C., Leoni B. - Effetti Di Tecniche Agronomiche Sulla ProduttivitĂ Di Genotipi Di Frumento Duro ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 124 38. Volterrani M., Lulli F., Grossi N., Gaetani M., Magni S., Caturegli L., Armeni R. .......................................................................................

126

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Sessione II - Ambiente e cambiamenti climatici Keynote: ..........

132

.........................

136

Oral presentation:

Pieri L., Rossi Pisa P., Ventura F., Gaspari N., Vitali G., Salvatorelli F. - Effetto sul ruscellamento di ...................................................................................................... 138 Lai R., Seddaiu G., Gennaro L., Roggero P.P. - Dinamica delle emissioni di CO2 dal suolo in sistemi foraggeri intensivi mediterranei ............................................................................................................................................................................................................................... 140 Poster 1. 2. 3. 4. 5.

stria Coltivato In Sicilia .................................................................................................................................................................................................................................................................... 144 Colture Erbacee Annuali E Poliennali ................................................................................................................................................................................................................. 146 Scapo Fiorale In Allium cepa L. ......................................................................................................................................................................................................................................... 148 Blandino M.,Marinaccio F., Sovrani V., Reyneri A. - Percorsi Agronomici Per Anticipare La Fioritura ........................................................................... 150 Piemonte ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 152

Primi Risultati Del Progetto ORWEEDS .......................................................................................................................................................................................................... 154

7. 8. 9.

Orticole

................................................................................................................

156

158

Cosentino S. L., Copani V., Scordia D., Testa G. - Saccharum spontaneum L. spp. aegyptiacum (Willd.) Arido Mediterraneo ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 160

10. Corsi S.C., Stagnari F., Speca S., Pisante M. - Confronto Varietale Di Frumento Duro (Triticum durum ........................................................................................................................................................................................ 162 11.

Industria

12. ............................................................................

164 166

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13.

Qualitative ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 168

14. Dinelli G., Marotti I., Bregola V., Aloisio I., Bosi S., Di Silvestro R., Di Gioia D., Biavati B., Quinn Prebiotica ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 170 15. Naturale ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 172 16.

Rese Di Frumento Duro In Toscana

174

17. Frabboni L., Russo V., de Simone G., Disciglio G. - Prove Con Film Pacciamanti Fotoselettivi Su Salvia L. .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 176 18.

Ambiente Mediterraneo, Sottoposto A Diversi Regimi Idrici E Carbonici .................................................................................. 178

19. Gaudino S., Sacco D., Grignani C. - Gestire Un Sistema Colturale Dedicato Ad Un Impianto Di Digestione Anaerobica .................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 180 20. .....................................

182

21. Lo Monaco A., Lombardo S., Longo A.M.G., Litrico A., Lanteri S., Mauromicale G. - Nuovi Cloni Di Spinoso Di Palermo Per La Cinaricoltura Siciliana .............................................................................................................................................................................. 184 22. Lombardo S., Pandino G., Russo A., Mauromicale G. - Cynara cardunculus L. Quale Fonte Di Prodotti ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 186 23. Melilli M. G., Raccuia S. A. - QualitĂ Nutraceutica Del Ricettacolo Di Carciofo [Cynara cardunculus L. ................................................................................................................................ 188 24. ............................................................

25. ................................................................................................

190 192

26. Orsini R., Franceschetti M., Perugini M. - Tecnica Agronomica E Risposta Qualitativa Di Cichorium Intybus L. Var. Palla Rossa Da Seme In Ambiente Collinare .................................................................................................................................... 194 27. Pandino G., Lombardo S., Williamson G., Mauromicale G.- Cynara cardunculus Di Apigenine .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 196 28. ...................................................................................................................................................

29. Desf.) 30.

198

Triticum durum 200

In Accessioni Di Brassica spp., Camelina Sativa, Cynara Cardunculus E Jatropha Curcas Coltivate In Ambiente Mediterraneo ............................................................................................................................................................................................................................................................... 202

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31.

Primo Ciclo Di Taglio ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 204

32. Ruggeri R., Rossini F., Cereti C.F., Del Puglia I. - Possibilità Agronomiche Del Sorghum bicolor (L.) Moench var. saccharatum Come Coltura Da Energia In Differenti Aree Europee ........................................................ 206 33. .....................................................................................................

34.

Produttive Del Ricinus communis L. Per Usi Energetici In Tunisia ............................................................................................................ 210

35. ..............

36.

208

212

Fogliari Del Frumento Duro (Triticum durum Qualità ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 214

37.

Helichrysum Italicum (Roth.) G. Don, ssp. Microphyllum (Willd.) Nyman) ........... 216

38. Volterrani M., Mocioni M., Croce P., De Luca A., Magni S., Grossi N. - Conversione Di Putting Green Da ............................... 218 Agrostis stolonifera 39. Volterrani M., Guglielminetti L., Magni S., Gaetani M., Caturegli L., Grossi N., Lulli F. - Vitalità PostEspianto Dei Meristemi Intercalari Di Gramigna Ibrida Da Tappeto Erboso ..................................................................... 220

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Sessione III - Filiere produzioni vegetali (alimentari, energetiche, ornamentali) Keynote: ..........

226

Oral presentation

230

Marchetti R., Castelli F., Orsi A., Sghedoni L., Bochicchio F. , Marino A. - Apporto al terreno di nerale e P assimilabile .............................................................................................................................................................................................................................................................. 232 Marino S., Molise

234

Poster 1.

litĂ Dei Frutti Di Fragola ................................................................................................................................................................................................................................................................ 238

Argenti G., Seppoloni I., Zanchi C., Cecchi S., StaglianĂ˛ N., Napoli M., Serboli M., Trojanis R. - Gestione E Impatto Ambientale In Tappeti Erbosi A Base Di Macroterme: Il Progetto MACROTURF .................. 240

3. ..............................................................................................................................................................................

4. ...........................................................................................................................................................................

5. ..............................................................................................................................................................................................................................

6. ...............................................................................................................................................................................................................

7. .....................................................................................................

244 246 248 250

Foraggeri ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 252

9. 10.

242

........................................................

254

de Zootecniche Biologiche ........................................................................................................................................................................................................................................................ 256

11. .............................................................................

12. .........................................................................................................................................................................

258 260

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13. ............................................................................................................................................

262

14. Veneto ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 264 15.

Autunnale ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 266

16. Cucci G., Lacolla G., Caranfa G. - Impiego Di Sansa Olearia Compostata Come Ammendante. Effetti Su Suolo .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 268 17. 18.

Cultivar Di Patata (Solanum tuberosum

....................................................................................................

270

............................................................................................

272

19. Esposito S., Scaglione M., Quaresima S., Parisse B., Di Giuseppe E., Toderi M. - Prospettive Future Per Il Numero Di Giorni Utili Alla LavorabilitĂ In Campo Di Genotipi Di Grano Saraceno Coltivati In Sicilia .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 274 20.

masse Da Energia Su Suoli Inquinati Da Metalli Pesanti .............................................................................................................................................. 276

21. .............................................................................................................................

22.

278

pia NIR .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 280

23. .............................................................................................................................................................................................................................................................................

282

24. Ierna A., Melilli M.G., Scandurra S., Di Silvestro I., Pellegrino A. - Effetti Dei Concimi Organo-Minerali Sulla Resa E Sulle Caratteristiche Di QualitĂ Della Patata Precoce ........................................................................................................... 284 25. 26.

......

286

Modello Descrittivo ................................................................................................................................................................................................................................................................................. 288

27. .............................................................................................................................................................

290

28. Lombardo S., Pandino G., Gennaro C., Mauromicale G. - Contenuto In Elementi Minerali Nel Tubero .......................................................................................................... 292 29. ..................................................................................................................

294

30. Lucchini, Bandiera, Mosca G., Carletti, Malcevschi, Vamerali T. - Effetti Agronomici E Ambientali Di Ammendanti Organici In Sorgo Da Foraggio ........................................................................................................................................................................................ 296

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31.

Lam. .............................................................. 298

32. Monaco S., Sacco D., Rostami M., Grignani C. - Emissioni Di Ammonica A Seguito Dello Spandimento ......................................................................................................................................................................................................................... 300 33. ...................................................................................................................................................

302

34. Novara A., La Mantia T., Barbera V., Gristina L. - Dinamica Delle Riserve Di Carbonio Organico In ............................................................................................................ 304 35. Porro A., Graci G. e Bocchi S. - Un Indicatore Sintetico Per Approfondire Le Dinamiche Agroambien...................... 306 36. Pristeri A.,Tortorella D., Scalise A., Preiti G., Gresta F., Gelsomino A., Monti M. - Un Approccio Innovativo Alla Sostenibilità Dei Sistemi Colturali Nello Scenario Europeo Della “Knowledge Based Bio....... 308 37.

Chenopodium quinoa

...........................................................................................................................

38. .................................................................................................................................................................................................................................................

310 312

39. Ronga D., Lovelli S., Zaccardelli M., Francia E., Perrone D., Pecchioni N. -Pomodoro Da Industria Per ............................................................................................................................................................................................................................................ 314 40.

Trifolium squarrosum Allevato In Avena sativa ................................................................................................................................................................................. 316

41. Scudiero E., Forestan C., Meggio F., Varotto S., Teatini P., Berti A., Morari F. - Risposta Fisiologica E Zea mais Stress Salino Ed Idrico ...................................................................................................................................................................................................................................................................... 318 42. Simonetti G., Lugato E., Nardi S., Francioso O., Berti A, Giardini L., Morari F. - Effetti Della Porosità Sui ...................................................................................................... 320 43. Simonetti G., Cocco E., Bittelli M., Berti A., Morari F. - Confronti Tra Metodologie Per Lo Studio Della Granulometria Del Suolo .............................................................................................................................................................................................................................................................. 322 44. Zaccardelli M., Ronga D., Ragosta G., Pane C. - Impiego Di Formulati Commerciali Biostimolanti Nella ..................................................................................................... 324

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Sessione IV - Agricoltura in aree marginali Keynote:

...................................................................................

330

Oral presentation: Ambiente Montano .............................................................................................................................................................................................................................................................................. 334

336

Pulvento C.,

Chenopodium quinoa Willd. allo stress idrico e salino ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 338 Poster 1.

gica Di Ecotipi Salentini Di Pisum sativum L. ........................................................................................................................................................................................ 342

Brecciaroli G., Cocco S., Agnelli A., Toderi M., Orsini R., Perugini, M., Roggero P.P., Corti G. - Dinamica Sedimenti Fluvio-Marini ............................................................................................................................................................................................................................................................... 344

Cavallaro V., Scoto A., Di Silvestro I., Pellegrino A., Barbera A.C. - Effetti Di Tecniche Ecosostenibili Di Gestione Del Terreno Sulla Fertilità Dei Suoli Olivetati Nella Collina Interna Siciliana: Primi Risultati ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 346

Cecchi S., Zanchi C. - Sostenibilità Agro-Ambientale Di Sistemi Colturali Estensivi Nella Collina Interna Toscana ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 348

Dactylis glomerata L. .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 350

Cosentino S., Scalici G., Ambra R., Virgillito S. - Sistemi Colturali Ed Erosione Nella Collina Interna Siciliana .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 352

De Sanctis G., Lai R., Demurtas C., Gennaro L., Ledda L., Seddaiu G., Roggero P.P. - Gestione Irrigua Su Sistemi Colturali Maidicoli In Zona Vulnerabile Da Nitrati Della Provincia Di Oristano .................... 354

8. 9.

Fertilità Del Suolo Nei Sistemi Cerealicoli Della Collina Interna Mediterranea .............................................................. 356 Di Giammatteo V., Spera D. M., Silveri D., Di Giovanni B., Bacchetta L. - Salvaguardia Delle Risorse ........................................................................................... 358

10. ...............................................................................................................................................................................................................

360

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11. Mediterraneo ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 362 12. Gatta G., Soldo P., lo Storto M. C., Monteleone M.,Tarantino E. - Gli Erbai Autunno-Vernini: Possibilità Produttive In Capitanata .............................................................................................................................................................................................................................................................. 364 13. Gatta G., Piacquadio L., Monteleone M. -.. Degli Agro-Ecosistemi Dei Monti Dauni Settentrionali (FG) ................................................................................................................................. 366 14.

15.

Diverse Leguminose Foraggere Mediterranee Ierna A., Mauro R., Mauromicale G. - Calendario Di .......................................................................................................... 368 metriche Siciliane ....................................................................................................................................................................................................................................................................................... 370

372

......

374

17. 18.

Jatropha curcas Plantations In Marginal Land Of Ghana ............................................................................................................................................................................................ 376

19.

sioni Di Cece In Ambiente Mediterraneo ..................................................................................................................................................................................................... 378

20. 21.

........

scellamento In Un Suolo Franco Argilloso Del Chianti

.....................................................................................................................................................

380 382

22. Navarro García A., Campi P., Facciotto G., Modugno F., Palumbo D.A., Mastrorilli M. - Adattamento di Cloni di Pioppo (Populus spp.) da Biomassa nel Sud Italia ....................................................................................................................................... 384 23. ..............................................................................................................................................................................................................................................

386

24. Orsini R., Doro L., Steglich E., Trobbiani P., Toderi M., Perugini M., De Sanctis G., Seddaiu G., Williams Collina Centro Italiana 25.

26.

388

Pecchioni N. - Panicum virgatum (L.) Come Fonte Di Energia Alternativa: Biodiversità E Impiego in Terreni Marginali ......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 390 (Water Erosion Prediction Project) Per La Stima Del Bilancio Idrico In Un Bacino Collinare Appen................................................................................................................................................................................................................................................... 392

27. ..................................................................................................................

394

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28. 29. 30. 31.

Aree Manomesse: Il Caso Di Leontodon hispidus L. ................................................................................................................................................................ 396 Quanti-Qualitativa Di Genotipi Di Grano Saraceno Coltivati In Sicilia sativa L. In Ambiente Mediterraneo

...............................................................................................

398

Camelina 400

litative Di Nuove Cultivar Di Frumento Duro (Triticum turgidum subsp. durum Desf.) Coltivate In Sicilia ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 402

32. ............................................................................................................................................................................................

404

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International Symposium

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Conservation Agriculture for Sustainable Intensification Theodor Friedrich1, Amir Kassam2 1 Plant Production and Protection Division, FAO, Rome, IT, Theodor.Friedrich@fao.org School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading, UK, kassamamir@aol.com

Global Issues Agricultural production will have to increase by some 70% by 2050 (compared to production levels of the 1990s-2000) to satisfy global demand for food, feed, fibre, raw materials and bioenergy. Up to now growth of global agricultural production has not been adequate to match the growth on the demand side on an equitable basis. This is particularly true for parts of Africa and South Asia. Production Intensification is therefore mandatory because expansion of agricultural area as a response is not sufficient. The natural resource base for agricultural production, namely water and soil resources are increasingly in short supply on a per capita basis and degraded. Agriculture already takes 70% of the available freshwater resources. By 2015 the growing demand for water will exceed the available resources in some regions. Most agricultural soils are in a degraded state which means that they do not anymore reach their full productive capacity or fulfil the expected ecosystem services. Practices such as clearing native vegetation in fragile ecosystems and replacing it with arable crops, cropping without replacement of soil nutrients, intensive tillage leading to erosion and depletion of soil organic matter, and destroying the vegetation cover by overgrazing have led to this widespread soil degradation and eventually to desertification processes endangering livelihoods of rural populations. As a consequence of tillage-based agricultural land uses, biodiversity at all trophic levels is being increasingly reduced, leading to a deceased functionality and capacity of ecosystems to adapt to changing environmental conditions including climate change. A more sustainable approach to agricultural production and agro-ecosystem management are mandatory to reverse these degradation processes [FAO 2011]. Labour shortage is increasingly affecting agricultural production, particularly in those regions where mechanization of agriculture is stagnating and where migration and diseases such as HIV/AIDS pandemic are reducing the available agricultural workforce. This, in some world regions, particularly in sub-Saharan Africa, is becoming a serious obstacle to expand, or even maintain, agricultural production levels. Labour saving technologies in such situations can reduce labour requirements significantly and raise labour productivity. Climate change is an additional threat to rural communities and their livelihoods. Particularly the increasing climate variability and frequency of extreme climatic events make agriculture an ever more risky business. Unexpected drought spells vary with floods, often leading to complete destruction of crops and livelihoods. More resilient cropping and soil management systems are required to reduce the climaterelated risks to rural populations. Socioeconomic terms of production: small subsistence farmers are trapped in poverty, since under their traditional farming practices they spend a lot of their family time and labour on producing crops for survival, not having sufficient time left for value adding processing. Reducing manual labour requirement and drudgery in the crop production sector and increasing labour productivity leaves capacities for income generating activities . Adopting production practices that can increase productivity of purchased inputs of seeds, agrochemicals and fuel will help reduce production costs and improve profit margins. What is Conservation Agriculture? Conservation Agriculture (CA) is an approach to managing agro-ecosystems for improved and sustained productivity, increased profits and food security while preserving and enhancing the resource base and the environment. CA is characterized by three linked principles, namely: (1) continuous minimum mechanical soil disturbance; (2) permanent organic soil cover; and (3) diversification of crop species grown in sequences and/or associations. CA principles are universally applicable to all agricultural landscapes and land uses with locally adapted practices. CA enhances biodiversity and natural biological processes above and below the ground surface. Soil interventions such as mechanical tillage are reduced to an absolute minimum or avoided, and external inputs such as agrochemicals and plant nutrients of mineral or organic origin are applied optimally and in ways and quantities that do not interfere with, or disrupt, the biological processes. CA facilitates good agronomy, such as timely operations, and improves overall land husbandry for rainfed and irrigated production. Complemented by other known good practices, including the use of quality seeds,

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and integrated pest, nutrient, weed and water management, etc., CA is a base for sustainable agricultural production intensification. It opens increased options for integration of production sectors, such as croplivestock integration and the integration of trees and pastures into agricultural landscapes [FAO 2010]. CA can contribute to sustainable agriculture and rural development (SARD) by improving input use efficiency, increasing farm income, sustaining or increasing agricultural land, and protecting the natural resource base [FAO 2007]. How Can Conservation Agriculture Address the Global Issues? Agricultural production: CA aims at improving the growth conditions for crops. It holds tremendous potential for a sustainable increase of yields and agricultural output and is by no means “low intensity, low output” agriculture. However, the increased yields are achieved with less purchased inputs due to higher input efficiency. Natural resource base: CA reverses soil degradation processes and builds up soil fertility and productive capacity. It facilitates a better infiltration of rainwater, enabling the recharge of groundwater resources while at the same time reducing the pollution of water bodies through reduced erosion and leaching. It also increases biodiversity in the agricultural production systems. CA conserves and enhances natural resources while maintaining and sustainably increasing production levels. Labour shortage: CA eliminates the power-intensive soil tillage work, thus reducing the drudgery and labour for crop production by more than 50%. Also for mechanized farms it likewise reduces the fuel requirements by about 70% and the need for machinery by about 50%. With this the requirements for investing in agricultural mechanization are much lower, facilitating this investment. For small-scale subsistence farmers, not disposing of major physical strength because they suffer from HIV/AIDS or other disease, or because they are children or elderly persons having to take care of households, CA can facilitate the continuation of the farming and maintenance of livelihoods. Climate change: CA reduces the vulnerability of crops against unexpected extreme climatic events. It reduces crop water requirements by 30%, making better use of soil water and facilitating deeper rooting of crops, so that drought periods can be tolerated better. At the same time it facilitates greatly the infiltration of excess rain water, reducing the danger of soil erosion and downstream flooding. The yield variability under CA is reduced regardless of whether the years are dry, wet or normal. Terms of production: The labour and time saving under CA enables farm families to invest their time in more rewarding activities than tilling the soil to produce a crop. Where CA has been adopted, it can be noticed that farmers often start processing of raw produce or other value adding activities, enhancing their farm income often more than the crop production would do. Improved livelihoods and options for rural income generation after the widespread adoption of CA have in some cases (i.e. southern Brazil) even reversed the migration to urban centres. Conservation Agriculture and Ecosystem’s Services Agriculture, particularly intensive agriculture, is often considered to be a damaging factor to ecosystems in view of the negative impact it has on rural landscape, soil resources, water quality and biodiversity. The impact of agriculture on ecosystems through erosion, pollution of water bodies and dust and smoke emissions is also felt outside the actual agricultural area. However, CA together with other “good agricultural practices” can significantly contribute to a reduction of this impact. Land: As described above, CA practically eliminates problems related to soil erosion. Water: With this it does not only contribute to a reduced displacement of soil, but it also reduces the pollution of water bodies. Air: Burning of crop residues is generally not practised under CA and also tillage and seedbed preparation, that creates considerable dust problems in some parts of the world, are not practised. With this the air becomes cleaner. Landscape: The avoidance of ploughing in CA facilitates the introduction of trees and hedgerows into the agricultural landscape in a closer vicinity of field crops than under tillage-based agriculture. The greater diversity in the crop rotations also contributes to a more diverse and pest-free landscape. Climate Change: CA can contribute to reduced green house gas emissions from agricultural crop production through reduced fuel use, better aeration of soils that reduces nitrous oxide emissions and, in no-till non-flooded rice (CA-SRI), methane emissions. In addition it binds atmospheric carbon in the soil in the form of soil organic matter. With this, CA helps to mitigate climate change.

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History, Development and Relevance of CA Tillage, particularly in fragile ecosystems, was questioned for the first time in the 1930s, when the dustbowls devastated wide areas of the mid-west United States. Concepts for reducing tillage and keeping soil covered were introduced and the term conservation tillage was introduced to reflect such practices aimed at soil protection. Seeding machinery developments allowed then, in the 1940s, to seed directly without any soil tillage. At the same time theoretical concepts resembling today’s CA concept were developed by Edward Faulkner who published a book called Ploughman’s Folly [Faulkner, 1945] and Masanobu Fukuoka who published a book called One Straw Revolution [Fukuoka, 1975]. But it was not until the 1960s for no-tillage to enter into farming practice in the USA. In the early 1970s no-till reached Brazil, where farmers together with extension scientists transformed the technology into the production system which today is called CA. Yet it took another 20 years before CA reached significant adoption levels. During this time farm equipment and agronomic practices in no-till systems were improved and developed to optimize the performance of crops, machinery and field operations. From the early 1990s CA started growing exponentially, leading to a revolution in the agriculture of southern Brazil, Argentina and Paraguay. During the 1990s this development increasingly attracted attention from other parts of the world, including development and international research organizations such as FAO, CIRAD and CGIAR. Study tours to Brazil for farmers and policy makers, regional workshops, development and research projects were organized in different parts of the world leading to increased levels of awareness and adoption in a number of African countries such as Zambia, Zimbabwe, Tanzania and Kenya as well as in Asia, particularly in Kazakhstan and China. The improvement of conservation and no-tillage practices within an integrated farming concept such as that of CA led also to increased adoption including in industrialised countries after the end of the millennium, particularly in Canada, Australia, Spain and Finland. CA crop production systems are experiencing increased interest in most countries around the world. There are only few countries where CA is not practised by at least some farmers and where there are no local research results about CA available. The total area under CA in 2010 is estimated to be 117 million hectares [Kassam et al., 2010]. CA is now practised by farmers from the Arctic circle (e.g. Finland) to the tropics (e.g. Kenya, Tanzania), to about 50º latitude South (e.g. Malvinas/Falkland Islands); from sea level in several countries of the world to 3,000 m altitude (e.g. Bolivia, Colombia), from extremely dry conditions with 250 mm a year (e.g. Morocco, Western Australia), to heavy rainfall areas with 2,000 mm a year (e.g. Brazil) or 3,000 mm a year (e.g. Chile). No-tillage is practised on all farm sizes from less than half a hectare (e.g. China, Zambia) to thousands of hectares (e.g. Argentina, Brazil, Kazakhstan). It is practised on soils that vary from 90% sand (e.g. Australia) to 80% clay (e.g. Brazil’s Oxisols and Alfisols). Soils with high clay content in Brazil are extremely sticky but this has not been a hindrance to no-till adoption when appropriate equipment is available. Soils which are readily prone to crusting and surface sealing under tillage farming do not present this problem under CA because the mulch cover avoids the formation of crusts. CA has even allowed expansion of agriculture to marginal soils in terms of rainfall or fertility (e.g. Australia, Argentina). All crops can be grown adequately in CA and to the authors’ knowledge there has not yet been a crop that would not grow and produce under this system, including root and tuber crops [Derpsch & Friedrich, 2009]. Global Commitments and CA Conservation Agriculture and the Millennium Development Goals (MDGs): Through better productivity, higher profitability and reduced drudgery, CA systems contribute to improved food security and livelihoods (MDG 1: reduced hunger and poverty); enhanced quality of life for women (MDG 3: gender equity and women’s empowerment); and sustainable resource management and environmental services (MDG 7: environmental protection) supporting in this way the goals of the CSD [UN 2010]. Global conventions: By reducing tillage and improving soil cover, moisture conservation, soil biodiversity and carbon sequestration, CA is an important tool for satisfying the demand for food through sustainable land management while implementing the goals of the United Nations Convention to Combat Desertification [UNCCD 2011], Convention on Biological Diversity [CBD 2011] and Framework Convention on Climate Change [UNFCCC 2011]. References CBD 2011. Convention on Biological Diversity http://www.cbd.int/convention/ Derpsch R., Friedrich T 2009. Global Overview of Conservation Agriculture Adoption. In: ICAR (eds.): Proceedings of the IV World Congress on Conservation Agriculture, New Delhi, India, February 2009 FAO 2010: What is Conservation Agriculture; FAO CA-website http://www.fao.org/ag/ca/1a.html FAO 2007. FAO-SARD Initiative, www.fao.org/sard/initiative

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FAO 2011. Save and Grow; a policymakerâ&#x20AC;&#x2122;s guide to the sustainable intensification of smallholder crop production; FAO, Rome, 102 pp Faulkner E H 1945. Ploughmanâ&#x20AC;&#x2122;s Folly. Michael Joseph, London. 142 pp Fukuoka M 1975. One Straw Revolution, Rodale Press, English translation of shizen noho wara ippeon no kakumei, Hakujusha Co., Tokyo. 138 pp Kassam A H et al. 2010. Conservation Agriculture in the 21st Century: A Paradigm of Sustainable Agriculture. European Congress on Conservation Agriculture, 4-6 October 2010, Madrid, Spain UN 2010. United Nations Millenium Development Goals http://www.un.org/millenniumgoals/ UNCCD 2011. United Nations Convention to Combat Desertification http://www.unccd.int/ UNFCCC 2011. UN Framework Convention on Climate Change http://unfccc.int/2860.php

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Conservation Agriculture: Principles, Sustainable Land Management and Ecosystem Services Amir Kassam1, Theodor Friedrich2 1

School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading, UK, kassamamir@aol.com 2 Plant Production and Protection Division, FAO, Rome, IT, Theodor.Friedrich@fao.org

Introduction At present, the predominant form of agriculture is based on the ‘interventionist approach’, in which most aspects of the production system are controlled by human technological interventions, such as soil tilling, curative pest and weed control with agrochemicals, and the application of synthetic mineral fertilizers for plant nutrition. Most of these crop production systems are both economically and environmentally vulnerable and unsustainable (MEA, 2005; WDR, 2008; McIntyre et al., 2008; Foresight, 2011). However, there are now a growing number of production systems with a predominantly ‘ecosystem approach’, underpinned by healthy soils, and characterised as Conservation Agriculture (CA) that are not only effective in producing food and other raw materials economically, but also more sustainable in terms of land management and environmental services and impacts. Their further development and spread merit deeper support with the development of suitable policies, funding, research, technologies, knowledgediffusion, and institutional arrangements. Principles of CA in relation to Sustainability The production systems which follow a predominantly ecosystem approach offer a range of productivity, socio-economic and environmental benefits to producers and to society at large on a sustainable basis. They are based on five overall objectives: (i) simultaneous achievement of increased agricultural productivity and enhanced ecosystem services; (ii) enhanced input-use efficiency, including water, nutrients, pesticides, energy, land and labour; (iii) judicious use of external inputs derived from fossil fuels (such as mineral fertilizers and pesticides) and preference for alternatives (such as recycled organic matter, biological nitrogen fixation and integrated pest management); (iv) protection of soil, water and biodiversity through use of ‘minimum soil disturbance’ and maintaining organic matter cover on the soil surface to protect the soil and enhance soil organic matter and soil biodiversity; and (v) use of managed and natural biodiversity of species to build systems’ resilience to abiotic, biotic and economic stresses, with an underlying emphasis on improving soils’ content of organic matter as a substrate essential for the activity of the soil biota. The farming practices required to implement these objectives will differ according to local conditions and needs, but will have the following necessary characteristics: (i) minimizing soil disturbance by mechanical tillage (once physical soil problems such as compactions have been rectified), and, whenever possible, seeding or planting directly into untilled soil, in order to maintain soil organic matter, soil structure and overall soil health; (ii) enhancing and maintaining organic matter cover on the soil surface, using crops, cover crops or crop residues. This protects the soil surface, conserves water and nutrients, promotes soil biological activity and contributes to integrated weed and pest management; and (iii) diversification of species – both annuals and perennials - in associations, sequences and rotations that can include trees, shrubs, pastures and crops, all contributing to enhanced crop nutrition and improved system resilience. The practices described above are those generally associated with CA, now widely used in all continents over 117 million hectares (Kassam et al., 2010). However, for production intensification, these CA practices need to be strengthened by additional best management practices: (i) use of well adapted, high yielding varieties and good quality seeds; (ii) enhanced crop nutrition, based on healthy soils; (iii) integrated management of pests, diseases and weeds; and (iv) efficient water management. Sustainable crop production intensification is the combination of all seven of these improved practices applied in a timely and efficient manner. Such sustainable production systems are knowledge and management-intensive and relatively complex to learn and implement. They offer farmers many possible combinations of practices to choose from and adapt, according to their local production conditions and constraints (Pretty, 2008; Kassam et al., 2009; FAO, 2010, 2011; Pretty et al., 2011).

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Relevance of CA for Sustainable Land Management Sustainable agricultural land management and production intensification is facilitated with CA because biological optimisation of soil conditions is continuous, and repeated ‘soil-recuperative’ breaks (essential in tillage-based systems) are unnecessary. A main criterion for ecologically sustainable production systems or sustainable land management is the maintenance of an environment in the root-zone to optimise soil biota, including healthy root functions, to the maximum possible depth. Roots are thus able to function effectively and without restrictions to capture plant nutrients and water as well as interact with a range of soil microorganisms beneficial for soil health and crop performance (Shaxson, 2006; Uphoff et al., 2006; Shaxson et al., 2008; Kassam et al., 2009). Maintenance or improvement of soil organic matter content and biotic activity, soil structure, and associated porosity, are critical indicators for sustainable production and other ecosystem services. A key factor for maintaining soil structure and organic matter is to limit mechanical soil disturbance in the process of crop-management. This is because it provokes accelerated oxidation of organic matter and loss of the resulting CO2 back into the atmosphere. In so doing, it depletes soil organic matter, the energy-rich substrate for the life processes of the soil biota which are essential for developing and maintaining any soil in a healthy and productive condition. Nevertheless, for any agricultural system to be sustainable in the long term, the rate of soil formation – from the surface downwards – must exceed the rate of any degradation due to loss of organic matter (living and/or non-living), and of soil porosity, evidenced by consequent soil erosion. In the majority of agro-ecosystems this is not possible if the soil is mechanically disturbed (Montgomery, 2007). For this reason the avoidance of unwarranted mechanical soil disturbance is a starting point for sustainable production. Not tilling the soil is therefore a necessary condition for sustainability, but not a sufficient condition: other complementary techniques including mulch cover, crop rotations and legume crops are also required. Sustainable agricultural land management can be harnessed through sustainable crop production principles of CA described above (e.g., for Canada, see Lindwall and Sonntag, 2011; Baig and Gamache, 2009; for Brazil, see ITAIPU, 2011; Laurent, 2011), and these principles can be readily integrated into other ecosystem-based approaches to generate greater benefits, for example: System for Rice Intensification (SRI) has proven to be successful as a basis for sustainable intensification in all continents under a wide range of circumstances. Trained farmers have shown SRI embodies CA principles to offer higher factor productivities and income, and requires less seeds, water, energy, fertilizer and labour compared with conventional irrigated or rainfed flooded rice production systems (Kassam et al., 2011). Organic agriculture, when integrating CA, can lead to greater soil health and productivity, increased efficiency of use of organic matter, and reduction in use of energy. Organic CA farming is already practiced in the USA, Brazil and Germany, as well as by subsistence CA farmers in Africa. Agroforestry systems involve the cultivation of woody perennials and annual crops together in a sustainable manner and, with perennial legumes, are increasingly practised in degraded areas. CA with trees has now become an important option for many farming situations, particularly in the tropics. These CA systems have become the basis for major scaling-up programmes with thousands of farmers in Zambia, Malawi, Niger, and Burkina Faso (Garrity et al., 2010). The incorporation of the indigenous acacia species Faidherbia albida into maize-based CA system in Zambia on a large scale is a noteworthy example. Shifting agriculture, (also referred to as ‘swidden’ or ‘slash and burn’), entails the clearing of land to prepare a cultivation plot and subsequently returning this to re-growth and eventual natural reforestation, during which damaged soil structure and depleted ‘indigenous’ plant nutrients are restored. For sustainable intensification, such systems can be adapted to follow CA principles, changing from slash and burn systems to slash and mulch systems with a no-till diversified cropping with intercropping and crop rotations that include legumes and organic matter management to maintain soil fertility and to reduce the need for extra land clearing as in Peru’s Colca Valley (Montgomery, 2007). Integrated crop-livestock systems including trees have long been a foundation of agriculture. In recent decades, there have been practical innovations that harness synergies between the production sectors of crops, livestock and agroforestry in CA systems. Integration can be on-farm as well as on an area-wide basis. The integration of production sectors can enhance livelihood diversification and efficiency through optimization of production inputs including labour, offer resilience to economic stresses, and reduce risks (FAO, 2010). Ecosystem Services and CA Societies everywhere benefit from the many resources and processes supplied by nature. Collectively these are known as ecosystem services, and include the provisioning services of clean drinking water, edible and

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non-edible biological products, processes that decompose and transform organic matter, carbon sequestration, biologically fixed nitrogen; regulatory services that control air quality, soil erosion, pest and diseases, natural hazards; and supporting services of soil formation, nutrient cycling, water cycling, pollination (MEA, 2005). These ecosystem services operate at various nested levels from field scale to agro-ecological or watershed scale and beyond. CA facilitates ecosystem services on agricultural land, particularly those services related to provisioning, regulating and supporting and derived as a result of improved conditions in the soil volume used by plant roots (Kassam et al., 2009). The improvement in the porosity of the soil is effected by the actions of the soil biota, which are present in greater abundance in the soil under CA. The mulch on the soil surface in CA systems, protects against the compacting and erosive effects of heavy rain, buffers temperature fluctuations, and provides energy and nutrients to the organisms below the soil surface. When the effects are reproduced across farms in a contiguous micro-catchment within a landscape, the ecosystem services provided – such as clean water, sequestration of carbon, avoidance of erosion and runoff or of dust clouds – become more apparent. The co-benefits of more water infiltrating into the ground beyond the depth of plant roots is perceptible in terms of more regular stream flow from groundwater through the year, and/or more reliable yields of water from wells and boreholes. The benefits of carbon capture become apparent in terms of the darkening colour and more crumbly ‘feel’ of the soil, accompanied by improvements in crop growth, plus less erosion and hence less deposition of sediment in adjacent waterways. Legumes in CA rotations provide increased in situ availability of nitrogen, thus diminishing the need for large amounts of applied nitrogenous fertilizers. Society gains from CA on regardless of farm size by diminished erosion and runoff, less downstream sedimentation and flood damage to infrastructure, better recharge of groundwater, more regular stream flow throughout the year, resulting in a more assured community water supply and quality. Cleaner civic water supplies also reduce costs of treatment for urban/domestic use. CA also contributes to increased stability of food supplies due to greater resilience of crops in the face of drought. The rural community ultimately benefits from better nutrition, overall health and less pressure on curative health services. In CA systems, the sequences and rotations of crops also encourage agrobiodiversity as each crop will attract different overlapping spectra of microorganisms. The optimization of populations, range of species and effects of the soil-inhabiting biota is encouraged by the recycling of crop residues and other organic matter that provides the substrate for their metabolism. Rotations of crops inhibit the build-up of weeds, insect pests and pathogens by interrupting their life cycles, making them more vulnerable to natural predator species, and contributing development-inhibiting allelochemicals. The same crop mixtures, sequences and rotations provide above-ground mixed habitats for insects, mammals and birds. Under CA systems, it is possible to harness many of the above ecosystem services mainly because the ecosystem functions that generate these services are enhanced and protected, so that agriculture is not in competition with nature but works in harmony with it. CA-based recognition schemes for ecosystem services operate in different parts of the world. Two good examples are: (1) the agricultural carbon offset scheme in Alberta, Canada, that allows regulated companies to offset their emissions by purchasing verified tonnes from a range of approved sources including agriculture projects (Haugen-Kozyra and Goddard, 2009); (2) the hydrological services from Paraná III Basin in Brazil located in the western part of Paraná State on the Paraguay’s border in which the Itaipú Dam Programa Cultivando Água Boa (cultivating good water) has established a partnership with farmers to achieve the sustainable use of soil and water in the watershed for efficient electricity generation (ITAIPU, 2011; Laurent et al., 2011). References Baig M N, Gamache P M 2009. The Economic, Agronomic and Environmental Impact of No-Till on the Canadian Prairies. Alberta Reduced Tillage Linkages, Canada. FAO 2010. FAO CA website at: www.fao.org/ag/ca FAO 2011. Save and Grow. FAO, Rome. 102 pp. Foresight 2011. The Future of Food and Farming. The Government Office for Science, London. Garrity D P et al. 2010. Evergreen agriculture: a robust approach to sustainable food security in Africa. Food Security 2:197-214. Haugen-Kozyra K, Goddard T 2009. Conservation agriculture protocols for green house gas offsets in a working carbon markets. Paper presented at the IV World Congress on Conservation Agriculture, 3-7 February 2009, New Delhi, India. ITAIPU 2011. Cultivando Agua Boa (http://www2.itaipu.gov.br/cultivandoaguaboa/)

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Kassam A H et al. 2009. The spread of Conservation Agriculture: Justification, sustainability and uptake. International Journal of Agriculture Sustainability 7: 292-320. Kassam A H et al. 2010. Conservation Agriculture in the 21st Century: A Paradigm of Sustainable Agriculture. European Congress on Conservation Agriculture, 4-6 October 2010, Madrid, Spain. Kassam A H et al. 2011. Review of SRI modifications in rice crop and water management and research issues for making further improvements in agricultural and water productivity. Paddy and Water Environment 9:163–180 (DOI 10.1007/s10333-011-0259-1). Laurent F et al. 2011. La diffusion du semis direct au Brésil, diversité des pratiques et logiques territoriales: l’exemple de la région d’Itaipu au Paraná. Confins 12 [online]. URL : http://confins.revues.org/7143 Lindwall CW, Sonntag B (Eds) 2010. Landscape Transformed: The History of Conservation Tillage and Direct Seeding. Knowledge Impact in Society. University of Saskatchewan, Saskatoon. McIntyre B D et al. (Eds) 2008. Agriculture at a Crossroads: Synthesis. Report of the International Assessment of Agricultural Knowledge, Science, and Technology for Development (IAASTD). Island Press, Washington, DC. MEA 2005. Ecosystems and Human Well-Being: Synthesis. Millennium Ecosystem Assessment. Island Press, Washington, DC. Montgomery D 2007. Dirt: The erosion of civilizations. University of California Press, Berkeley and Los Angeles, 287 pp. Pretty J 2008. Agricultural sustainability: concepts, principles and evidence. Phil Trans Royal Society of London B 363 (1491): 447-466. Pretty J N et al. 2011. Sustainable intensification in African agriculture. International Journal of Agricultural Sustainability 9(1):5-24. Shaxson T F 2006. Re-thinking the conservation of carbon, water and soil: a different perspective. Agronomie 26: 1-9. Shaxson T F et al. 2008. Underpinning Conservation Agriculture’s Benefits: The Roots of Soil Health and Function. Integrated Crop Management Vol.6-2008, Appendix 1, FAO, Rome. Uphoff N et al. (Eds) 2006. Biological Approaches to Sustainable Soil Systems. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL. WDR 2008. Agriculture for Development. World Development Report. World Bank, Washington, DC.

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Soil Carbon for Food Security and Climate Change Mitigation and Adaptation Oladele, O.I and Braimoh, A.K Department of Agricultural Economics and Extension, North-West University, Mafikeng Campus, South Africa oladele20002001@yahoo.com Agricultural and Rural Development, The World Bank, 1818 H Street, NW, Washington DC 20433 USA abraimoh@worldbank.org

Introduction Agriculture which constitutes the backbone of most African economies; largest contributor to GDP; the biggest source of foreign exchange, main generator of savings and tax revenues is extremely vulnerable to climate change, which is the consequence of the unimpeded growth of greenhouse gas emissions, resulting in the raising of the earthâ&#x20AC;&#x2122;s temperature, melting glaciers, increased precipitation, extreme weather events, and shifting seasons. The accelerating pace of climate change, combined with global population and income growth, threatens food security (Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC], 2007). The International Food Policy Research Institute (IFPRI, 2009) reported that climate change will result in additional price increases for the most important agricultural food crops such as rice, wheat, maize, and soybeans, and higher feed prices will result in higher meat prices. The biophysical effects of climate change on agriculture induce changes in production and prices, which play out through the economic system as farmers and other market participants adjust autonomously, altering crop mix, input use, production, food demand, food consumption, and trade. The links between climate change and food security have, to date, largely been explored in relation to impacts on crop productivity and hence, food production. According to FAO (2010), climate change affects all four dimensions of food security such as food production and availability, stability of food, access to food supplies and food utilization. Climate-change adaptation is increasingly on the agenda of researchers, policymakers, and program developers who are aware that climate change is real and threatens to undermine social and ecological sustainability. In agriculture, adaptation efforts focus on implementing measures that help build rural livelihoods that are more resilient to climate variability and disaster (World Bank, 2008). Prominent among the mitigation and adaptation strategies is the improvement and increasing of soil carbon stocks. The worldâ&#x20AC;&#x2122;s soil is a major store of carbon â&#x20AC;&#x201C; approximately three times the amount in the air and five times as much as in forests. The soil carbon sequestration potential of agriculture depends greatly on the initial carbon levels of the soil and management practices including the intensity of organic inputs. Methodology The methodology used in this paper recognized the constraints stated by that there are important limits and constraints to current estimates of soil organic carbon (SOC) stocks in SSA, particularly related to lack of, or uncertain estimates of, soil bulk density due to methodological problems. In this study 313 estimates from 32 countries were covered in a review of the scientific literature on soil carbon sequestration in Africa was carried out to assess the greenhouse gas mitigation potential of different land management practices using on-line scholarly and scientific databases as well as more general search engines such as Google. The review covered carbon sequestration field measurements and modeled estimates which were standardized through conversion to the same unit of carbon sequestration in Kg C ha-1 yr-1.

Results The amount of carbon sequestered by each land management practices covered in this study was translated into climate change mitigation benefits. The carbon sequestered was calculated in terms of tCO2eha-1 yr-1. Table 1 presents the different values for each land management practices based on the mean amount of carbon sequestered. Biochar, aforestation, and tree crop farming have the highest climate change mitigation potential with 10.37, 7.55 and 7.53 tCO2eha-1 yr-1 respectively. Although biochar had the greatest mitigation potential the use and adoption of this practice may be hindered by the source from which the biomass would be generated. These practices will among other considerations for other factors be interpreted cautiously as been effective for climate change mitigation. Major issues arising from these findings are that sequestration of carbon in the soil through changes in agricultural land management practices may be more difficult than experiments studies have shown. Also, the ability of a land management practices to achieve additional soil carbon does not automatically imply a net decrease in greenhouse gas emissions. Land emissions are the differences among conventional and improved practices for nitrous oxides and methane expressed in CO2 equivalents. Net impact is the sum of the three columns. Process emissions are those arising from fuel and energy-use.

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Table 1 : Climate Change mitigation benefits of land management practices Process Emissionsa

Net Impact

t C02e ha-1 yr-1

Land management practices

Mean Carbon sequestration Kg C ha-1 yr-1

Chemical fertilizer

264

0.97

-0.33

-0.35

0.29

Animal manure

325

1.19

0.05 0.00

0.94

2.18

Mulches

377

1.38

0.00

1.38

Cover crops

908

3.33

0.25

0.00

3.58

Trees/forest

1204

4.42

0.76

1.51

6.69

Intercropping

629

2.31

0.76

1.51

4.58

Tree-crop farming

1359

4.99

0.76

1.78

7.53

Afforestation

1163

4.27

1.41

1.87

7.55

Grazing pasture

799

2.93

0.28

0.00

3.21

Water harvesting

839

3.08

0.66

0.23

3.97

Slope/barriers

1193

4.38

0.66

0.23

5.27

Terracing

421

1.55

0.66

0.23

2.44

Biochar

2303

8.45

1.14

0.78

10.37

Soil amendment

569

2.09

0.05

0.94

3.08

Mitigation potential tCO2eha-1 yr-1

Land Emissionsa N20 and CH4 t C02e ha-1 yr-1

All values in these columns are from (Eagle et al., 2010). Corresponding land emission and process emission values used for land management practices not covered in Eagle et al reports include woody crops for tree cropping; alley farming for afforestation; grazing land management for grazing pasture; intensification for cropping intensity; irrigation improvements for water harvesting, slope/barriers and terracing. The values of other land management practices adapted from Eagle et al 2010 are shown above

Conclusion This review has revealed that there is high potential to sequester additional carbon through selected land management practices. Prominent practices include use of biochar, afforestation, tree crop farming, trees on farmland, cover crops, water harvesting, use of slope and barriers and use of soil amendments. The performance of these practices depends on soil properties and climatic conditions, and the degree of soil degradation at the time of time of intervention. The potential of these land management practices for climate change mitigation as found in the review should not be selectively considered but explored in the context of factors that may affect the application of each land management practice and the prevailing conditions. There is need to integrate these land management practices for carbon sequestration into larger sustainable development and livelihoods strategies and practices in order to enhance an holistic approach and reduce some of the constraints that may inhibit these positive effects of land management practices for carbon sequestration. Bibliography Eagle, A., Henry, L., Olander, L., Haugen-Kozrya, K., Millar, N., Robertson, G.P., 2010. Greenhouse gas mitigation potential of agricultural land management in the United States: A synthesis of the literature. Technical Working Group on Agricultural Greenhoused Gases (T-AGG) Report. October 2010, Nicholas Institute, Duke University, Durham. FAO 2010 Climate Change Implications for Food Security and Natural Resources Management in Africa. Report of the Twenty-sixth Regional Conference For Africa. Luanda, Angola, 03 â&#x20AC;&#x201C; 07 May 2010 Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007. Climate change 2007: Impacts, adaptation and vulnerability: Contribution of Working Group II to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK: Cambridge University Press. International Food Policy Research Institute. 2009. Climate change: Impact on agriculture and costs of adaptation. Washington, DC: Author. Retrieved May 10, 2010, from http://www.ifpri.org/sites/default/files/publications/pr21.pdf World Bank. 2008 World development report 2008: Agriculture for development. Washington, DC: Author. Retrieved June 15, 2010, from http://siteresources.worldbank.org/INTWDR2008/Resources/WDR 00 book.pdf World Bank, 2010. Agriculture must play key role in climate solutions. Press Release No: 2011/237/SDN. 9 December 2010, World Bank, Washington, D.C.

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Research For The Innovation Of The Agri-food System In International Cooperation Stefano Bocchi1, Scott Christiansen2 , Theib Oweis3, Andrea Porro1, Simone Sala1 e 4 1

Dip. di Produzione Vegetale, Università degli Studi di Milano, IT, stefano.bocchi@unimi.it 2 United States Agency for International Development (USAID), US 3 International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA). Syria 4 Center for International Conflict Resolution, Columbia University, US

I. The evolution of agricultural research and cooperation for development In the last few decades, characterized by intense environmental, landscape and socio-economicfinancial changes, unexpected issues concerning the primary sector are arising and asks to researchers an urgent and deep reformulation both of the conceptual and technological tools used in the applied research. The concept of innovation is now radically changed, starting from a prevailing formula of linear top-down technology transfer, which has characterized the green revolution of the 60s, to nowadays approach characterized by the innovation of a complex system, aimed at creating sustainable and shared opportunities through economic and institutional development. Those who now work in public or private bodies oriented to research for innovation are struggling to maintain their specific study area, but within integrated schemes where technical and scientific aspects are in interaction with organizational, institutional and political issues. Innovation can tackle several issues: new products, new technologies, new markets, new procedures (institutions) and new policies. The World Bank defines an innovation system a “system that comprises the organizations, enterprises and individuals that demand and supply knowledge and technologies, and the policies, rules and mechanisms that affect the way in which different agents interact to share, access, exchange and use knowledge”. Innovation, therefore, appears as an emergent property of interactions between stakeholders of a system that allows you to overcome some false dichotomies that may weaken the debate on innovation: local or endogenous innovation vs. induced or external one, innovation focused on technique or technology vs. institutional change; local or indigenous knowledge vs. scientific and up-to-date, technology-driven vs. direct from application; pragmatic commercial and technological vs. idealistic innovation system. The general framework is certainly more complex than what was faced in the year of the green revolution when, exit from the last world war, to the problem of the projected increase in food demand driven by population growth, the answer was a focus on increasing net production of crops through the adoption of improved varieties cultivated with intensive agronomic models. The new issues of climate change, availability (quality/quantity) of water resources, soil losses and degradation, biodiversity, work, food vulnerability of rural areas, rapid urbanization and demographic processes, new dynamics of financial markets create the conditions for current food and energy crises. This challenges require new tools to analyze, monitor, design, manage and also new policies for comprehend the dynamics of agro-food systems at different spatial and temporal scales. This “science of sustainability” is shaping its own paradigm (paradigm as per Kuhn in 1962: "a constellation of findings, concepts, values and techniques shared by a scientific community and used by the community to define problems and legitimate solutions") through the integration of environmental, social, economic and institutional aspects through an innovative relationship between man/society, natural/agricultural systems, and socio-economic institutions in which we live. II. An agro-ecological framework for agricultural cooperation for development The series of scientific and conceptual tools framed into the Agro-ecology domain seems appropriate to plan development initiatives of which the primary objective is ensuring a sustainable management of all the resources involved in agricultural production processes, while promoting food security and sovereignty, as well as protecting the rural landscape. By studying a target agro-ecosystem it is possible

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to identify and characterize the relationships between both the internal components and the system structures and functions at different levels of complexity of plot, farm and country, without neglecting the interactions among scientific, technological and socio-economic factors, and ultimately tending towards a science aimed at conflict resolution. Given the challenges that agricultural development is going to face in the next decades, it is indeed essential to support the planning and implementation of sound agro-ecological policies through an appropriate set of advanced tools. Particularly, a key aspect to empower all the stakeholders involved in the research, development, dissemination and application of new methods and technologies is the identification of information and communication systems that farmers and policy makers need in order to cope with fast-changing conditions in a complex system. This is particularly true for poor smallholder farmers, such as in Africa where the majority of farmers do not have access to the scientific and technological advances that support agricultural decision-making because of the lack of reliable communication networks (Boulahya et al, 2005). On the other hand, one of the major challenges for agronomic research will be the identification of proper mechanisms to fill information needs of policy makers, report and communicate research results in an effective way for supporting the adaptation of food systems to climate change (Ingram et al, 2008). To the same aim, in 2001 the IPCC underlined the local conditions that could determine if a community is likely to be able to adapt to changes: among the others, the ability of decision-makers to manage information was particularly stressed. To face these challenges the linkages between agriculture and Information and Communication Technologies (ICTs) are increasing in both quantity and granularity, until the recent birth of an autonomous sector, called E-Agriculture (Electronic Agriculture), characterized by the application of ICTs to strengthen agricultural and rural development through better management of data, information and communication processes throughout the production, distribution and consumption of the agri-food system products. Among the various technologies, Geographic Information Systems (GIS) tools and Remote Sensing (RS) techniques are particularly important for the design of agro-ecological policies, thanks to their features enabling the development of studies at different spatial levels by integrating data and information (Thornton et al. 2007) to promote the objectives of agricultural research in the context of development cooperation. III. Universities and Research Centers In an environment characterized by increasing complexity due to the intersection of human activities and natural resources conservation needs, it is fundamental to highlight the role of universities and research centers for both their experimental and training activities addressing food production issues in different markets, food security and production stability, access and participation of different actors to development research processes. In this regard, a series of case studies highlighting different degrees of integration between universities and local stakeholders will be presented and discussed, with particular reference to water and climate issues in Middle East (USAID-funded Middle East Water and Livelihoods Initiative), natural resources management in West Africa and the intersection of fair trade, food sovereignty and intellectual properties in Amazonian Brazil. University and research centers can act as institutional facilitators of dialogue and development policies among different stakeholders, catalyzing participation and promoting participatory problem-solving strategies for agricultural development and cooperation. References Boulahya M. et al 2005: Climate, Communications, and Innovative Technologies: Potential Impacts and Sustainability of New Radio and Internet Linkages in Rural African Communities. Climatic Change, 70:299â&#x20AC;&#x201C;310. Kuhn, T.S. 1962. The Structure of Scientific Revolutions. 1st ed., Chicago: Univ. of Chicago Pr., 168. Ingram J.S.I. et al. 2008. The role of agronomic research in climate change and food security policy. Agriculture, Ecosystems and Environment; 126:4â&#x20AC;&#x201C;12. Thornton, P.K. et al. 2007. Site selection to test an integrated approach to agricultural research for development: combining expert knowledge and participatory Geographic Information System methods. International Journal of Agricultural Sustainability, 4,1:39-60 (22).

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Multifunctional Role, Farming Systems and Factors Influencing Urban Horticulture in Developing World Giorgio Gianquinto1, Francesco Orsini2 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Alma Mater Studiorum Univ.Bologna, IT, giorgio.gianquinto@unibo.it 2 Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Alma Mater Studiorum Univ.Bologna, IT, f.orsini@unibo.it

Introduction Improving health conditions allow to develop a more sustainable and stable economic growth at both family and community levels. In the tropics, health matters are frequently related to a lack of micronutrients and vitamins in the diet of the population. Fruits and vegetables are widely recognised as a fundamental source of minerals, vitamins and other antioxidant compounds in human nutrition. Nevertheless, in these regions, the consumption of vegetables is very low as compared with Europe or North America, both for a lack of tradition and culture in their cultivation and use, or simply because people have not enough money to purchase them. On the other hand vegetables are agricultural goods of high economic value, and therein may represent a means to enhance the income of small farmers. Thus, increasing cultivation and use of vegetables has potential to improve health condition and reduce poverty. On May 23, 2007, for the first time in human history the rate of population inhabiting urban centres has overtaken rural population. Urbanization is an irreversible process that brings a wide ranges of undesirable consequences, which range from the reduction of fertile lands, to deforestation, air and water pollution, reduced and uncontrolled drainage of the rainfall, and spreading of peri-urban areas where the socio-economic constrains are enhanced and poverty is concentrated. Up to few years ago, poverty was mostly found in rural areas, whereas urban centres offered a better welfare, with improved access to services and education. However, poverty (and in particular extreme poverty) has shown to increase more in cities as compared to the rural areas (UNFPA, 2007). In the cities, the poor are more exposed to work- and food-insecurity, and more subjected to violence and criminality. Although food is easily found in local markets, many of the inhabitants cannot stand its cost (especially for what concerns fruit and vegetables). To alleviate poverty and nutrition impairment, the improvement of urban agriculture and in particular of urban horticulture is already a strategy widely adopted by the poor in many cities of developing countries. Consistently the United Nations have indicated in the promotion of urban agriculture one of the key strategies to reach the Millennium Development Goals (MDG, Mougeot, 2005). Urban Agriculture and Urban Horticulture The term Urban Agriculture (UA) was coined, in order to describe both plant cultivation and animal rearing for home consumption and income generation in the cities. Moreover, it defines other connected activities, such as the production and selling of agricultural inputs, and the produce transformation and marketing. The main features of UA can be listed as follows: 1) includes vegetable and fruit tree cultivation, as well as other specialised crops (e.g. medicinal and ornamentals), small scale animal rearing, bee keeping, and also aquaculture (combined fish and plant production); 2) it is generally conducted in proximity to markets; 3) due to the high competition for the land, it occurs in limited spaces; 4) uses waste water and recycles organic discards; 5) produce is freshly marketed, with no processing; 6) farmers involved in the activities are characterised by a low level of organization. Among the many productions systems described above, the most relevant is definitely horticulture. Pros and Cons of city farming Urban Horticulture (UH) presents social, environmental and economic impacts on the city, both with positive than negative effects. The main strength and weakness points of UH may be synthesised as follows (Drescher, 2004; Veenhuizen, 2006): Food Security: the contribution of UH to food security is possibly its main strength point, since food production in cities allows more accessible food for the poorest. Health: an easier access to food (mainly fresh foods) enables to improve health conditions of the urban population. However, UH may present some risks related to the cropping systems and the context in which it is operated. The main constrains should be re-conducted to: 1) contamination by pathogens as a consequence of a) irrigation with polluted water; b) inappropriate use of organic fertilizer or manure; c) scarce regard of good hygienic practices during transport, transformation and marketing; 2) contamination as a consequence of inappropriate use of pesticides; 3) contamination of soil and products with heavy metals as a consequence of the road vicinity and industrial discharges; 4) transmission of pathologies as a consequence of the coincident animal

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rearing; 5) diffusion of pathologies related to the presence of insects (e.g. mosquitoes) attracted by the agricultural production. Development of the local economics: as previously indicated UH is a source of income for the city poorest households and allows reducing the costs for the purchase of food. Social inclusion and gender relations: UH is an important mean for the integration of disadvantaged people or social groups (e.g. immigrants, poor or left women, unemployed, elders, disabled, etc.) since it promotes and eases their participation in the social texture and provides them with better living conditions (Orsini et al., 2009; Mezzetti et al., 2009). Ecological aspects and environmental impact: waste management represents a serious concern in most world cities and UH may contribute to the recycling of the waste in the productive cycle (Smit, 1996) through the production of compost from organic wastes, the re-use of water and the recycling of inorganic wastes (such as, for instance, the use of plastic bottles, tanks, and pneumatics for soilless cultivation). The expansion of green areas within the cities favours their micro-climate and helps maintaining the biodiversity, reduces the suspended dust and the air pollution rate of many compounds, allows the requalification of underutilized and degraded lands. It should however be considered that if not properly managed, UH may represent a threat for the ground water, due to the uses of fertilizers, pesticides and animal dejections. Horticultural farming systems UH may include all fruit and vegetable food crops (comprising roots, tubers, aromatic plants and mushrooms) or medicinal and ornamentals. However, the adopted cropping systems are strongly related to the local culture and traditions. In general, within cities it is preferred to grow short cycle crops, while peri-urban areas are mostly dedicated to long cycle crops and orchards. In relation to the availability of soil and water, UH can be classified in three categories: 1) intensive horticultural systems, with the use of advanced cropping technologies (e.g. localised irrigation and soilless systems), including small-medium scale nurseries; 2) mini- or micro-gardens (also using simplified soilless systems) for the production of vegetables, mushrooms, or cash crops (such as ornamentals, aromatic and medicinal plants); 3) community gardens. The growing systems adopted in UH are extremely diversified, but a simplified classification can be adopted as follows: 1) mixed systems in small lands for the household needs and small scale marketing; 2) extensive monocrop systems directed to both home consumption and market; 3) shifting cultivation systems (also called cut-andburn systems); 4) intensive horticultural cropping systems in medium- or big-scale farms. Other than traditional farming systems, new technologies have been developed in order to 1) overtake the low soil fertility or the scarce water availability, 2) optimize the cultivation in limited spaces and 3) minimize the impact of the horticultural production to the environment and human health. Some of them use natural substrate and various kind of composts (e.g. organoponic), other refer to the simplified soilless systems. Factors affecting development and spreading of Urban Horticulture in Developing World UH is stimulated and sustained by the increasing demand of the city markets. However, in rapidly growing cities the access to land for urban farmers represents the major limit for their activity. Availability of water is often limited, and therein its efficiency should be improved. Drip irrigation systems, also simplified, could better fit these contexts, but are only rarely adopted. Cities are in most cases highly polluted and the main bet of the urban growers is to grow healthy plants under strong contamination conditions. The â&#x20AC;&#x153;heating islandâ&#x20AC;? effect found in cities, as compared to the countryside, is particularly critical in the tropical environment, where also meso- and macro-thermal species are hardly grown during the warmest seasons. During the rainy season, temperatures, especially at night, are mitigated, but the intensity of the rainfall is as heavy to limit cultivation on open air and severely cause erosion. In this period, fields are often flooded and the erosion is extremely problematic, and cultivation is usually interrupted. The use of soilless systems under rain-shelters may overcome these constrains. Bibliografia Drescher A.W. 2004. Food for the cities: urban agriculture in developing countries. Acta Hort. 643:227-231. Mezzetti M. et al. 2009. Women and simplified hydroponics: community gardening as a way of emancipation in Trujillo, Peru. Acta Hort. 881:169-172. Mougeot L.J.A. 2005. Urban agriculture and the Millennium Development Goals. In (L.J.A. Mougeot, Ed.): AGROPOLIS. The Social, Political and Environmental Dimensions of Urban Agriculture. Earthscan. London. www.earthscan.co.uk. Orsini F. et al. 2009. Farmers-to-Consumers: an Example of Sustainable Soilless Horticulture in Urban and Peri-Urban Areas. Acta Hort. 809:209- 220. Smit J. 1996. Urban Agriculture - Food, Jobs and Sustainable Cities. UNDP United Nations Development Program, New York. UNFPA 2007. State of world population 2007: unleashing the potential of urban growth, pp.108. United Nations Population Fund. http://www.unfpa.org/swp/2007/presskit/pdf/sowp2007_eng.pdf. Veenhuizen R. van 2006. Introduction Cities Farming for the Future. In Cities Farming for the Future, Urban Agriculture for Green and Productive Cities (Ed. R.van Veenhuizen), RUAF Foundation, IDRC and IIRR, Silang, The Philippines. Pp.1-18. http://www.ruaf.org/node/961.

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Sessione I Tecniche agronomiche (colture protette e di pieno campo)

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Keynote

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Keynote

Innovative Land and Water Research for Sustainable Crop Production Intensification Michele Pisante1, Fabio Stagnari1, Cynthia Grant2 1

Centro di ricerca e formazione in agronomia e produzioni vegetali, Univ. Teramo, IT, mpisante@unite.it Agriculture and Agri-Food Canada Brandon Research Centre, Manitoba, Canada, cynthia.grant@agr.gc.ca

Introduction Within the next 40 years, world food security will be threatened by a population increase from an estimated 6.9 billion in 2010 to around 9.2 billion in 2050. Agricultural production must increase by 70 percent globally – and by almost 100 percent in developing countries– in order to meet the additional food demands alone, excluding additional demand for agricultural products used as feedstock in biofuel production. That is equivalent to an extra billion tonnes of cereals and 200 million tonnes of meat to be produced annually by 2050, compared with production between 2005 and 2007 (Bruinsma, 2009). In order to meet projected demand over the next 40 years, farmers in the developing world must double food production– a challenge made even more daunting by the combined effects of climate change and growing competition for land, water and energy. Major Developments in Agricultural Production Practices Agriculture has to respond to the challenge of increasing production within the limited potential for expanding cultivated land; hence the intensification of agriculture has to be achieved by boosting production efficiency, and at the same time enhancing ecosystem services. The “Green Revolution” of the 1960’s led to a quantum leap in food production and bolstered world food security. In many countries, however, intensive crop production based on the increase use of fertilizers, irrigation, pesticides and intensive tillage were made at the expense of the environment, or in ways that were otherwise unsustainable depleting agriculture’s natural resource base, jeopardizing future productivity. Given the current and burgeoning future challenges to our food supply and to the environment, sustainable intensification of agricultural production has emerged as a major priority for policy makers (EC, 2007) and international development partners (World Bank, 2007; IFAD, 2010). Sustainable intensification has been defined as producing more from the same area of land while reducing negative environmental impacts and increasing contributions to natural capital and the flow of environmental services (Godfray et al., 2010). Sustainable Crop Production Intensification should be the first strategic objective of the innovative agronomic research for the next 40 years. In order to achieve that objective, research institutes must endorse the “ecosystem approach” in agricultural management. Essentially, the ecosystem approach uses inputs such as land, water, seed and fertilizer to complement the natural processes that support plant growth. A range of options exist (often very location specific) for farming practices, approaches and technologies that sustainably utilize biodiversity and manage ecosystem services to maintain and/or improve the environment, and ensure sustainability, while at the same time improving crop production. The main challenge is to encourage farmers in the use of appropriate technologies, and to ensure that knowledge about sound production practices is increasingly accepted and applied by farmers. More farmers could save natural resources, time and money if they adopted Conservation Agriculture (CA) which minimizes tillage, protects the soil surface, and alternates cereals with soil-enriching legumes. These practices are all key components of the sustainable crop production intensification approach. Such systems are being rapidly adopted by farmers in many parts of the World because they control soil erosion and generate savings by reducing labour requirements. Benefits of conservation agriculture include improved moisture conservation and water infiltration, reduced run-off of pesticides and fertilizers, reduced consumption of fuel, improved organic matter content with associated carbon sequestration, improved diversity of soil flora and fauna, better wildlife habitat, better soil structure, reduced wind and water erosion, and reduced investment in labour and equipment (Cook, 2006; Huggins and Reganold, 2008). Adoption of CA has increased the productivity and sustainability of crop production in many areas of the world where moisture deficits and soil

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degradation were major concerns and has been facilitated by close collaboration between governmental research and extension services, farmer associations and private companies that produce agrochemicals, seed and machinery. CA has spread rapidly and now covers more than 120 million hectares. The Path for Future Research To generate innovative solutions that are relevant, acceptable and attractive for local populations, research on Sustainable Crop production intensification practices must start at the local and national levels, with support from the global level. There is a huge, but underutilized potential to link farmersâ&#x20AC;&#x2122; local knowledge with science-based innovations, through favorable institutional arrangements. The same holds for the design, implementation and monitoring of improved natural resource management that links community initiatives to external expertise. Areas with high production-potential will continue to be major providers of food in many countries. However, the productive capacity of land and water resources is reaching its limits in some areas, and will not be sufficient to guarantee food security. Therefore, much future research will need to take place in so-called low potential or marginal areas, which are home to hundreds of millions of the poorest and most food insecure people. Innovative agronomic research for sustainable crop production intensification and related rural employment offer the most realistic prospects for improving those peopleâ&#x20AC;&#x2122;s nutrition and livelihoods. It is essential that production practices in the future be based on clear scientific principles addressing the need for environmental sustainability, food safety and food security, rather than on divisive philosophical paradigms. Integrated crop management are needed that adopt effective practices from conservation agriculture, such as recycling of nutrients, building of organic matter and effective non-chemical pest control practices to reduce the reliance on external inputs. It is just as critical that the value of chemical pest control, nutrient inputs and genetic techniques be utilized efficiently in production systems and not be eliminated from consideration because of political rather than scientific concerns. Scientific agriculture has been a major success story over the past five decades. The ability of agriculture to meet the demands of the growing world population will rely on the willingness of society to separate political and philosophical agendas from the effective use of scientific knowledge to balance food security and environmental health. Incorporating the value of natural resources and ecosystem services into agricultural input and output price policies can be achieved by establishing realistic environmental standards, eliminating perverse incentives, such as subsidies on fertilizer, water and pesticide, and by creating positive incentives, such as payments for environmental services, or environmental standards/labels in value chains. References Bruinsma, J. 2009. The resource outlook to 2050: By how much do land, water and crop yields need to increase by 2050? Paper presented at the FAO Expert Meeting on how to feed the world in 2050, 24-26 June 2009. Rome, FAO.28, 315-358. Cook, R.J., 2006. Toward cropping systems that enhance productivity and sustainability. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103, 18389-18394. EC 2007. Food Security thematic programme: Thematic strategy paper and multiannual indicative programme 2007-2010. Brussels. Godfray, C. et al. 2010. Food security: The challenge of feeding 9 billion people. Science, 327: 812-818. Huggins, D.R., Reganold, J.P., 2008. No-Till: The Quiet Revolution. Scientific American. 299, 70-77. IFAD. 2010. Rural Poverty Report 2011. New realities, new challenges: New Opportunities for tomorrow's generation. Rome. World Bank, 2007, World Development Report 2008: Agriculture for Development, World Bank, Washington, DC.

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Oral presentation

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Applicazioni di Tecniche di Precision Farming in Risicoltura Francesco Barracu1, Bruno Basso2, Giovanni Cafiero2, Costanza Fiorentino2, Antonino Spanu1 1

Dipartimento. di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria, Univ. Sassari, IT, fbarracu@uniss.it 2 Dipartimento di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell'Ambiente, Univ. Basilicata, IT.

L'importanza dell'Agricoltura di Precisione è stata largamente riconosciuta come contributo chiave nella tecnologia produttiva. L'agricoltura di precisione è basata su un approccio innovativo, che è legato ad una combinazione tra GIS, GPS, modellistica previsionale, telerilevamento, macchine intelligenti con pilota automatico e tecnologie di distribuzione di input a dosi variabili, per la corretta gestione agronomica delle colture considerando la variabilità spaziale e temporale presente in campo (Basso et al., 2005). Attualmente, gli strumenti e le macchine agricole adattate alla pratica dell'agricoltura di precisione si stanno rapidamente diffondendo, ma per poterne sfruttare appieno le potenzialità è necessario stabilire quali siano le necessità della coltura e le differenze che si riscontrano all'interno del campo coltivato. Un altro aspetto fondamentale è la necessità di poter valutare gli effetti dei trattamenti e delle concimazioni per programmare eventuali nuovi interventi. L'applicazione di questa ratio a colture in pieno campo impone che i sistemi di indagine rispondano ad alcune caratteristiche irrinunciabili: affidabilità; rapidità di acquisizione del dato; possibilità di georeferenziare la misura ottenuta; scala compatibile sia con le pratiche agronomiche che con gli interventi da eseguire. In Italia la risicoltura rappresenta un settore di rilievo e la superficie attualmente coltivata è di circa 238.500 ha. L'obiettivo della ricerca, articolata in tre anni, è quello di verificare la possibilità di adottare alcune tecniche di Precision Farming in risicoltura, allo scopo di mettere in condizione l'agricoltore di intervenire in maniera razionale sulla coltura, tenendo in opportuna considerazione la variabilità spazio-temporale presente in campo. Nel primo dei tre anni in programma ci si è concentrati prevalentemente nel test di alcuni strumenti di proximal sensing (PS) e remote sensing (RS) per la valutazione dello stato della coltura e l'affidabilità del dato rilevato in campo. La prova è stata condotta in una risaia sita in Sardegna in provincia di Oristano (8°43'40"E, 39°56'44"N, WGS 84) la cui superficie complessiva è pari a 35 ha. La risaia è stata gestita mediante tecniche convenzionali; in particolare l’intera area di studio è stata suddivisa in 9 camere e per ciascuna camera sono stati individuati e georiferiti 4 punti di campionamento. I punti per i rilievi sono stati individuati, su ciascun lato delle camere, distanti dagli argini per limitare l’effetto bordo. Ogni 7 giorni, sulle ultime 30 foglie completamente espanse, sono state effettuate le letture di SPAD (502Plus, Konica Minolta Sensing, Inc.). A cadenza mensile, è stata effettuata la misura del LAI (2200, Li-Cor Inc.) e della firma spettrale (FieldSpec, Analytical Spectral Devices, Inc.). Ogni 14 giorni, sulle ultime 30 foglie completamente espanse, è stato determinato il contenuto in azoto. Alla fine del ciclo colturale, negli stessi punti, sono stati rilevati i principali parametri bio-morfologici della coltura. Alla raccolta, effettuata impiegando una mietitrebbia dotata di sensoristica New Holland Intelliview, è stata acquisita la mappa di produzione. La RapidEye ha fornito una serie multi-temporale di immagini satellitari relative alle date del 2 luglio, 15 agosto e 10 settembre. Tali immagini sono caratterizzate da una risoluzione spaziale di 25 m2 e sono dotate di 5 bande spettrali, rispettivamente negli intervalli di lunghezze d’onda del blu, verde, rosso, red-edge e del vicino infrarosso. A partire da tali immagini è stato calcolato l’indice vegetazionale normalizzato NDVI. Tale indice è stato calcolato anche utilizzando le misure di riflettanza spettrale rilevate con il FieldSpec in concomitanza all’acquisizione delle immagini satellitari.

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Il valore di SPAD si è dimostrato strettamente correlato al valore di N assorbito dalla pianta, confermandosi un ottimo strumento per la valutazione dello stato della coltura (test R di Pearson, p<0,001: 0,93, 0,83, 0,91, 0,79, 0,65, 0,87). Contrariamente a quanto riportato correntemente in letteratura, l'analisi di laboratorio non è stata effettuata sulle stesse foglie sulle quali è stato misurato il valore di SPAD, bensì su campioni omogenei prelevati in un intorno circolare di diametro pari a 2 m centrato sul punto di campionamento. L'oscillazione degli indici di correlazione è da imputarsi a questo fatto; è però interessante notare come i due campioni di foglie della stessa età ma provenienti da piante diverse mostrino una certa variabilità individuale ma grande omogeneità sulle medie. E’ stata analizzata la correlazione dell' NDVI rilevato da satellite con il LAI, il valore di correlazione ottenuto nel mese di luglio, al momento del massimo vigore vegetativo, è pari a 0,623 (p<0,001) e decresce risultando non significativa nel mese di settembre. In settembre iniziano ad essere diffusi i sintomi di senescenza della pianta e i rilievi ottici perdono in affidabilità. Alle medesime considerazioni porta l’analisi di correlazione tra LAI ed NDVI derivato dalle misure effettuate con il FieldSpec. Anche in questo caso gli indici di correlazione sono più elevati a giugno e luglio, ma inutilizzabili in fase di maturazione. In figura 1a e b sono riportate le mappe di NDVI relative al mese di agosto e settembre, mentre in figura 1c è riportata la mappa di produzione. Dal punto qualitativo si nota subito nel confronto tra le figure 1b e c come alla camera all’estrema sinistra, evidenziata in bianco corrispondano valori bassi di NDVI e produzione, infatti questa sub-area è stata mediamente la meno produttiva. Si noti, invece, la corrispondenza tra NDVI e produzione per la camera evidenziata in nero caratterizzata da un valore di produzione più elevato.

Fig. 1: valore dell'indice NDVI rilevato da satellite il 15 agosto (A) ed il 10 settembre (B), e la mappa delle produzioni ottenute (C). Si noti la sovrapponibilità tra le immagini B e C

L'utilizzo del telerilevamento ed in particolare degli indici vegetazionali può essere un valido supporto per analizzare il vigore vegetativo delle colture e fornire informazioni sulla produzione, anche, come dimostra questo lavoro, in ambienti particolari quali le risaie. Nelle risaie il problema principale è legato alla presenza di acqua che impedisce un facile accesso in campo e rende complessa un’accurata campagna di misure a terra, per cui le immagini telerilevate presentano un duplice vantaggio: sopperiscono all’esiguo campionamento e forniscono una mappatura spazio temporale completa dell’area di studio. Nei prossimi due anni si rende necessaria un’ulteriore valutazione delle potenzialità predittive degli indici vegetazionali ed, eventualmente, una loro calibrazione sulla base delle peculiari condizioni ambientali. Rimane inoltre da indagare la possibilità di impiegare la firma spettrale come metodo per valutare la presenza e la densità di infestanti per la programmazione di opportuni interventi di diserbo. Basso B. et al. 2005. Agricoltura di precisione. Edizioni l'Informatore Agrario. Cabangon R.J. et al. 2011. Chlorophyll meter-based nitrogen management of rice grown under alternate wetting and dryng irrigation. Field Crops Research, 121 136-146.

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Cambiamenti delle Strategie Aziendali all’Interno di un’Area Protetta del Centro Italia Nicola Silvestri1, Paolo Basile2, Chiara Pistocchi2, Rudy Rossetto2, Tiziana Sabbatini2, Enrico Bonari2 2

1 Dip. di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Univ. Pisa, IT, nsilve@agr.unipi.it Land Lab, Scuola Superiore S. Anna, IT, p.basile@sssup.it, c.pistocchi@sssup.it, r.rossetto@sssup.it, tiziana.sabbatini@sssup.it, enrico.bonari@sssup.it

Introduzione L’azienda agraria costituisce l'unità cognitiva e territoriale privilegiata nello svolgimento di indagini sull'esercizio dell'agricoltura in ambito territoriale. A questo livello infatti possono emergere le caratteristiche dei modelli produttivi, che a scale di riferimento diverse potrebbero risultare distorte o mascherate (Borin e Ceccon, 2002). L'azienda rappresenta l'entità decisionale dove, valutate le specifiche condizioni al contorno, si definiscono struttura e funzioni dei sistemi colturali adottati (Silvestri, 2001). Un aspetto non facile da indagare a scala aziendale è quello del cambiamento delle strategie aziendali e delle driving forces in grado di determinarlo (Silvestri e Bellocchi, 2008). All'interno delle aree protette i cambiamenti aziendali dovrebbero essere orientati a modelli produttivi più sostenibili, ma non sempre le scelte operate risultano coerenti con le finalità perseguite dagli enti gestori (Borin et al, 2007). In questo lavoro si riportano i risultati di una ricerca che ha valutato, nel corso di circa un ventennio, i cambiamenti riscontrati su un significativo campione di aziende poste all’interno dei confini del Parco Regionale San Rossore - Migliarino - Massaciuccoli, ricadente entro le province di Pisa e di Lucca. Metodologia Nell’ambito di due indagini conoscitive condotte nelle annate 1992-93 e 2009-10 sono state rilevate alcune delle caratteristiche strutturali e gestionali relative alle medesime unità aziendali. Le aziende censite sono state 35 per una SAU complessiva di 1591 ha, pari al 17% dell'intera SAU del Parco. La quantificazione dei cambiamenti osservati è stata affidata al calcolo degli indici di valutazione di seguito descritti: estensione della superficie agricola utilizzata (SAU) in ha, estensione dei principali comparti colturali (CE = cereali estivi, CA = cereali autunno-vernini, CI = colture industriali, CF = colture foraggere, CO = colture ortive, CP = colture permanenti) rispetto alla SAU in %, durata dell’avvicendamento (DA) in anni, incidenza della superficie irrigua (SI) sulla SAU in %, indice di meccanizzazione (IM) in kW ha-1 di SAU, dose media di concimazione azotata (DN) in kg di N ha-1 di SAU e fosforica (DP) in kg di P2O5 ha-1 di SAU, bilancio apparente (differenza fra apporti e asportazioni operati dalla pianta intera) dell'azoto (BN) in kg di N ha-1 di SAU e del fosforo (BP) in kg di P2O5 ha-1 di SAU. La scelta di considerare le asportazione operate dalla pianta intera è giustificata dalla volontà di valutare i fabbisogni nutritivi delle colture indipendentemente dalle decisioni assunte dall'agricoltore riguardo al reinterro dei residui di raccolta. I valori calcolati per le due epoche di rilevazione sono il risultato di medie ponderate prima aziendali (intra-azienda) e poi comprensoriali (inter-aziende). I cambiamenti occorsi sono stati quantificati valutando, in termini di aziende interessate, le differenze tra quanto osservato all'inizio e alla fine del periodo considerato: in crescita (+) cioè superiori al corrispondente valore dell'annata 1992-93 maggiorato di un 10%, in diminuzione (-) cioè inferiori al corrispondente valore dell'annata 1992-93 ridotto di un 10% e trascurabili (±) cioè comprese fra ± 10% del valore dell'annata 1992-93. Risultati e discussione I cambiamenti più rilevanti sono stati osservati per il bilancio dell’azoto e del fosforo, seguiti da alcuni indici di ripartizione della SAU (CP, CA, CF, CI e CO) e dalla durata dell’avvicendamento (tabella 1).

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risultata la SAU. La riduzione dell’impiego dei fertilizzanti (DN, DP, BN e BP) ha interessato la quasi totalità delle aziende censite (figura 1), mentre gli incrementi maggiori sono stati osservati per la durata dell’avvicendamento (22 aziende) e la superficie investita a cereali autunno-vernini (12 aziende). Tabella 1 - Valori relativi al Figura 1 - Numero di aziende per le quali sono state osservate campione aziendale: annate variazioni degli indici considerati. 1992-93 e 2009-10. Indice U.M. 1992 2009 SAU ha 46 45 IM kW ha-1 6,49 6,94 SI % 50 38 DA anni 2,4 3,7 CE % 39 43 CA % 10 22 CI % 35 15 CF % 1 0 CO % 20 10 CP % 3 11 DN kg ha-1 208 110 DP kg ha-1 155 47 BN kg ha-1 53 -95 BP kg ha-1 71 -31 Conclusioni I risultati mostrano come nel corso del periodo considerato si sia assistito ad una parziale revisione dei sistemi colturali adottati all'interno dell’area del Parco Regionale San Rossore - Migliarino Massaciuccoli, a carico soprattutto dei fattori dosabili della produzione (fertilizzanti), mentre le scelte connesse con la gestione dei fattori fissi (dimensioni aziendali, indice di meccanizzazione e superficie irrigua) sembrano presentare una maggiore inerzia al cambiamento. Per quanto riguarda invece la scelta delle colture si è osservato un comportamento intermedio riassumibile in un incremento della superficie destinata ai cereali e una contrazione della coltivazione di colture industriali e ortive. Le differenze osservate indicano una riduzione degli input agronomici e sono state interpretate come una transizione verso sistemi produttivi più sostenibili. I cambiamenti sono stati associati alle mutate condizioni socio-economiche dei mercati e al lavoro di ricerca e di divulgazione operato dall’ente Parco di concerto con le strutture universitarie interessate. Bibliografia Borin e Ceccon, 2002. I sistemi colturali nella ricerca agronomica: un problema d scala. In: Bonari E., Ceccon P. (a cura di): Verso un approccio integrato allo studio dei sistemi colturali. Franco Angeli, Milano, 11-45. Borin et al, 2007. Un’agricoltura per le aree protette. Edizioni ETS, Pisa, 255 pp. Silvestri, 2001. Concetto di sistema colturale: principi e fondamenti. In: (a cura di) Bonari E., Possibilità evolutive di destinazioni colturali e pacchetti tecnologici. Bologna, Accademia Nazionale di Agricoltura e Consiglio Nazionale delle Ricerche, 25-59. Silvestri e Bellocchi, 2008. Rule-based Handling of Hazardous Nitrogen. Italian Journal of Agronomy, 3, 3 suppl., 257258.

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Effetti della Gestione delle Stoppie e dei Residui Colturali sulla Produttività del Frumento Duro Coltivato in Monosucessione nell’Italia Meridionale Domenico Ventrella, Alessandro Vittorio Vonella, Francesco Fornaro, Marcello Mastrangelo Unità di ricerca per i sistemi colturali degli ambienti caldo-aridi, CRA, Bari, IT, domenico.ventrella@entecra.it

C orga nico (g kg-1 )

L’interramento dei residui colturali è un argomento molto trattato nella letteratura scientifica, ma i risultati delle ricerche, pur evidenziando effetti positivi sulle caratteristiche chimico-fisiche del suolo, non sempre sono concordi nel quantificare le variazione del contenuto in carbonio organico, a causa di differenze delle caratteristiche pedo-climatiche, tipologia dei residui interrati, pratiche agronomiche, ecc. La bruciatura delle stoppie e delle paglie è una consuetudine nelle aree cerealicole del Sud Italia. Il ricorso a tale tecnica deriva dalla necessità di semplificare le operazioni colturali riducendone il costo, di liberare velocemente il terreno dai residui, di ridurre la presenza di patogeni presenti nei residui colturali e di semi germinabili delle 16 CNU U+F Umina malerbe. Tuttavia, il 14 ricorso alla bruciatura, può comportare il rischio 12 di ingenti danni a 10 patrimoni naturalistici e TEC di prodotti agricoli, 8 dissipazione del carbonio TOC organico, alterazione 6 degli equilibri 4 nell’ecosistema minando l’attività microbica nel 2 suolo e problemi di 0 sicurezza stradale. In questo lavoro si T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 riportano i risultati di una Trattamenti ricerca iniziata nel 1977, Fig. 1 - Carbonio organico del suolo ripartito in Umina, U+F e CNU). ed ancora in corso presso l’Azienda Sperimentale di Foggia, “Podere 124”, del CRA-SCA di Bari, circa l’effetto dell’interramento e della bruciatura delle stoppie sulle caratteristiche chimico-fisiche del suolo e sui parametri quali-quantitativi di frumento duro ( Desf.) in monosuccessione per il periodo 2000/01-2009/10. La ricerca, attualmente finanziata nell’ambito del Progetto di ricerca EFFICOND (Coord. Dr. P. Bazzoffi), è stata avviata nel 1977 a Foggia presso l’Azienda Sperimentale “Podere 124” del CRASCA. Il suolo è un Vertisuolo limoso-argilloso di origine alluvionale, classificato come Typic Chromoxerert, Fine, Mesic (USDA). Lo schema sperimentale è il blocco randomizzato con cinque ripetizioni e 9 tesi su parcelle di 80 m2: T1, bruciatura dei residui colturali del frumento; T2, interramento; T3, interramento + 50 kg ha-1 di N (urea) sui residui; T4, interramento + 100 kg ha-1 di N sui residui; T5, interramento + 150 kg ha-1 di N sui residui; T6, T7 e T8 rispettivamente come T3, T4 e T5 ma con irrigazione (I) di 50 mm sulle paglie prima dell’interramento.

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Su campioni di suolo, prelevati il 19 marzo 2009, è stato determinato il contenuto di: Carbonio Organico Totale (TOC, metodo Springer & Klee), Carbonio Totale Estratto (TEC) e acidi Umici e Fulvici (U+F). Da questi sono stati calcolati: il contenuto di carbonio insolubile (Umina=TOC-TEC) e il carbonio estratto non umificato (CNU=TEC-(U+F)). Alla raccolta di ogni annata agraria sono state rilevate le produzioni, i principali caratteri biometrici e il contenuto proteico della granella di frumento duro (varietà Ofanto e Simeto). In questo lavoro si riportano i dati del decennio 2000/01-2009/10. Tutti i dati sono stati sottoposti ad analisi della varianza (procedura GLM del SAS) e le medie sono state confrontate con il test SNK e il metodo dei contrasti ortogonali. Le variazioni del carbonio organico sono state contenute in tutte le frazioni considerate (Figura 1) con solo due contrasti risultati significativi per P<0,05. Il T2 ha mostrato un TOC significativamente più basso rispetto alla media degli altri trattamenti con interramento (13,6 vs. 14,3 g kg-1). Il T1 si è distinto per un contenuto di U+F significativamente più basso rispetto alla media degli altri (7,0 vs. 7,6 g kg-1). Le rese in granella si sono caratterizzate per una grande variabilità interannuale, con produzioni medie comprese tra 1 e 6,3 t ha-1, rispettivamente nel 2000/01 e 2009/10. L’effetto “trattamenti” è risultato, invece, meno determinante. La Tabella 1 mostra come lo scarto tra il trattamento più produttivo (T6) e quello meno produttivo (T4) sia stato solo del 12%. L’interramento con N e senza I (T3, T4 e T5) ha determinato le rese più basse. Produzioni più elevate sono state ottenute da T8 (150 kg ha-1 di N e I) e T2 (solo interramento) e ancor di più da T1 (bruciatura), T7 e T6 (rispettivamente con 100 e 50 kg ha-1 di N). I contenuti proteici di T1 e T2 sono stati i più bassi, mentre gli altri trattamenti non si sono differenziati tra loro. Essendo il peso ettolitrico e quello dei 1000 semi inversamente correlati al contenuto proteico, i trattamenti T1 e T2 hanno mostrato valori più elevati che non si sono differenziati rispetto a T6 e T7. L’interazione “Anno*Tratt.” è Tab 1. Effetti medi dei trattamenti per l’intero decennio e stata altamente significativa per significatività dell’interazione “Anno X Trattamento” tutti i parametri esaminati Contenuto Peso Peso di Resa* determinando, nelle annate più proteico ettolitrico 1000 semi Trattamento siccitose, un’accentuazione delle t ha-1 % kg hl-1 g differenze fra i trattamenti T1 3,90 b 14,7 c 75,0 ab 42,2 ab piuttosto che inversioni di T2 3,75 c 14,9 c 75,4 a 42,9 a tendenza (dati non mostrati). T3 3,53 d 15,8 b 74,4 cd 41,2 c T4 3,52 d 16,2 ab 73,8 ef 40,0 d La bruciatura si è posizionata nel T5 3,45 d 16,5 a 73,6 f 39,7 d gruppo dei trattamenti più T6 4,03 a 15,8 b 74,7 cb 41,4 bc produttivi ma ha fornito un T7 3,87 b 15,9 b 74,1 ed 41,4 bc contenuto proteico basso e, dopo T8 3,72 c 16,2 ab 73,8 ef 40,4 d 32 anni di coltivazione, ha Media 3,72 15,8 74,4 41,1 causato, rispetto all’interramento, una riduzione significativa del Anno*Tratt. *** *** *** *** * contenuto di acidi umici e : resa in granella al 13% di umidità. Medie con lettere diverse differiscono fulvici. Nel suolo in cui è stato significativamente con un livello di probabilità di 0,05 (test SNK). ***: praticato l’interramento con interazione significativa per P<0,001. apporto azotato, si è riscontrato un più alto contenuto di TOC, indipendentemente dalle dosi apportate e dall’irrigazione. Dal punto di vista produttivo, positivo è stato l’apporto azotato di 50 kg ha-1 che, insieme all’irrigazione di 50 mm, ha consentito l’ottenimento della resa media più elevata di questo decennio (4 t ha-1). In definitiva, l’interramento dei residui colturali del frumento, se correttamente eseguito riducendo il rapporto C/N altrimenti troppo elevato e in condizioni di buone condizioni idriche del suolo, può essere considerata una “buona” pratica agronomica che tende a conservare il carbonio organico e a contribuire all’ottenimento di accettabili livelli produttivi e qualitativi.

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Influenza della Densità di Semina sul Comportamento Agronomico di Leguminose Annuali Autoriseminanti Umberto Anastasi, Vincenzo Barrile, Mauro Dipasquale, Orazio Sortino, Rosalena Tuttobene Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Università di Catania, IT, umberto.anastasi@unict.it

Introduzione Le leguminose annuali autoriseminanti possono svolgere un ruolo agroecologico chiave negli ambienti mediterranei, come colture foraggere, da sovescio, pacciamanti, cover-crop, break-crop e a valenza paesaggistico-ambientale. La definizione della densità di semina in rapporto al genotipo rappresenta un aspetto critico per una gestione oculata di queste specie, considerato anche il costo del seme delle cultivar disponibili in commercio (Howieson et al., 2000; Tuttobene et al., 2008). Per questa ragione, è stato condotto un esperimento, con l’obiettivo di valutare il comportamento agronomico di genotipi di specie diverse di leguminose autoriseminanti in relazione alla densità di semina. Metodologia La prova biennale (2007-09) è stata condotta nei pressi di Modica (36°50'N, 14°46'E, 327 m s.l.m) in provincia di Ragusa, su terreno a grana media “Typic Xerochrepts/Calcixerolic Xerochrepts/Lithic Xerorthents” (USDA), adeguatamente preparato e concimato. Sono stati prescelti, in base alla diversa dimensione del seme (peso 1000 semi), 8 varietà di provenienza estera tra mediche, M. rugosa “Paraponto” (12.6 g), M. scutellata “Kelson” (18.4 g) e “Sava” (14.8 g), M. truncatula “Jester” (3.5 g), trifogli, T. balansae “Frontier” (0.9 g) e “Paradana” (0.9 g), T. subrterraneum “Antas” (11 g) e “Clare” (11.6 g), ed una popolazione locale di T. pallidum “Bruscè” (1.4 g). I genotipi sono stati combinati con tre densità di semina: base (250 semi m -2 per le cv a seme grosso e 1000 semi m-2 per quelle a seme piccolo), doppia e tripla rispetto alla prima. Le tesi sono state distribuite in campo secondo un disegno sperimentale a parcella suddivisa con tre ripetizioni, assegnando il fattore genotipo all’unità principale (21 m-2) costituita da 21 file lunghe 5.0 m e distanti 0.2 m. La semina è stata eseguita il 20 novembre 2007. In entrambi gli anni, oltre ai dati termo-pluviometrici, su aree di saggio di 1 m-2 sono stati rilevati: la produzione areica di sostanza secca mediante taglio effettuato ogni volta che l’altezza delle piante raggiungeva 8 cm, determinando anche il contributo produttivo delle altre specie, il numero di semi e il loro peso sulle infruttescenze. L’analisi statistica (ANOVA a due vie) è stata eseguita in accordo con il disegno sperimentale adottato, separatamente sui dati di ciascun anno, e le medie sono state confrontate con il test SNK (P 0.05). Risultati Le condizioni meteoriche durante la prova sono state caratterizzate da un decorso termico e pluviometrico (503 mm, in media) in linea con quello medio del periodo e comunque idoneo all’insediamento dei genotipi. Come si evince dai dati della tabella 1, per tutte le variabili è emersa la significatività dell’effetto genotipo e dell’interazione, ed in qualche caso dell’effetto della densità di semina. Nella media dalle densità, i T. s. “Clare” e “Antas” sono stati i più produttivi al primo anno; al secondo anno, invece, il secondo genotipo è stato superato dall’ecotipo di T. p.. La densità di semina, nella media dei genotipi, ha influenzato positivamente la resa in biomassa esclusivamente al primo anno, solo con la dose doppia. L’interazione significativa G x D, ha reso evidente un comportamento non univoco delle cultivar in rapporto alla densità: in particolare, nel primo anno, T. p. alla densità massima e T. s. “Antas” alla densità minima hanno fornito la resa in biomassa più elevata (7712 e 7295 kg ha-1); nel secondo anno T. s. “Antas” è stato nuovamente più produttivo, ma alla densità doppia (6332 kg ha-1) in confronto a tutte le altre combinazioni di tesi. Il contributo produttivo delle altre specie è stato, nella media delle densità, maggiore per T. b. “Frontier”, nel primo anno, e per T. s. “Antas” nel secondo anno; di contro, in rapporto alla densità, differenze apprezzabili sono emerse solo

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nel primo anno per effetto della dose base. L’interazione G x D ha rivelato un contributo produttivo delle altre specie superiore per T. b. “Paradana” alla densità minima, nel primo anno (10121 kg ha-1), e per T. p. alla densità intermedia, il secondo anno (4887 kg ha-1). T. s. “Antas” si è distinto dalle altre cultivar anche per il numero di semi m-2, in entrambi gli anni, mentre sia le mediche che i genotipi di T. b. non hanno fornito semi al secondo anno. La densità di semina, indipendentemente dalle cultivar, ha influenzato positivamente il numero di semi m-2, alla dose tripla al primo anno, sia doppia sia tripla, il secondo; l’effetto dell’interazione ha posto in rilievo che T. p. ha fornito un numero di semi m-2 maggiore alla densità tripla, il primo anno (29911), e sia doppia che tripla, il secondo (49688 e 49302, rispettivamente). Tabella 1. Caratteristiche agronomiche delle leguminose autoriseminanti in rapporto al genotipo e alla densità di semina. Per ciascuna variabile, entro fattore, lettere diverse indicano differenze significative tra le medie. Biomassa Biomassa altre spp. Semi Seme (Kg ha-1) (Kg ha-1) (n m-2) (Kg ha-1) Anno 1 2 1 2 1 2 1 2 Genotipo (G) 708.5 d 5804 cd 0c 625.0 a 0.0 d M. r.” Paraponto” 3030.5 d 1356.7 c 1673.8 f 4056.9 c 991.9 c 2495.9 e 1266.3 cd 2214 d 0c 297.9 c 0.0 d M. s. “Kelson” 4873.0 b 520.9 cd 1919.5 f 1321.9 cd 2636 d 0c 396.1 b 0.0 d M. s. “Sava” 3772.9 c 1248.0 c 1579.5 f 915.2 d 9104 bc 0c 313.0 c 0.0 d M. t. “Jester” 2806.7 de 3.3 d 7368.1 a 1777.8 c 3163 d 0c 23.6 f 0.0 d T. b. “Frontier” 0c 75.7 ef 0.0 d T. b. “Paradana” 2754.1 de 183.3 d 6385.6 b 3239.6 b 11265 b 6334.2 a 2406.1 b 5313.0 c 4111.1 a 19501 a 41101 a 234.5 cd 502.2 a T. s. “Antas” 6203.5 a 4725.6 a 4350.0 d 1213.0 cd 3015 d 1635 b 201.4 d 130.7 c T. s. “Clare” 2221.6 e 5067.4 a 2538.5 e 660.0 d 1295 d 2588 b 121.1 e 196.3 b T. p. “Bruscè” Densità (D) 3240.2 b 1744.7 a 4473.7 a 1620.9 a 4567 b 3167 b 245.5 a 68.7 b Base 4360.4 a 1967.3 a 3048.2 c 1633.8 a 5831 b 5988 a 267.8 a 100.3 a Doppia 4417.1 a 1789.0 a 3686.1 b 1816.4 a 8934 a 5953 a 249.4 a 107.3 a Tripla GxD

Di contro, come conseguenza della maggiore pesantezza del seme, le mediche, in particolare M r. “Paraponto”, hanno garantito rese in seme, in media, più elevate che gli altri genotipi, ma solo al primo anno. L’effetto medio densità sulla produzione areica di seme è stato ininfluente, al primo anno, e apprezzabile per la densità intermedia e massima, il secondo. L’effetto interattivo G x D ha comprovato la superiorità per la resa in seme di M r.“Paraponto”, alla densità minima (869.1 kg ha-1), il primo anno, mentre la combinazione T. p. x dose tripla (627.3 kg ha-1) ha prevalso su tutte le altre, il secondo anno. Conclusioni I risultati ottenuti hanno reso evidente l’importanza dell’effetto interattivo dei fattori allo studio, poiché la variazione della densità di semina ha influenzato diversamente le prestazioni agronomiche dei genotipi in prova. E’ di particolare interesse segnalare che l’unico ecotipo in prova a seme piccolo (T. pallidum) ha dimostrato attitudini agronomiche superiori agli altri genotipi per la resa areica di biomassa e il numero di semi m-2 al primo anno, nonché per la resa areica di seme al secondo anno, relativamente alla densità massima, suggerendo che anche da una appropriata densità di semina può dipendere la valorizzazione della biodiversità nativa di leguminose autoriseminanti dell’altopiano ibleo. Bibliografia Howieson J.G. et al., 2000. Changing roles for legumes in Mediterranean agriculture: developments from an Australian perspective. Field Crops Res., 65, 2-3: 107-122. Tuttobene R. et al., 2008. Characterization of native population of Trifolium spp. Optiones méditerranéennes Serie A. Séminaires méditerranéens “Sustainable Mediterranean Grasslans and their Multi-functions”, 79: 395-398.

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Effetto della Densità d’Impianto sulle Caratteristiche Produttive e sul Contenuto di Steviol Glicosidi in Stevia Rebaudiana Bert. Luciana G. Angelini, Silvia Tavarini Dip. di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Univ. Pisa, IT, angelini@unipi.it

Stevia rebaudiana Bert. è una pianta erbacea appartenente alla famiglia delle Asteraceae, nativa delle regioni al confine tra Paraguay e Brasile e nota per le sue proprietà dolcificanti e medicinali. Nelle sue foglie sono infatti presenti diterpeni glicosilati (stevioside, steviolbioside, rebaudioside A, B, C, D, E, F, e dulcoside A) utilizzabili come dolcificanti ipocalorici. Negli ultimi anni si è registrato un interesse crescente verso questa specie e la sua introduzione in coltura. Nel nostro Paese la stevia è coltivata ancora su scala sperimentale e, al fine di metterne a punto l’agrotecnica, si rende necessario definirne la risposta quanti-qualitativa in relazione ad alcuni aspetti agronomici, tra cui la densità d’impianto. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare l’influenza della densità di impianto sulla produzione e sull’accumulo dei due più importanti glicosidi, stevioside e rebaudioside A. È stato altresì valutato l’effetto della differente posizione delle foglie a diverse altezze della pianta sulla dinamica d’accumulo di questi steviol glicosidi. La prova è stata condotta in pieno campo a Jesi (AN) in collaborazione con la società Eridania-Sadam. Sono state messe a confronto 5 diverse densità e sesti di impianto: − T1 = 7,4 piante m-2 con sesto 45 × 30 cm (45 cm tra le file e 30 cm sulla fila); − T2 = 10 piante m-2 con sesto di 45 × 22,2 cm (45 cm tra le file e 22,2 cm sulla fila; − T3 = 14,8 piante m-2 con sesto di 45 × 15 cm (45 cm tra le file e 15 cm sulla fila); − T4 = 10 piante m-2 con file binate con sesto di 50 × 30 × 25 cm (50 cm tra le bine, 30 cm nell’intrabina e 25 cm sulla fila); − T5 = 14,8 piante m-2 con file binate con sesto di 50 × 30 × 16,89 cm (50 cm tra le bine, 30 cm nell’intrabina e 16,89 cm sulla fila). È stato adottato uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 4 replicazioni; le parcelle avevano una dimensione di 12 m2 (4 × 3m). È stata realizzata una sola raccolta, in data 29 settembre 2009. Sulle piante, raccolte su un’area di saggio di 2 m2 per ciascuna parcella, sono state determinate le principali caratteristiche biometriche e produttive. La quantificazione dei principali glicosidi dello steviolo è stata effettuata mediante HPLC, in accordo con il metodo riportato da Kolb et al. (2001) e da Hearn e Subedi (2009), con opportune modifiche. Per la quantificazione dello stevioside e del rebaudioside A sono stati utilizzati standard esterni. Le principali caratteristiche biometriche (Tabella 1) non sono state significativamente influenzate dalla densità d’impianto. I valori massimi di produzione fresca e secca totale, di foglie e steli secchi in t ha-1, si sono registrati per le densità d’impianto 3 e 5, che prevedono 14,8 piante/m2, rispettivamente a file singole e a file binate. Nelle densità d’impianto minori le piante si sono sviluppate meno in altezza, ma hanno presentato un numero maggiore di ramificazioni e una maggiore produzione di steli per pianta. Il contenuto in glicosidi è stato determinato, per ciascuna densità d’impianto, in foglie appartenenti a differenti porzioni della coltura, la quale è stata suddivisa in palchi di circa 20 cm dalla base, così da ottenere tre porzioni, denominate porzione bassa, porzione mediana e porzione alta. In questo modo, è stato possibile valutare sia l’effetto della densità d’impianto che della posizione delle foglie sul fusto,

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sul contenuto di glicosidi. Dall’analisi della varianza a due vie, con la densità d’impianto e la porzione della pianta come fattori di variabilità, è emerso che i contenuti di stevioside e rebaudioside A sono significativamente influenzati da entrambi i fattori, ma non dalla loro interazione (Tabella 2). I valori maggiori di stevioside si sono registrati nelle foglie appartenenti alla porzione mediana della pianta e per la densità T3. Poiché è la porzione media della pianta a presentare una maggiore presenza di glicosidi nelle foglie, possiamo presupporre una traslocazione dei metaboliti secondari dalle foglie presenti nella parte apicale a quelle collocate nella porzione media della pianta. Nel caso del rebaudioside A, i valori maggiori sono stati registrati nelle foglie appartenenti alla porzione alta della pianta e per la densità T3. Tabella 1. Caratteristiche biometriche (altezza fusto principale e diametro basale del fusto) e produttive (valori medi ± deviazione standard) relative al peso fresco e secco totale, delle foglie e degli steli in funzione della densità d’impianto. Densità T1 T2 T3 T4 T5 Media

Altezza (cm)

Ø basale (cm)

88,13 ± 6,09 a 81,40 ± 7,23 a 107,33 ± 15,39 a 99,00 ± 23,84 a 89,07 ± 15,67 a 92,99 ± 10,19

0,74 ± 0,08 a 0,63 ± 0,06 a 0,76 ± 0,07 a 0,75 ± 0,10 a 0,68 ± 0,04 a 0,71 ± 0,06

PF tot (t ha-1) 13,03 ± 1,34 b 14,59 ± 2,87 b 27,93 ± 9,96 a 17,34 ± 5,13 b 28,81 ± 3,56 a 20,34±7,50

PS steli (t ha-1) 1,73 ± 0,35 b 1,82 ± 0,49 b 4,13 ± 1,21 a 2,40 ± 0,82 b 3,74 ± 0,72 ab 2,76±1,11

PS foglie (t ha-1) 1,70 ± 0,20 b 1,91 ± 0,29 b 3,46 ± 0,86 a 2,15 ± 0,48 b 3,58 ± 0,76 a 2,56±0,89

PS tot (t ha-1) 3,43 ± 0,55 b 3,73 ± 0,75 b 7,59 ± 2,07 a 4,55 ± 0,12 b 7,32 ± 1,34 a 5,32±1,99

Valori medi seguiti da lettere uguali non sono significativamente differenti (P 0,05) in base al test della Differenza Minima Significativa (DMS), in accordo all’analisi della varianza ad una via con la densità d’impianto come fattore di variabilità.

Tabella 2. Contenuto (valori medi ± deviazione standard) in stevioside e rebaudioside A (g/100g PS) determinato in foglie di differenti porzioni della pianta (bassa, media e alta) e in funzione della densità d’impianto adottata. Stevioside (g/100g) Densità Bassa T1 T2 T3 T4 T5

Rebaudioside A (g/100g)

Porzione Pianta 5,68±0,53 6,37±0,96 6,74±1,21 6,76±0,71 6,31±1,23

Mediana 6,77±0,52 7,59±1,40 7,75±1,04 7,59±0,05 7,02±1,43

Porzione Pianta Alta 5,97±0,46 6,73±1,15 5,99±0,74 6,57±0,08 5,58±1,00

Media

Bassa

6,14±0,56 C 6,90±0,63 AB 6,83±0,88 AB 6,97±0,54 A 6,30±0,72 BC

3,87±0,69 3,78±1,60 4,23±0,86 4,44±0,87 4,63±0,06

Mediana 5,45±1,00 4,59±0,54 5,66±1,69 5,37±0,67 5,85±0,67

Alta 5,10±0,58 4,98±0,84 5,84±1,37 5,50±0,61 5,38±0,43

Media 4,81±0,83 AB 4,45±0,61 B 5,24±0,88 A 5,10±0,58 A 5,29±0,62 A

4,19±0,36 B 5,38±0,48 A 5,36±0,34 A Media 6,37±0,44 B 7,34±0,42 A 6,17±0,47 B Valori medi seguiti da lettere uguali non sono significativamente differenti (P 0,05) in base al test della DMS in accordo all’analisi della varianza a 2 vie con la densità d’impianto e la porzione della pianta come fattori di variabilità.

I risultati ottenuti hanno evidenziato come la densità d’impianto influenzi significativamente sia le rese che il contenuto di stevioside e rebaudioside A. Una densità d’impianto di 14,8 piante m-2 in file semplici garantisce i migliori risultati produttivi congiuntamente a un elevato contenuto in steviol glicosidi. La porzione mediana della pianta svolge un ruolo importante nell’accumulo degli steviol glicosidi, mentre la porzione basale è quella con la più bassa concentrazione di composti dolcificanti. Hearn L.K., Subedi P.P., 2009. Determining levels of steviol glycosides in the leaves of Stevia rebaudiana by near infrared reflectance spectroscopy. J. Food Comp. Anal., 22, 165-168. Kolb N. et al., 2001. Analysis of sweet diterpene glycosides from Stevia rebaudiana: improved HPLC method. J. Agric. Food Chem., 49, 4538-4541.

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Selettività ed Efficacia di Molecole Erbicide Applicate in Pre-Emergenza ed in Post-Emergenza su Guado (Isatis tinctoria L.) Luciana G. Angelini1, Franco Cioni2, Silvia Tavarini1 1

Dip. di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Univ. Pisa, IT, angelini@unipi.it 2 Beta S.c.a.r.l., Società Italiana per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura

Introduzione Il guado (Isatis tinctoria L., Fam. Cruciferae) è una specie per la quale, negli ultimi anni, si sta registrando un crescente interesse per la produzione di indaco, un colorante naturale sempre più richiesto in diverse applicazioni industriali. La parte economicamente importante della pianta è rappresentata dalle foglie raccolte più volte, durante la fase vegetativa, da giugno a ottobre. La coltura è particolarmente sensibile alla competizione esercitata dalle infestanti, soprattutto nei primi stadi vegetativi con perdite anche sensibili di produzione (John e Angelini, 2009). Al fine di individuare una tecnica di diserbo efficace e sufficientemente selettiva che consenta la coltivazione del guado a livello aziendale, in questo studio abbiamo valutato una serie di molecole erbicide, in trattamenti di pre- e post-emergenza della coltura del guado a semina primaverile. Metodologia Nell’anno 2010 è stata condotta a Scorcelletti di Jesi (AN; 43° 30’ lat. N; 13° 11’ long. E) una prova sperimentale realizzata in pieno campo su parcelle di 43,2 m (5,4 x 8,0m) replicate 3 volte, secondo un disegno sperimentale a blocco randomizzato. Sono stati confrontati 9 principi attivi distribuiti in fase di pre-emergenza (metazaclor, clomazone, pendimetalin, napropamide, oxifluorfen, oxadiazon) e di postemergenza (metazaclor, clopiralid, fluroxipir) della coltura, congiuntamente ad un testimone non trattato. Le modalità di applicazione sono state conformi alle linee guida EPPO. La semina è stata realizzata il 21 marzo 2010, ad una distanza di 50cm tra le file e di 3cm sulla fila. L’emergenza è avvenuta il 6 aprile con una densità effettiva di 34 piante m-2. L’intervento di pre-emergenza (T1) è stato effettuato il 22 marzo 2010, mentre l’intervento di post-emergenza (T2) il 29 aprile 2010 quando la coltura presentava 2 foglie vere. I rilievi relativi alla selettività sono stati effettuati mediante valutazione della sintomatologia secondo la scala EWRS (European Weed Research Society; Valore di fitotossicità: 1=assenza di sintomi; 2=tracce; 3=scarsa; 4=debole; 5=media; 6=forte, 7=molto forte; 8=estremamente forte; 9=pianta completamente distrutta) e mediante quantificazione della densità effettiva e della biomassa prodotta. Sono stati svolti rilievi sulla composizione della flora infestante e alla sua riduzione percentuale rispetto al test non trattato. Risultati Le tesi di pre-emergenza hanno evidenziato un ottimo contenimento delle infestanti, superiore a quello mostrato dalle applicazioni di post-emergenza (tabella 1). Alcuni principi attivi (metazaclor, pendimetalin, napropamide) si sono rivelati maggiormente selettivi nei confronti della coltura mentre altri (oxifluorfen) hanno mostrato ridotta selettività causando una sensibile riduzione dello sviluppo delle piante. Negli interventi di pre-emergenza, i prodotti che si sono rivelati maggiormente selettivi nei confronti della coltura sono stati: Butisan S (metazaclor); Stomp 330 E (pendimetalin) e Devrinol 50 WP (napropamide). I prodotti che si sono rivelati mediamente selettivi (con sintomi medio-leggeri di fitotossicità nelle fasi iniziali, ma poi riassorbita dopo circa 30 giorni) sono stati: Command 36 CS (clomazone) e Ronstar (oxadiazon). In post-emergenza, i prodotti che si sono rivelati maggiormente selettivi sono stati: Butisan S (metazaclor) e Lontrel 75 G (clopiralid). L’efficacia è stata valutata come riduzione percentuale delle infestanti in ciascuna parcella trattata, rispetto al test non trattato (0% =

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nessuna efficacia, parcella completamente ricoperta da infestanti; 100% = efficacia completa, nessuna infestante presente). Le tesi di pre-emergenza hanno evidenziato un ottimo contenimento delle infestanti, superiore a quello mostrato dalle applicazioni di post-emergenza (figura 1). Tabella 1. Selettività dei prodotti in pre-emergenza e post-emergenza sulla coltura primaverile di guado in data 19 e 29 aprile (28 e 38 giorni da T1, rispettivamente ) e 11 maggio (49 giorni da T1 e 12 giorni da T2). Prodotto (principio attivo) Pre-emergenza

Rilievi Post-emergenza

19 aprile 29 aprile 11 maggio

Butisan S (metazaclor - 750g p.a./ha)

2,2

2,7

1,7

Command 36CS (clomazone - 90g p.a./ha)

6,3

5,0

1,0

Stomp 330 E (pendimentalin - 307 g p.a./ha)

1,3

1,0

Devrinol 50WP (napropamide - 900g p.a./ha)

1,0

Goal 480 SC (oxifluorfen - 720g p.a./ha)

7,3

4,3

3,0

Ronstar (oxadiazon- 380g p.a./ha)

4,0

1,3

1,0

Butisan S (metazaclor - 500g p.a./ha)

1,7

Lontrel 75 G (clopiralid - 750g p.a./ha)

2,7

Starane 21 (fluroxipir – 153,5g p.a./ha) Non trattato

Non trattato

5,0 1,0

1,0

L’attività erbicida si è esplicata per lungo tempo (elevato effetto residuale) anche con valori prossimi al 90% di efficacia (oxifluorfen). Le infestanti principalmente rappresentate sono state: Chenopodium album 45%; Convolvulus arvensis 20%; Anagallis arvensis 15%; Veronica persica 8%; Viola tricolor 4%. Su tale flora infestante i principi attivi a migliore attività erbicida sono stati: Butisan Smetazaclor (80%), Ronstar-oxadiazon (80%), Devrinol 50 WP-napropamide (70%), Command 36 CS-clomazone (63,3%). Si esclude l’oxifluorfen (Goal 480 SC), per l’elevata tossicità nei confronti del guado, nonostante abbia presentato un’elevata efficacia. Figura 1. Valutazione dell’efficacia dei diversi erbicidi di pre e post-emergenza in data 11 maggio 2010.

Conclusioni Il presente studio ha individuato una serie di principi attivi selettivi verso la coltura in grado di potere controllare un numero elevato di specie infestanti. Uno studio più approfondito potrà affinare la pratica del diserbo, fornendo ulteriori soluzioni tecniche atte a migliore il rapporto efficacia/costo/selettività sulla coltura, anche abbinando il diserbo chimico a interventi meccanici. Bibliografia John P., Angelini L.G. 2009. Indigo – Agricultural aspects. In: Handbook of Natural Colorants (T. Betchold and R. Mussak, Eds.). John Wiley & Sons Ltd., UK. pp. 75-104.

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Interazione Precoce tra Specie nelle Consociazioni Frumento Tenero-Favino e Colza-Trifoglio Squarroso Paolo Benincasa, Roberta Pace, Giacomo Tosti, Francesco Tei Dip. di Scienze Agrarie ed Ambientali, Università degli Studi di Perugia, paoloben@unipg.it

Introduzione Per concepire e gestire in modo adeguato le consociazioni è necessario comprendere i fenomeni di interazione tra le specie consociate, al fine di massimizzarne la crescita e la produttività (Vandermeer, 1989). Gran parte delle ricerche ha studiato le interazioni tra le specie in pieno campo sulla base delle produzioni finali, perciò ciclo colturale, trascurando le interazioni precoci, soprattutto a livello ipogeo. Lo studio delle interazioni precoci è praticamente limitato a pochissime ricerche e combinazioni di specie (Bellostas et al., 2003), scelte più per la distinguibilità degli apparati radicali che per l coltivazione di quelle combinazioni (Tosti e Thorup-Kristensen, 2010). di sviluppo nelle due consociazioni frumento tenero/favino e colza/trifoglio squarroso, la prima diffusa nel mondo e negli ambienti mediterranei come consociazione permanente o temporanea, sia per la seconda di sicuro interesse come coltura da foraggio o da sovescio (Benincasa et al., 2010). Metodologia Per ciascun binomio, le specie sono state poste a germinare e cresciute fino a 32 giorni dalla semina (GDS) sia in purezza che in consociazione a diverse densità e proporzioni. Per la germinazione in armadio termostatato di frumento (Fr) e favino (Fv) si sono utilizzate capsule Petri di diametro 190 mm con sabbia silicea, per colza (Cz) e trifoglio (Tr) capsule Petri di 140 mm con carta Whatman n. 1. Le tesi erano Fr12, Fr24, Fr48, Fr96, Fv6, Fv12, Fv24, Fv48, Fr6/Fv6, Fr12/Fv12, Fr24/Fv24, Fr48/Fv24 per il primo binomio, Cz25, Cz50, Cz100, Cz200, Tr25, Tr50, Tr100, Tr200, Cz25/Tr25, Cz50/Tr50, Cz100/Tr100 per il secondo (il numero indica i semi di ciascuna specie per capsula Petri). completa con 3 ripetizioni (capsule Petri). Si sono misurati la germinazione % cumulata (G) e il tempo medio di germinazione (T50). 3 di sabbia silicea. Le tesi erano Fr6, Fr12, Fv3, Fv6, Fv12, Fr9/Fv3, Fr6/Fv6 per il primo binomio, Cz5, Cz10, Cz20, Tr10, Tr20, Cz5/Tr15, Cz10/Tr10 per il secondo (il numero indica le piantine di ciascuna specie effettivamente presenti per vasetto). r ripetizione). GDS e misurando lunghezze e pesi freschi e secchi di radici e parte aerea. L competizione è stata espressa calcolando Aggressivity index (AI) (McGilchrist e Trenbath, 1971) e il Relative Neighbour Effect (RNE) (Markham e Chanway, 1996), mentre il vantaggio produttivo delle colture consociate è stato espresso come Relative Yield Total (RYT) (de Wit e Van den Bergh, 1965). Risultati e conclusioni Per entrambe le consociazioni non sono state osservate interazioni tra le specie in fase di germinazione in termini di G e T50 (dati non mostrati), neppure alle densità più elevate, assai superiori a quelle delle coltivazioni ordinarie. In fase di accrescimento iniziale, invece, ci sono state interazioni tra le specie, in termini di effetto su lunghezze e pesi sia delle radici che delle parti aeree (dati non mostrati), di livello crescente al crescere delle piantine e quindi al diminuire dello spazio a loro disposizione. particolarmente evidente per le radici, sui pesi secchi delle quali sono calcolati

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gli indici riportati in figura 1. Nella consociazione frumento tenero/favino, ciascuna specie ha subito effett (Fig. 1A) e il favino è risultato la specie più aggressiva (Fig. 1B). Nella consociazione colza/trifoglio squarroso, il colza è risultato facilitato dal trifoglio, il quale ha subito (Fig. 1D), che è risultata la specie più aggressiva (Fig 1E). Entrambe le consociazioni sono risultate vantaggiose, in termini di accumulo di biomassa delle radici (Fig. 1C e 1F) e delle piantine intere (dati non mostrati), rispetto alle specie cresciute in purezza. Per entrambe, la performance migliore si è ottenuta con una minore proporzione della specie più aggressiva (numero di piante in rapporto 1:3) (Fig. 1C e 1F). I risultati ottenuti forniscono informazioni utili per lo sviluppo di modelli di crescita delle consociazioni e incoraggiano ulteriori studi sui meccanismi fisiologici che regolano le interazioni tra specie consociate, soprattutto in merito alla crescita e geometria degli apparati radicali. Frumento/Favino

2.0

AI frumento

0.3 0.2

Totale Frumento Favino

-1

1.5

-1

-2

-3

AI favino

0.4

C Fr9/Fv3 Fr6/Fv6

Frumento Favino

0.5

RNE

-2

0.6

1.0

0.5 0.1

Fr9/Fv3

Fr6/Fv6

Colza/Trifoglio

0.0 Fr9/Fv3

-14

AI colza

-10

-8

-6

-4

-0.2

-2

-0.4

0.2 0.0

-0.6

-2 Cz5/Tr15

Cz10/Tr10

Proporzioni tra specie

Giorni dopo la semina

Totale Colza Trifoglio

3.0

AI trifoglio

Colza Trifoglio

-12

Cz5/Tr15 Cz10/Tr10

Fr6/Fv6

4.0

0.4

RNE

D 0.6

1.0 0.8

-4

0.0

2.0

1.0

0.0 Cz5/Tr15

Cz10/Tr10

Proporzioni tra specie

Fig. 1. Relative Neirbough Effect (RNE), Aggressivity Index (AI), e Relative Yield (RY) relativi al peso secco delle radici per i binomi frumento tenero/favino (Fr/Fv) a 9/3 e 6/6 piante per vasetto e colza/trifoglio squarroso (Cz/Tr) con 5/15 e 10/10 piante.

Bibliografia Bellostas, N. et al. 2003. Early interference dynamics in intercrops of pea, barley and oilseed rape. Biological Agriculture and Horticolture, 21: 337-348. Benincasa, P., et al. 2010. Actual N availability from winter catch crops used for green manuring in maize cultivation. Journal of Sustainable Agriculture, 34: 705-723. de Wit, C.T., Van den Bergh, J.P. 1965. Competition between herbage plants. Netherlands Journal of Agricultural Science, 13(2): 212 221. Markham, J.H., Chanway, C.P. 1996. Measuring plant neighbour effects. Functional Ecology, 10: 548 549. McGilchrist, C.A., Trenbath, B.R. 1971. A revised analysis of plant competition experiments. Biometrics, 27: 659-671. Tosti, G., et al. 2007. Durum wheat - legume temporary intercrop, effects on weed control, nitrogen supply and wheat quality. Proc. of the Int. Conf. on organic agriculture and food security; FAO, Rome, Italy, 3-5 May 2007, pp 83-85. Tosti, G., Thorup-Kristensen, K. (2010). Using coloured roots to study root interaction and competition in intercropped legumes and non-legumes. Journal of Plant Ecology, 3(3): 191-199. Vandermeer, J.H. (1989). The ecology of intercropping. Cambridge University Press, Cambridge UK, pp 237. Xiao, Y. et al., 2004. Effect of root contact on interspecific competition and N transfer between wheat and faba bean using direct and indirect 15N techniques. Plant and Soil, 262: 45-54.

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Effetto degli Apporti Azotati Tardivi sulla Qualità Tecnologica del Frumento Tenero e Duro Massimo Blandino1, Federico Marinaccio1, Valentina Sovrani1, Patrizia Vaccino2, Amedeo Reyneri1 1

Dip. di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio, Univ. Torino, IT, massimo.blandino@unito.it 2 Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura - CRA-SCV, S. Angelo Lodigiano (IT)

Spesso la qualità dei frumenti, tenero e duro, che principalmente dipende dalla quantità e dalla tipologia delle proteine della granella, è fortemente variabile in funzione dell’annata e dell’ambiente. Il miglioramento della qualità delle farine può essere conseguito mediante strategie che rallentino il processo di senescenza della foglia bandiera, oltre che dalla disponibilità di azoto tra la fioritura e la maturazione cerosa, condizione necessaria per favorire l’accumulo di proteine nella granella e stabilizzare i parametri alveografici delle farine (Perez et al., 1983). Una sperimentazione triennale (2008-2010) è stata condotta in 3 località del Piemonte secondo uno schema a blocchi randomizzati con 4 ripetizioni. Sono stati confrontati secondo uno schema fattoriale 6 cultivar (2 frumenti teneri panificabili, 2 di forza e 2 frumenti duri) e 3 trattamenti di concimazione azotata agli stadi fenologici tra botticella e spigatura: testimone senza apporti (T1), apporto di 40 kg N ha-1 con nitrato ammonico in botticella (T2), apporto di 5 kg N ha-1 con l’applicazione di un concime fogliare alla spigatura (T3). A tutte le tesi sperimentali e le varietà sono stati apportati 130 kg di N ha-1 come nitrato ammonico, ripartite 50 all’accestimento e 80 alla levata. Tutte le parcelle sono state trattate con fungicida alla levata e alla spigatura. I parametri valutati sono stati produzione di granella, peso ettolitrico e contenuto proteico, per i frumenti teneri l’hardness, e i parametri alveografici e farinografici, per i frumenti duri il contenuto in glutine, l’indice di glutine e le cariossidi bianconate. L’effetto dell’apporto azotato tardivo in forma granulare sui principali parametri qualitativi è risultato chiaramente influenzato dall’andamento climatico dell’annata: nelle annate con inverni e primavere poco piovose (<200 mm) la concimazione in botticella–spigatura ha aumentato in media per le 6 cultivar di 0,6 punti percentuali il contenuto proteico, mentre nelle annate piovose (>350 mm nel periodo invernale e primaverile) l’incremento medio risulta essere di1.4 punti. Tali risultati trovano conferma anche per la forza della farina (W) per i frumenti teneri: la concimazione granulare ha aumentato il valore di questo parametro alveografico rispetto a T1 del 9% e del 34%, rispettivamente nelle annate poco o molto piovose. L’effetto della concimazione sugli aspetti qualitativi è riportato nelle tabelle 1 e 2: in queste, oltre alla media dei valori, è riportata la probabilità di raggiungere gli obiettivi di qualità tecnologica prefissati considerando la combinazione ambiente x anno x varietà. Rispetto al testimone T1, il frumento di forza ha aumentato significativamente l’hardness, il peso ettolitrico, il contenuto proteico e la forza della farina (Tab. 1). La distribuzione di un concime azotato granulare ha permesso ulteriori vantaggi significativi rispetto al concime fogliare per contenuto proteico (+0,5 punti) e W (+20%). Non si osserva un effetto significativo della concimazione granulare o fogliare su produzione e stabilità dell’impasto. In assenza di interventi di concimazione tardiva (T1) solo nel 23% e 17% dei casi è possibile raggiungere rispettivamente l’obiettivo di 13,5% di proteine e 300 J 10-4 di W. Con la concimazione granulare la probabilità di soddisfare tali requisiti qualitativi sale rispettivamente al 59 e 100%, mentre è pari al 41 e 33% con il concime fogliare. Per il frumento duro l’impiego del concime fogliare ha aumentato significativamente il contenuto di proteine e glutine e ridotto la percentuale di cariossidi bianconate (Tab. 2). La distribuzione di un

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concime granulare ha permesso ulteriori vantaggi significativi rispetto al concime fogliare per il contenuto proteico (+0,5%) e in glutine (+20%). Non si osserva un effetto significativo della concimazione granulare o fogliare su produzione, peso ettolitrico e indice di glutine. Senza interventi di concimazione in botticella–spigatura (T1) solo nel 15% e 17% dei casi è possibile raggiungere rispettivamente l’obiettivo di 13,5% di proteine e 9,5% di glutine. Con la concimazione granulare (T2) la probabilità di soddisfare tali requisiti qualitativi sale rispettivamente al 61 e 60%, mentre è pari al 29 e 46% con il concime fogliare (T3). Tab. 1. Confronto tra concimazione granulare e fogliare: effetto su produzione e parametri qualitativi per il frumento tenero di forza (valori medi di 2 varietà). Tesi

Concimazione botticella – spigatura (kg N ha-1)

T1 0 T2 40 T3 5 Livello qualitativo (*) T1 T2 T3

Produzione granella (t ha-1) 5,4 a 5,6 a 5,4 a

Hardness

62 b 69 a 67 a

Peso ettolitrico (kg hl-1) 80,3 b 81,4 a 81,1 a > 80 57 68 68

Proteine (%) 12,6 c 13,8 a 13,3 b > 13.5 23 59 41

Stabilità -4

(J 10 ) 263 c 372 a 311 b > 300 17 100 33

(min) 17 a 19 a 16 a > 16 83 100 87

Tab. 2. Confronto tra concimazione granulare e fogliare: effetto su produzione e parametri qualitativi per il frumento duro (valori medi di 2 varietà). Tesi

Concimazione botticella – spigatura (kg N ha-1)

T1 0 T2 40 T3 5 Livello qualitativo (*) T1 T2 T3

Produzione granella (t ha-1) 4,6 a 4,9 a 4,7 a

Peso ettolitrico (kg hl-1) 74,1 a 74,3 a 74,4 a >77 21 23 23

Proteine

Glutine

(%) 12,4 c 13,8 a 13,0 b >13.5 15 61 29

(%) 8,5 c 10,0 a 9,3 b >9.5 17 60 46

Indice glutine 87 a 86 a 88 a >85 66 63 66

Cariossidi bianconate (%) 16 a 10 b 12 b <36 91 100 97

I valori riportati nelle tabelle 1 e 2 si riferiscono alla media di 3 anni, 3 località e 2 varietà. Valori nella stessa colonna seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente differenti (P<0.05; test SNK). * percentuale dei campioni sul totale di quelli analizzati, che hanno raggiunto il livello indicato per ciascun parametro qualitativo.

La distribuzione tardiva con concime granulare è risultata cruciale per l’ottenimento di un buon livello qualitativo sia per i frumenti panificabili, sia di forza, che duri coltivati negli areali cerealicoli del Nord, soprattutto nelle annate soggette ad una maggior lisciviazione dell’azoto ed in terreni non più interessati da anni da apporti di reflui zootecnici. L’impiego di un concime fogliare ha prodotto un effetto positivo sul prolungamento dell’attività della foglia bandiera, ma nel complesso l’influenza risulta inferiore rispetto alla concimazione granulare. Pertanto il suo impiego non può sostituire del tutto quello del granulare, ma piuttosto ne può completare l’azione, mantenendo più efficiente la foglia bandiera ed esaltando ancora di più i parametri qualitativi. Perez, P. et al. 1983. Uptake and distribution of nitrogen in wheat plants supplied with different amounts of nitrogen after stem elongation. Ann. Appl. Biol., 102:399–406.

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Influenza dell’Inoculazione con Funghi Micorrizici sull’Accrescimento di Plantule di Pomodoro ( Mill.) in Ambiente Controllato. Castiglione V. 1, Barbera A.C.1, Cavallaro V. 2, Gravagna F.3 2

1 Università degli Studi di Catania – DISPA - Via Valdisavoia 5, 95123 Catania, IT, ac.barbera@unict.it CNR Istituto per i Sistemi Agricoli e FOrestali del Mediterraneo(ISAFOM) sede di Catania. Z. ind. Blocco Palma1, str. le V.Lancia, 95121 Catania, IT, valeria.cavallaro@cnr.it. 3 Agroindustry Advanced Technologies SpA (AAT), Zona Industriale, Blocco Palma 1, 95121 Catania

Il settore più promettente per l'impiego di inoculi a base di funghi micorrizici arbuscolari è il settore vivaistico. L’inoculazione di piantine allevate in contenitori alveolati infatti, può essere realizzata con ridotti quantitativi di inoculo, aumentando l’efficacia dell’operazione e diminuendone i costi. Nelle regioni meridionali dell’Italia, le plantule di pomodoro vengono prodotte in vivai specializzati (serra fredda) per le produzioni extrastagionali. Pertanto l’inoculazione con micorrize in vivaio potrebbe risultare particolarmente vantaggiosa, garantendo il ripristino della flora utile nel terreno, un maggiore sviluppo delle plantule, ma anche una migliore performance in campo (Gianinazzi et al., 2001). Studi precedenti hanno evidenziato nel complesso una risposta positiva del pomodoro all’inoculazione con ceppi commerciali di micorrize, con una ampia variabilità nella stessa in relazione al genotipo vegetale utilizzato e al livello di stress imposto (Cavallaro et al., 2008). Sulla base di queste considerazioni è stata avviata un’attività di ricerca volta alla raccolta e alla valutazione di isolati autoctoni di micorrize. Nel presente lavoro, sono riportati i risultati di un’attività sperimentale condotta in ambiente controllato, finalizzata alla valutazione degli effetti di due diversi isolati micorrizici (un isolato autoctono ed uno commerciale) sulle fasi iniziali dell’accrescimento di piantine di pomodoro. I fattori posti allo studio sono stati: l’inoculo con diversi isolati di micorrize (nessun inoculo-test, L. (Aegis- Italpollina), un isolato autoctono – NAM- a base di ; due cultivar di pomodoro (‘Panarea’ e ‘Siren’) tra le più coltivate nella serricoltura Siciliana. L’esperimento è stato condotto in vasi, mantenuti in camera di crescita (fotoperiodo 16 h luce 8 h buio, temperatura 23 +1 °C). L’inoculazione è stata effettuata al trapianto (5-6 foglie vere). I rilievi condotti settimanalmente hanno riguardato: la statura della pianta, il numero di internodi, il diametro al colletto, il peso fresco e secco della parte epigea ed ipogea, la lunghezza radice. A fine ciclo sono stati determinati: il numero di spore prodotte dal fungo attraverso setacciamento del substrato, la presenza di infezione radicale mediante fissazione delle radici (Phillips e Hayman,1970), il numero e la forma degli arbuscoli micorrizzici secondo il metodo di Trouvelot (1986). Indipendentemente dalla cultivar, l’inoculo con entrambi i formulati micorrizici ha determinato un aumento significativo della massa degli apparati radicali, raddoppiando il peso secco (+94% nella media degli effetti dei due inoculi contro i 0,77 g del testimone) e la lunghezza della radice (+46% contro i 13,5 cm del testimone) (fig.1). Alcuni caratteri esaminati hanno presentato delle risposte significativamente diverse in relazione al genotipo dei simbionti. Nelle piante della cv. Panarea l'inoculazione con le NAM, ha determinato un significativo aumento della statura della pianta (+9 cm), e del numero di arbuscoli micorrizzici (36 contro 28) rispetto al formulato commerciale. In Siren invece, solo l’inoculo commerciale ha fatto registrare aumenti statisticamente significativi nel peso fresco e secco della parte aerea (+23% e +37%) rispetto a piante non inoculate (11,9 e 1,2 g nell’ordine). E’ da segnalare infine come nella cultivar ‘Panarea’ il grado di infezione dell’isolato autoctono sia risultato del tutto simile a quello registrato per il prodotto commerciale, mentre nella cultivar ‘Siren’ l’inoculo commerciale ha fatto registrare valori statisticamente più elevati del carattere in parola (Fig 2). L’inoculo con entrambi i tipi di micorrize ha determinato un significativo aumento della massa radicale delle plantule di pomodoro delle due varietà allo studio rispetto al testimone non inoculato. Oltre che una positiva influenza sull’accrescimento dell’apparato radicale, l’isolato di micorrize autoctone ha mostrato una buona capacità d’infezione. Le differenze osservate nei caratteri presi allo studio in relazione all’isolato micorrizzico e al genotipo sembrano indicare la validità di utilizzare miscele di diversi isolati micorrizici. Ulteriori studi sul comportamento agronomico delle piantine in pieno campo potranno confermare la validità

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dell’inoculazione con micorrizze in vivaio per gli stai successivi di sviluppo e resa produttiva e far accertare se l’inoculo in vivaio con le micorrize può influenzare migliorandolo significativamente l’assorbimento di sostanze nutritive e aumentare la resistenza delle colture ad alcuni stress biotici e abiotici specialmente in sistemi di coltivazione in biologico. Gianinazzi S. , 2001. Mycorrhizal Technology in Agriculture: From Genes to Bioproducts. Birkhauser, Basel, Switzerland. Phillips J, Hayman D. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vescicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection, Trans Br Mycol Soc., 55:158-161 Cavallaro , 2008. Influence of mycorrhizal inoculum on tomato ( Mill.) plantlets growth under salinity stress conditions. Italian Journal of Agronomy, 477-478. Trouvelot ., 1986. Evaluation of VAM infection levels in root systems. Research for estimation methods having a functional significance. In: Gianinazzi-Pearson V., Gianinazzi S. (eds.).Physiologica and genetical aspects of mycorrhizal.INRA,Paris, 1, 217221.

1,8

grado d'infezione micorrizzica

Peso secco della radice (g)

1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4

Panarea Siren

0,2 0

0,0 AEGIS

NAM

AEGIS

TEST

NAM

TEST

Tipo d'inoculo

Tipo di inoculo

Figura 1. Influenza del tipo d’inoculo sul peso secco dell’apparato radicale. Lettere diverse indicano differenze significative per P<0.05.

Figura 2. Grado d’infezione micorrizzica in rapporto al tipo d’inoculo e alla cultivar. Lettere diverse indicano differenze significative per P<0.05.

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Effetti Residui del Liquame Bovino Dopo Applicazioni Ripetute Daniele Cavalli1, Pietro Marino1, Gaia Brenna1, Luca Bechini1 1

Dip. Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT, daniele.cavalli@unimi.it, pietro.marino@unimi.it,

gaia.brenna@studenti@unimi.it, luca.bechini@unimi.it

L’applicazione di reflui zootecnici influenza la fertilità del suolo sia nel breve periodo, soprattutto in funzione del contenuto di azoto ammoniacale del refluo, sia nel medio-lungo periodo in seguito alla mineralizzazione delle componenti organiche più ricalcitranti apportate con il refluo e ad una remineralizzazione dell’azoto immobilizzato dalla microflora del suolo dopo l’applicazione (Sørensen, 2004). L’apporto ripetuto di reflui zootecnici sui suoli agrari determina quindi un progressivo accumulo di sostanza organica che costituisce una fonte di azoto lentamente disponibile per le piante. L’effetto fertilizzante residuo dei reflui zootecnici è stato studiato in campo (es. Schröder , 2005); in questi esperimenti risulta tuttavia difficile studiare il destino dell’azoto organico accumulato poiché numerosi sono i processi che, oltre alla mineralizzazione, influenzano il contenuto di azoto minerale del terreno. Una comprensione più meccanicistica dei processi di mineralizzazione del C e dell’N nel medio-lungo periodo potrebbe invece essere ottenuta con studi di laboratorio, al fine di ridurre o annullare l’effetto che l’asportazione colturale, la lisciviazione, la denitrificazione e la volatilizzazione di ammoniaca hanno sul contenuto in azoto minerale del terreno. Gli obiettivi dell’esperimento qui descritto sono: 1) la misura, in laboratorio con temperatura e con contenuto idrico del terreno costanti, dei flussi di mineralizzazione del carbonio e dell’azoto dopo ripetute applicazioni di un liquame zootecnico al suolo; 2) la stima dell’effetto residuo del liquame relativamente al carbonio e all’azoto. L’incubazione di laboratorio ha previsto l’applicazione di un liquame bovino tal quale (C organico 34,9 g C kg-1 ; N totale 3,9 g N kg-1; N ammoniacale 1,9 g N kg-1; pH 8,0) ad un suolo con tessitura francoargillosa (sabbia 45%; limo 25%; argilla 30%; C organico 1,16%; N totale 0,14%; pH 6,8) ed è stata realizzata con il “metodo della nursery” (Thuriès L. et al. 2000). Sono state così preparate 210 unità sperimentali: 1 suolo 2 materiali (acqua o liquame) 3 repliche 35 date di campionamento. Le unità sperimentali, ognuna composta da 100 g di suolo secco setacciato a 2 mm e preincubato per una settimana, sono state divise in quattro gruppi: il primo gruppo ha ricevuto il liquame una sola volta, il secondo due volte, il terzo tre e l’ultimo gruppo quattro. Le applicazioni ripetute di liquame sono state effettuate ad intervalli di 84 giorni e, per ogni applicazione, è stata aggiunta una quantità di refluo tale da apportare 100 mg N kg-1 di suolo secco, corrispondente a circa 400 kg N ha-1; nelle stesse date, le unità sperimentali del trattamento non liquamato hanno ricevuto un quantitativo di acqua pari all’acqua apportata con il liquame. L’incubazione è stata condotta ad un potenziale idrico del suolo di -50 kPa ed una temperatura di 25°C. All’inizio di ogni intervallo di incubazione, tre unità sperimentali per ogni materiale aggiunto (acqua e liquame) sono state riposte in giare da tre litri a chiusura ermetica, insieme ad un becker contenente una soluzione di soda 0,5 M al fine di intrappolare la CO2 prodotta durante la respirazione. La disposizione delle unità sperimentali, sia nella nursery, sia nelle giare è stata attuata seguendo uno schema a randomizzazione completa. Al termine di ogni intervallo di incubazione (0,25, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 29, 41, 62 e 84 giorni dopo l’ultima applicazione) sono state effettuate le misure di respirazione del carbonio, concentrazione di azoto in forma ammoniacale e nitrica, e pH in acqua del suolo. Per ogni intervallo è stata calcolata la respirazione netta di carbonio sottraendo la CO2 respirata nei controlli trattati con acqua da quella prodotta nei suoli liquamati; successivamente i valori ottenuti sono stati cumulati. Per ogni intervallo è stata anche calcolata la concentrazione netta di azoto minerale nel suolo (in forma scambiabile e solubile), sottraendo la concentrazione di azoto minerale (N-NH4 +

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N-NO3) misurata nei controlli da quella misurata nei suoli trattati. L’effetto residuo del C del liquame dovuto ad una, due o tre applicazioni ripetute è stato calcolato sottraendo la CO2 cumulata al giorno 84 durante l’applicazione 3, 2 o 1, dalla CO2 cumulata al giorno 84 durante l’applicazione 4. Si è cioè ipotizzato che l’incremento di CO2 cumulata al giorno 84 dell’applicazione 4 (rispetto all’applicazione 3, 2 o 1) sia dovuto alla mineralizzazione del C aggiunto con il refluo durante le applicazioni precedenti. Similmente, l’effetto residuo dell’N dopo 1, 2 o 3 applicazioni ripetute è stato calcolato sottraendo la concentrazione di N minerale misurata al giorno 84 durante l’applicazione 3, 2 o 1 dall’N minerale misurato al giorno 84 durante l’applicazione 4. Dopo ripetute applicazioni di liquame allo stesso suolo si è assistito ad un incremento della respirazione di carbonio (Figura 1a). La quantità di CO2 respirata cumulata al termine di ogni applicazione (84 giorni dopo l’ultima applicazione di refluo) è stata pari a 47, 51, 52, 55% del C applicato con il liquame rispettivamente per le applicazioni 1, 2, 3 e 4. L’incremento di respirazione (effetto residuo del C del liquame) è stato quindi pari al 3, 4 e 7% in più rispetto alla singola applicazione dopo una, due e tre applicazioni (Figura 1a). Similmente abbiamo riscontrato una maggiore concentrazione di azoto minerale (N-NH4 + N-NO3) nel suolo dopo due, tre e quattro applicazioni (+1, +9, +9% circa) rispetto ad un’applicazione sola (Figura 1b). 9 Effetto residuo N (% N applicato)

Effetto residuo C (% C applicato)

0 1

Applicazioni passate

Figura 1. Effetto residuo del carbonio (a) e dell’azoto (b) applicati con un liquame bovino ad un suolo con tessitura franco argillosa. I risultati preliminari evidenziano come, dopo ripetute applicazioni di un liquame bovino ad un suolo, parte della sostanza organica sia mineralizzata in modo lento, incrementando nel tempo il rilascio di N minerale. I risultati sono utili sia per fornire una base scientifica di comprensione dell’effetto residuo in pieno campo, sia per lo sviluppo di modelli di simulazione del C e dell’N nel terreno. Schröder J. J. et al. 2005. Long-term nitrogen supply from cattle slurry. Soil Use and Management, 21:196-204. Sørensen P. 2004. Immobilisation, remineralisation and residual effects in subsequent crops of dairy cattle slurry nitrogen compared to mineral fertiliser nitrogen. Plant and Soil, 267:285-296. Thuriès L. et al. 2000. Evaluation of three incubation designs for mineralization kinetics of organic materials in soil. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 31:289-304.

Lavoro svolto nell'ambito del progetto BIOGESTECA, finanziato dalla Regione Lombardia: “Piattaforma di biotecnologie verdi e di tecniche gestionali per un sistema agricolo ad elevata sostenibilità ambientale” di cui all'accordo istituzionale sottoscritto il 15/3/2011 e repertoriato il 21/3/2011 al n. 15083/RCC.

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Impiego di Composta da Rifiuti Urbani nella Concimazione del Tabacco Kentucky Eugenio Cozzolino1, Vincenzo Leone1, Pasquale Lombardi1, Filippo Piro2 1

CRA-CAT (Unità di Ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, Scafati (SA), IT), eugenio.cozzolino@entecra.it 2

CRA-ORT (Centro di Ricerca per l'Orticoltura, Pontecagnano (SA), IT

Introduzione Si riportano i risultati della fertilizzazione con composta da rifiuti urbani (FORSU) su produzione e qualità visuale del tabacco Kentucky, sperimentata per due anni nell'area beneventana nell'ambito di un programma dimostrativo della Regione Campania (DGR 617 del 27.03.09). Metodologia Negli anni 2009 e 2010 è stato condotto un saggio aziendale di fertilizzazione del tabacco Kentucky in due aziende beneventane (De Gregorio e Vesce), confrontando su tre cultivar (Riccio beneventano, SKL dell'Impresa Bartolucci e Foiano delle Manifatture Sigaro Toscano) cinque modalità di fertilizzazione 1) Min, 135 kg ha-1 di azoto minerale; 2) C10, 10 t ha-1 di composta da rifiuti urbani; 3) C20, 20 t ha-1 di composta; 4) C10N, 10 t ha-1 di composta + 67 kg ha-1 di azoto minerale; 5) C20N, 20 t ha-1 di composta + 67 kg ha-1 di azoto minerale. La composta, prodotta dalla GESENU di Perugia, aveva 74% di sostanza secca, 28% di carbonio organico, 14% di acidi umici e fulvici, 2.1% di N totale, 2% di N organico, 0.8% di fosfato, 1.8% di potassa e pH 7.9. Pertanto l'azoto fornito con la composta è stato (in kg ha-1): 2102 con C10; 420 con C20; 280 con C10N; 490 con C20N. Le unità sperimentali erano parcelle di 30 m , costituite da quattro file di piante in quadro a distanze di 1 m. Ciascuna azienda ha ospitato due repliche dei trattamenti, che sono stati replicati sulle stesse parcelle nei due anni. L'azoto minerale, anche per le integrazioni all'organico, è stato frazionato, 1/3 alla preparazione del terreno e 2/3 nel primo mese dopo il trapianto. Solo nell'azienda Vesce nell’anno 2009 è stato fornito -1 un supplemento di fosfato (100 kg ha ). Il trapianto è stato eseguito il 26 e il 31 maggio rispettivamente nel 2009 e 2010. Per la difesa da infestanti, parassiti e malattie sono state eseguite applicazioni di pendimetalin (1, pretrapianto), clorpirifos etile (1), thiamethoxam (1), cymoxanil (2). Per il controllo dei germogli ascellari è stata eseguita un'applicazione di idrazide maleica. La raccolta è iniziata il 18 agosto e si è conclusa il 6 ottobre nel 2009 mentre nell’anno 2010 la raccolta è stata eseguita tra il 26 agosto ed il 28 settembre. La cura è stata condotta in uno stesso locale per entrambe le aziende. Campioni di foglie medio-apicali sono stati valutati per la qualità visuale, con punteggio in scala decimale. Un indice sommario del valore del prodotto (prodotto equivalente di migliore qualità) è stato calcolato moltiplicando il punto di qualità in decimi per il prodotto curato. I risultati sono stati riassunti con un modello misto, attribuendo effetti fissi a tempo, trattamenti e cultivar ed effetti casuali alle aziende, mentre per stimare alcuni effetti medi dei trattamenti è stato usato un modello con effetti fissi per i soli trattamenti e casuali per tutti gli altri. Per le stime e la rappresentazione è stato utilizzato l’ambiente R (R Development Core Team, 2011) e funzioni delle estensioni contribuite lme4 (Bates et al., 2011) e ggplot2 (Wickham, 2008). Risultati Nella figura 1 sono rappresentate le rese in prodotto curato e equivalente e il punto di qualità in relazione al tempo, ai trattamenti di concimazione e alle cultivar, con tre contrasti per gli effetti medi dei trattamenti. Le cultivar SLK e Riccio sono risultate più produttive della Foiano nell’ambiente considerato, rispettivamente con un 14% e un 6% in più per il prodotto curato ed equivalente e con un punto di qualità leggermente più alto. Il prodotto curato è aumentato in media con la seconda coltura per tutti i trattamenti di concimazione, eccetto che per la composta alla minor dose per le cultivar

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Riccio e Foiano. Il punto di qualità ha mostrato una tendenza positiva tra la prima e la seconda coltura solo con la cultivar SKL e per la concimazione minerale e la composta a minor dosaggio, una tendenza negativa con la cultivar Riccio per la concimazione minerale e la composta alla maggior dose integrata da azoto minerale, mentre negli altri casi non è variato in modo rilevante. Il valore del prodotto ha mostrato una tendenza temporale in genere positiva. La concimazione solo minerale e la composta integrata con azoto minerale, specialmente se alla minor dose, hanno fatto rilevare rese mediamente superiori a quelle relative alla sola composta. L’aumento della dose di composta ha mostrato scarsi benefici, mentre la concimazione minerale, esclusiva o a integrazione, ha incrementato la resa del 15% rispetto alla composta e migliorato sensibilmente la qualità visuale delle foglie.

Figura 1. Prodotto curato, punto di qualità e prodotto equivalente (curato X punto qualità/10) di tre cultivar di tabacco Kentucky (SLK, Riccio e Foiano) in due anni (2009 e 2010) in relazione a cinque modalità di concimazione ripetute per i due anni sulle stesse parcelle (Min = solo azoto minerale, 135 kg/ha; C10N e C10 = 10 t/ha di composta FORSU, integrata e no con 67 kg/ha di azoto minerale; C20N e C20 = 20 t/ha di composta FORSU, integrata e no con 67 kg/ha di azoto minerale. Pannelli superiori: i simboli rappresentano valori osservati, le linee grigie interpolazioni relative alle aziende, la linea scura più spessa interpolazioni per cultivar e trattamento, con intervallo di confidenza all’80% (banda grigio-scura) e al 95% (banda grigio-chiara). Pannelli inferiori: contrasti per gli effetti della concimazione solo minerale in confronto di quella di sola composta, dell’integrazione della composta con azoto minerale e del raddoppio della dose di composta, con intervalli di confidenza all’80% e 95%.

Conclusioni L’impiego di composta da rifiuti urbani per la concimazione del tabacco Kentucky per un biennio in Campania non ha mostrato differenze evidenti in termini di resa e qualità rispetto alla concimazione minerale. Bibliografia Bates et al., 2011. lme4: Linear mixed-effects models using S4 classes. R package version 0.999375-39. http://CRAN.Rproject.org/package=lme4. R Development Core Team, 2011. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org/. Wickham H., 2008. ggplot2: elegant graphics for data analysis. Springer New York, 2009.

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Variazione dello Stato Idrico di un Suolo Nudo Sarchiato e non Sarchiato Giovanna Cucci, Giovanni Lacolla, Gianraffaele Caranfa Dipartimento di Scienze Agro-ambientali e territoriali, Università di Bari, Via Amendola, 165/A – 70125 Bari Tel: 080-5443005; E-mail: giovanna.cucci@agr.uniba.it

Introduzione Nell’ambiente mediterraneo, caratterizzato dal pedoclima xerico, la conoscenza delle perdite di acqua per evaporazione dal suolo, delle tecniche agronomiche che possono limitarne l’entità, delle relazioni tra tali perdite e parametri di riferimento utilizzabili per la loro stima, come l’evaporazione da una superficie di acqua libera (Doorenbos e Pruitt, 1977) rivestono notevole importanza. L’evaporazione diretta dal terreno, indipendentemente dallo stato idrico dello strato superficiale, può variare anche di molto in relazione alla presenza di crepacciature ed alla loro entità. L’influenza delle crepacciature sui rapporti acqua terreno è stata messa in evidenza sin dagli anni cinquanta (Stirk, 1954). Le lavorazioni del terreno contribuiscono in maniera determinante a modificare le caratteristiche chimico-fisiche del terreno. La sarchiatura a questo proposito, rimescolando solo un sottile strato di terreno ha l'effetto di limitare l'evaporazione dell'acqua in quanto interrompe la capillarità superficiale. Obiettivo della ricerca è stato quello di valutare le perdite di acqua per evaporazione e le variazioni dello stato idrico di un suolo nudo sarchiato e non sarchiato. Metodologia La ricerca è stata condotta nel 2009 su terreno di medio impasto limoso argilloso poco profondo (0,30 m) in ambiente dell’Italia Meridionale (41° Lat. Nord). Le caratteristiche granulometriche e idrologiche del suolo sono le seguenti: 43, 32 e 25% rispettivamente di sabbia, limo e argilla; 28,6 e 12,2 % della terra secca rispettivamente umidità alla capacità idrica di campo (- 0,3 Mpa) e al punto di appassimento (-1,5 Mpa). Con schema sperimentale a blocchi randomizzati ripetuti 4 volte (dimensioni delle parcelle 7 x 7 m2) sono stati messi a confronto i seguenti trattamenti: suolo nudo sarchiato; suolo nudo non sarchiato. Durante la stagione estiva (giugno-settembre) da ciascuna parcella, su aree di saggio dalle dimensioni di 1 m2, con frequenza decadale, sono stati prelevati campioni di suolo, con incrementi di 0,10 m, lungo il profilo (0-0,30 m), per valutarne lo stato idrico con il metodo gravimetrico. Al centro dell’area di saggio sono stati dislocati piccoli evaporimetri da 400 ml per misurare l’acqua persa per evaporazione. I dati rilevati sono stati analizzati statisticamente mediante la procedura GLM, SAS/STAT; per evidenziare le differenze tra le medie si è utilizzato il test SNK. Risultati Dall’esame del regime pluviometrico durante il periodo oggetto di studio si evidenziano precipitazioni degne di rilievo nei mesi di giugno, settembre e ottobre di entità pari rispettivamente a 61, 92 e 101 mm (fig. 1). Variazione statisticamente significativa si è avuta nella quantità di acqua persa per evaporazione dagli evaporimetri durante l’intero periodo oggetto di studio (827 e 780 mm, rispettivamente per il terreno sarchiato e non sarchiato) (fig. 2). La diversa gestione del suolo ha influenzato significativamente il suo contenuto di umidità. In ogni caso lo stato idrico del suolo è aumentato passando dallo strato più superficiale a quello più profondo. Nonostante gli eventi piovosi in media, lungo l’intero profilo (0-0,30 m) il maggior contenuto di umidità si è registrato sempre nel suolo sarchiato (+ 16,5 %). Lungo l’intero spessore valori di umidità molto bassi (8,3 % della terra secca), di gran lunga inferiore al punto di appassimento (12,2 % della terra secca) si sono registrati nel suolo non sarchiato e per un periodo di circa 2 mesi. Nel terreno

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sarchiato invece, valori minimi di umidità (11 % della terra secca) senza discostarsi di molto dal punto di appassimento si sono raggiunti solo negli strati più superficiali e per pochi giorni (fig. 3).

Fig. 1. Pioggia caduta durante la prova (giugno-ottobre 2009).

Fig. 2. Acqua persa per evaporazione da evaporimetri dislocati su suolo nudo sarchiato e non sarchiato (periodo giugno-ottobre 2009). Lettere diverse corrispondono a valori significativamente differenti tra loro per P 0,01 secondo il test SNK.

Fig. 3. Variazioni dello stato idrico del suolo nudo sarchiato e non sarchiato lungo il suo profilo (0-10, 10-20 e 20-30 cm) (periodo giugno-ottobre 2009).

Conclusioni L’elevato potere evaporante dell’atmosfera e le poche piogge hanno determinato differenze evidenti tra i valori di evaporazione dal suolo nudo sarchiato e non sarchiato. Durante il periodo di essiccamento preso in considerazione (4 mesi), con la sarchiatura le perdite di acqua per evaporazione dal suolo si sono ridotte del 17% rispetto al non sarchiato e negli strati più profondi l’umidità del suolo non ha mai raggiunto il punto di appassimento. Bibliografia Doorenbos J., Pruitt W.O. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irr. and Dr. Pap. 24. Stirk G.B. 1954. Sample aspects of soil shrinkage and the effect of cracking upon water entry into the soil. Aust. J. Agric.Res., 5:279-290.

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Fibra Solubile Di Antiche E Moderne Varietà Di Frumento Duro: Quantificazione Ed Attività Prebiotica Giovanni Dinelli1, Ilaria Marotti1, Valeria Bregola1, Irene Aloisio1, Sara Bosi1, Raffaella Di Silvestro1, Diana Di Gioia1, Bruno Biavati1, Robert Quinn2 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Univ. Bologna, giovanni.dinelli@unibo.it 2 Kamut International Ltd, Big Sandy, Montana, USA

Introduzione Il frumento è tra i cereali maggiormente utilizzati per l'alimentazione umana ed in particolare il frumento duro è un componente fondamentale della dieta mediterranea. Negli ultimi tempi si è riscontrato da parte del consumatore e dell’industria alimentare una maggiore sensibilità per quanto riguarda la qualità salutistica degli alimenti; a tal proposito, numerosi studi dimostrano un'associazione tra la riduzione di patologie degenerative ed il consumo di prodotti a base di frumento integrale evidenziando così le proprietà funzionali di tali alimenti (Thompson, 1994). Gli effetti benefici riscontrati sono da attribuire al peculiare contenuto di “composti bioattivi” nella cariosside del frumento, tra cui le fibre prebiotiche e alla loro interazione col microbiota intestinale. La fibra solubile (SDF) infatti non viene digerita dalle amilasi intestinali e una volta raggiunto il colon svolge un’azione prebiotica essendo utilizzata come substrato per la fermentazione dei microrganismi, contribuendo al benessere dell’intestino e dell’intero organismo. Scopo della presente ricerca è perciò quello di caratterizzare genotipi di frumento di antica e moderna costituzione per il contenuto in fibra prebiotica e di valutare la capacità di tale fibra di influenzare positivamente e selettivamente la crescita del microbiota intestinale. Metodologia Sette varietà moderne (AncoMarzio, Claudio, Iride, Lenvante, Orobel, Solex, Svevo), due antiche (Senatore Cappelli, Urria) di frumento duro italiano e una varietà antica di Triticum turgidum turanicum (Kamut®Khorasan), coltivate in una medesima località (Bologna) in regime biologico in accordo ad uno schema sperimentale a blocchi randomizzati nell’annata agraria 2007/2008, sono state caratterizzate per il contenuto di TDF (fibra totale), SDF (fibra solubile) (Prosky et al., 1988) e delle sue principali componenti: amido resistente (McCleary and Monaghan, 2002), arabinoxilani (DXYLOSE Kit, Megazyme International Ireland) e beta-glucani (EBC 3.11.1). L’attività prebiotica della fibra solubile estratta dalle varietà in studio è stata determinata valutando la capacità di crescita di Lactobacillus plantarum e Bifidobacterium pseudocatenulatum in terreni in cui la fibra costituiva l’unica fonte di carbonio, utilizzando come controllo la crescita batterica in terreni standard (controllo positivo) e in terreni privi di glucosio (controllo negativo). Sulla base dei dati ottenuti è stato calcolato un indice prebiotico utilizzando la seguente equazione: Indice prebiotico probiotico Log cfu mL-1 su SDF a 48h - probiotico Log cfu mL-1 su SDF a 0h) / probiotico Log cfu mL-1 su glucosio a 48h - probiotico Log cfu mL-1 su glucosio a 0h). Substrati (SDF) con un elevato indice prebiotico, sono in grado di supportare una maggiore crescita microbica. Risultati Per quanto riguarda il contenuto di TDF e SDF (Tabella 1) non sono state osservate differenze significative tra antiche e moderne varietà; un andamento simile è stato riscontrato anche per betaglucani e arabinoxilani (Tabella 1). Al contrario, la quantificazione della frazione amido resistente (Tabella 1) ha evidenziato come le due varietà di antica costituzione, Senatore Cappelli e Urria, abbiano un contenuto di 5,01 ± 0,13 e 4,47 ± 0,43 g/100g rispettivamente, statisticamente superiore rispetto alle varietà moderne Anco marzio, Caludio, Iride e Solex (valore medio 1,82 ± 0,28 g/100g).

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Tabella 1. Caratterizzazione delle varietà di frumento in studio per il contenuto di fibra totale (TDF), fibra solubile (SDF), amido resistente, beta-glucani e arabinoxilani. Lettere diverse indicano medie statisticamente differenti per p<0,05.

TDF % Anco marzio Claudio Iride Kamut Levante Orobel Senatore cappelli Solex Svevo Urria

19,73 ± 3,30 18,14 ± 2,01 22,44 ± 1,23 18,92 ± 0,14 14,32 ± 2,36 18,60 ± 0,90 19,18 ± 0,24 21,53 ± 1,93 18,29 ± 0,09 18,65 ± 3,46

SDF % (ab) (ab) (a) (ab) (b) (ab) (ab) (a) (ab)

2,73 ± 0,66 3,56 ± 0,10 2,12 ± 0,27 2,20 ± 0,23 2,83± 0,74 2,24 ± 0,18 2,17 ± 0,47 3,36 ± 1,36 4,17 ± 1,07 (ab) 2,03 ± 0,07

(a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a)

Amido resistente %

Beta-glucani %

Arabinoxilani %

2,05 ± 0,52 1,81 ± 0,14 1,35 ± 0,45 1,99 ± 0,14 3,81 ± 0,73 4,16 ± 0,49 5,01 ± 0,13 1,92 ± 0,17 3,30 ± 0,23 4,47 ± 0,43

0,33 ± 0,01 0,35 ± 0,00 0,24 ± 0,04 0,31 ± 0,03 0,39 ± 0,01 0,41 ± 0,02 0,33 ± 0,01 0,33 ± 0,02 0,34 ± 0,01 0,30 ± 0,03

3,75 ± 0,06 3,45 ± 0,15 3,91 ± 0,09 3,43 ± 0,03 3,99 ± 0,04 4,02 ± 0,11 3,70 ± 0,05 3,77 ± 0,05 3,65 ± 0,06 3,03 ± 0,22

(bcd) (cd) (d) (bcd) (ab) (a) (a) (cd) (abc) (a)

(bcd) (e) (abc) (e) (ab) (a) (cd) (bcd) (dc) (f)

In merito all’attività prebiotica, Kamut®khorasan, Levante, Orobel e Svevo hanno mostrato una buona capacità di stimolare la crescita di L. plantarum, mentre tutte e tre le antiche varietà di frumento hanno dimostrato di possedere particolari proprietà prebiotiche su B. pseudocatenulatum. Nel Grafico 1 si può osservare come la fibra solubile estratta da Kamut®khorasan, Solex e Orobel con un indice prebiotico superiore 0.70, sia quella in grado di stimolare maggiormente la crescita sia di L. B. plantarum che di pseudocatenulatum. Grafico 1. Indice prebiotico calcolato per le dieci varietà di frumento in studio. Glucosio =1.

Conclusioni La sperimentazione condotta ha messo in luce come, nonostante non siano state osservate differenze significative per il contenuto in fibra prebiotica, la fibra solubile estratta da alcune accessioni ed in particolare da Kamut®khorasan, Solex e Orobel, viene maggiormente utilizzata come substrato fermentativo per la crescita dei microrganismi intestinali, L. plantarum e B. pseudocatenulatum. Ulteriori studi sono in corso, tuttavia i dati ottenuti suggeriscono la possibilità di utilizzare alcune varietà di frumento antico per l’ottenimento di prodotti biologici ad elevate proprietà salutistiche. Bibliografia McCleary BV, Monaghan DA 2002. Measurement of resistant starch. J Assoc Off Anal Chem Int., 85: 665-75. Prosky L. et al., 1988. Determination of insoluble, soluble, and total dietary fiber in foods and food products: interlaboratory study. J Assoc Off Anal Chem, 71:1017-23. Thompson LU, 1994. Antioxidant and hormone-mediated health benefits of whole grains. Crit Rev Food Sci Nutr, 34: 473-497.

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Frumento Duro In Monosuccessione Coltivato Con Tecnica Convenzionale e Con Semina Diretta: Aspetti Agronomici e Produttivi. Elvio Di Paolo1, Giovanni Fecondo1, Fabio Stagnari2 1

COTIR, Centro per la Sperimentazione e Divulgazione delle Tecniche Irrigue, S.S. 16 Nord, 240 – 66054 Vasto, Italy. Tel: 0039-0873310059 e-mail: dipaolo@cotir.it 2 Department of Food Science – Agronomy and crop research centre – University of Teramo, Italy Via C.R. Lerici, 1 – 64023 Mosciano S.Angelo (TE), Italy e-mail: fstagnari@unite.it

Nei sistemi agricoli, soprattutto degli ambienti collinari, la monosuccessione di cereali e le lavorazioni intensive, esacerbando i fenomeni erosivi, hanno determinato perdita di fertilità dei suoli con diminuzione dei tassi di sostanza organica (SO) (Pagliai et al., 2004). Dalla strategia tematica per la protezione del suolo (COM, 2006, 231) del sesto programma d’azione per l’ambiente dell’UE è emerso che circa il 45% dei suoli europei presenta un contenuto scarso di SO. La gestione conservativa che prevede la gestione dei residui colturali, la semina diretta e l’utilizzo di avvicendamenti e rotazioni contribuisce in modo significativo al contenimento dell’erosione e dell’ossidazione della sostanza organica (Cassel et al., 1995). In questo lavoro si riferiscono i risultati di una sperimentazione pluriennale avviata nel 2000, relativa ad una monosuccessione di frumento duro coltivato con tecnica convenzionale e con semina diretta. L’esperimento è stato condotto a Vasto (CH) nel periodo 2000-2010, presso l’azienda sperimentale del COTIR, con suolo Aquic 7 357 Haploxerert (sabbio-limo** 351 argilloso) e clima 6 * “Mediterraneo attenuato”. La 407 328 sperimentazione ha posto a 5 358 ** confronto due tecniche di 445 gestione del suolo: quella 582 4 753 convenzionale (CT), basata * sulle pratiche tradizionale di 211 3 697 coltivazione del frumento * (aratura e lavorazioni 819 2 secondarie) e quella ** conservativa (NT) basata sulla 1 semina diretta con ritenzione dei residui colturali sul suolo. 0 2000

La resa in granella (Fig. 1), ad esclusione del 2010, è stata sempre più alta nella tesi CT, in media 3.80 t ha-1 contro

2001

2002

2003

2004 NT

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Fig. 1 – Andamento delle rese in granella all’11% di umidità. I numeri in cima agli istogrammi rappresentano la piovosità in mm durante il ciclo colturale del frumento.*, ** differenza significativa tra le rese al livello di probabilità rispettivamente di 0.05 e 0.01.

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3.12 t ha-1 della tesi NT. Le produzioni hanno mostrato un trend decrescente (Fig. 1) se si escludono gli anni 2008 e 2010 nei quali le rese sono risultate le più elevate dell’intero periodo di prova. Generalmente la piovosità elevata durante il ciclo colturale ha depresso la produttività della coltura e in queste circostanze la tesi CT ha dato la migliore risposta. Al riguardo è stata riscontrata una correlazione negativa tra precipitazioni del periodo novembre-aprile e resa in granella della coltura; i valori degli R2 di 0.48 e 0.38 rispettivamente per la tecnica conservativa e convenzionale indicano una maggiore criticità del trattamento NT in condizioni di precipitazioni eccessive. Nel trattamento NT, generalmente, si è registrata una maggiore incidenza di patologie (mal del piede, oidio e fusariosi della spiga). Nel 2010 invece la maggiore incidenza di fusariosi della spiga si è avuta nella tesi CT e questo spiega la maggiore produttività della tesi NT. Il peso ettolitrico e quello dei mille semi è risultato, in media, pari a 78.4 kg hl-1 e 41.5 g per la tesi CT e 76 kg hl-1 e 45.8 g per la tesi NT. Il tenore proteico della granella, con poche eccezioni, è stato sempre più alto nella tesi NT, in media è pari a 14.6 e 14.0 rispettivamente per NT e CT. Il contenuto idrico medio del suolo nello strato 0-0.6 m, alla raccolta del frumento è risultato quasi sempre più alto nel trattamento NT. Tab. 1 – Contenuto in SO, N totale, P assimilabile e K assimilabile negli strati di suolo 0-5, 6-10, 11-20, 21-40, 41-60 cm.

1,8

1,7

1,9

1,8

1,7

2,0

2,1

1,9

1,8

1,7

1,4

1,6

1,7

1,5

1,7

1,6

1,7

10,9

13,1

10,5

8,8

6,6

17,2

12,9

10,1

6,6

8,1

339,2 360,9 364,9 300,4 281,2

572 5 419,8 347,8 317,3 249,6

In tabella 1 sono riportati i valori medi, per strato di suolo, di SO, N totale, fosforo e potassio assimilabile. Si evince che negli strati 0-5 e 6-10 cm i valori misurati sono significativamente più alti nella tesi NT. Anche i dati medi dell’intero profilo del suolo indicano un miglioramento del tenore in SO e degli altri elementi della fertilità. I risultati evidenziano che anche in condizioni estreme, tipiche della monosuccessione di cereali, la tecnica conservativa risulta competitiva in termini di resa e caratteristiche qualitative della granella. Nelle annate estremamente piovose nella tesi NT si è avuta una maggiore incidenza di patologie, per via del maggiore potenziale di inoculi fungini dovuto alla ritenzione sul suolo dei residui colturali. Dal punto di vista agronomico la tecnica conservativa ha determinato un miglioramento generale della fertilità del suolo, specie nei primi 10 cm di profondità dove, rispetto alla tecnica convenzionale, si è registrato un incremento del 17% per la SO, del 10% per l’azoto totale e del 25% per il fosforo assimilabile. CEC, 2006. Thematic Strategy for Soil protection. COM 231. Brussels, 22.9.2006. Pagliai , M., Vignozzi, N., Pellegrini, S., 2004. Soil structure and the effect of management practices. Soil and Tillage Research, 79, 131-143. Cassel, D.K., Raczkowski, C.W., Denton, H.P., 1995. Tillage effects on corn production and soil physical properties. Soil Sci. Soc. Am. J. 59, 1436-1443.

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Primi Risultati della Variazione nel Contenuto in Acido Oleico e Linoleico in un Incrocio Alto Oleico x Alto Oleico di Girasole e nel suo Reciproco in Tre Epoche di Semina Claudio Ferfuia1, Andrea Mestroni1, Maurizio Turi2, Gian Paolo Vannozzi1 1

Dip. di Scienze Agrarie e Ambientali, Univ. Udine, IT, claudio.ferfuia@uniud.it 2 Azienda Agraria Universitaria “A. Servadei”, Univ. Udine, IT

Introduzione Il girasole alto oleico trova oggi applicazioni sia nel settore alimentare sia in quello industriale. L’industria, in particolare, richiede un contenuto in acido oleico stabile e superiore al 90% (Vannozzi, 2006). La composizione acidica degli acheni dipende fondamentalmente da due fattori che sono il patrimonio genetico dell’embrione e le condizioni di allevamento della pianta madre (stress abiotici e biotici). Lo scopo del presente lavoro è stato quello di determinare l’effetto dell’epoca di semina sugli acidi grassi insaturi in materiali con diversi background genetici e nei loro reciproci (generazione F1) al fine di testare la presenza di un effetto materno sul contenuto in acidi grassi insaturi. Lo studio del carattere elevato contenuto in acido oleico nel girasole è stato effettuato da diversi autori (Lacombe e Bervillé, 2000). Nei loro studi, però, i reciproci sono stati usati poche volte (Vares et al., 2000) e nella maggior parte dei casi non è stato individuato un effetto materno sul contenuto in acidi grassi insaturi (Lacombe e Bervillé, 2000). Di contro, in diverse altre colture (soia e colza in particolare) è stato individuato un effetto materno sull’acido oleico e linoleico (Thomas e Kondra, 1973; Erickson et al., 1988) e successivi lavori hanno cercato di individuare il tipo di fenomeno (effetto citoplasmatico, effetto del fenotipo materno) e l’eventuale influenza da parte dell’ambiente (Gilsinger et al., 2010). Metodologia La prova sperimentale è stata condotta nell’anno 2010 presso i campi sperimentali dell’Azienda Agraria Universitaria “A. Servadei” dell’Università di Udine. Sono state poste a confronto due linee alto oleico (342mt e R978) e i loro incroci reciproci in un disegno sperimentale a randomizzazione completa. Le piante sono state allevate seguendo la normale pratica colturale e testando tre epoche di semina, una normale, una intermedia e una tardiva per l’ambiente friulano. Le piante sono state incappucciate nella fase R4 (Schneiter e Miller, 1981), per evitare la fecondazione incrociata. Sono state scelte 5 piante per ciascuna epoca e per ciascuna linea da usare come portaseme. Queste sono state demasculate manualmente. Nella linea R978 si è scelto di demasculare unicamente la calatide principale escludendo quelle secondarie. La determinazione del contenuto in acidi grassi è stata fatta mediante gas-cromatografia, utilizzando una colonna capillare HP-88 da 60 metri (Agilent Technologies, USA). I singoli acidi grassi sono stati espressi come percentuale sul totale degli acidi grassi. È stata eseguita l’analisi della varianza ricorrendo alla trasformazione dei dati. Risultati Nello studio del contenuto in acido oleico, la risposta all’epoca di semina varia in funzione del genotipo testato. Le linee rispondono in maniera differente alle condizioni ambientali. La linea R978 mostra una variazione nel contenuto in acido oleico molto contenuta, mentre 342mt mostra una variabilità molto più accentuata con una variazione di circa il 6% tra la seconda e la terza epoca. Sebbene l’origine del carattere sia la stessa, e cioè Pervenets, le diverse linee alto oleico non sono equivalenti. I reciproci hanno un contenuto in acido oleico tendente alla linea R978 e manifestano una differente risposta tra le epoche, suggerendo un effetto materno sul carattere: il primo ibrido risulta indifferente

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alle diverse epoche, mentre il secondo risponde a condizioni ambientali differenziate (fig. 1). Dato che il patrimonio genetico nucleare degli embrioni nei reciproci è il medesimo e la differenzazione non è netta si ipotizza l’esistenza di un effetto materno non completo desaturasi, che presiede alla desaturazione dell’acido stearico in acido oleico. Rispetto alle epoche di semina è stato notato un contenuto medio di acido oleico maggiore in quella tardiva rispetto alle altre due ma questo è in relazione, molto probabilmente, ad un regime termico più favorevole che si è verificato verso agosto. In modo inatteso, il contenuto in acido linoleico non è condizionato dall’epoca di semina. I due reciproci si equivalgono per il contenuto in acido linoleico e questo sottende ad un controllo completo dell’embrione sul contenuto nel polinsaturo almeno nelle condizioni di prova. Il confronto del rapporto acido oleico – acido linoleico evidenzia chiaramente l’esistenza di un effetto materno che lo condiziona (fig. 2). Data l’equivalenza tra i reciproci, nelle condizioni di prova, per il contenuto in acido linoleico, -desaturasi oppure ad alcune caratteristiche fenologiche della pianta madre quali la data di fioritura, la durata del periodo fiorituramaturazione fisiologica, la data di maturazione fisiologica. Ulteriori analisi sono necessarie sia per determinare l’effetto dell’epoca di semina in anni diversi sia per valutare più approfonditamente l’effetto materno sul carattere.

Figura 1: Effetto dell'epoca di semina sul contenuto in Figura 2: Differenza tra i genotipi per il rapporto acido acido oleico. oleico - acido linoleico.

Conclusioni I primi risultati permettono di concludere che il contenuto in acido oleico, nell’annata considerata e per i materiali testati, dipende dall’epoca di semina ma varia in funzione del genotipo, e vi è un effetto della pianta madre sul carattere. Per la realizzazione di ibridi commerciali con un contenuto stabile in acido oleico pari al 90% risulta determinante la scelta del parentale femminile. Il contenuto in acido linoleico, invece, non è condizionato dall’epoca di semina e non si nota un effetto materno. Bibliografia Erickson et al. (1988), 'Fatty acid composition of the oil in reciprocal crosses among soybean mutants', Crop Sci. 28, 644-646. Gilsinger, J. J. et al. (2010), 'Maternal Effects on Fatty Acid Composition of Soybean Seed Oil', Crop Sci. 50, 1874– 1881. Lacombe, S.; Bervillé, A. (2000), Problems and goals in studying oil composition variation in sunflower, in 'Proceedings of the 15th International Sunflower Conference', pp. 1-10. Schneiter, A. A.; Miller, J. F. (1981), 'Description of Sunflower Growth Stages', Crop Sci. 21, 901-903. Thomas, P.; Kondra, Z. P. (1973), 'Maternal effects on the oleic, linoleic, and linolenic acid content of rapeseed oil', Can. J. Plant Sci. 53, 221-225. Vannozzi, G. P. (2006), 'The perspectives of use of high oleic sunflower for oleochemistry and energy raw', Helia 29(44), 1-24. Vares, D. et al. (2000), Triacylglyceride composition in F1 seeds using factorial and diallel crosses between sunflower lines, in 'Proceedings of the 15th International Sunflower Conference'.

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Effetti Allelopatici di Lavandula Officinalis L. e Santureja Montana L. su Matricaria Chamomilla L. Laura Frabboni1, Nicoletta Pellegrini1, Lorenzo Micele2, Anna Rita Orofino1, Carla Schiavone1, Michele Santodirocco1, Antonella Narducci1 1

Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale Università di Foggia via Napoli 25, 71100 Foggia (FG) l.frabboni@unifg.it 2 Dipartimento Scienza dei Metalli, Elettrochimica e Tecniche Chimiche, Università di Bologna

Introduzione Le interazioni allelopatiche consentono nuove potenzialità di gestione selettiva e biologica per il controllo delle infestanti attraverso la produzione e il rilascio di composti biodegradabili da foglie, fiori, semi, fusti e radici sia da parti di pianta viva o in decomposizione. Lavandula officinalis L. e Santureja montana L. sono specie officinali molto ricche di terpeni ad azione allelopatica. In provincia di Bologna, presso l’azienda agricola Biodiversi, nell’annata 2009/2010 si è voluto sperimentate l’effetto allelopatico di lavanda e santoreggia creando un campo sperimentale per mettere a confronto due tesi: una costituita da camomilla consociata con lavanda e santoreggia e un’altra da camomilla non consociata. Metodologia La prova si è svolta in agro di Casalecchio di Reno (Bologna) su un terreno di tipo argilloso precedentemente coltivato a frumento tenero. Le tesi a confronto sono state: (Ta) camomilla consociata con lavanda e santoreggia e (Tb) camomilla non consociata. In agosto 2009 è stata eseguita un’aratura con aratro trivomere a 40 cm di profondità. Il 9 aprile 2010 è stato eseguito l’affinamento del terreno, mediante vibrocoltivatore a 20 cm di profondità. Il 10 aprile 2010 si è effettuata la semina manuale della camomilla mantenendo una distanza fra le file 50 cm. Il 2 maggio 2010 è stato eseguito il trapianto manuale di lavanda e santoreggia in filari adiacenti alla camomilla. Durante la crescita della camomilla sono stati effettuati dei rilievi floristici (metodo di Braun Blanquet) per valutare la crescita e lo sviluppo delle erbe infestanti in Ta e Tb. La fioritura delle piante di camomilla è iniziata il 26 giugno 2010 e la raccolta dei capolini è avvenuta manualmente il 12 luglio 2010 alle ore 8:00, subito dopo una parte dei capolini raccolti è stata messa ad essiccare e una parte è stata distillata per estrarre l’olio essenziale di camomilla. Sui campioni di piantine di camomilla raccolti sono stati valutati: il peso fresco della radice, il peso fresco delle foglie, il peso fresco del fusto, il numero di foglie, il numero di capolini. La distillazione è stata effettuata in corrente di vapore, con un distillatore a vapore indiretto di circa 40 litri. La caratterizzazione chimica è stata eseguita secondo la metodica riportata in R.P. Adams, “identification of essential oil components by GC/MS”, 4th edition, Allured Publishing Corporation, Illinois, USA, 2007. E’ stata preparata una soluzione al 2% di olio essenziale in etanolo assoluto. 0,5 microlitri di soluzione sono stati iniettati nel GC/MS, con una rampa di temperatura da 60°C a 260°C a 3°C/min, in una colonna capillare di silice fusa DB-5 con rivestimento di silos sani, 0,25 mm di diametro, 30 m di lunghezza. L’identificazione è stata fatta mediante spettrometria di massa (ionizzazione elettronica, 1800V). L’attribuzione dei picchi ha richiesto il database interno del GC/MS. I dati emersi dalle prove sono stati sottoposti ad analisi della varianza applicando il test di Tukey con l’elaborazione statistica ANOVA. Risultati Al momento della raccolta (12 luglio) l’altezza media delle piantine era di 45 cm e non vi era differenza fra le piantine consociate con lavanda e santoreggia (Ta) e quelle non consociate (Tb). Dai

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dati emersi dalle prove, si può osservare (Tabella 1) che i valori relativi al peso fresco della radice, al peso fresco delle foglie, al peso fresco del fusto, al peso secco totale, al numero delle foglie e dei capolini sono significativamente più elevati nelle piante di camomilla cresciute in (Tb). Tabella 1: Risultati dei parametri esaminati nei campioni prelevati in Ta e Tb Ta1 Ta2 Ta3 Tb1 Tb2 Tb3 Peso fresco radici (g/pianta) 0,7bc 0,56bc 0,89bc 0,68bc 0,6bc 1,87a Peso fresco foglie (g/pianta) 1,4d 2,9c 1,9d 4,5° 4,4° 3,6b Peso fresco fusto (g/pianta) 2,9c 3,9b 3,2b 5° 4,3ab 4,7a Peso secco totale (g/pianta) 1,38c 1,9b 1,55b 2,08° 1,62b 2,1° Foglie (n/ pianta) 129b 70c 96bc 72c 94bc 153a Capolini (n/ pianta) 13c 23ab 11c 22ab 17ab 27a I valori seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente diversi per P = 0,05 secondo il Tukey test

La resa in olio essenziale è risultata la medesima per le due tesi a confronto 0,4 ml/kg. La quantità di alfa-bisabol oxide B è stata superiore in Ta, mentre quella e chamazulene è superiore in Tb (Tabella 2) e quella di alfa-bisabolone oxide A non è risultata significativa. Tabella 2 Percentuale in peso delle molecole sul totale dei principali componenti dell’olio essenziale di camomilla Ta Tb Alfa-bisaboloxide B 15 11 Alfa-bisaboloxide A 18 19 Chamazulene 42 46

Interessanti risultano i dati rilevati in campo delle erbe infestanti presenti. Come si nota in tabella 3 nelle tesi Tb la copertura di malerbe è superiore rispetto a Ta. Le specie che sono risultate più sensibili all’effetto allelopatico di lavanda e santoreggia sono state: Cirsium arvensis L., Amaranths retroflexus L., Convolvulus arvensis L., Diplotaxis tenuifolia L. (DC), Lolium multiflorum Lam., Trifolum pratense L., Lotus cornicolatus L. e Sinapsi arventis L. Tabella 3 – Rilievi delle specie infestanti

Conclusioni Dalla prova è emerso che l’effetto allopatico prodotto lavanda e santoreggia ha contenuto lo sviluppo delle erbe infestanti, ma anche la camomilla ha risentito di tale fenomeno. Infatti, i valori di peso fresco della radice, peso fresco delle foglie, peso fresco del fusto, numero delle foglie e dei capolini, peso secco totale sono inferiori nella tesi consociata. La resa dell’olio essenziale è risultata uguale nelle 2 tesi, mentre la quantità di alfa-bisabol oxide B è stata superiore nella tesi consociata, mentre quella di chamazulene è superiore nella tesi non consociata. Bibliografia Khanh T.D et al. 2005. The exploitation of Crop Allelopathy in sustainable agricultural production. Journal of Agronomy & Crop Science, 191: 172-184.

Miller D.A. 1996. Allelopathy in forage crop systems. Agron. J., 88: 854-859. Putnam A.R. 1988. Allelochemicals from plants as herbicides. Weed Technology, 2: 510-519.

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Individuazione del Periodo Critico per il Controllo delle Infestanti in Cece e Favino Alfonso Salvatore Frenda, Giuseppe Di Miceli, Benedetto Frangipane, Dario Giambalvo, Paolo Ruisi, Sergio Saia, Gaetano Amato Dipartimento dei Sistemi Agro-Ambientali, Università degli Studi di Palermo, IT, asfrenda@unipa.it

Introduzione Per la pianificazione di razionali sistemi di gestione delle malerbe, basati su un limitato impiego di mezzi chimici, è necessario disporre di informazioni sugli effetti del tempo di permanenza e della scalarità di emergenza delle infestanti sulla risposta produttiva delle colture (Swanton e Weise, 1991). Queste informazioni sono indispensabili per identificare il periodo critico per il controllo delle infestanti (PC) durante il quale la competizione determina riduzioni di resa agronomicamente ed economicamente non tollerabili. L’obiettivo della presente ricerca è stato quello di individuare il periodo critico per il controllo delle infestanti in due leguminose da granella (favino e cece) tipiche dell’ambiente mediterraneo. Metodologia La ricerca è stata svolta nel 2007/08 in due siti (S1 ed S2), presso l’azienda Pietranera (S. Stefano Quisquina - AG). Per la semina, effettuata a file distanti 32 cm, sono stati impiegati 50 e 60 semi germinabili m-2 rispettivamente per favino (cv. Sikelia) e cece (cv. Sarah). È stato adottato un disegno sperimentale a split-plot con quattro repliche e parcella elementare di 120 m2, in cui sono state delimitate, all’emergenza, due set di 8 sub-parcelle ciascuno: nel primo, le colture sono state mantenute libere da infestanti dall’emergenza fino a 0, 28, 42, 56, 70, 84, 96, 112 giorni dall’emergenza (DAE); nell’altro set le colture hanno subito la competizione dall’emergenza sino a 0, 28, 42, 56, 70, 84, 96, 112 DAE per poi essere mantenute libere di infestanti sino alla fine del ciclo. La resa relativa (RY), calcolata per specie e per trattamento in rapporto alla resa delle tesi mantenute costantemente prive di infestanti, è stata analizzata con il modello misto di regressione non-lineare, come proposto da Knezevic et al. (2002). Per descrivere gli effetti dell’aumento del tempo di permanenza delle infestanti sulla resa relativa delle colture (Durata della Competizione Tollerata – DCT) e quelli della progressiva dilazione dell’emergenza delle infestanti (Periodo Richiesto di Assenza delle Malerbe - PRAM) sono state utilizzate, distintamente per i due siti e per le due specie, rispettivamente le seguenti equazioni: 1) RY = [(1/{exp[c (DAE – d)] + f}) + [(f – 1)/f]] 100 (logistica) dove d è il punto di flesso, c ed f sono costanti; 2) RY = a exp(-b exp(-k DAE)) (Gompertz) dove a è l’asintoto della resa, b e k sono costanti. L’adeguatezza dei modelli utilizzati è stata valutata attraverso il calcolo dell’efficiency index (EF), come proposto da Masin et al. (2005). L’inizio e la fine del PC per il controllo delle infestanti, espressi in DAE, sono stati determinati ipotizzando una soglia di perdita di resa accettabile del 5%. Risultati Le infestanti prevalenti sono risultate Sinapis arvensis e Convulvolus arvensis in S1 e Sinapis arvensis e Lolium spp. in S2. Nelle tesi in cui non è stato realizzato alcun controllo, la densità complessiva di malerbe è risultata pari, in media, a 135 e 142 piante m -2, rispettivamente nei siti S1 e S2; nessuna differenza è stata riscontrata tra le due leguminose in valutazione sia nella composizione floristica della popolazione di malerbe che nella sua densità. Il favino rispetto al cece ha mostrato, nel complesso, una maggiore capacità competitiva nei confronti delle malerbe; infatti il peso delle infestanti a maturazione nel favino è risultato pari al 75% ed al 64% rispetto a quello rilevato nel cece rispettivamente in S1 ed in S2. In assenza di controllo, la presenza delle malerbe ha indotto decrementi di resa in S1 superiori al 90% nel cece e del 70% nel favino; in S2 i decrementi di resa indotti dalle infestanti sono risultati pari all’85% ed al 55% rispettivamente in cece e favino. La maggiore abilità competitiva del favino rispetto

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al cece si evidenzia con chiarezza dall’analisi della figura 1 nella quale vengono riportati gli andamenti dei decrementi di resa delle due specie al variare della durata della competizione e del periodo di assenza delle infestanti. L’inizio del periodo critico (considerando una soglia di danno accettabile pari al 5%) per il favino, infatti, è iniziato a 41 (S1) e 51 (S2) DAE (stadi fenologici compresi tra 5 e 7 foglie vere), mentre per il cece l’inizio è stato registrato rispettivamente a 22 e 47 DAE. La più rapida crescita del favino nelle fasi iniziali ha fatto si che la coltura raggiungesse precocemente uno sviluppo tale oltre il quale l’emergenza di nuove infestanti non è in grado di indurre alcun effetto significativo sulla produzione granellare; infatti per il favino il periodo richiesto di assenza delle malerbe, è risultato pari a 71 e 83 DAE (approssimativamente in coincidenza con l’inizio della fioritura). Anche in questo caso i valori sono risultati decisamente inferiori (-25 e -16 d) rispetto a quelli registrati per il cece. Nel complesso, la durata del PC è risultata in media pari a 31 ed a 59 d in favino ed in cece rispettivamente.

Fig. 1 - Resa relativa del cece e del favino nei due siti di prova espressa come % dei controlli mantenuti costantemente liberi da infestanti in funzione della durata della competizione con le infestanti (DCT ) e del periodo di assenza di infestanti (PRAM ). EF indica l’efficiency index dei modelli utilizzati. Le linee verticali rappresentano l’inizio e la fine del PC; le linee orizzontali la durata del PC per un livello di perdita di resa accettabile del 5%.

Conclusioni Dai dati è emerso come il cece, rispetto al favino, si caratterizzi per una minore abilità competitiva, una minore capacità di tollerare la competizione con le infestanti ed un più lungo periodo richiesto di assenza delle malerbe. Tali informazioni, associate ad una profonda conoscenza della biologia ed ecologia delle malerbe ed alle dinamiche delle popolazioni nonché all’approfondita conoscenza dei mezzi tecnici, biologici ed agronomici utilizzabili, rappresentano un contributo essenziale per la pianificazione di efficaci sistemi integrati di gestione delle malerbe basati su un ricorso limitato e consapevole di mezzi chimici. Bibliografia Masin R. et al. 2005. WeedTurf: a predictive model to aid control of annual summer weeds in turf. Weed Sci., 53:193201. Knezevic S.Z. et al. 2002. Critical period for weed control: the concept and data analysis. Weed Sci., 50:773-786. Swanton C.J. e Weise S.F. 1991. Integrated weed management: the rationale and approach. Weed Technol., 5:648-656.

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Valutazione dell’Effetto Combinato di Differenti Dosi e Tempi di Somministrazione di Azoto e dell’Applicazione di Azoxystrobin in Frumento Duro: Primi Risultati Marcella Michela Giuliani1, Pasquale De Vita2, Eugenio Nardella1, Salvatore Antonio Colecchia2, Michele Quitadamo3 1

Dip. di Scienze Agro-ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Univ. Foggia, IT, m.giuliani@unifg.it 2 CRA Centro di Ricerca per la Cerealicoltura, Foggia, IT 3 Centro per la Sperimentazione e Valorizzazione delle Colture Mediterranee - Syngenta -, Foggia, IT

La gestione ottimale della fertilizzazione azotata, in termini di dosi ed epoche di somministrazione, rappresenta l’elemento fondamentale per migliorare la risposta produttiva del frumento duro sia in termini quantitativi che qualitativi. L’utilizzo di fungicidi a largo spettro, come quelli a base di azoxystrobin, può garantire alla pianta un ulteriore sostegno, sia per l’effetto contro importanti patogeni della coltura, come la septoria, sia per la capacità della molecola di interagire positivamente con alcuni meccanismi fisiologici (Grossmann et al., 1999; Venancio et al., 2003; Giuliani et al., 2009). L’obiettivo della presente sperimentazione è stato quello di valutare l’effetto combinato di differenti dosi e tempi di somministrazione di azoto e dell’applicazione di azoxystrobin sulla risposta quantiqualitativa di due varietà di frumento duro. La prova è stata condotta, nell’annata agraria 2010-2011, presso il Centro per la Sperimentazione e Valorizzazione delle Colture Mediterranee di Syngenta sito in agro di Foggia (41°46’ N e 15°54’ E). Due varietà di frumento duro (Saragolla e Sfinge) sono state coltivate su due appezzamenti di terreno di granulometria franco-argillosa (classificazione USDA). La semina di entrambe le varietà è stata eseguita il 18 novembre 2010. Sono stati adottati due livelli di concimazione azotata corrispondenti alla somministrazione complessiva di 90 e 120 kg ha-1. Le dosi di azoto, inoltre, sono state distribuite lungo il ciclo in modo differenziato, secondo le epoche indicate in Tabella 1. All’emissione della foglia a bandiera, infine, è Quantità ed epoche di somministrazione dell’azoto. stato eseguito un Epoche e dosi di somministrazione di N Dose totale di N trattamento Azoxystrobin Tesi (kg ha-1) -1 (kg ha ) pre-semina copertura foglia bandiera fungicida a base di 1 90 36 54 no azoxystrobin a cui è 2 90 36 54 sì stato affiancato un 3 90 36 27 27 no controllo non 4 90 36 27 27 sì trattato. Le tesi sono 5 120 36 84 no state sistemate in 6 120 36 84 sì 7 120 36 54 30 no campo secondo uno 8 120 36 54 30 sì schema sperimentale a parcelle suddivise con tre ripetizioni. Alla raccolta (14/06/2011) sono stati rilevati la produzione di granella (t ha-1) ed il contenuto proteico (% s.s.). I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza; in caso di significatività la discriminazione delle medie è stata effettuata con il test di Tukey. Tra le due varietà utilizzate nella sperimentazione Saragolla ha evidenziato valori produttivi di gran lunga superiori rispetto alla varietà Sfinge (5,7 vs 2,7 t ha-1). Comportamento opposto si è registrato per

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il contenuto proteico, avendo Sfinge fatto registrare un valore medio di 16,3% s.s. contro il 10,4% s.s. ottenuto per Saragolla. Relativamente ai trattamenti utilizzati, l’interazione a tre vie (dose di N x epoche di somministrazione Produzione Proteine x trattamento con azoxystrobin) è riportata in 5 15 a ab a a-c Figura 1. Nelle nostre a-d ab b-d cd bc bc 4,5 d d bc c bc condizioni sperimentali la 12 4 somministrazione di azoto d in tre diversi momenti, fino 3,5 all’emissione della foglia a 3 9 bandiera, ha in generale 2,5 determinato un calo produttivo accompagnato 2 6 da un aumento del 1,5 contenuto proteico 1 3 probabilmente dovuto a un 0,5 effetto concentrazione. L’intervento con 0 0 azoxystrobin, invece, ha 1 2 3 4 5 6 7 8 determinato nell’ambito della stessa dose di azoto, un incremento produttivo a Interazione dose di N x epoche di somministrazione x trattamento con parità di contenuto proteico azoxystrobin. Il numero delle tesi corrisponde ai diversi trattamenti riportati in Tabella 1. Lettere diverse corrispondono a valori significativamente differenti per o addirittura un incremento P 0,05 secondo il test di Tukey. contemporaneo di entrambi i parametri facendo presupporre, in queste condizioni, una positiva interazione della molecola con i processi di assimilazione e utilizzo dell’azoto. Tale comportamento è risultato particolarmente evidente per la dose di azoto pari a 90 kg ha-1 per la quale la combinazione con il trattamento a base di azoxystrobin ha migliorato la risposta della coltura all’applicazione dell’azoto suddivisa in tre interventi (tesi 3 vs tesi 4). Nelle nostre condizioni sperimentali il frazionamento dell’azoto in tre momenti del ciclo colturale ha sempre determinato un calo produttivo con un conseguente aumento delle proteine ad eccezione della dose pari a 90 kg ha-1, in cui l’applicazione dell’azoxystrobin ha permesso di ottenere sia un incremento produttivo che qualitativo. Ciò fa presupporre una positiva influenza della molecola sui processi di assimilazione e utilizzo dell’azoto. Ulteriori studi sono in corso al fine di approfondire tale aspetto. Giuliani et al. 2009. Effetto del trattamento con azoxystrobin e della concimazione azotata in frumento duro. Atti XXXVIII Convegno SIA, 243-244. Grossmann et al. 1999. Regulation of phytohormone levels, leaf senescence and transpiration by the strobilurin Kresoxim-methyl in wheat (Triticum aestivum). J. Plant Physiol., 154:805-808. Venancio et al. 2003. Physiological effects of strobilurin fungicides on plants. Publ. UEPG Ciências Exatas e da Terra, Ciências Agrárias e Engenhairas, Ponta Grossa, 9(3):59-68.

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Risposta Produttiva All’Effetto Combinato Di Stress Idrico E Salino Di Una Coltura Di Nuova Introduzione Nell’Ambiente Mediterraneo: L’Amaranto. Antonella Lavini1, Cataldo Pulvento1, Maria Riccardi1, Davide Calandrelli1, Giovanni Romano1, Angela Balsamo1, Riccardo d’Andria1. 1

CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Via Patacca 85, Ercolano, Napoli, ANTONELLA.LAVINI@ISAFOM-CNR.IT

Introduzione L’Amaranto è un’eredità colturale e culturale proveniente dagli Aztechi, Maya e Inca. La specie appartiene alla famiglia delle Amarantaceae e il suo nome deriva dal greco “amarantos” (che non marcisce). L’amaranto è uno pseudocereale con un promettente valore economico per la varietà di usi e benefici che può fornire ai produttori, trasformatori e consumatori. La coltura desta interesse perché offre foglie di un’elevata qualità nutrizionale quando la pianta è utilizzata come un vegetale fresco, perché la granella, priva di glutine, ha un alto contenuto di proteine di elevata qualità nutrizionale e perché è molto produttiva (Bressani et al. 1987; Pedersen et al. 1987). La coltura è anche interessante poiché si adatta a un gran numero di ambienti, cresce con vigore, produce grandi quantità di biomasse ed è resistente alla siccità, al calore e ai parassiti. Metodologia Dato l’elevato valore nutrizionale dei suoi semi e la particolare resistenza della coltura agli stress abiotici, si è voluta valutare la sua adattabilità in ambiente mediterraneo in condizioni di stress idrici e salini tramite una prova sperimentale biennale in pieno campo (2009-2010) condotta presso il centro sperimentale del CNR-ISAFoM in Vitulazio (CE). Il suolo è caratterizzato da tessitura argillo-limosa, con contenuto idrico in volume alla capacità di campo del 39,43% e al punto di appassimento del 21,70%. Sono stati posti a confronto in un disegno sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni un trattamento salino (100S) (ECw=22 dS m-1) ed uno non salino (100N) entrambi irrigati con volumi d’acqua necessari a riportare lo strato di suolo esplorato dalle radici a capacità idrica di campo (CIC). Durante il primo anno di sperimentazione (2009) sono stati eseguiti quattro interventi irrigui, nel secondo anno sei. Le differenze di volume irriguo stagionale tra i due anni sono dovute a differenze della domanda evapotraspirativa e della piovosità che si sono verificate durante i due periodi irrigui (Tab. 1). Tabella 1. Evapotraspirato di riferimento (Penman Monteith) meno le precipitazioni superiori a 5 mm e volume di irrigazione totale per ciascun anno di prova.

E’ stato utilizzato seme del genotipo A12, fornito dal prof. Sven Erik Jacobsen dell'Univ. di Copenhagen, per realizzare parcelle di 36 m2, con file distanti 0,5 m. Il ciclo colturale nell’ambiente di prova è risultato di 103 e 104 giorni, rispettivamente nel 2009 e nel 2010. Alla raccolta, avvenuta il 24 agosto nel ’09 e il 25 luglio nel ’10, sono state valutate le principali caratteristiche produttive.

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Risultati La diminuzione della biomassa epigea (dati non riportati) del trattamento salino ha portato a una significativa riduzione della produzione di granella (Tab. 2). Tabella 2. Produzione e peso dei 1000 semi nei due anni di prova.

100N

Peso di 1000 semi 2009 2010 g 0,737 0,751

100S

0,815

0,729

1,55

1,77

0,324

0,482

Tesi

Produzione 2009 2010 t ha -1 2,08

2,29

La minore resa è dovuta al ridotto sviluppo delle infiorescenze e al minor numero di semi per pannocchia (dati non riportati) ma non al peso medio dei semi. Anche se l’ECe della 100S ha raggiunto un valore medio ponderato nel corso del ciclo di crescita, generalmente considerato tossico per le colture moderatamente sensibili (circa 9 dS m-1), la produzione di questo trattamento non è stata notevolmente influenzata dalla conducibilità del suolo. Infatti, applicando il modello di Maas e Hoffman (Maas and Hoffman, 1977), il rendimento relativo diventa uguale a 0 quando la ECe è pari a 27,15 dS m-1, quindi l’Amaranto può essere considerato una coltura tollerante alla salinità (Fig. 1). Figura 1. Modello di Maas e Hofman, ogni simbolo è riferito al dato di ciascuna ripetizione per ciascun trattamento nei due anni di prova. Yc = produzione calcolata.

Conclusioni I risultati produttivi, in condizione di elevata disponibilità idrica per l'irrigazione ma con acqua di scarsa qualità, evidenziano che la tesi irrigata con acqua non salina ha mostrato produzioni superiori rispetto alla tesi salina in ambedue gli anni di sperimentazione. I livelli di salinità utilizzati nell’acqua, anche se molto elevati, non hanno comunque ridotto notevolmente la produzione della 100S indicando una buona resistenza dell’Amaranto allo stress salino. Bibliografia Bressani et al. 1987. Yield selected chemical composition and nutritive value of 14 selections of amaranth grain representing four species. J.Sci. Food Agric. 38: 347–356. Maas E.V., Hoffman G.I.1977. Crop salt tolerance: current assestament. I. Irrig. Drain. Div. 103:115-134. Pedersen et al. 1987. Eggum, The nutritive value of amaranth grain (Amaranthus caudatus): Protein and minerals of raw and processed grain. Plant Foods Human Nutr. 36: pp. 309–324. La ricerca è stata eseguita nell’ambito del progetto UE SWUP-MED (Sustainable Water Use Securing Food Production in Dry Areas of the Mediterranean Region).

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Effetti di diverse tecniche di gestione del suolo sulla capacità di ritenzione idrica Giuseppina Lagravinese1, Francesca Modugno1, Donato De Giorgio1, Giovanna Cucci2 1

Unità di Ricerca per i Sistemi Colturali degli Ambienti caldo-aridi, CRA, Bari, IT 2 Dip. Scienze agro-ambientali e territoriali, Univ. degli Studi di Bari, IT

Produzione agricola e ambiente devono armonizzarsi per prevenire la degradazione delle risorse naturali quali suolo, acqua, biodiversità e atmosfera. È indispensabile sviluppare pratiche di gestione che aiutino a mantenere un favorevole regime idrico del terreno per la crescita delle colture e conservare il suolo (Singh et al., 1997). La gestione del suolo con tecniche di agricoltura conservativa può favorire una maggiore ritenzione idrica, incremento di sostanza organica e aumento della percentuale di infiltrazione (Unger et al., 1991). Il regime idrico del terreno rappresenta un equilibrio fra quattro processi: evaporazione, traspirazione, infiltrazione e drenaggio interno. Questi processi sono controllati, in parte, dalla ritenzione idrica e in parte dalle proprietà di trasmissione del suolo. Su una ricerca di lungo periodo, avviata nel 1976 in Puglia su una coltura di mandorlo in asciutto, è stato condotto uno studio per valutare l’influenza di diverse modalità di gestione del suolo sulla capacità di ritenzione idrica. La ricerca è stata realizzata nel 2010 nel periodo ottobre – dicembre, nell’azienda sperimentale della collezione varietale di mandorlo “La Piantata” del CRA-SCA di Bari, sulla varietà autoctona Filippo Ceo. Il campo sperimentale, coltivato in asciutto, è ubicato in agro di Bitetto a circa km 16 da Bari. Su uno schema sperimentale a blocco randomizzato, con 5 ripetizioni e parcelle elementari di 147 m2 (7 × 21 m) con 3 piante coetanee, sono stati messi a confronto 5 trattamenti: A) no-tillage e diserbo preemergenza; B) no-tillage, con un solo sfalcio in primavera della flora avventizia ed utilizzo della biomassa come pacciamante vegetale; C) no-tillage, con un solo controllo della flora avventizia in primavera con disseccante chimico; D) lavorato con semina e sovescio di favino; E) test con le lavorazioni convenzionali. Al fine di individuare i punti che descrivono la curva di ritenzione idrica per effetto dei trattamenti, con una sonda ad anello chiuso, sono stati prelevati campioni di terreno indisturbati nello strato 0-0.30 m. Per i punti dalla saturazione (0 hPa) alla capacità idrica di campo (-333 hPa) e per il punto di appassimento (-15000 hPa) sono state utilizzate rispettivamente le membrane in soluzione (poliammide con pori del diametro di 0,45 µm) e le piastre di Richards. I risultati hanno evidenziato che in condizioni di umidità superiore alla capacità idrica di campo ( > -333 hPa) la gestione no-tillage con impiego di disseccante chimico della flora avventizia con pacciamatura vegetale (tesi C), limitatamente al potenziale matriciale di -10 hPa (Tabella 1), ha determinato un incremento della capacità di ritenzione idrica rispetto agli altri trattamenti. In corrispondenza dello stesso potenziale matriciale, sul terreno lavorato con sovescio di favino (tesi D), è stato rilevato il contenuto più basso di umidità rispetto a tutti gli altri trattamenti, da attribuirsi probabilmente alla presenza della coltura, che per il suo sviluppo ha utilizzato le risorse idriche disponibili nel terreno. Con l’aumentare del potenziale matriciale ( > -10 hPa) le differenze del contenuto idrico tra i trattamenti tendono ad annullarsi. Analizzando il contenuto di acqua disponibile in percento di terreno secco (Figura 1), si osserva che i valori sono più elevati nella tesi con terreno lavorato con sovescio di favino, differenziandosi statisticamente solo rispetto al terreno non lavorato e mantenuto privo di flora infestante con un trattamento di diserbo antigerminello (tesi A). Questi risultati hanno un andamento simile alle variazioni dei contenuti in sostanza organica espressi in g·kg-1

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rispettivamente per A=26,8; B=32,0; C=40,7; D=34,4; E=27.1 (g·kg-1), determinate sulla stessa prova sperimentale da Brunetti et al. del 2009. Tabella 1. Contenuto idrico (% terreno secco) in relazione al potenziale matriciale del suolo di un mandorleto sottoposto a diverse tecniche di gestione. Potenziale matriciale (hPA) 0 -10 -60 -316 -15000

Acqua disponibile (% di terreno secco)

16 14

A 38,01 34,30 31,40 27,92 19,80

Trattamenti C 41,84 39,93 34,41 29,83 20,09

B 38,06 34,72 32,33 29,25 19,38

D 43,17 34,00 33,51 30,35 18,53

E 39,43 34,78 31,38 28,25 18,11

12 10 8 6 4 2 0

C Trattamenti

Figura 1, Variazione del contenuto in acqua disponibile del suolo di un mandorleto sottoposto a diverse tecniche di gestione, *

I valori indicati con lettere diverse sono significativamente differenti per P < 0,05 (Duncan test),

I risultati hanno evidenziato che, rispetto al suolo normalmente lavorato, la gestione no-tillage del suolo inerbito e con un solo sfalcio in primavera, con la biomassa lasciata in superficie con funzione pacciamante, determina un incremento della capacità di ritenzione idrica, Con l’incorporazione della biomassa con il sovescio di favino si ha un incremento del contenuto in acqua disponibile, Brunetti G, et al,, 2009, Long term effects of different practices on soil fertility and soil organic matter fractions in almond tree cropping in southern Italy, Proceedings of 18th symposium of the International scientific centre of fertilizers , 8-12 november 2009, Rome, Italy, 229234, Singh B, et al,, 1997, Soil water regime under barley with long-term tillage–residue systems, Soil Tillage Res,, 45, 1-2, 59-74, Unger P,W, et al,, 1991, Crop residue management and tillage methods for conserving soil and water in semi-arid regions, Soil Tillage Res,, 20, 2-4, 219-240,

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La Mappatura della Variabilità Spaziale in Grano Duro: Primi Risultati Stefano Loddo1, Martina Boschiero1, Francesco Morari1, Luigi Sartori2, Antonio Berti1, Paolo Berzaghi3, Jacopo Carlo Ferlito3, Giuliano Mosca1 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, stefano.loddo@unipd.it 2 Dip. Territorio e Sistemi Agro-Forestali, Univ. Padova, IT 3 Dipartimento di Scienze Animali, Univ. Padova, IT

Introduzione Le tecnologie ad applicazione variabile “on the go” possono migliorare l’efficienza d’uso degli input agronomici (Raun et al., 2002). Tali tecnologie, tuttavia, agiscono come delle “black box” in quanto, se da un lato sono in grado di gestire la variabilità spaziale osservata nell’appezzamento, dall’altro non permettono di dare una interpretazione delle sue cause. Per consentire una più efficace gestione sitospecifica della coltura bisogna integrare la tecnologia “on the go” alla conoscenza delle proprietà del suolo (Zillmann et al., 2006). L’identificazione di aree omogenee all’interno degli appezzamenti potrebbe semplificare tale approccio. Nell’ambito del progetto “AGER Grano duro” è in corso una ricerca di campo per valutare l’applicabilità di tecniche di concimazione variabile. Nello specifico, questo lavoro preliminare, mira a raggiungere una conoscenza dettagliata della risposta spettrale del grano in funzione delle interazioni suolo-coltura, al fine di migliorare la risposta quanti-qualitativa della coltura stessa. Metodologia La sperimentazione è stata condotta su un appezzamento coltivato a grano duro (Biensur) di 13 ha in provincia di Venezia (45°22’ N, 12°08’ E). La semina è stata effettuata su sodo il 23/10/2010. Sono state applicate tecniche di concimazione variabile in tre aree omogenee (Sartori et al., 2010) le quali hanno ricevuto diversi livelli di concimazione azotata di copertura (130, 160 o 200 kg ha-1 N). Alla spigatura poi ciascuna area omogenea, è stata suddivisa in due parti: una ha ricevuto un apporto fogliare (15 kg ha-1 N), l’altra rappresenta il testimone. Tra inizio levata e piena fioritura ogni 15 giorni sono state acquisite delle scansioni spettrali per determinare il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). I dati sono stati raccolti in transetti distanziati 15 m tra loro: spettrometro attivo (Greenseeker) e DGPS sono stati installati su una trattrice e calibrati per acquisire una misura al secondo. Le mappe sono state ottenute interpolando i punti (> 6000 per scansione) con la tecnica del Kriging. Per meglio interpretare le letture NDVI, ad ogni scansione sono state raccolte 18 aree di saggio da 1 m2 (6 per ciascuna delle 3 zone omogenee): sui campioni è stata determinata la biomassa secca e il contenuto di N Kjeldahl (proteina grezza). Risultati Tra inizio levata (31/3) e antesi (14/5), il periodo è stato caratterizzato da scarsissime precipitazioni (27 mm). Tale situazione ha indubbiamente accentuato le differenze indotte dalla variabilità del suolo. Come si può notare dall’osservazione di Fig.1, durante il primo rilievo (7/4) i valori NDVI sono risultati generalmente modesti in quanto la coltura non aveva ancora coperto interamente l’interfila; nella porzione sud dell’appezzamento invece si è osservato un minor sviluppo della coltura da attribuirsi verosimilmente alla natura del suolo. Nelle fasi successive (19/4 e 3/5) appare evidente l’incremento generale dell’NDVI dovuto all’aumentare della biomassa e all’effetto delle concimazioni. Le mappe evidenziano inoltre, nella porzione sud-est dell’appezzamento, un modesto accrescimento ad inizio levata ed una precoce senescenza già in tarda fioritura, da mettere in relazione ad un probabile stress idrico dovuto alla tessitura particolarmente sabbiosa del suolo.

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Fig.1: Variabilità spaziale relativa al contenuto sabbioso e all’indice NDVI nel campo sperimentale. Sulla base delle osservazioni eseguite entro la piena levata (19/4) e in accordo con precedenti studi (Li et al., 2008), si evidenzia una stretta relazione tra NDVI e biomassa (y = 0,0008x + 0,3775, P<0,001, R2= 0,876). In epoca successiva (3/5 e 17/5) l’NDVI presenta un andamento di tipo asintotico, assestato su valori di circa 0,800. L’NDVI invece, lungo tutta la levata e fino alla fase di botticella (3/5), manifesta una elevata correlazione (y = 0,0028x + 0,3992; P<0,001; R2 = 0,794) con l’assorbimento di N. Conclusioni Lo spettrometro si è rivelato uno strumento affidabile nel distinguere la variabilità nell’accrescimento della coltura fino alla fase di botticella: in tal senso potrebbe essere utilizzato per aggiustare le concimazioni (dose) nel caso vi siano carenze precoci. Le letture più tardive hanno però esplicitato l’effettiva utilità della realizzazione di mappe della variabilità spaziale e sono state chiaramente identificate le aree in cui le proprietà del suolo riducono la convenienza ad investire input colturali. Conoscendo la potenzialità produttiva di ogni area omogenea, si potrebbero fissare in ciascuna di esse specifici intervalli di variazione. Nell’immediato futuro, al fine di valutare le effettive capacità previsionali dell’NDVI, si mapperanno “on the go” la resa e il contenuto proteico delle cariossidi. Tali mappature potrebbero essere un primo passo verso una gestione diversificata della granella nel post-raccolta. Bibliografia Li F. et al. 2008. Estimating N status of winter wheat using a handheld spectrometer in the North China Plain. Field Crops Res., 106, 77-85. Raun W.R. et al. 2002. Improving nitrogen use efficiency in cereal grain production with optical sensing and variable rate application. Agron. J., 94, 815-820. Sartori L. et al. 2010 “Agricoltura di precisione e conservativa”, in Giardini L. et al., 2010. Messa a punto di modelli produttivi innovativi nelle colture estensive per una gestione ecocompatibile nell’ambito del Bacino Scolante in Laguna di Venezia. 2007-2009 Sintesi dei risultati. Veneto Agricoltura, Legnaro, 2010. Zillmann E. et al. 2006. Assessment of cereal nitrogen requirements derived by optical on-the-go sensors on heterogeneous soils. Agr. J., 98, 682-690. Lavoro realizzato con il contributo finanziario del Progetto “AGER – Grano duro”.

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L’Intercropping Nella Lotta Contro Orobanche crenata Forsk. Marchese Mario 1 , Tuttobene Rosalena 1 , Restuccia Alessia 1 , Longo Angela Maria 1 , Mauromicale Giovanni 1 1

Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari Univ. Catania, IT, m.marchese@unict.it

Introduzione Nell’ambito della ricerca sui mezzi di lotta contro Orobanche crenata Forsk. recentemente interesse ha destato l’intercropping (Fernandez-Aparicio et al., 2007; 2007a; Restuccia et al., 2009). Ciò appare giustificato qualora si consideri che l’individuazione di consociazioni in grado di ridurre, attraverso escreti radicali, la germinazione dei semi di questa fanerogama oloparassita potrebbe rappresentare un’importante acquisizione per limitare o evitare i danni da essa provocati che, di norma, si traducono in una decurtazione della resa in granella compresa tra il 5 e il 100%. Le ricerche di cui alla presente nota sono state rivolte a verificare l’attendibilità dei risultati di indagini sull’intercropping precedentemente condotte dagli stessi Autori (Prova 1) e a valutare gli effetti di questa tecnica sugli attacchi di O. crenata nella fava coltivata in successione a quella consociata (Prova 2). Metodologia Le prove sono state effettuate in agro di Catania, adottando uno schema sperimentale a blocchi randomizzati tre volte ripetuto e utilizzando contenitori di polietilene nero (Ø 30cm; h 29 cm) riempiti di terreno prelevato da un appezzamento che in precedenza aveva ripetutamente ospitato colture di fava fortemente infestata di O. crenata. Come specie ospite è stata impiegata Vicia faba L. var. major Harz. (cv. Aguadulce supersimonia). Prova 1. Nell’annata 2009-2010, a confronto con un testimone (fava in coltura pura), sono stati studiati gli effetti della consociazione della fava con Trigonella foenum-graecum L., Trifolium squarrosum L., Scorpiurus subvillosus L., Vicia narbonensis L., Trifolium pratense L., Medicago sativa L., Lolium perenne L., Avena sativa L., Hordeum vulgare L., Lolium multiflorum Lam., Brassica carinata A. Braun., Brassica napus L., Sinapis arvensis L. o Linum usitatissimum L. sugli attacchi di O. crenata. Il rapporto di consociazione è stato pari a 1:1 (50% fava e 50% specie consociata). Prova 2. Nell’annata 2009-2010 sono state replicate le colture di cui alla prova 1 che sono state lasciate indisturbate fino al novembre 2010, quando, previa eliminazione dei residui vegetali epigei e leggera sarchiatura del terreno, è stata riseminata la fava utilizzata per i rilievi sugli effetti residui dell’intercropping. In entrambe le prove particolare attenzione è stata rivolta alla tempestiva eliminazione delle infestanti. A circa 30 giorni dalla fine della fioritura della fava è stato rilevato il numero dei turioni emersi che rappresenta un parametro indicativo del numero totale dei punti di attacco (tubercoli+corpi tuberoidi+turioni) del parassita (Marchese et al., 2008). I dati ottenuti sono stati sottoposti all’analisi della varianza; per il confronto delle medie è stata utilizzata la DMS per P 0.05 (Student-NewmanKeuls). Risultati Prova 1. Il numero di turioni per pianta di fava è risultato pari a 24 nel testimone e, in rapporto alle consociazioni studiate, ha oscillato fra 5,25 e 24,75. In larga misura in accordo con quanto accertato in precedenti ricerche (Marchese et al., 2008), valori significativamente inferiori a quello del testimone hanno determinato le consociazioni della fava con A. sativa, S. subvillosus, H. vulgare, V. narbonensis, S. arvensis, B. napus, T. squarrosum o L. multiflorum. Statisticamente irrilevanti sono apparsi, per

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contro, gli effetti della consociazione con T. foenum-graecum, M. sativa, B. carinata o L. usitatissimum (Fig. 1). Prova 2. Verosimilmente a causa della parziale reintegrazione della seed bank di O. crenata determinata dalla coltivazione in contenitori, il numero di turioni per pianta di fava ha rivelato valori sensibilmente inferiori a quelli della prova 1. Rispetto al testimone i livelli di infestazione sono risultati significativamente più bassi in successione alle consociazioni della fava con T. squarrosum, M. sativa, T. foenum-graecum, S. subvillosus, V. narbonensis, A. sativa, L. multiflorum, L. perenne, H. vulgare, S. arvensis, B. carinata o L. usitatissimum e statisticamente indifferenziati in successione alla fava consociata con T. pratense o B. napus (Fig. 1).

Fig. 1 – Numero di turioni per pianta di fava rilevato nella Prova 1 (a sinistra) e nella Prova 2 (a destra) Conclusioni I risultati ottenuti confermano che la consociazione della fava con ciascuna delle 14 specie studiate non assicura il completo controllo di O. crenata. Va rilevato, tuttavia, che la virulenza degli attacchi è stata attenuata dalle consociazioni della fava con A. sativa, S. subvillosus, H. vulgare, V. narbonensis, S. arvensis, B. napus, T. squarrosum o L. multiflorum. Questi effetti sono risultati, in genere, apprezzabili anche nella fava coltivata in successione alla consociazione, per cui è da presumere che al controllo di O. crenata un contributo possa essere assicurato anche dall’oculata scelta dell’avvicendamento colturale. I meccanismi attraverso i quali l’intercropping riduce la virulenza degli attacchi non sono stati finora sufficientemente studiati. Si suppone, nondimeno, che per le Poaceae essi siano da ricercare nel rilascio, da parte dell’apparato radicale, di sostanze allelopatiche capaci di ridurre la germinazione dei semi del parassita e/o di inibitori degli esoenzimi (pectinasi) in grado di ostacolare la penetrazione della radichetta del parassita nell’ospite (Wegmann, 2006). BIBLIOGRAFIA Fernàndez-Aparicio M., et al. 2007. Intercropping with cereals reduces infection by Orobanche crenata in legumes. Crop. Prot. 26: 1166-1172. Fernàndez-Aparicio M. et al. 2007a. Control of Orobanche crenata in legumes intercropped with fenugreek (Trigonella foenum-graecum). Crop. Prot. 10: 10-16. Marchese M. et al. 2008. Effetti dell’intercropping sugli attacchi di Orobanche crenata Forsk. Atti del XXXVIII Convegno Nazionale della S.I.A. Restuccia A. et al. 2009. Biological characteristics and control of Orobanche crenata Forsk., a review. Ital. J. Agron. 1: 53-68. Wegmann K. 2006. Germination physiology as a target for Orobanche control. Workshop Parasitic Plant Management in Sustainable Agriculture. 23-24 November 2006, ITQB Oeiras-Lisbon, Portugal.

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Relazioni fra Resa di Pomodoro in Irriguo e Risposta Spettrale del Suolo e della Vegetazione nel Dominio Visibile-Infrarosso Vicino Marino S.1, Leone A.P.2, Tosca M.2, Basso B.3, Cafiero G.3, Alvino A.1. 1 3

Dip. di Scienze Animali, Vegetali e dell’Ambiente, Univ. degli Studi del Molise, IT, stefanomarino@unimol.it 2 Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, Napoli, IT Dip. di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell’Ambiente. Univ. degli Studi della Basilicata, Potenza, IT

Introduzione L'Italia è il sesto produttore di pomodoro in tutto il mondo ed il secondo in Unione Europea, con circa 6 milioni di tonnellate nel 2009 (Faostat, 2011). La coltivazione del pomodoro necessita una gestione accurata dell’acqua e dei nutrienti (Dumas et al., 2003). La capacità di integrare tecniche tradizionali e innovative per prevedere il rendimento delle colture in campo, può consentire ai produttori di avere indicazioni sulla risposta della coltura all’ambiente ed alle tecniche agronomiche, al fine di ottimizzare le decisioni sulla gestione della coltura (Kumar et al, 2007). Tra le tecniche innovative particolare attenzione è stata rivolta, negli ultimi decenni, alla riflettanza spettrale nel dominio visibile-infrarosso vicino (vis-NIR). La riflettanza vis-NIR, misurata in campo e/o in laboratorio, può rappresentare uno strumento di screening rapido e ed economico per valutare le proprietà del suolo e della vegetazione. Relazioni tra le proprietà dei suoli e della vegetazione sono convenientemente analizzate utilizzando metodi bivariati e multivariati. Il presente lavoro riporta i risultati preliminari di una ricerca, realizzata nell’ambito del progetto PRIN 2008, finalizzata alla valutazione delle relazioni tra proprietà spettrali dei suoli e proprietà spettrali e produttive di una coltura di pomodoro. Materiali e metodi Lo studio è stato realizzato su 3 ettari di pomodoro (cv. Perfectpeel), irrigati a goccia secondo il sistema CropSense® della JDW, trapiantato il 22 maggio, a file binate (175 cm tra i vertici delle bine e 50x38 cm sulla bina). Le rese sono state misurate su 30 plot di 1 m2 i cui centroidi sono stati georeferiti rispetto al sistema di coordinate geografiche ellissoidi. Il 21 agosto, un mese prima della raccolta, sono state effettuate in campo 100 misure di riflettanza sulle piante, nel dominio vis-NIR 350-1070 nm (ASD FieldSpec HandHeld). In corrispondenza di ciascun plot sono stati prelevati 30 campioni di suolo a due profondità (0-20 e 20-40 cm). Sui campioni essiccati all’aria, macinati e setacciati a 2 mm sono state realizzate, in laboratorio, misure di riflettanza nel dominio vis-NIR 350-2500 nm, utilizzando uno spettroradiometro mod. ASD FieldSpec pro 350-2500 nm. Gli spettri di riflettanza delle piante (Rp) sono stati processati per il calcolo di indici spettrali (WDVI, PVI, SAVI, TSAVI, SAVI2, MSAVI, OSAVI, NDVI, GNDVI); gli spettri di riflettanza dei suoli (Rs) sono stati utilizzati per la valutazione dell’intensità di specifiche bande di assorbimento (sulle derivate seconde degli spettri di assorbanza, A = log 1/Rs) e per il calcolo del colore (sistema CIE L*a*b*). Sulle piante sono state realizzate misure non distruttive di LAI (Leaf Area Index) utilizzando un LI-COR LAI 2000 (LI-COR Biosciences, Lincoln, Nebraska, USA). Per ogni singolo plot sono state valutate le produzioni di bacche. Le produzioni (riferite ai centroidi dei singoli plot) sono state spazializzate con l’aiuto del metodo Kriging. Le relazioni tra le variabili del suolo e della pianta sono state analizzate con l’aiuto della tecnica multivariata della Partial Least Squares Regression (PLSR) analysis. Risultati e discussione L’andamento climatico dell’area oggetto della prova ha fatto registrare temperature e piovosità nella norma. Sono stati necessari 16 interventi irrigui per soddisfare le esigenze colturali con una quantità di acqua distribuita pari a 170 mm. La produzione di pomodoro (Fig. 1) si è attestata su valori medi di

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10,4 kg m-2 con una produzione massima pari a 14,4 kg m-2 ed una produzione minima di 5,5 kg m-2. La distribuzione spaziale dei dati evidenzia alcuni bassi valori produttivi in corrispondenza dei margini del campo e in una zona che dal margine superiore destro del campo si allarga verso il centro. L'analisi della derivata seconda (Fig. 2) evidenzia la presenza di una banda di assorbimento a 480 nm associabile alla presenza di goethite e di tre importanti bande legate alla presenza di minerali argillosi, intorno a 1409 e 1906 nm (smectite), a 2202 nm (caolinite, smectite e illite) e di una banda a 2341 nm (carbonati). La banda intorno a 2002 nm è accompagnata da una boublet, intorno a 2162 nm, determinata dalla presenza di caolinite. I risultati della PLSR (Fig. 3) mostrano un’evidente relazione negativa tra le bande di assorbimento dei minerali del suolo e la produzione: suoli più ricchi di minerali argillosi, quindi più fini, dal punto di vista tessiturale, tendono a determinare produzioni più basse. Ciò è probabilmente determinato da condizioni di minore drenaggio (= maggiore asfissia radicale) nei suoli più argillosi, rispetto a quelli più sabbiosi. Anche i parametri spettrali della vegetazione sono positivamente correlati alla produzione, fatta eccezione del PVI (negativamente correlato). Una relazione positiva, anche se meno rilevante, esiste tra la variabile cromatica b* (+ b* = maggior contenuto di “giallo”; - b* = maggiore contenuto di “blu”, indicativo di suoli più asfittici) Figura 1. Distribuzione spaziale della produzione del Pomodoro

Conclusioni I risultati dello studio hanno evidenziato importanti relazioni tra proprietà spettrali del suolo e proprietà spettrali e produttive della produzione (pomodoro) nelle specifiche condizioni del campo sperimentale oggetto d’indagine. L’analisi, di tipo esplorativo, deve essere approfondita anche in termini predittivi, attraverso la calibrazione e validazione di modelli basati sull’uso della spettrometria vis-NIR e di tecniche multivariate, per arrivare a stime attendibili e a basso costo della produzione delle colture, prerequisito essenziale per la gestione agronomica sostenibile dell’azienda agricola. Fig. 2 - Spettro medio di derivata seconda dei suoli oggetto di studio nel dominio ottico riflessivo 3502500 nm. è indicata la posizione delle principali bande di assorbimento Fig. 3 -Ordinazione delle variabili del suolo e della vegetazione nel piano fattoriale t1xt2 Bibliografia Dumas Y. et al., 2003. Review: effects of environmental factors and agricultural techniques on antioxidant content of tomatoes, J. Sci. Food Agric. 83: 369–382. Faostat web site http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.aspx?PageID=567#ancor Kumar S. et al. 2007. Effect of differential soil moisture and nutrient regimes on postharvest attributes of onion (Allium cepa L.). Scientia Horticulturae 112: 121–129.

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Risposta Fisiologica e Produttiva del Fagiolo da Granella Secca alla Variazione del Regime Irriguo Rosario Paolo Mauro1, Umberto Anastasi1, Alessia Restuccia2, Giancarlo Patané1, Giovanni Mauromicale1 1

Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Università di Catania, IT, umberto.anastasi@unict.it 2 Dipartimento di Biologia “Marcello La Greca”, Università di Catania, IT

Introduzione Il fagiolo ( L.), con una superficie coltivata di quasi 26 x 106 ha e una produzione di 6 20 x 10 t di granella secca, è la seconda leguminosa da granella più importante al mondo. La produzione areica media è di 0,8 t ha-1, sebbene la specie possa esprimere una potenzialità produttiva fino a quasi cinque volte superiore (FAOSTAT Agriculture, 2009). Tra le cause di questo divario, un ruolo preminente è da attribuire al deficit idrico cui la coltura può andare incontro per periodi più o meno prolungati nei principali areali di coltivazione (Emam et al., 2010). Il fagiolo, infatti, è notoriamente sensibile allo stress idrico che, in rapporto all’entità e alla durata, può condizionarne in maniera significativa il comportamento bio-fisiologico e produttivo. Tuttavia, le informazioni sull’argomento sono talvolta contrastanti e, nell’ottica di una auspicabile maggiore diffusione della specie negli ambienti semiaridi, meritano ulteriore approfondimento. Per tali motivi, è stata studiata la risposta fisiologica e produttiva della pianta a livelli crescenti di disponibilità idrica del terreno. Metodologia La prova è stata realizzata, per un biennio, presso il DISPA dell’Università di Catania (37°30’N, 15°06’E; 70 m s.l.m.). In un dispositivo sperimentale costituito da vasche lisimetriche (0,95 x 0,95 x 0,65 m) interrate, sono stati studiati 6 regimi irrigui basati sulla restituzione dell’evapotraspirazione massima durante il ciclo colturale (0, 33, 66, 100, 133, 166% ETc), adottando uno schema a blocchi randomizzati con 4 repliche. Prima della semina, il terreno (classe granulometrica, medio-sabbioso; contenuto medio di umidità in peso 15,7% a -0,03 MPa e 7,1% a -1,50 MPa; densità apparente, 1,54 g cm-3) contenuto nelle 24 vasche è stato adeguatamente concimato e umettato fino al 50% circa della capacità di campo. La semina è stata eseguita l’11 e il 13 maggio, rispettivamente nel 1° e 2° anno, utilizzando la cultivar “Borlotto Lingua di Fuoco” con un investimento di 11 piante m-2. I volumi irrigui, diversificati a partire dall’emissione della terza foglia vera (2 settimane dopo la semina) fino alla maturazione della granella, sono stati calcolati con metodo evaporimetrico, e somministrati ogni volta che l’ET cumulata raggiungeva la soglia di 40 mm, stabilita in base alle caratteristiche idrologiche del suolo, nei primi 0,5 m del profilo. In entrambi gli anni, allo stadio d’inizio allegagione, sono stati rilevati, in orario meridiano (11:30-13:30), la temperatura della canopy (termometro IR, Everest Interscience), la resistenza stomatica (autoporometro ‘steady state’, LI-1600) ed il potenziale idrico totale (camera a pressione, PMS) dell’ultima foglia apicale completamente dispiegata. A fine ciclo su un campione rappresentativo di 5 piante contigue sono stati determinati l’altezza ed il peso secco, la produzione di granella e le sue componenti. I dati di ciascuna variabile studiata sono stati sottoposti ad ANOVA ( 0,01) combinando i fattori regime irriguo e anno. Per il confronto delle medie dei trattamenti è stato applicato il test MDS. La varianza è stata ulteriormente scomposta al fine di saggiare per ciascun carattere la significatività delle componenti polinomiali. E’ stata inoltre eseguita l’analisi di correlazione semplice ( 0,01, g.l.=46) tra le variabili studiate. Risultati Le condizioni meteoriche durante il ciclo colturale, simili nei due anni di prova, sono state caratterizzate da temperature nella norma per il periodo e da precipitazioni irrilevanti, per cui la

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reintegrazione dell’ETc prevista per i trattamenti allo studio è stata assicurata essenzialmente attraverso l’irrigazione, con volumi stagionali che, nell’ordine, sono stati pari, in media, a 32, 101, 172, 249, 325 e 400 mm. L’effetto del fattore anno e dell’interazione con il regime irriguo non è stato significativo per nessuna delle variabili studiate, pertanto in tabella 1 vengono presentati i valori medi del biennio. Tabella 1. Effetti del regime irriguo sul comportamento bio-fisiologico e produttivo del fagiolo. Lettere diverse nell’ambito di ciascuna variabile indicano differenze significative tra le medie dei trattamenti. Altezza Peso Baccelli Semi Resa Temperatura Resistenza Regime Ψt pianta pianta pianta baccello seme canopy stomatica irriguo foglia (cm) (g s.s.-1) (n) (n) (t ha-1) (ETc, %) (MPa) (°C) (s cm-1) 0

-1,35 e

34,2 a

6,6 a

29,8 d

7,5 e

3,0 d

3,5 c

0,3 e

-1,30 e

33,2 ab

3,8 b

32,2 bd

13,8 d

5,0 cd

3,6 c

0,6 e

-0,93 d

32,1 b

1,9 c

31,2 cd

24,7 c

7,4 c

3,8 c

1,4 d

100

-0,78 c

31,8 b

1,1 cd

33,9 bc

43,4 b

11,0 b

3,9 bc

2,3 c

133

-0,57 b

29,7 c

0,7 d

35,5 ab

47,9 b

13,1 b

4,4 a

3,4 b

166

-0,47 a

29,7 c

0,6 d

38,5 a

69,3 a

18,3 a

4,3 ab

4,8 a

-0,90

31,8

2,4

33,5

34,4

9,6

3,9

2,1

L **

Q **

Media Componente

L **

Q **

L **

La durata del ciclo biologico e l’articolazione delle fasi intermedie non sono state influenzate dal regime irriguo, L’inizio della fioritura e dell’allegagione e la maturazione fisiologica sono avvenuti, rispettivamente, a metà e fine giugno e a fine luglio, Le variazioni degli indici fisiologici sono state, nel complesso, pressoché rispondenti ai regimi irrigui, In particolare, per effetto degli apporti idrici crescenti, mentre il potenziale fogliare è progressivamente aumentato fino al livello massimo di restituzione di ETc, la temperatura della canopy e la resistenza stomatica sono entrambe significativamente diminuite fino al 100% di ETc, rimanendo pressoché costante la prima e riducendosi lievemente la seconda con i due livelli più alti di reintegrazione idrica, La temperatura della canopy e la resistenza stomatica sono risultate positivamente correlate tra loro (r=0,672**) e ciascuno dei due indici è risultato negativamente correlato con il potenziale idrico fogliare (r=-0,680**, r=-0,789**, rispettivamente), L’altezza e il peso della pianta sono aumentati linearmente con l’aumento dell’ETc, La resa in granella è significativamente aumentata all’aumentare degli apporti idrici anche oltre la piena restituzione dell’ETc, Tra quest’ultima tesi è quella che prevedeva il livello massimo di restituzione idrica, l’incremento produttivo è più che raddoppiato, sostanzialmente come conseguenza dell’aumento del numero di baccelli per pianta, risultato strettamente correlato alla resa (r=0,930**), Tra gli indici fisiologici, l’associazione più stretta con la produzione areica è stata trovata con il potenziale idrico (r=0,912**), piuttosto che con la temperatura della canopy e la resistenza stomatica (r=-0,701**, r=-0,722**, rispettivamente), Conclusioni I risultati indicano che il fagiolo risponde positivamente, sia in termini fisiologici sia produttivi ad apporti irrigui anche superiori a 2/3 del pieno soddisfacimento dell’ETc, Il comportamento biofisiologico e produttivo della specie in risposta al regime irriguo sono stati coerenti, come dimostrato dal grado di associazione stretto tra gli indici di stato termico e idrico della pianta e tra questi ed i caratteri produttivi, Bibliografia Emam Y et al,, 2010, Water stress effects on two common bean cultivars with contrasting growth habit, American-Eurasian J, Agric, & Environ, Sci,, 9: 495-499, FAOSTAT Agriculture, 2009, ProdSTAT: crops, http://faostat,fao,org,

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Lavorazioni del Terreno a Diversi Contenuti di Umidità: Effetti sulle Colture e sulla Flora Infestante Ulderico Neri, Carlo Galeffi, Bruno Pennelli, Rosa Francaviglia Centro di Ricerca per lo Studio delle Relazioni tra Pianta e Suolo (CRA-RPS), Roma IT, rosa.francaviglia@entecra.it

Introduzione Nella pratica agronomica, si definisce “tempera” lo stato del suolo in cui il contenuto idrico determina condizioni ottimali di lavorabilità. Tali condizioni ricadono in un intervallo di umidità del suolo, la cui ampiezza è determinata principalmente dalla tessitura e secondariamente dal contenuto in sostanza organica. La condizione di umidità del terreno definita come “capacità di campo”, corrisponde nella maggior parte delle situazioni ad una condizione di eccesso idrico, se intesa in termini di tempera (Dexter, 2004a; 2004b; 2004c). L’aratura del terreno in condizioni di umidità non omogenea lungo lo strato arabile, può provocare l’inversione degli strati umidi superficiali con quelli profondi asciutti. Questa situazione, definita in gergo come “arrabbiaticcio” o “caldafredda” ingenera, oltre a situazioni temporanee di infertilità, infestazioni importanti di Lolium temulentum e Papaver Rhoeas e predispone le colture all’attacco di patogeni fungini (Bonciarelli, 1981). Negli ultimi anni, il requisito della lavorazione in tempera è stato incluso tra le norme della condizionalità per il mantenimento delle caratteristiche qualitative dei suoli secondo gli standard delle Buone Condizioni Agronomiche ed Ambientali (Dell’Abate et al., 2011). Il Progetto EFFICOND (EFF= efficacia delle norme di COND = condizionalità) del CRA, Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura, ha verificato l’efficacia delle norme di condizionalità in risposta alle esigenze specifiche della Rete Rurale Nazionale. In questo ambito, il CRA-RPS ha allestito una prova agronomica biennale (grano duro, orzo distico) di lavorazione principale (aratura) su terreni con contenuti idrici diversi dallo stato di tempera, per difetto o eccesso, per consentire la verifica degli effetti sulla struttura del suolo e sulle produzioni. Di questa prova saranno riportati nel presente lavoro i principali risultati agronomici. Metodologia La prova, condotta presso l’azienda sperimentale di Tor Mancina (Monterotondo – RM) del CRA-RPS nel biennio 2008-2010, è stata realizzata su un’area di circa 2.5 ettari (90 x 270 m) in collina, con pendenza media dell’8% su suolo vulcanico, di tessitura franco-limosa, caratterizzato dalla presenza di pancone tufaceo a profondità variabile di 30-45 cm fortemente limitante il franco di coltivazione. Il disegno sperimentale ha previsto la realizzazione di 4 parcelle (15 x 270 m) disposte con il lato maggiore secondo la linea di massima pendenza, su cui sono state effettuate arature a rittochino a due diverse profondità (20 cm e 40 cm) e in due epoche autunnali caratterizzate entrambe da eccessiva umidità del suolo rispetto allo stato ottimale di tempera. Nel primo anno di prova, è stata predisposta una parcella alla quale si attribuisce il significato sperimentale di “Controllo” (CTR1), sulla quale è stata effettuata l’aratura a rittochino a 40 cm, in agosto su terreno secco, con umidità tendenzialmente prossima al punto di appassimento. Nel secondo anno di prova è stata aggiunta un’ulteriore parcella per l’aratura in agosto ma alla profondità di 20 cm (CTR2). Queste tesi di lavorazione estiva rispecchiano la prassi consolidata nella zona per sfuggire al rischio di “arrabbiaticcio” in cui si può incorrere con lavorazioni effettuate a seguito delle prime piogge di fine estate e per ottenere un miglior affinamento del letto di semina dei cereali vernini con l’ausilio degli agenti atmosferici. Ogni parcella è stata suddivisa in tre sub-parcelle secondo tre posizioni altimetriche (fascia Alta, Media e Bassa) al fine di verificare eventuali riduzioni produttive a seguito di fenomeni erosivi indotti dalle arature fuori tempera. Sono stati effettuati rilievi fotografici per la stima della qualità del letto di semina e dei fenomeni erosivi, rilevi fotografici e manuali per valutare le emergenze, rilievi delle infestanti alla fase di fine accestimento del cereale e rilievi sulla quantità della granella prodotta.

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Tutti i dati rilevati sono stati sottoposti ad analisi della varianza. La separazione delle medie è stata effettuata con il test sequenziale di Duncan. Risultati Nel primo anno di prova 2008/09 (I) le condizioni meteo al momento delle arature hanno permesso il realizzarsi di condizioni di umidità del terreno maggiormente differenziate rispetto al secondo anno (Tabella 1), i cui effetti si sono manifestati nella difficoltà di realizzazione di letti di semina ottimali e delle successive operazioni di semina per una eccessiva plasticità e tenacità delle zolle. Sempre nel primo anno, l’eccezionale piovosità invernale (250 mm più elevata rispetto al valore medio) ha provocato pesanti fenomeni erosivi accentuando gli effetti delle lavorazioni in modo più marcato che nel secondo anno. Nella prima annualità, infatti, l’aratura estiva ha influenzato positivamente sia l’emergenza che il raccolto finale con una significativa riduzione della flora infestante. Il secondo anno di prova 2009/10 (II) pur confermando gli incrementi produttivi indotti delle arature estive, non ha evidenziato effetti nel contenimento delle infestanti. Ulteriori effetti su produzione ed infestazione sono stati rilevati a carico della profondità di lavorazione (Tabella 1). Tabella 1. Dati medi delle umidità del terreno, delle infestanti e di produzione nei due anni di prova. Umidità suolo (% peso secco) Tesi/anno

Infestanti Monocotiledoni (g SS m-2)

Emergenza (piante m-2)

Infestanti Dicotiledoni (g SS m-2)

Produzione granella (t ha-1)

CTR1

12,00 a

18,44 a

259 a

228 bc

19,08 a

19,50 a

11,76 a

25,12 a

3,27 c

2,61 c

CTR2

21,45 a

235 c

31,20 a

15,10 ab

2,45 bc

I^ epoca- 40 cm

41,18 d

35,03 b

153 b

194 a

19,92 a

26,81 a

21,30 a

6,61 b

1,91 a

1,65 ab

I^ epoca-20 cm

37,18 bc

30,11 b

154 b

202 ab

12,33 a

25,83 a

34,07 b

4,47 b

2,71 bc

2,23 bc

II^ epoca-40 cm

37,74 c

32,63 b

178 b

177 c

28,50 a

55,25 b

32,50 b

2,19 b

2,05 ab

1,35 a

II^ epoca-20 cm

34,03 b

33,94 b

175 b

187 c

76,95 b

29,36 a

30,10 b

8,72 b

2,27 ab

1,76 ab

Medie contraddistinte da lettere diverse risultano significative al test di Duncan (P < 0,05)

Conclusioni I risultati hanno evidenziato che suoli ad elevata componente limosa, lavorati in condizioni di umidità superiori a quello ottimale di tempera, danno come risultato la formazione di zollosità tenace ed eccessiva ed il danneggiamento della struttura, le cui conseguenze si ripercuotono sulle difficoltà di realizzare adeguati letti di semina, con ritardo e riduzione sensibile delle emergenze, dello sviluppo della coltura, dell’investimento finale e delle rese produttive, oltre a favorire lo sviluppo maggiore della flora infestante, Lavorazioni estive su terreno tendenzialmente secco, a fronte di una maggiore richiesta energetica delle macchine operatrici, consentono la realizzazione di buoni letti di semina il cui affinamento è facilitato dall’azione degli agenti atmosferici nel periodo che intercorre tra la lavorazione principale e la semina autunnale del cereale vernino i cui effetti positivi si manifestano già nelle prime fasi di sviluppo (germinazione ed emergenza) e per tutto il ciclo della coltura, Bibliografia

Bonciarelli F, 1981, Agronomia, Ed, Edagricole, Bologna, Italy, Dell’Abate M,T, et al, 2011, Italian Journal of Agronomy, s1:e10 (in stampa), Dexter A,R, 2004a, Soil physical quality Part I, Theory, effects of soil texture, density, and organic matter, and effects on root growth, Geoderma, 120:201-214, Dexter A,R, 2004b, Soil physical quality: Part II, Friability, tillage, tilth and hard-setting, Geoderma, 120:215-225, Dexter A,R, 2004c, Soil physical quality Part III: Unsaturated hydraulic conductivity and general conclusions about Stheory, Geoderma, 120:227-239,

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Produttività del Guado (Isatis tinctoria L.) in Risposta a Differenti Gestioni della Fertilizzazione. Orsini R., Serrani L., Perugini M., Bianchelli M., Iezzi G., Santilocchi R. Dip. di Scienze Ambientali e delle Produzioni vegetali, Università Politecnica delle Marche, IT, r.orsini@univpm.it

Introduzione Il guado (Isatis tinctoria L.) è una pianta erbacea biennale che appartiene alla famiglia delle crucifere utilizzata sin da epoca preistorica per uso tintorio (Kokubun T. et al., 1998). In Italia è diffusa particolarmente al nord in Val d'Aosta e Liguria, in alcune regioni del centro come Toscana, Umbria, Lazio, Marche nel sud principalmente in Abruzzo ed in Sicilia e Sardegna (Pignatti S., 1982). La sostanza colorante estratta dal guado è detta indaco e deriva da precursori presenti in forma solubile nelle foglie (Epstein E. et al., 1967; Maier W. et al., 1990). Nel XVII secolo in seguito all’importazione di indaco estratto da Indigofera spp. la coltivazione del guado ha iniziato il suo declino fino quasi a scomparire nel XIX secolo con l’avvento dei coloranti di sintesi (Oberthür C. et al., 2004). Attualmente c’è un crescente interesse rivolto alla produzione di coloranti naturali a partire da fonti rinnovabili (Cardon D., 2009). Il lavoro proposto presenta i risultati conclusivi di un progetto di ricerca, finanziato con Fondi della Regione Marche nell’ambito del Piano di Azione Bieticolo–Saccarifero (PABS) 2009-2010 e finalizzato alla reintroduzione della coltivazione del guado nell’ambiente collinare marchigiano. Metodologia La sperimentazione è stata avviata nel 2009 presso l’azienda agricola “La Campana” ubicata in località Montefiore dell’Aso (AP). Il campo sperimentale ha dimensioni pari a 3 ha, esposizione a S-SE, pendenza media del 4%, terreno di medio impasto e altitudine di 50 m s.l.m.. La semina è avvenuta in novembre (in accordo con Sales et al., 2006) ed è stata seguita da rullatura. La distanza tra le file adottata è stata di 50 cm. Il controllo della flora infestante è avvenuto chimicamente in pre-emergenza e meccanicamente in post-emergenza. L’estratto tintorio è stato ricavato adottando il metodo descritto da Beijerinck M.W. (1899). I trattamenti a confronto sono stati: i) trattamento minerale (M): per il quale è stata prevista la somministrazione di 138 unità ha-1 di N in forma minerale; ii) trattamento organico (O): per il quale è stata prevista la somministrazione ed incorporamento nel suolo tramite sarchiatura di 138 unità ha-1 di N in forma organica; iii) trattamento di controllo ad input zero (C): per il quale non è stato apportato fertilizzante azotato. Il disegno sperimentale adottato è a blocchi completi randomizzati con 3 repliche. Le variabili misurate hanno riguardato: a) la quantificazione delle componenti della biomassa epigea (t ha-1) fresca e secca (dopo trattamento in stufa ventilata); b) la determinazione diretta della superficie fogliare calcolata con metodo planimetrico (Daughtry C.S.T., 1990) (dato non presentato); c) la fittezza colturale (n. piante m-2); d) la produzione di estratto tintorio (kg ha-1); e) la purezza dell’estratto tintorio (in corso di analisi). Risultati I risultati mostrano significative differenze in termini di biomassa prodotta tra il trattamento M ed i trattamenti O e C. Le differenze sono state associate alla maggiore disponibilità di azoto nel trattamento M che ha garantito oltre che una maggiore produzione di biomassa, anche una più efficace azione di

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Figura 1. A: Produzione di biomassa fresca epigea (t ha-1) e B: produzione di estratto tintorio (kg ha-1) nei trattamenti a confronto. (ANOVA: nell’ambito di ogni variabile, valori seguiti da lettere diverse, sono risultati significativamente differenti per P < 0.05)

contenimento della flora infestante. Nell’ambito del trattamento O solamente in occasione del primo raccolto sono emerse differenze significative rispetto a C per effetto della concimazione organica che, tuttavia, non ha garantito un costante approvvigionamento di azoto per la coltura a causa dello sfasamento temporale tra esigenze della coltura e ritmo di mineralizzazione della sostanza organica. Relativamente all’estratto tintorio non sono emerse differenze significative tra i trattamenti in termini di contenuto percentuale rispetto alla biomassa fresca prodotta. Il dato si allinea con quanto riscontrato da Sales et al. (2006) ed evidenzia come produzioni di estratto tintorio accettabili siano perseguibili anche in contesti caratterizzati da restrizioni sull’utilizzo di fertilizzanti azotati (per es. in zone vulnerabili da nitrati (ZVN) o aziende ad indirizzo biologico o macrobiotico). Conclusioni I risultati presentati mettono in evidenza come la produzione di biomassa del guado sia influenzata positivamente dalle concimazioni azotate minerali in maggior misura rispetto a quelle organiche. Il trattamento di controllo ad input zero ha prodotto modeste quantità di biomassa principalmente per il mancato apporto di fertilizzanti azotati unitamente al limitato potere soffocante nei confronti della flora infestante che rappresenta l’aspetto più critico nella gestione del guado. I risultati ottenuti confermano comunque la possibilità di reinserimento della coltivazione del guado anche in contesti marginali come quelli caratterizzanti la collina marchigiana ma è necessario creare una filiera produttiva finalizzata alla valorizzazione del prodotto ed alla sensibilizzazione del consumatore. Bibliografia

Beijerinck M.W. 1899. On the formation of indigo from the woad. Proc. Royal Acad. Sci. September:120-129 Cardon D. 2009. Chapter 2:21-26 Colours in Civilizations of the World and Natural Colorants: History under Tension. Handbook of Natural Colorants. Edited by Thomas Bechtold and Rita Mussak © 2009 John Wiley & Sons, Ltd. ISBN: 978-0-470-51199-2 Daughtry C.S.T. 1990. Direct measurements of canopy structure. Remote Sens. Rev. 5:45–60. Epstein E. et al. 1967. Origin of indigo of woad. Nature, 216:547–549. Kokubun T. et a1. 1998. Indoxyl derivatives in woad in relation to medieval indigo production. Phytochemistry, 49:79– 87. Maier W. et al. 1990. Biosynthesis of indoxyl derivatives in Isatis tinctoria and Polygonum tinctorium. Phytochemistry, 29:817–819. Oberthür C. et al. 2004. The elusive indigo precursors in woad (Isatis tinctoria L.) – Identi cation of the major indigo precursor, isatan A, and a structure revision of isatan B. Chem. Biodiv, 1:174–182.Spataro, G. et al. 2007. Genetic variation and population structure in a Eurasian collection of Isatis tinctoria L., Genet. Resour. Crop. Ev. 54:573–584. Pignatti S. 1982. Flora d'ltalia. 1:381. Edagricole, Bologna. Sales et al. 2006. Sowing date, translanting, plant density and nitrogen fertilization affect indigo production from Isatis species in a Mediterranean region of Spain. Industrial Crops and Products 23:29-39

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Valutazione del Comportamento Fisiologico e Produttivo di una Cultivar di Mais (Zea mays) in A mbiente Mediterraneo L. Ottaiano1, M. Mori1, N. Fiorentino1, V. Lombardi1, V. Magliulo2 1

Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Univers ità degli Stud i di Napoli Federico II - Via Univers ità, 100; 80055 Portici (Na). Tel 0812539126; fax 0817755126; mori@unina.it 2 CNR-ISAFOM, Via C. Patacca, 85-80056, Ercolano (Na);

Introduzione Il mais è uno dei cereali di maggiore interesse per l'agricoltura italiana per l'elevata potenzialità produttiva della coltura e per l'alto valore nutritivo ggio. Nel nostro Paese, in particolare per le zone irrigue e zootecniche, è una coltura di riferimento, in grado di garantire un valido sostegno alla continuità dei redditi agricoli (ISTAT, 2000). Il mais, per quanto riguarda la conduttanza stomatica, che, in tutte le altre colture diminuisce all’aumentare dello stress idrico, si comporta in maniera differente. Infatti, a parità di potenziale idrico la conduttanza ha valori più bassi. La spiegazione sta nella minor apertura degli stomi per molecola di CO2 fissata e alla maggiore resistenza alla perdita di acqua. (Katerji et al., 2001). L’obiettivo del presente lavoro è stato quello di valutare e mettere in relazione il comportamento fisiologico e produttivo di una coltura di mais su 2 differenti tipologie di suolo (sabbioso, argilloso).

Metodologia La ricerca è stata condotta presso l’azienda agricola di G. Iemma, località Borgo Cioffi (SA). Il suolo dell’azienda ha una tipica origine alluvionale, trovandosi in un’area di esondazione ed è tipicamente eterogeneo. Nella parcella sperimentale sono state individuate due differenti tipologie di suolo: a Nord-Est uno a tessitura argillosa, e ad Sud-Ovest uno a tessitura sabbiosa. L’attività di monitoraggio ha avuto una durata biennale (2009 - 2010). Nel primo anno (2009) è stata considerata un'unica tesi con terreno argilloso, mentre nel secondo anno (2010) è stata aggiunta anche una tesi su suolo sabbioso. Nei due anni sono stati effettuati campionamenti di conduttività stomatica e misure dello stato idrico delle foglie in 5 diverse ore del giorno (3:00 – 9:00 – 13:00 – 17:00 – 21:00). Risultati cm s-1

Argilloso - Anno 2009

2.1 1.8 1.5 1.2

R = 0 .7 3

0.9 0.6 0.3 0.0

R = 0.66

-1.8

-1 .6

-1.4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

M pa apicale

basale

Fig.1:Andamento della relazione conducibilità stomatica e potenziale idrico delle foglie ap icali e basali anno 2009

Nell’anno 2009, le foglie apicali hanno mostrato (fig. 1) una minore attività rispetto alle basali. In un’annata caratterizzata da importanti carenze idriche nei primi 50 giorni del ciclo (circa 80 mm ), la pianta tende, anche per la restante parte del ciclo a spostare la maggior attività di scambio gassoso sulle foglie basali sicuramente più ombreggiate. Nell’anno 2010 (fig.2), invece, in entrambi i suoli, anche se con valori molto differenti, così come era da attendersi, è stata osservata una maggiore attività stomatica delle foglie apicali rispetto a quelle basali. Le foglie apicali, infatti, godono di un maggiore insolazione (assenza di ostacoli quali

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possono essere le foglie con un più alto punto di inserzione per le basali). Nel sabbioso, questa differenza tra foglia apicale e basale è risultata meno marcata. Ciò è da ascriversi, una maggiore condizione di stress da parte della pianta durante tutto il ciclo che ha avuto come conseguenza la tendenza a ridurre l’attività delle foglie più esposte nelle ore più calde. S ab bios o - A nno 2 0 1 0

Ar gillo so - Ann o 2 01 0

2 .1

cm s

-1

1 .8 1 .5

R = 0. 90

1 .2

a p ic a le

0 .9 0 .6

R ² = 0 ,9 3

ba sa le

0 .3 0 .0 - 1. 8

-1 .6

- 1 .4

-1 .2

- 1 .0 - 0. 8 M pa

-0 .6

- 0. 4

0. 0 -1 .8

-0 .2

-1 .6

- 1 .4

-1 .2

-1 .0 - 0 .8 M pa

-0 .6

-0 .4

- 0 .2

0. 0

Fig.2 Andamento della relazione conducibilità stomatica e potenziale idrico delle foglie apicali e basali anno 2010

Nelle figure (3,4,5 ), è stata posta a confronto la relazione tra conducibilità stomatica e potenziale idrico fogliare in diversi giorni del ciclo, evidenziando l'influenza dell'umidità del suolo. Nel suolo argilloso del 2009, la pendenza delle curve è legata al contenuto idrico. Infatti, i più alti valori di conducibilità e potenziale sono stati rilevati nel 56° giorno del ciclo, quando si è registrata anche la maggior umidità del suolo. Come era da aspettarsi anche nell'argilloso del 2010, la pendenza delle curve dipende direttamente dal SWC medio giornaliero. Nel suolo sabbioso del 2010, valori di contenuto idrico molto simili sono stati registrati nel 40° e 54° giorno; in tale situazione la differenza di conducibilità stomatica, anche se minima, sembra dipendere dalla quantità di luce (PAR) dell’intera giornata. A r g i l lo s o - A n n o 2 0 0 9

cm s

R = 0 ,8 1 S W C = 1 7 ,5 0 %

= 0 ,7 7

- 1

2 .1 1 .8 1 .5

S W C = 1 8 ,5 6 %

1 .2

R = 0 ,9 5 S W C = 2 2 ,3 4 %

0 .9

R = 0 ,9 0 S W C = 2 5 ,3 2 %

0 .6 0 .3 0 .0

- 1 .6

- 1 .1

3 5 G DS

M pa

5 6 G DS

- 0 .6

- 0 .1

70 G DS

86 G DS

- 1

S ab b ioso - A n n o 2 01 0

cm s

2.1

= 0 ,9 7

S W C = 1 7 ,8 2 % 96 4 m m o l m R

-2

-1

1.5

= 0 ,9 9

S W C = 1 7 ,9 8 % 74 1 m m o l m

-2

-1

R = 0 ,8 6 S W C = 1 3 ,8 9 % -2

1.2 0.9

53 2 m m o l m

1.8

0.6

-1

0.3

0.0 - 1 .6

- 1 .1 40 G DS

M pa

- 0 .6

- 0 .1

54 GD S

68 G DS

A r g i ll o s o - A n n o 2 0 1 0

cm s 2

2 .1

R = 0,85 S W C = 1 9 ,8 2 % 9 90 m m ol m R

-2

-1

S W C = 1 8 ,8 9 %

-2

-1

1 .2 0 .9

= 0 ,8 1

S W C = 2 4 ,7 8 % 7 86 m m ol m

1 .8 1 .5

= 0 ,8 7

4 1 1 m m ol m

-1

-2

-1

0 .6 0 .3

Conclusioni Dal lavoro risulta evidente l’importanza e l’influenza di una regolare e razionale pratica irrigua sulla coltivazione del mais in ambiente mediterraneo. Inoltre, anche le tipologie di suolo sembrano, come era da aspettarsi, avere un ruolo importante non solo sull’aspetto produttivo ma anche sull’attività fisiologica della pianta.

0 .0 -1 . 6

- 1 .1 4 0 G DS

M pa

54 G DS

-0 . 6

- 0 .1 68 G DS

Fig.3- 4-5. Andamento della relazione conducibilità stomatica e potenziale idrico fogliare nelle diverse giornate

Bibliografia ISTAT, Statistiche dell'Agrico ltura anno 2000 Katerji, N., van Hoorn, J.W., Hamdy, A., Mastrorilli, 2001. Salt tolerance of crops according to three classification methods and examination of some hypothesis about salt tolerance. Agric. Water Manage., 47, 1-8

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Effetto dell’Osmopriming sulla Emergenza delle Plantule in Cultivar di Sorgo da Biomassa Seminate in Epoche Anticipate Cristina Patanè1, Simona Tringali1, Salvatore La Rosa1, Alessandro Saita2 1

CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Sede di Catania, IT, cristinamaria.patane@cnr.it DISPA, Sezione Scienze Agronomiche, Università degli Studi di Catania, IT, alessandro.saita@tiscali.it

Introduzione Il sorgo, per le sue origini tropicali, negli ambienti caldo-aridi può essere coltivato nel corso della stagione estiva, rendendo necessario l’intervento irriguo. Pertanto, in tali ambienti, l’irrigazione rappresenta una voce rilevante nel bilancio energetico ed economico della coltura. Una possibilità di sfuggire, almeno nelle prime fasi del ciclo biologico, al periodo secco può essere rappresentata dall’adozione di semine precoci (es. Marzo) allo scopo di consentire alle radici l’uso delle riserve idriche accumulatesi nel terreno nel corso della stagione piovosa e ridurre gli interventi irrigui. Tuttavia, le elevate esigenze termiche (>10°C) del seme in fase di germinazione possono rappresentare un limite all’impiego di semine anticipate nel sorgo. Ricerche condotte in laboratorio su cultivar diverse di sorgo da biomassa hanno dimostrato l’efficacia del pretrattamento osmotico nel migliorare le performance germinative del seme in condizioni termiche sub ottimali. Al fine di verificare l’efficacia dell’osmopriming accertata in laboratorio, sulla germinazione del seme in condizioni termiche sub ottimali (Foti et al., 2002), nell’ambito del progetto Ottimizzazione delle filiere Bioenergetiche esistenti per una Sostenibilità Economica e Ambientale (BIOSEA) del MIPAF, è stata realizzata una prova in un ambiente tipicamente mediterraneo, in cui di 4 cultivar di sorgo da fibra, selezionate sulla base dei risultati di laboratorio, sono state seminate in epoche anticipate. Metodologia La prova, condotta in pien’aria, è stata realizzata nell’anno 2011 presso la sede di Catania del CNRISAFoM. Sulle cultivar di sorgo da fibra ‘Padana 4’, ‘PR811F’, ‘Jumbo’ e ‘PSE24213’, sono stati studiati gli effetti di quattro epoche di semina (10 e 28 Marzo, 15 Aprile e 2 Maggio), e dell’osmocondizionamento (osmopriming) del seme, sulla emergenza delle plantule. Campioni di 150 semi (tre repliche di 50 semi ciascuna) sono stati posti in fitocelle della capacità di 2 L circa, contenenti terreno da riporto e terriccio nel rapporto 1:1, ad una profondità di circa 2 cm. L’osmopriming è stato eseguito prima della semina, mantenendo i semi in una soluzione aerata di PEG 6000 (250 g/L), al buio per tre giorni a 15°C (Patanè et al., 2008). L’irrigazione (circa 200 ml di acqua a fitocella) è stata effettuata alla semina ed ogni qual volta essa si rendeva necessaria. Nel corso della prova, è stata registrata l’emergenza delle plantule, quando queste raggiungevano la lunghezza di 1 cm circa. E’ stata rilevata la temperatura minima e massima giornaliera del terreno a 2 cm circa di profondità, mediante un data Logger (Escort, iLog) (Fig. 1). A conclusione della prova, è stata calcolata la percentuale di plantule emerse. I dati dell’emergenza finale all’interno di ciascuna epoca di semina, previa trasformazione in valori angolari, sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) a due vie (cultivar Fig. 1. Temperatura del terreno registrata nel corso della prova. Le frecce indicano le date di semina. x trattamento al seme).

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Risultati L’osmopriming ha confermato la sua efficacia nello stimolare la germinazione del seme, anche in condizioni ambientali non controllate, se pur in misura meno marcata rispetto a quanto osservato in laboratorio e in maniera significativa solo con le semine di Marzo (Fig. 2, Tab. 1).

Fig. 2. Andamento dell’emergenza cumulata delle plantule in quattro cultivar di sorgo da fibra, in rapporto all’epoca di semina ed al trattamento al seme (UP= semi non trattati; P= semi osmocondizionati).

Nell’epoca di semina più anticipata, infatti, le temperatura del terreno, nella media dei dati registrati nel corso della prima settimana, si è mantenuta su valori (16°C la massima, 10°C la minima) che hanno determinato un rallentamento della germinazione del seme. In tali condizioni i semi hanno beneficiato del pretrattamento soprattutto in termini di velocità di germinazione e in minor misura nell’emergenza finale. Nella seconda semina (fine Marzo), le temperature massime sono aumentate ma quelle minime sono scese al di sotto dei 9°C, riducendo la capacità germinativa del seme. L’osmopriming è risultato efficace sia sulla velocità di germinazione che sulla quantità totale di plantule emerse. In corrispondenza delle semine di Tab. 1. Emergenza delle plantule in quattro cultivar di sorgo da fibra, in Aprile e Maggio, la minima rapporto all’epoca di semina ed al trattamento al seme (UP= semi termica si è mantenuta ben al di non trattati; P= semi osmocondizionati) . sopra della soglia termica Emergenza plantule (%) minima di germinazione del Epoca di 10 Marzo 28 Marzo 15 Aprile 2 Maggio sorgo, consentendo una regolare semina UP P UP P UP P UP P germinazione del seme, anche Padana 4 72,7 81,3 80,7 86,0 78,0 83,3 83,3 86,0 PR 811F 72,7 72,7 66,0 81,3 85,3 86,0 78,7 76,0 nelle tesi non trattate. Tra le Jumbo 88,7 92,0 86,0 96,0 94,0 96,7 88,0 95,3 cultivar in esame, ‘Jumbo’ si è PSE 24213 82,7 88,0 72,7 80,7 78,0 82,7 80,7 79,3 distinta per aver fornito valori di Significatività emergenza finale di plantule cultivar (cv) *** *** ** ** >85% con seme non trattato e tratt. seme (tr) * ** ns ns >90% con seme trattato, in tutte cv x tr ns ns ns ns le epoche di semina. *, **, ***significativo rispettivamente per p 0,05, 0,01 e 0,001; ns: non significativo Conclusioni La fluttuazione delle temperature del terreno che caratterizzano una particolare area di coltivazione possono condizionare fortemente l’insediamento della coltura del sorgo, specie quando seminata in epoca precoce. A tale proposito, la scelta di cultivar meno sensibili sia alle temperature sub ottimali che alle fluttuazioni termiche durante la germinazione in pieno campo, unitamente alla possibilità di migliorare le perfomance germinative attraverso l’osmopriming del seme, appaiono determinanti per il successo della coltura del sorgo seminata in epoca anticipata. Bibliografia Foti S. et al., 2002. Effect of osmoconditioning upon seed germination of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) under low temperature. Seed Sci. Technol., 30:521-533. Patanè C. et al. 2008. Plant emergence of PEG-osmoprimed seeds under suboptimal temperatures in two cultivars of sweet sorghum differing in seed tannin content. J. Agron. Crop Sci., 194:304-309.

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Effetto Comparativo degli Stress Idrico e Salino sulla Germinazione e sulla Crescita Embrionale in Due Cultivar di Sorgo Zuccherino Cristina Patanè1, Simona Tringali1, Alessandro Saita2 1

CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Sede di Catania, IT, cristinamaria.patane@cnr.it 2 DISPA, Sezione Scienze Agronomiche, Università degli Studi di Catania, IT, alessandro.saita@tiscali.it

Introduzione Il sorgo zuccherino, coltura da biomassa per energia da destinare alla filiera del bietanolo, è una specie a ciclo C4 che ben si adatta al clima caldo-arido delle regioni del Meridione d’Italia. In questi ambienti, la scarsa disponibilità idrica o gli elevati livelli di salinità che spesso caratterizzano i terreni, rappresentano i principali fattori che limitano l’insediamento stabile della coltura. In tali condizioni, la germinazione del seme può essere fortemente ridotta o ritardata dal basso potenziale idrico del terreno, dovuto alla scarsa presenza di acqua o agli elevati tassi evaporativi del terreno stesso, anche in presenza di irrigazione, che ne inducono un aumento della concentrazione di sali. Nell’ambito del progetto ‘Filiere agroenergetiche nel Sud Italia’ (FAESI) del MIPAF, è stata condotta una ricerca che ha avuto come obiettivo lo studio degli effetti dello stress idrico e di quello salino, sulla germinazione del seme e sulle caratteristiche della radichetta e della piumetta, in due cultivar di sorgo zuccherino. Metodologia I test di germinabilità sono stati condotti in laboratorio a temperatura ottimale (25°C), su due cultivar di sorgo zuccherino: ‘Keller’ e ‘90-5-2’. Sono stati studiati 6 diversi livelli di potenziale idrico ( ) della soluzione di imbibizione: 0, -0,2, -0,4, -0,6, -0,8, -1,0 MPa, indotti da concentrazioni diverse di PEG 6000 (stress idrico) o di NaCl (stress salino) in acqua distillata (Patanè et al., 2008, 2009). I test sono stati condotti in germinatoio termostaticamente controllato (±1°C). Campioni di 200 semi (4 repliche di 50 semi ciascuna) sono stati posti in capsule Petri contenenti un singolo foglio di carta bibula, inumidito con 7 ml di acqua distillata. Le capsule Petri sono state chiuse ermeticamente con parafilm per prevenire le perdite di acqua per evaporazione, e mantenute nel germinatoio al buio. La germinazione è stata registrata giornalmente sui semi che presentavano una radichetta di almeno 2 mm di lunghezza, sino a quando non veniva osservata alcuna ulteriore emissione di radichette. A Tab. 1. Effetto del potenziale idrico in PEG o NaCl sulla germinabilità del seme in due cultivar di sorgo zuccherino. conclusione del test, è stata calcolata la germinabilità finale (%). Inoltre, per ciascun livello di in PEG o NaCl, sono stati condotti rilievi sulla piumetta e sulla radichetta. A tal fine, su 10 semi scelti tra quelli prima germinati, sono state recise piumetta e radichetta tre giorni dopo la comparsa di quest’ultima, e misurate per peso fresco e lunghezza. Queste sono state poste in stufa termoventilata a 60°C sino a raggiungimento di peso costante, per la determinazione del peso secco. I dati della germinabilità finale, previa trasformazione in valori angolari, e quelli relativi alle lunghezze ed ai pesi delle radichette e delle piumette, sono stati sottoposti ad analisi della **,*** Significativo per p 0,01 e 0,001 rispettivamente; ns: non significativo varianza (ANOVA) a due vie.

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Risultati Entrambe le cultivar hanno mostrato una maggiore tolleranza allo stress in NaCl in termini di germinabilità, raggiungendo valori > 90% anche al livello più basso di (-1,0 MPa) (Tab. 1). Per contro, allo stesso livello di ma in PEG, la germinabilità finale si è ridotta (p 0,001) a 63,3 e 76,6%, rispettivamente in ‘Keller’ e ‘90-5-2’. Sia in condizioni di stress idrico che salino, ‘90-5-2’ ha raggiunto livelli germinativi superiori rispetto a quelli della varietà commerciale ‘Keller’. La crescita della radichetta è stata influenzata negativamente in termini di lunghezza e, in misura minore, nel suo peso secco, più dall’aumentato livello di stress idrico che di quello salino, pur comunque riducendosi significativamente in entrambi i casi, al diminuire dI (Fig. 1). Anche la crescita della piumetta ha subito un significativo rallentamento, sia nella lunghezza che nel peso, in misura maggiore all’aumentare dello stress idrico, e a -0,8 e -1,0 MPa in PEG, dopo tre giorni dall’inizio della germinazione essa non si era ancora differenziata. Anche in questo caso, meno evidente, pur comunque significativo, è stato l’effetto del crescente livello di stress idrico. Tra le due cultivar esaminate, ‘90-5-2’ è apparsa più tollerante allo stress salino, in termini di crescita in lunghezza della radichetta (p 0,001) e di crescita in peso della piumetta (p 0,01). Non diverso, per contro, è apparsa la crescita embrionale delle due cultivar in condizioni di stress idrico.

Fig. 1. Effetto dello stress idrico e salino sulla crescita embrionale in due cultivar di sorgo zuccherino. Lettere diverse per i valori medi delle due cultivar indicano significatività per p 0,05 secondo il test Student-Newman-Keuls.

Conclusioni E’ stata osservata una parziale inibizione della crescita embrionale nelle due cultivar di sorgo zuccherino, in condizioni di stress idrico e salino, da attribuire in primo luogo al ridotto gradiente di potenziale idrico tra l’ambiente esterno (substrato di germinazione) e il seme, che ha indotto un rallentamento nell’assorbimento idrico da parte del seme stesso e, pertanto, della sua attività metabolica. Tale effetto è apparso più macroscopico in PEG che in NaCl, e più sulla crescita embrionale che sulla germinazione del seme. La metodologia adottata può rivelarsi utile per i genetisti ai fini di uno screening varietale precoce per la resistenza o tolleranza allo stress idrico e salino durante le prime fasi di crescita embrionale, nel sorgo zuccherino. Bibliografia Patanè C. et al. 2008. Effects of drought stress on germination and radicle growth of sweet sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench). Ital. J Agron., 3:697-698. Patanè C. et al. 2009. Germination and radicle growth in unprimed and primed seeds of sweet sorghum as affected by reduced water potential in NaCl at different temperatures. Ind. Crop Prod., 30:1-8.

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Risposta Bio-agronomica e Qualitativa della Favetta (Vicia faba L. var. equina) alla Concimazione FosfoAzotata. Ignazio Poma, Luciano Gristina, Antonino Davì Università degli Studi di Palermo – Dipartimento dei Sistemi Agro-ambientali. Viale delle Scienze, 13 – 90128 Palermo, IT; e-mail: pomaign@unipa.it

Introduzione La fava è una leguminosa da granella molto importante per gli ambienti del mezzogiorno d’Italia, pur tuttavia la non adeguata tecnica colturale e la bassa fertilità dei terreni, hanno determinato una forte riduzione delle aree destinate a questa leguminosa (Tallarico e Orsi, 1988) sia a livello nazionale che regionale. L’interesse verso questa leguminosa è dovuta oltre al ruolo che ha nell’alimentazione umana ed animale (Saxena, 1991) all’importanza che riveste nei sistemi colturali erbacei asciutti per la salvaguardia della fertilità fisico-chimica dei terreni. Per quanto attiene la fertilizzazione, è noto come la coltura della fava necessita di una disponibilità, per la produzione di 2 tonnellate di granella e di 4 di paglia, pari a 158, 133 e 44 kg ha-1 di N, K2O e P2O5 (Stringi e Giambalvo, 2001). Data l’importanza che la concimazione riveste, al fine di normalizzare gli avvicendamenti colturali asciutti negli ambienti meridionali, con la presente ricerca si è voluto portare un contributo alla conoscenza degli effetti della concimazione fosfo-azotata sul comportamento vegeto-produttivo e qualitativo di una coltura di favetta, cv Gemini, nell’ambiente interno siciliano. Materiali e metodi Le prove sono state impiantate presso l’Azienda Sperimentale Sparacia, in agro di Cammarata-AG (37° 37’ N – 13° 42’ E), ad una altitudine di 400 m s.l.m., nelle annate agrarie 2001-2004. La semina, della fava (cv Gemini) in successione a frumento duro, è stata effettuata adottando un disegno sperimentale a parcella suddivisa, con tre repliche; sono stati valutati gli effetti di tre dosi di P 2O5 (0, 60, 120 kg ha-1) combinate fattorialmente con due livelli di N (0, 30 kg ha-1). La prova è stata impiantata su un vertisuolo di media fertilità con una densità di semina di 60 semi geminabili m-2. L’andamento climatico è risultato caratterizzato al primo anno da una piovosità di 409,6 mm con distribuzione irregolare, che non ha garantito un buon soddisfacimento delle richieste idriche da parte della pianta; mentre al secondo la piovosità di 617 mm ben distribuita ha influito positivamente sulla coltura; infine, al terzo anno è stata di 613 mm, con eventi piovosi abbondanti nel periodo settembre dicembre (388 mm) che hanno causato un ritardo nell’epoca di semina.

140

altezza pianta

120

inserzione 1 baccello

100 B C

80 60 40 20

2001/02

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

t ha-1

Risultati L’andamento climatico registrato nel triennio di sperimentazione ha fortemente condizionato la risposta produttiva della favetta, che è risultata oscillare da 3,4 t ha-1 del II anno a 1,6 t ha-1 del I anno di sperimentazione (fig. 1). L’effetto annata è stato osservato anche per la taglia delle piante e l’altezza

2002/03

2003/04

Fig. 1 - Produzione granella nel triennio di prova.

0 2001/02 2002/03 2003/04 Fig.2 - Altezza piante ed inserzione 1 baccello fertile.

27.0 26.5 26.0 25.5 25.0 24.5 24.0 23.5 23.0

A B

2001/02 2002/03 2003/04 Fig. 3 - Contenuto proteico della granella nel triennio di prova

dell’inserzione del primo baccello (fig. 2). La maggiore piovosità, registrata al secondo anno, ha determinato una più elevata umidità del terreno che ha assicurato alla favetta una buona alimentazione

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102

3.00 2.50

2.00

27 26 25 24 23 22 21 20

t ha-1

idrica che si è tradotta in un incremento della sintesi e dell’accumulo di biomassa determinando buoni rapporti fra parte riproduttiva e vegetativa della pianta. Per quanto riguarda l’effetto dell’azoto, l’azione starter dei 30 kg ha-1 ha determinato un incremento dei valori di alcuni parametri e con variazioni meno accentuate rispetto a quelle ascrivibili all’effetto annata (fig. 3); in particolare, il contenuto proteico della granella, rispetto al controllo, ha fatto registrare incrementi di circa 2 punti percentuali (fig. 4). Modesti sono risultate le variazioni per la taglia. Mentre la concimazione fosfatica ha influito positivamente sulle caratteristiche bioagronomiche della leguminosa, con valori dei caratteri rilevati, nel complesso, crescenti in relazione della dose di fosforo apportata. In particolare la produzione in granella ha fatto registrare variazioni comprese tra 2,1 t ha-1 e 2,5 t ha-1, con il valore tendenzialmente più elevato registrato con la dose massima di P, anche se non si è differenziata statisticamente dalla dose 60 kg ha-1 (fig. 5). Il peso dei 100 semi ha variato tra 96 e 99 g tra il testimone e la dose 60 kg ha-1 di P (fig. 6). L’interazione Anno x Concimazione azotata è risultata significativa per la produzione di granella al I e II anno, per il contenuto proteico al I e III anno e per il peso dei 100 semi solo al primo anno di sperimentazione.

1.50 1.00

ab b

0.50 90

0.00

N30

Fig. 4 - Effetto dell'azoto sul contenuto proteico della granella (media triennio)

P60

P120

Fig. 5 - Effetti delle dosi di fosforo sulla produzione di granella (media triennio)

P60

P120

Fig. 6 - Effetto delle dosi di fosforo sul peso dei 100 semi (media triennio)

L’interazione Anno x Concimazione fosfatica è risultata statisticamente apprezzabile per la produzione, l’H.I, l’altezza delle piante, il contenuto proteico al I e per la produzione di granella anche al II anno di sperimentazione, con i valori più elevati e statisticamente uguali per le dosi di 60 (3,5 t ha-1) e 120 kg ha-1 di P (3,6 t ha-1). L’interazione concimazione azotata x concimazione fosfatica è risultata significativa soltanto per la produzione di biomassa, l’altezza delle piante, il contenuto e la produzione di proteine al primo anno. Mentre, l’interazione di secondo ordine A x N x P non ha fatto registrare alcuna differenza fra le medie statisticamente apprezzabile.

Fig. 1 - Produzione granella nel triennio di prova.

Conclusioni Dai risultati ottenuti si evidenzia che la risposta bioagronomica e qualitativa della favetta è risultata fortemente influenzata dall’effetto annata. Infatti, le modeste produzioni ottenute nel primo anno sono state, probabilmente, determinate dalla scarsa piovosità che ha indotto un regime di stress idrico che non ha consentito alle piante di utilizzare in maniera efficiente le risorse nutritive disponibili. Mentre, al secondo anno le precipitazioni abbondanti e ben distribuite durante il ciclo biologico della leguminosa, hanno consentito la traslocazione dei nutrienti in un incremento produttivo, più modesto per l’N di quanto osservato per la concimazione fosfatica che ha presentato un andamento tendenzialmente crescente in funzione delle dosi apportate. Al terzo anno il ritardo dell’epoca di semina, ha determinato un accorciamento della fase riproduttiva del ciclo biologico della leguminosa che non ha avuto la possibilità di estrinsecare a pieno le sue potenzialità produttive. Le buone produzioni ottenute nel secondo anno, fanno intravedere per la coltura, buone possibilità di reinserimento negli ordinamenti colturali asciutti mediterranei. In conclusione, l’effetto sulla produzione dell’apporto azotato è stato modesto, mentre, per il fosforo la somministrazione di 60 kg ha-1 rappresenta la dose più conveniente. Bibliografia Saxena M. C. (1991) Status and scope for production of faba bean in the Mediterranean countries. Options Méditerranéennes - Série Séminaires, 10: 15-20. Stringi L. e Giambalvo D. (2001). Leguminose ed agricoltura sostenibile (a cura di R. Ranalli). Calderini Edagricole, fava (vicia faba) : 403-445). Tallarico R. e Orsi S. (1988). L’Informatore Agrario, 20: 75-77.

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Valutazione della Risposta Produttiva di Genotipi Diversi di Girasole in Ambiente Siciliano Costiero Raccuia Salvatore Antonino1, Melilli Maria Grazia1, Scandurra Salvatore1, Riccardo d’Andria2, Scalisi Clara1 1

CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, U.O.S. Catania, IT salvatore.raccuia@cnr.it 2 CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, Ercolano (NA), IT

Poiché in Italia la produzione di biodiesel è inferiore al fabbisogno interno e la materia prima utilizzata proviene quasi esclusivamente dall’estero risulta di fondamentale importanza incrementare le superfici per la produzione di colture oleaginose. Tra le diverse colture oleaginose, oggetto di studio presso la UOS di Catania dell’ISAFOM (Raccuia e Melilli, 2010; Raccuia et al. 2011) il girasole utilizzato prevalentemente per scopi alimentari, è stato attenzionato per l’ottenimento di ibridi “Alto Oleico”, dai quali è possibile estrarre olio da destinare alla produzione di biodiesel che soddisfano i requisiti di qualità per il biodiesel imposti dalla comunità europea (UNE-EN 14214, 2003). Inoltre la comunità europea con una direttiva impone agli agricoltori di integrare la produzione di biocarburanti derivanti dall’olio di colza o girasole. Scopo di questo lavoro è stato lo studio dell’adattabilità di genotipi diversi di girasole, ibridi e varietà commerciali, in ambiente siciliano costiero. L.), in ambiente Nell’ottica di valutare l’adattabilità di genotipi diversi di girasole ( siciliano, sono stati posti allo studio in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, 19 accessioni (varietà commerciali ad alto oleico, a basso oleico e ibridi) coltivati nell’area costiera di Siracusa (Cassibile, 48 m s.l.m.). La semina è stata effettuata il 16 aprile 2009, la raccolta il 6 agosto 2009. La densità di semina è stata pari a 6 m-2, la parcella aveva una dimensione di 12 m2. Durante il ciclo biologico della pianta sono stati rilevati i principali parametri fenologici (data di emergenza, fioritura e maturazione agronomica) espressi in giorni dalla semina. Alla raccolta, su un congruo numero di piante raccolte sono stati determinati l’altezza della pianta (cm) e il diametro della calatide (cm). E’ stata inoltre determinata la resa in acheni (t ha-1). In laboratorio è stato determinato il contenuto in umidità della granella (stufa termo ventilata, 105°C) e il peso 1000 semi (g). Durante il periodo della prova sono stati rilevati i parametri termo pluviometrici mediante apposita stazione meteorologica (Tab. 1). statistiche. Tab. 1 – Temperature minime e massime (media mensile) e precipitazioni I valori percentuali sono (cumulata mensile) registrate a Cassibile durante il periodo della prova stati preventivamente Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto trasformati in arcsen % T min (°C) 9,9 13,5 15,4 15,7 21,0 22,6 (Snedecor e Cochran, 1989). T Max (°C)

16,9

17,7

22,5

26,0

31,5

32,0

Precipitazioni (mm)

42,1

30,7

5,2

9,0

Tutti i dati sono stati sottoposti all'analisi della varianza previa misura dell’omogeneità della varianza mediante il test di Bartlett. In caso di ‘F’ significativo, le medie sono state confrontate con il metodo della Differenza Minima Significativa (DMS) o con il test di Student Nuwman Keuls (SNK). Il Coefficiente di Variabilità (CV %) è stato determinato seguendo le normali procedure

La data di emergenza, pari nella media a 7,3 giorni dalla semina non è risultata influenzata dal genotipo. La fase di fioritura è avvenuta, nella media dei genotipi dopo 66,7 giorni

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semina con valori che sono oscillati da 60 (“Oleko”) a 71 (“65 H 22”). In media 38 giorni dopo è stata rilevata la fase di maturazione agronomica (Tab. 2). La statura delle piante è stata pari in media a 167 cm con un coefficiente di variabilità del 6,1%. L’ibrido “65 H 22” ha raggiunto una statura di 182,7 cm. La misura del diametro della calatide pari nella media a 15,4 cm (CV=16,2%) è risultata superiore a 16 cm in sette dei genotipi allo studio (“Barolo RM”, “LG 56.36 HO”, “LG 56.72 HO”, “Montijo” “NK Carmen”, “Oleko” Pacific”). Il peso 1000 acheni, pari in media a 44,0 g ha fatto registrare differenze significative tra i genotipi con valori che sono oscillati da 36,1 (“LG 56.72” HO) a 60,3 g (“HO 47”). Una buona variabilità è stata riscontrata per il parametro resa in seme (CV= 24,9%). La resa in acheni è risultata pari in media a 2,4 t ha-1. Il genotipo “Oleko” ha fatto registrare la resa statisticamente più elevata (3,1 t ha-1) (Tab. 2). Tab. 2 -. Parametri fisiologici, morfologici e produttivi nei 19 genotipi di Statura Diametro Emergenza Fioritura Maturazione pianta calatide Genotipo (giorni dalla semina) (cm) 64 H 62 7,3 68,3 106,3 175,4 14,6 65 H 22 7,3 71,0 107,7 182,7 14,8 Barolo Rm 7,3 67,0 105,3 162,4 17,3 Dt 3018 Ol 7,3 68,3 106,3 172,0 14,3 Ho 47 7,3 61,3 105,0 175,2 14,3 Iolline 7,3 68,3 104,0 165,3 15,2 Lg 56.36 Ho 7,3 67,3 106,7 175,0 17,2 Lg 56.72 Ho 7,3 69,0 106,0 155,9 16,7 Lg 56.74 Ho 7,3 68,3 107,0 163,1 14,9 Mas 92 B 7,3 69,7 103,7 170,8 13,6 Mas 92.Ol 7,3 67,0 104,3 166,7 14,2 Mas 97 Ol 7,3 67,7 105,0 160,3 15,0 Montijo 7,3 66,7 106,7 183,4 16,0 Nk Camen 7,3 67,3 106,3 160,6 17,0 Oleko 7,3 60,3 105,7 174,9 16,9 Ollimi 7,3 64,7 102,7 161,1 15,1 Orasole 7,3 66,3 101,3 167,1 13,3 Pacific 7,3 63,0 102,7 161,4 17,1 Pr 64 H 43 7,3 65,3 103,3 148,9 15,1 Media 7,3 66,7 105,1 167,5 15,4 CV (%) ns 1,2 ns 6,1 16,2 DMS 0,05 ns 2,2 ns 16,8 1,2

Peso 1000 semi (g) 47,2 41,9 42,5 40,8 60,3 40,0 51,2 36,1 40,3 43,8 47,5 40,0 45,0 42,9 47,8 37,4 44,6 39,0 47,9 44,0 11,0 7,9

Resa seme (t ha-1) 2,44 2,05 2,08 2,31 2,70 2,00 2,95 2,14 1,84 2,37 2,58 2,26 2,53 2,58 3,07 2,22 2,51 2,49 2,94 2,42 24,9 0,29

I risultati ottenuti hanno mostrato una buona variabilità per quanto concerne il diametro della calatide e la resa in granella. In particolare 10 delle 19 accessioni studiate hanno mostrato rese superiori a 2,50 t ha-1. Ulteriori studi sono in corso al fine di valutare oltre al quantitativo di olio della granella, le caratteristiche chimico-fisiche dell’olio estratto e del biodiesel ottenibile, per l’identificazione del genotipo che meglio si adatti alla coltivazione in ambiente siciliano. UNE-EN 14214. Automotive fuels. Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines. Requirements and test methods; 2003. Raccuia S.A. e Melilli M.G. 2007 Biomass and grain oil yields in L. genotypes grown in a Mediterranean environment. Field Crops Research 101 (2): 187-197. Raccuia S.A. e Melilli M.G. 2010 Contenuto in olio nel seme di L., (L.) CRANTZ e A. Braun.: risultati preliminari. Atti VIII Convegno Nazionale sulla Biodiversità, pp. 367-369. Raccuia et al. 2011. Genetic variability in L. domestic and wild types for grain oil production and fatty acids composition. Biomass & Bioenergy 35 (7): 3167-3173 Snedecor G.W. e Cochran W.G. 1989. Statistical methods. The Iowa State University Press (New York), p. 503.

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Valutazione Agronomica di Due Ecotipi di Peperone Reperiti in Campania, Sottoposti a Differenti Livelli di Fertilizzazione. Francesco Raimo1, Alfonso Pentangelo1 1

Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura – Unità di Ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, Scafati (SA), IT, francesco.raimo@entecra.it

Introduzione Nell’ambito di un programma di recupero del germoplasma coordinato dall’Assessorato all’Agricoltura e alle Attività Produttive della Regione Campania, si è proceduto al recupero di due ecotipi di peperone, il ’Cazzone giallo’ e il ‘Cazzone rosso’, diffusamente coltivati nel passato nelle fertili aree dell’agro Nocerino-Sarnese. Per facilitare la reintroduzione di questi ecotipi, sono state promosse iniziative mirate all’ottimizzazione delle tecniche colturali nell’attesa di una loro reintroduzione in coltivazione. Caratteristica importante di questi ecotipi è l’elevata digeribilità mostrata dalle bacche nelle diverse preparazioni culinarie effettuate. Obiettivo del lavoro è stato quello di verificare la risposta produttiva di questi due ecotipi, allevati in pieno campo, con due modalità di fertilizzazione e di raccolta. La ricerca è stata finanziata dalla Regione Campania-SeSIRCA attraverso il Progetto “Centro Orticolo Campano”. Metodologia Le prove sono state effettuate presso l’azienda del CRA-CAT di Scafati su una superficie di circa 1000 m2, negli anni 2009 e 2010, utilizzando uno schema sperimentale fattoriale a parcella suddivisa con quattro repliche. I fattori sperimentali studiati sono stati: 1. Tipo di fertilizzazione: a) minerale, definita secondo le indicazioni della guida regionale alla concimazione, richiedendo il solo apporto di azoto alla dose di 100 kg ha-1, distribuito per 1/3 in pre-trapianto e la restante parte in copertura mediante fertirrigazioni; b) mista, con somministrazione in pre-trapianto, di compost da Frazione Organica dei Residui Solidi Urbani alla dose di 30 t ha-1 di sostanza secca, nel 2009 e 20 t ha-1 nel 2010 integrata con 50 kg ha-1 di azoto minerale in copertura; 2. Ecotipi: ‘Cazzone rosso’, ‘Cazzone giallo’; 3. Stadio di raccolta del frutto: a) verde b) invaiato. La densità utilizzata è stata di 3.3 piante m-2. Il trapianto è avvenuto il 4 giugno nel 2009 e il 25 maggio nel 2010. L’irrigazione è stata effettuata mediante ala gocciolante e durante tutto il ciclo sono stati somministrati circa 4.400 m3 ha-1 di acqua all’anno. La raccolta è iniziata in entrambi gli anni ad agosto ed è terminata nella prima decade di ottobre. Risultati Nella raccolta “a frutto verde” le modalità di fertilizzazione hanno influenzato solo la produzione totale, mentre l’ecotipo giallo ha fornito un maggiore peso del frutto, inoltre nel 2010 si è riscontrata una maggiore produttività della coltura (Tab. 1). Nella raccolta “a frutto invaiato” la fertilizzazione mista, ha consentito un aumento significativo del numero dei frutti per pianta e una maggiore produzione totale, tali variabili hanno mostrato valori significativamente superiori nel 2010 (Tab. 2). La percentuale di scarto sulla produzione totale non ha mostrato differenze significative tra i vari trattamenti (modalità di fertilizzazione, tra le accessioni, tra gli anni) attestandosi intorno al 12-13% del totale. Conclusioni I risultati ottenuti hanno mostrato che i due biotipi hanno fornito produzioni simili e che la fertilizzazione mista consente di ottenere produzioni confrontabili e talvolta superiori alla sola concimazione minerale. Le pregevoli caratteristiche organolettiche e di digeribilità unite alla tipicità del

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prodotto, consentiranno in un prossimo futuro una maggiore remunerazione di questi ecotipi che compenserà la minore resa produttiva rispetto agli ibridi attualmente in commercio. Tabella 1. Effetto del tipo di fertilizzazione, del biotipo e dell’anno di coltivazione sulla produzione del peperone “Cazzone” raccolto a verde. Trattamenti

Peso medio frutto commerciabile (g)

Frutti (n° pianta-1) Commerciabili

Minerale Mista

97.9 97.8

8.4 9.7

Giallo Rosso

101.8 94.7

8.7 9.3

2009 2010

94.9 101.6

8.0 10.1

Scarto

Produzione (t ha-1) Totali

Fertilizzazione (F) 2.1 10.5 2.2 11.9 Biotipo (B) 2.1 10.8 2.3 11.6 Anno (A) 1.8 9.8 2.5 12.6 Significatività (1) ns ns ns ns ns ** ns ns ns ns ns ns ns ns

F ns ns B * ns A * * F*B ns ns F*A ns ns B*A ns ns F*B*A ns ns (1): * P 0.05; ** P 0.01; ns = non significativo

Commerciabili

Scarto

Totale

27.8 33.8

3.6 4.4

31.4 39.2

31.0 30.7

3.9 4.1

34.9 34.8

27.0 34.6

3.9 4.1

30.9 38.7

ns ns * ns ns ns ns

ns ns ns ns ns ns ns

* ns * ns ns ns ns

Tabella 2. Effetto del tipo di fertilizzazione, del biotipo e dell’anno di coltivazione sulla produzione del peperone “Cazzone” raccolto a frutto invaiato. Trattamenti

Peso medio frutto commerciabile (g)

Frutti (n° pianta-1) Commerciabili

Minerale Mista

118.2 115.4

6.1 7.2

Giallo Rosso

118.4 115.1

6.6 6.7

2009 2010

115.9 117.6

6.3 7.0

F ns * B ns ns A ns ns F*B ns ns F*A ns ns B*A ns ns F*B*A ns ns (1): * P 0.05; ** P 0.01; ns = non significativo

Scarto

Produzione (t ha-1) Totali

Fertilizzazione (F) 1.7 7.8 2.5 9.7 Biotipo (B) 2.1 8.7 2.1 8.8 Anno (A) 1.6 7.9 2.5 9.5 Significatività (1) ** ** ns ns ** ** ns ns ns ns ns ns ns ns

Commerciabili

Scarto

Totale

23.4 27.0

3.2 4.9

26.6 31.9

25.7 24.8

3.9 4.2

29.6 29.0

23.9 26.5

3.4 4.7

27.3 31.2

ns ns ns ns ns ns ns

** ns * ns ns ns ns

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Sviluppo e Calibrazione di un Modello Decisionale per la Gestione delle Pratiche Colturali A. Rocca 1, T. Pirelli 1, G. Delle Vedove 1, F. Danuso 1 1

Dipartimento di Scienze Agrarie e Amb ientali – Università di Ud ine, IT, alvaro.rocca@uniud.it

Introduzione Il settore agricolo risente della variabilità climatica e biologica e pertanto la gestione degli interventi agronomici risulta a volte poco efficace e difficilmente pianificabile. L’imprenditore agricolo deve considerare contemporaneamente lo stato fenologico e nutrizionale della coltura, l’andamento meteorologico della stagione, le condizioni del terreno, i vincoli imposti dalla legislazione vigente e assicurare la sostenibilità dell’attività aziendale. Le lavorazioni del terreno costituiscono una quota rilevante degli input colturali (economici, energetici e di manodopera) e pertanto assumono rilevanza nel processo decisionale anche alla luce di obiettivi di sostenibilità ambientale ed economica dell’attività di produzione dell’azienda agricola. L’utilizzo dei modelli può rivelarsi uno strumento idoneo a trattare in modo integrato questa complessità. Tuttavia, spesso, i modelli considerano le pratiche agronomiche come eventi da effettuarsi in date prestabilite e, pertanto , non sempre sono in grado di rappresentare realisticamente il sistema colturale (Aubry et al. 1997). L’obiettivo di questo lavoro è di sviluppare un modello (X-farmer) capace di simulare il processo decisionale dell’imprenditore agricolo nella determinazione del mo e delle modalità più opportune per effettuare gli interventi agronomici, in relazione ai diversi fattori colturali e ambientali coinvolti.

Metodologia X-farmer ha passo di simulazione giornaliero ed è stato sviluppato in ambiente SEMoLa (Danuso, 2003) sulla base del modello CSS (Cropping System Simulator ). Il modello simula il processo decisionale dell’imprenditore agricolo e a tal fine tiene conto di variabili quanti-qualitative quali le condizioni climatiche, le caratteristiche pedologiche, la fenologia della specie c oltivata e la dinamica I N I ZI O dell’acqua nel terreno. Il modello At te s a p a s s o s u cc e s s iv o Scelta considera alla base colturale NO SI NO SI del processo deciSI NO SI NO SI Precip itaTerreno in Coltura Residui Trinciatura sionale alcune reTrinciatura zione tempera in campo in campo gole riguardanti la NO scelta gestionale NO SI dell’imprenditore NO SI SI PrecipitaTerreno in Estirpatura Estirpatura agricolo, che può zione tempera essere orientata NO verso l’attuazione Input scelta colturale … Aratura Elaborazione predefinita di pratiche coltu… Erpicatura Decisione rali convenzionali … Semina Elaborazione della lavorazione o c onservative; in FI N E quest’ultimo caso si considerano Fig. 1 Schema dell’implementazione del modello decisionale (caso delle lavorazioni del terreno). pratiche di minima o di non lavorazione del terreno. Sulla base delle variabili sopraesposte e di regole prestabilite, il modello è in grado di decidere autonomamente come e quando effettuare le operazioni colturali. Il modello è stato calibrato con dati pluriennali raccolti in due aziende agricole reali, di seguito denominate Azienda “A” e Azienda “B”, entrambe situate nella bassa pianura del Friuli Venezia

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Giulia, nel comune di Rivignano (Udine, Italia ) 45°52’N, 13°01’O e caratterizzate da diverse scelte gestionali , soprattutto per gli aspetti legati alla lavorazione del suolo. L’azienda agricola “A” ha una superficie agricola utilizzabile (SAU) pari a circa 90 ha, destinata a lla produzione di seminativi e attua pratiche di lavorazione del terreno convenzionali. L’azienda agricola “B” ha una SAU pari a circa 46 ha dedicata alla produzione di seminativi, è gestita secondo tecniche colturali conservative e pratica la non lavorazione del terreno. Per ciascuna azienda, coltura e tipologia di terreno, è stata calcolata la media delle date delle operazioni colturali eseguite nei diversi appezzamenti e questa è stata confrontata con il periodo utile suggerito dal modello decisionale.

Giorni dell’anno

Giornidell’anno

Risultati Le figure 2 e 3 mostrano alcuni esempi di confronto tra le date degli interventi colturali effettivamente praticati e i periodi utili simulati. Si riportano solo i risultati relativi alla coltura di mais da granella. In generale si nota come le date effettive ricadano all’interno dei periodi utili identificati dal modello. X-farmer si è dimostrato efficace nell’individuare i periodi dell’anno più opportuni per le operazioni colturali, sia nel Anno caso delle lavorazioni Fig. 2 Date di sem ina, raccolta e aratura per Fig. 3 Date di semina e raccolta per l’azienda convenzionali che nel “B”. Valori medi aziendali osservati e l’azienda “A”. Valori medi aziendali osservati e relativo periodo utile relativo periodo utile simulato da X- caso della semina diretta. simulato da X-farmer (anni 20042009).

farmer (anni 2004-2009).

Conclusioni X-farmer fornisce indicazioni sulle finestre temporali utili per le operazioni agronomiche al variare delle specifiche condizioni del sistema colturale. Simulazioni pluriennali con il modello permettono di determinare le probabilità delle diverse durate dei periodi utili, consentendo di definire i rischi connessi a un determinato scenario colturale. In particolare è possibile individuare, sia per i sistemi di gestione convenzionale sia per quelli conservativi, gli effetti agronomici e i rischi di lavorazioni non tempestive sulla fertilità del suolo nel breve e medio termine. Un approccio successivo prevedrà l’implementazione a livello di azienda agraria del modello in modo da poter considerare anche le problematiche di gestione delle risorse e delle priorità aziendali. X-farmer costituirà un modulo del più articolato modello dell’azienda agraria X-farm (Danuso et al., 2011). Bibliografia Aubry C. et al. 1997. Modelling Dec ision-Making Processes for Annual Crop Management. Agr ic. Systems, 56:45-65; Danuso F., 2003. SEMoLa: uno strumento per la modellazione degli agro ecosistemi. Convegno SIA, Napoli. Danuso F. et al., 2010. Simulation of the agro -energy farm with the X-farm model. Ital. J. Agron. 3:275-284. Lavoro realizzato grazie al finanziamento della Regione Friuli VG, LR n. 26/05, progetti “Filiere agroenergetiche in Friuli Venezia Giulia: valutazione della sostenibilità economica, energetica e amb ientale.” e “MULTIFARM: multifunzionalità dell’azienda agricola per la tutela dell’ambiente”.

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Calibrazione del Modello con Dati Lisimetrici per la Coltura del Mais Alvaro Rocca, Francesco Iacuzzo, Paolo Ceccon, Francesco Danuso Dip. di Scienze Agrarie e Ambientali, Università di Udine, IT, alvaro.rocca@uniud.it

L’impiego dei modelli di simulazione è indicato per la valutazione dei fabbisogni nutrizionali delle colture (Makowski et al., 2001), permette di valutare la risposta a livelli di concimazione diversi nonchè l’impatto che queste possono avere sull’ambiente, a causa della lisciviazione dei nitrati. è un’applicazione per il supporto alle decisioni e strategie irrigue e di fertilizzazione azotata, basato su un modello colturale di tipo generico, con passo di simulazione giornaliero. Il modello ha una struttura modulare per rappresentare i diversi aspetti del sistema colturale (acqua, suolo, sostanza organica, accumulo di biomassa e azoto; Rocca e Danuso, 2011). L’obiettivo del presente lavoro è stato quello di calibrare per la coltura del mais, prestando particolare attenzione al modulo dell’azoto (CSSmini-nitrogen), utilizzando i risultati di prove lisimetriche. In questo lavoro, il modello è stato parametrizzato preliminarmente per la coltura del mais, con una procedura manuale, confrontando graficamente i risultati simulati con i dati sperimentali, e successivamente utilizzando la routine di calibrazione automatica di basata su una procedura iterativa (Gauss-Newton; Draper e Smith, 1981) per la minimizzazione dei residui tra dati osservati e simulati . La calibrazione è stata effettuata utilizzando i dati meteorologici, i parametri del terreno e le tecniche colturale rilevate durante le prove sperimentali. Si è verificato il comportamento del modello nel simulare l'umidità del suolo, l’acqua percolata, l’azoto ammoniacale e nitrico nel terreno e l’azoto nitrico lisciviato. Sono stati confrontati anche: l’azoto nella coltura, la fenologia, l’accumulo di biomassa e la resa finale. La calibrazione è stata eseguita sui dati raccolti in prove svolte presso l’azienda agraria sperimentale “A. Servadei” dell’Università di Udine (91 m s.l.m., 46° 02’ 10’’ N, 13° 13’ 40’’ E) nel 2010. Il mais (var. KAMIL, GG 115 classe 400) è stato coltivato in 8 lisimetri (1,6 m2) contenenti uno strato di suolo dello spessore di 50 cm poggiante su uno strato di ghiaia di 50cm, dotati di sistema di recupero delle acque di percolazione, che permette di misurare la quantità dell’azoto lisciviato. Il contenuto idrico del terreno è stato misurato con il metodo TDR. In uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con due repliche, si sono confrontate tre tesi diverse nel tipo e quantitativo di azoto: mista (liquame+urea), minerale (urea) e un testimone privo di concimazione azotata (Tabella 1). Durante la stagione colturale Tabella 1. Dosi (kg/ha N) ed epoche di concimazione sono stati effettuati 3 campionamenti di materiale c. mista c. minerale vegetale: all’ottava foglia, in fioritura e alla Data liquame urea urea raccolta. Dal 17 maggio alla raccolta sono stati 140 eseguiti 4 carotaggi del terreno ed analizzati per il 18/05/2011 30 50 contenuto nitrico e ammoniacale. Sono state 04/06/2011 85 125 monitorate, inoltre, le acque di percolazione con 27 22/06/2011 85 125 campionamenti sui quali si è analizzato il tenore di 02/07/2011 azoto totale e nitrico lisciviato. La Figura 2 mostra il confronto tra biomassa totale della coltura, misurate e simulate. Nella Figura 3, sono riportati i risultati delle calibrazioni per la tesi con concimazione ureica per le grandezze simulate: umidità del terreno, acqua percolata e azoto (nel terreno, nella coltura e lisciviato).

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Figura 1. Biomassa totale (t·ha-1) simulata (line continue) vs. misurata (punti).

Figura 2. Confronto tra variabili simulate (linee continue) e misurate (punti) nella tesi con concimazione ureica.

Il modello MiniCSS ha simulato in modo soddisfacente sia le variabili colturali sia quelle concernenti le dinamiche dell’azoto e dell’acqua del terreno. I risultati delle simulazioni sono coerenti con i dati raccolti per ogni tesi di fertilizzazione azotata. Si ritiene quindi che l’applicazione possa essere considerata uno strumento utile sia per la pianificazione della concimazione azotata e sia per la valutazione dell’impatto dei nitrati nella falda. Draper N., Smith H., 1981. Applied Regression Analysis, 2nd ed. John Wiley and Sons, New York, NY, USA. Makowski D. et al 2001. Statistical methods for predicting responses to applied nitrogen and for calculating optimal nitrogen rates. Agron. J. 93:531-539. Rocca A., Danuso F., 2011. MiniCSS: a software application to optimize crop irrigation and nitrogen fertilization strategies. It. J. Agron., 6, 76-83. Lavoro realizzato grazie al finanziamento della Regione Friuli VG, LR n. 26/05, progetti “Filiere agroenergetiche in Friuli Venezia Giulia” e “Efficienza d’uso dell’azoto di origine organica in aree vulnerabili del Friuli Venezia Giulia”.

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Applicazione della VSA (Visual Soil Assessment) a sistemi colturali annuali di pieno campo T. Graham Shepherd1, Fabio Stagnari2, Michele Pisante2, José R. Benites3 2

1 Nutri-Link, Palmerston North, New Zealand Centro di Ricerca e Formazione in Agronomia e Produzioni Vegetali, Univ. Teramo, IT, mpisante@unite.it 3 FAO (Food and Agriculture Organization), Viale delle Terme di Caracalla 00100 Rome, ITALY

Introduzione Le caratteristiche fisiche del suolo, al pari di quelle chimiche e biologiche, sono fondamentali per salvaguardare la potenzialità produttiva. Una diminuzione della qualità di alcune proprietà fisiche del suolo si riflette in modo significativo sulla crescita delle colture, la produzione in quantità e qualità, a prescindere dalla disponibilità o meno degli elementi necessari alla nutrizione vegetale. Il suolo, quando risulta degradato nelle sue proprietà fisiche, richiede tempi e costi considerevoli per poterle ripristinare; inoltre, alla degradazione fisica si associa sovente il rischio di erosione prevalentemente per l’azione dell’acqua e del vento, con un notevole impatto negativo sull’intero ecosistema. Scarsa attenzione è rivolta al ruolo base della qualità del suolo per l’ottenimento di produzioni sostenibili, verso l’influenza della qualità del suolo sulla marginalità del profitto aziendale e verso gli effetti che la gestione del suolo determina sulle sue caratteristiche e l’attitudine produttiva. Per far fronte a queste nuove valutazioni risultano di grande ausilio nuovi metodi e strumenti realistici, economici e facili da gestire, per poter esaminare l’attitudine di un determinato suolo ad una specifica coltura e per individuare le pratiche agronomiche più opportune nell’ampio contesto di una gestione sostenibile dell’azienda. Di seguito viene descritta la metodologia di applicazione di una metodologia, la VSA (Visual Soil Assessment) Pisante (2007), Shepherd et al. (2008), sviluppata inizialmente per l’applicazione a sistemi colturali annuali e successivamente estesa anche per alcuni sistemi colturali poliennali. Metodologia Il metodo VSA Il metodo VSA (Visual Soil Assessment) si basa sulla valutazione visiva di indicatori chiave della qualità del suolo, riportati su una apposita “score card” (Tabella 1), che risultano molto sensibili a manifestare l’impatto di condizioni climatiche stagionali, modalità di gestione, regimi e pressione di utilizzo, condizioni di fertilità. Le peculiari caratteristiche dinamiche degli indicatori identificati rappresentano, pertanto, un efficace e rapido strumento di monitoraggio della qualità del suolo. Ad ogni indicatore viene attribuito un “punteggio visivo (VS)” di valore 0 (scarso), 1 (medio), o 2 (buono), in base alla qualità del suolo osservata sul confronto visivo del campione di suolo analizzato con una delle tre fotografie riportate nella guida (Figura 1). Il valore attribuito è flessibile, così se il campione di suolo valutato non si allinea chiaramente con una delle situazioni indicate da una delle tre foto, ma si pone tra due, può essere attribuito uno punteggio intermedio, ovvero di 0,5 o 1,5. In considerazione che alcuni indicatori sono relativamente più importanti di altri per la determinazione del livello di qualità del suolo, la VSA prevede l’attribuzione di un fattore moltiplicativo (fattore di peso relativo) rispettivamente di 1, 2 e 3. La somma dei diversi punteggi visivi (VS), attribuiti a ciascun indicatore, fornisce il punteggio totale dell’Indice della Qualità del Suolo per il campione di suolo esaminato. Tale punteggio, confrontato con i valori degli Indici di Qualità del Suolo riportati sul fondo della “score card”, fornisce una classificazione della qualità distinta in tre classi: scarsa, media o buona. L’affidabilità del test dipende dal contenuto di umidità del suolo, ideale risulta l’epoca di esecuzione in condizioni di tempera.

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Tabella 1. Esempio di “score card” del metodo VSA. INDICATORE VISIVO DELLA Punteggio Visivo (VS) 0 = Condizioni scarse QUALITÀ DEL SUOLO 1 = Condizioni medie 2 = Condizioni buone Tessitura Grado di zollosità Porosità Colore Colore e numero delle zone di riduzione Numero di lombrichi (Numero = ) ……… (Dimensioni = ) Approfondimento radicale potenziale ( m) Ristagno superficiale Formazione di crosta e copertura del suolo Erosione (eolica/idrica)

Fattore di peso relativo

VS Ranking

x3 x3 x3 x2 x3 x2 x3 x1 x2 x2

INDICE DELLA QUALITÀ DEL SUOLO (somma dei “punteggi visivi” VS) QUALITÀ DEL SUOLO

INDICE DELLA QUALITÀ DEL SUOLO

SCARSA MEDIA BUONA

< 15 15 – 30 > 30

Figura 1. Esempio delle tre situazioni diverse per l’attribuzione del punteggio visivo relative all’indicatore “grado di zollosità”. Bibliografia Pisante M., 2007. Agricoltura Blu – La via italiana dell’agricoltura conservativa – Principi, tecnologie e metodi per una produzione sostenibile. Edagricole, Bologna, 11-35. ISBN-978-88-506-5253-2 Shepherd G., Stagnari F., Pisante M., Benites J. 2008. Visual Soil Assessment – Field guide for annual crops. FAO, Rome, Italy. VIII + 26. ISBN-978-92-5-105941-8//

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Applicazione su Pomodoro di Sostanze Bio-Organiche Isolate da Biomasse Residuali di Origine Urbana ed Agricola Sortino Orazio1, Montoneri Enzo2, Dipasquale Mauro1 1 DISPA - dipartimento di Scienze delle Produzione Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Catania, Via Valdisavoia, 5 - 95123 Catania: o.sortino@tiscali.it 2 Dipartimento di Chimica Generale e Chimica Organica – Università Degli Studi di Torino - C.So M. D'Azeglio, 48 10125 Torino - E-mail: chimgenorg@unito.it

Introduzione La biomasse residuali di origine urbana ed extraurbana costituiscono una risorsa di prodotti ad alto valore aggiunto da riciclare per usi in agricoltura ed in campo chimico tecnologico. Negli ultimi anni la diffusione di impianti per la produzione di biogas ha posto l’attenzione sulla importante quantità di sostanza residua non convertita, dalla quale possono essere estratte convenientemente sostanze umosimile di alto valore commerciale usati sia come tensioattivi sia in agricoltura come ammendante. Molti studi dimostrano come le sostanze umiche, determinano effetti positivi sull’accrescimento delle piante indipendentemente dal livello degli elementi nutritivi, sia con una azione diretta sulla pianta di tipo ormonale, sia indirettamente agendo sul metabolismo dei microrganismi del suolo, la dinamica di assorbimento delle sostanze nutritive del terreno (Valdrighi et al., 1996) e le condizioni fisiche del suolo. Scopo di questo lavoro è stato quello di valutare gli effetti dell’applicazione di un compost derivante da biomasse residuale di origine urbana ed agricola e di due sue diverse estrazioni nella coltivazione in serra del pomodoro da mensa. Materiali e metodi La prova è stata condotta nell’annata agraria 2009/2010 a Punta Secca, località ricadente nel territorio di Ragusa nella fascia costiera della Sicilia Sud-Orientale. Su una coltura di pomodoro a grappolo tondo liscio cv. Lupen coltivato in serra fredda sono stati messi a confronto in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni l’applicazione in fase di pretrapianto di tre fertilizzanti organici sperimentali, di un concime organico commerciale ed un controllo non trattato. In particolare, i tre composti sperimentali sono rappresentati da un compost derivante da biomasse residuale di origine urbana ed agricola, dalla sostanza organica solubile (SOS) e da quella insolubile (ROI) estratta dal compost. Le piante sono state trapiantate il 12 Novembre all’interno di una serra in parcelle di 25 mq in file binate con una densità di impianto di 2860 piante su 1000 mq. La quantità di ammendante organico applicato al suolo è stato determinato in modo tale da apportare nelle diverse tesi la stessa quantità di organico sull’unità di superficie. Durante la stagione di crescita delle colture sono state rilevate la statura delle piante durante le prime fasi di coltivazione, le date dei principali stadi fenologici fino al 3° grappolo secondo la scala BBCH, il contenuto in clorofilla determinato con metodo indiretto mediante lettura ottica sulle foglie in campo per mezzo di misuratore portatile SPAD-502 (Minolta Chlorophil Meter) a cadenza mensile, la produzione totale commerciale e di scarto, ed il peso medio unitario delle bacche.I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) ed, in caso di significatività, è stato adottato il metodo di separazione delle medie Student Newman Keuls (SNK); in conformità con a questo metodo valori contrassegnati da lettere uguali nelle tabelle e grafici non sono tra loro significative. Risultati e discussione Con riferimento alla statura è stato osservato come nei tre rilievi l’applicazione del SOS abbia determinato un maggiore sviluppo delle piante (Fig. 1). L’analisi del contenuto in clorofilla delle foglie

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dato dalla media dei 5 rilievi effettuati a cadenza mensile a partire da febbraio indica come l’unico trattamento che si è differenziato significativamente con il valore più alto sia stato il SOS (Fg. 2). Notevole importanza assumono gli effetti delle diverse tipologie di ammendanti sulla fenologia della coltura. Il SOS ha infatti determinato nei primi 3 palchi fiorali un significativo anticipo della fioritura, dell’allegagione e conseguentemente della maturazione completa e raccolta delle bacche (Fig. 3). 120

n.s.

COMP. ACEA

COMP.COMM.

unità SPAD

statura delle piante (cm)

ROI SOS RUF T

TESTIMONE

b b

compost acea

compost com.

47 46 45 44 43

0 17 nov.

10 dic.

28 dic.

200 180 160 140

ab bc

a a c ab

a b

a a a a b

compost acea

120

compost com.

100

roi

sos

testimone

40 20 0 1° palco

2° palco

3° palco

Fig. 3 - Effetti degli ammendanti organici sulla maturazione dei primi tre grappoli

roi

sos

testimone

Fig. 2 – Effetti degli ammendanti organici sul contenuto in clorofilla

Fig. 1 - Statura delle piante nei trattamenti allo studio

giorni dal trapianto (g)

100

Prendendo in considerazione le caratteristiche produttive, il SOS si è differenziato con una produzione commerciale significativamente più alta delle altre tesi pari a 5,97 Kg di pomodori per pianta; il compost commerciale con una produzione di 5,72 kg pianta-1 non si è invece differenziato significativamente dal SOS e dal testimone non trattato (5.66 kg pianta-1), mentre, il ROI ed il Compost Acea hanno fornito le produzioni più basse con 5,42 e 5,26 kg per pianta rispettivamente (tab.1). Il ROI si è inoltre differenziato per aver riportato la più alta percentuale di scarto sulla produzione totale, ed insieme al compost Acea per aver influenzato negativamente il peso unitario dei frutti.

Tab. 1 - Caratteristiche produttive medie nei trattamenti allo studio trattamento compost acea compost commerciale ROI SOS Testimone significatività

Produzione commerciale (Kg/pianta) 5,26 d 5,72 ab 5,42 cd 5,97 a 5,66 bc **

% di scarto sulla produzione totale 0,98 b 0,95 b 1,68 a 0,91 b 0,99 b *

peso medio unitario (g) 67,24 b 68,49 a 68,05 ab 68,53 a 68,70 a *

Conclusioni Da questa ricerca è emerso che l’utilizzo di biomasse di scarto come ammendanti organici determini effetti diversi a seconda del tipo di trattamento a cui viene sottoposta e quindi alla frazione della sostanza organica utilizzata. In particolare la sostanza organica solubile in questo studio ha determinato un maggior benessere delle piante. una maggiore produzione e soprattutto una maggiore precocità. Quest’ultima caratteristica riveste notevole importanza economica e commerciale soprattutto in considerazione del periodo del ciclo colturale nel quale si sta svolgendo la prova (invernale) e che permette di anticipare in questo modo il conferimento del prodotto al mercato. Bibliografia Valdrighi M., Pera A. et al., 1996. Effects of compost-derived humic acids on vegetable biomass production and microbial growth within a plant ( )–soil system: a comparative study. Agric Ecosyst Environ n. 58 pag. 133–144.

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Effetto di Differenti Epoche di Semina sui Parametri Agronomici e Qualitativi del Guar Coltivato in Sicilia Sortino O.1, Gresta F.2, Guarnaccia P.1 2

1 Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, osortino@unict.it Dip . di Biotecnologie per il Monitoraggio Agroalimentare ed Amb ientale, Univ. Reggio Calabria, IT, fgresta@unirc.it

Introduzione Il guar (Cyamopsis tetragonoloba L.), leguminosa da granella assai diffusa in Asia sudoccidentale e Stati Uniti (Texas e Oklahoma), rappresenta una coltura di possibile introduzione negli ambienti irrigui della Sicilia sia per uso industriale che per l’alimentazione animale (Sortino e Gresta, 2007). E’ una coltura annuale a ciclo estivo, con una buona resistenza alla siccità ed una elevata tolleranza alla salinità (Ashraf et al., 2005). Può essere certamente considerata una coltura dalle esigenze idriche piuttosto limitate in quanto richiede tra 800 e 1500 m3 ha -1 (Jackson and Doughton, 1982). L’interesse per questa specie risiede nell’elevato contenuto di galattomannano, un polisaccaride idrosolubile largamente impiegato nell’industria alimentare come addensante e flocculante, variabile tra il 19 e il 43% del seme (Jackson and Doughton, 1982). Il guar è i ritenuto un ottimo alimento per il bestiame grazie al suo elevato contenuto proteico (27-37%) (Kumar e Singh, 2002). Tale coltura è attualmente assente negli ordinamenti colturali ed è certamente meritoria di attenzione.

Metodologia La prova è stata condotta nel 2003 in una località della Sicilia Sud-Orientale (Parabuto – RG - 325 m s.l.m.), ponendo allo studio quattro varietà (Lewis, Esser, Kinmann and Santa Cruz) e due epoche di semina, una precoce (7 maggio ) e una ordinaria (26 giungo), restituendo il 100% dell’evaporato. La semina è stata eseguita in parcelle di 20 m2 tre volte replicate con una densità di semina di 25 p/m2. Alla semina sono stati somministrati 40 kg ha-1 di P2O5 e 30 kg ha -1 di K 2O. Il controllo delle infestanti è stato eseguito a mano. Alla raccolta sono state rilevate: altezza delle piante, numero di ramificazioni, lunghezza baccello, resa dei semi e sue componenti (peso 1000 semi, baccelli per pianta e semi per baccello) e il contenuto di proteine . I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza, e quando significative, le medie sono state separate con il Tuk st. Risultati Nessuna interazione è risultata significativa, pertanto vengono di seguito discussi gli effetti dei fattori principali. Altezza delle piante, numero di ramificazioni, lunghezza baccelli, semi per baccello e percentuale di proteine sono risultate significativamente influenzate dalla diversa epoca di semina, mentre peso 1000 semi, semi per baccello, resa in semi e percentuale di proteine dalle varietà. Tra le due epoche poste allo studio, l’epoca anticipata ha fatto registrare un altezza più elevata (77,1 contro 48.4 cm), un maggior numero di ramificazioni (8,4 contro 5,8), un baccello più lungo (5,0 contro 4,6) e un maggior numero di semi per baccello (7,5 contro 6,9). Nessuna differenza statisticamente significativa è emersa sulla resa in semi (2 ,5 contro 2.3 t ha -1 ). Per contro il contenuto proteico è risultato più elevato nella seconda epoca (27,9 contro 26,5%). Nella media delle epoche di semina, le varietà che hanno mostrato la più elevata resa in semi sono state Lewis e Santa Cruz con 2.75 t ha -1. Le stesse hanno fatto registrare il più elevato peso 1000 semi (rispettivamente 32.0 e 30.4 g) e il più elevato numero di semi per baccello (7.5 e 7.2), quest’ultima al pari con la varietà Kinman. Il contenuto di proteina è risultato più elevato in Lewis 31.4% contro 25.8 della media delle restanti 3 varietà.

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Tab. 1. Parametri agronomic i e qualitativi delle varietà allo studio

Epoca ESSER ESSER KINMAN KINMAN LEWIS LEWIS S CRUZ S CRUZ

1 2 1 2 1 2 1 2

Lungh Altezza N. baccello (cm) ramif. (cm) 88,3 8,0 5,1 55,0 4,0 4,5 75,7 9,0 4,9 44,0 6,3 4,4 73,3 7,3 5,1 56,7 5,0 4,8 71,0 9,3 5,0 38,0 8,0 4,8

p 1000

semi (g) 29,1 28,9 28,3 28,1 32,1 31,8 31,3 29,5

N.bacelli/ pianta

N. semi/ Resa Proteine baccello (t ha-1) (%)

38,6 36,9 41,6 41,5 48,8 49,0 46,7 50,0

7,1 6,7 7,5 7,0 7,5 6,9 7,9 7,0

2,0 1,8 2,2 2,0 2,9 2,7 2,9 2,6

25,0 26,2 25,0 26,5 31,0 31,8 25,0 27,0

Effetto varietà ESSER KINMAN LEWIS S CRUZ

71,7 59.8 65,0 54,5

6,0 7,7 6,2 8,7

4,8 4,7 4,9 4,9

29,0 bc 28,2 c 32,0 a 30,4 ab

37,8 41,5 48,9 48,3

6,9 b 7,2 ab 7,2 ab 7,5 a

1,9 b 2,1 b 2,8 a 2,7 a

25,6 b 25,8 b 31,4 a 26,0 b

Effetto epoca Epoca 1 Epoca 2

77,1 a 48,4 b

8,4 a 5,8 b

5,0 a 4,6 b

30,2 29,6

43,9 44,3

7,5 a 6,9 b

2,5 2,3

26,5 b 27,9 a

Lettere differenti indicano significatività per P< 0,05.

Conclusioni Il guar appare una coltura proponibile per gli ambienti siciliani in grado di soddisfare le esigenze termiche, ove ha raggiunto rese interessanti, utilizzando limitati interventi irrigui. Tra le varietà testate Lewis e Santa Cruz appaiono certamente le più adatte. L’epoca di semina precoce, pur determinando un incremento del numero di semi per baccello, non esercita una influenza significativa sulla resa in semi, consentendo, tuttavia, una migliore organizzazione per l’avvicendamento della coltura. Per contro, la semina tardiva ha determinato un incremento del contenuto di proteine. Al fine di ipotizzare una diffusione di questa coltura in ambiente mediterraneo, ulteriori ricerche sono necessarie per determinare il contenuto in galattamannano e l’effetto su questo dell’epoca di semina. Bibliografia

Ashraf M.Y. et al. 2005. Role of the rooting system in salt to lerance potential of different guar accessions. Agron. Sustain. Dev., 25: 243-249. Jackson K.J., Doughton J.A. 1982. Guar: A potential crop for the dry tropics of Australia. The Journal of the Australian Institute of Agricultural Science, 42, 17 -32. Kumar D., Singh N.B. 2002. Guar in Ind ia. Scientific Publisher (Ind ia), Jodhpur. Sortino O., Gresta F. 2007. Growth and yield performances of five guar cultivars in a Mediterranean environment. Italian Journal of Agronomy, 4, 359-364.

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Impiego Combinato di Analisi delle Componenti Principali e Analisi Discriminante per lo Studio della Risposta Spettrale della Vegetazione Stellacci A.M.1, Castrignanò A.2, Diacono M.1, Troccoli A.3, Ciccarese A.1, Armenise E.1, Lonigro A.1, Mastro M.A.1, Rubino P.1 1

Dip. di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali, Univ. Bari, IT, annastellacci@yahoo.it CRA – SCA, Unità di Ricerca per i Sistemi Colturali degli Ambienti Caldo-Aridi di Bari, IT 3 CRA – CER, Centro di Ricerca per la Cerealicoltura, Foggia, IT

La possibilità di individuare rapidamente, mediante analisi della risposta spettrale della vegetazione, l’esistenza di condizioni di stress rappresenta il presupposto per la gestione sostenibile delle risorse e per l’adozione di tecniche di agricoltura di precisione. In particolare, l’uso di informazione iperspettrale rispetto a quella multispettrale è in grado di migliorare significativamente il dettaglio nel caratterizzare la risposta delle piante allo stress. Tuttavia, l’impiego di data set iperspettrali risulta molto più complesso e necessita dell’adozione di procedure di elaborazione che consentano di prendere in esame l’intero spettro di risposta, e di individuare quelle bande capaci di evidenziare efficacemente le differenze tra i livelli del fattore in studio (Thenkabail et al., 2004). Molte metodologie di indagine sono state sinora proposte ed impiegate: valutazione della riflettanza di singole bande; calcolo di indici vegetazionali; calcolo di derivate di spettri di riflettanza, ecc. (Thenkabail et al., 2004). Di grande utilità può risultare l’impiego di tecniche di analisi multivariata. Esse infatti possono consentire di eliminare l’informazione ridondante (l’informazione fornita da bande vicine risulta spesso correlata), riducendo il data set ad un numero limitato di componenti, e di individuare indici sintetici che massimizzino le differenze tra i trattamenti (Broge and Leblanc, 2000). L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’efficacia di un approccio integrato, basato sull’uso combinato dell’analisi delle componenti principali (PCA) e dell’analisi discriminante (DA), per indagare la risposta spettrale della vegetazione a diversi livelli di concimazione azotata. Le firme spettrali sono state raccolte su una prova sperimentale condotta presso l’azienda del CRACER di Foggia su frumento duro, cv PR22D89. Nella prova sono poste a confronto 10 dosi di N, corrispondenti alla somministrazione di quantitativi compresi tra 0 e 180 kg ha-1. Le firme spettrali sono state raccolte all’antesi, in 40 postazioni georiferite, mediante un radiometro iperspettrale ad alta risoluzione, ASD FieldSpec HandHeld, operante nell’intervallo di lunghezza d’onda 325-1075 nm. Il sensore (FOV di 25°) è stato posizionato ad un’altezza di 30 cm sulla vegetazione in direzione nadir. I dati di riflettanza raccolti sono stati inizialmente ristretti a 490 bande, nell’intervallo 510-1000 nm, e successivamente suddivisi in 5 bande dello spettro elettromagnetico: i) verde, 510-580 nm; ii) giallo, 581-630 nm; iii) rosso, 631-690 nm; iv) red-edge, 705-770 nm; v) NIR, 770-1000 nm. Le bande spettrali iniziali sono state ridotte ad un numero ristretto di componenti ortogonali mediante PCA applicata alla matrice di correlazione. Quest’ultima, condotta indipendentemente per ciascun intervallo spettrale, ha consentito di trasformare il set originario di riflettanze in un nuovo set di fattori, su cui è stata eseguita l’analisi univariata, l’analisi multivariata (lambda di Wilk) e l’analisi discriminante, al fine di investigare le differenze radiometriche tra i trattamenti azotati. In accordo con il criterio di Kaiser, solo le componenti principali (PCs) con autovalore maggiore di 1 sono state trattenute per la successiva analisi. Negli intervalli spettrali del verde, del giallo e del rosso,

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una sola componente per banda è stata in grado di spiegare oltre il 95% della varianza totale ed è stata pertanto selezionata (PC_G1, PC_Y1, PC_R1). Negli intervalli del red-edge (RE) e del NIR, invece, due componenti per banda presentavano un autovalore maggiore di 1. In particolare, nel RE le prime due componenti spiegavano rispettivamente il 72,8 e 27% della varianza totale. La prima componente è risultata direttamente correlata alle bande spettrali, in particolare nell’intervallo 730-745 nm; la seconda direttamente correlata alle bande nell’intervallo 705-717 nm. Sette nuove variabili sono state pertanto individuate ed impiegate nella successiva analisi discriminante. Poiché il test di Bartlett, eseguito al fine di verificare l’omogeneità delle varianze, è risultato non significativo, l’analisi discriminante è stata condotta sulla matrice delle varianze e covarianze. Tabella 2. Coefficienti canonici standardizzati del campione totale per le prime due variabili canoniche.

Tabella 1. Risultati dell’anova.

PC_G1 PC_Y1 PC_R1 PC_RE1 PC_RE2 PC_NIR1 PC_NIR2

0,7366 0,7586 0,7399 0,3192 0,7477 0,4071 0,1709

9,32 10,48 9,48 1,56 9,88 2,29 0,69

PC_G1 PC_Y1 PC_R1 PC_RE1 PC_RE2 PC_NIR1 PC_NIR2

<0,0001 <0,0001 <0,0001 0,1718 <0,0001 0,0430 0,7146

1,6752 -0,7744 3,1499 1,6229

0,6919

L’effetto delle dosi di N è risultato altamente significativo negli intervalli del verde, giallo, rosso, nella seconda componente del RE e in NIR1 (tab. 1), confermando come la riflettanza in questi intervalli sia in grado di differenziare lo stato nutrizionale delle colture nello stadio fenologico esaminato. In accordo con quanto osservato da Zhu et al. (2006) su frumento, la riflettanza tende ad essere negativamente correlata alla disponibilità di N nel range del visibile (460-710 nm), mentre positivamente nel range del NIR. I test multivariati hanno sintetizzato l’effetto delle dosi di N, indicando che i trattamenti hanno presentato un comportamento radiometrico differente, come dimostrato dal basso valore del lambda di Wilk (0,0166; p<0,001) e dall’elevato valore del primo coefficiente di correlazione canonica quadratica (0,837). Due variabili canoniche hanno mostrato un autovalore maggiore di 1, spiegando complessivamente l’81,3% della varianza totale (tab. 2). L’osservazione dei coefficienti canonici standardizzati mostra come la prima variabile canonica sia correlata direttamente alla componente nel giallo ed alla prima nel RE ed inversamente a quelle nel verde, NIR1 ed alla seconda nel RE. La seconda variabile aggiunge l’informazione relativa alla riflettanza nel rosso. L’analisi della varianza delle variabili canoniche ha mostrato come le piante non fertilizzate si differenziassero statisticamente da quelle concimate. Le variabili canoniche, ed in particolare la prima variabile che spiegava il 60% della varianza totale, possono pertanto essere utilizzate in agricoltura di precisione come indicatori delle condizioni nutrizionali delle piante. L’approccio combinato basato sull’impiego di PCA e DA si è dimostrato efficace in questo studio preliminare del data set iperspettrale, avendo consentito di sintetizzare l’informazione radiometrica ridondante in un numero ridotto di indicatori delle condizioni nutrizionali, che potrebbero essere utilizzati per la delineazione del campo in aree omogenee da sottoporre a concimazione differenziata. Broge N.H. and Leblanc E. 2000. Comparing prediction power and stability of broadband and hyperspectral vegetation indices for estimation of green leaf area index and canopy chlorophyll density. Remote Sens. Environ., 76:156-172. Thenkabail P.S. et al. 2004. Accuracy assessments of hyperspectral waveband performance for vegetation analysis applications. Remote Sens. Environ., 91:354–376. Zhu Y. et al. 2006. Monitoring leaf nitrogen in wheat using canopy reflectance spectra. Can. J. Plant Sci., 86(4):10371046.

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Impiego di Fitoregolatori nella Fase Vivaistica di Cynodon dactylon x C. transvaalensis cv ‘Patriot’ R. Tesi, A. Baldi, A. Pardini, M. Nannicini DiPSA, Dipartimento di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’ambiente Agro-forestale, Università degli Studi di Firenze, IT, marco.nannicini@unifi.it

L’impiego delle specie macroterme da tappeto erboso trova sempre maggiori sostenitori nelle aree del bacino del Mediterraneo, in relazione sia alle minori esigenze idriche, che alla tolleranza alla salinità ed alle elevate temperature (Corradi, 2000). La maggior parte delle cultivar utilizzate sono ibridi sterili, pertanto la propagazione che si sta diffondendo sempre più è quella effettuata con plantule preradicate. Queste sono ottenute mettendo a radicare singoli nodi degli stoloni provenienti da piante madri allevate in vivaio (Volterrani et al., 2007). La nostra sperimentazione ha riguardato l’uso di 3 fitoregolatori [trinexapac-ethyl (TE), paclobutrazolo (PBZ) e cloruro di cloro colina (CCC)] per il controllo della crescita degli stoloni nelle piante madri di Cynodon dactylon x C. transvaalensis cv ‘Patriot’ allevate in vivaio. I fitoregolatori sono risultati efficaci per ridurre la crescita del tappeto erboso, con minori interventi di taglio (Lowe e Whitwell, 1999; McCullough et al., 2005; Baldi et al., 2010), ma in questo caso l’obiettivo da raggiungere è quello di ottenere stoloni numerosi ma con internodi brevi, per facilitare le operazioni di taglio degli stoloni stessi. La sperimentazione si è svolta presso l’Azienda Ortovivaistica Pacini (Pisa) nella primavera-estate 2009 in una serra di metallo e plastica. Le piante madri sono state trapiantate l’11 maggio 2009 in vasi da 20 cm di diametro riempiti con torba. In ogni vaso sono state poste 3 piantine preradicate. Il 27 maggio 2009 la vegetazione delle piante madri è stata tagliata a filo vaso e quindi è stato effettuato il trattamento, che ha previsto la spruzzatura di sola acqua (controllo) e dei 3 fitoregolatori indicati, impiegando 3 dosi ciascuno su 8 vasi per ogni trattamento. Queste le dosi impiegate di TE: 1) 0,75, 2) 1,50 e 3) 2,25 g L-1 di p.a. (prodotto commerciale Primo, 25% p.a.), di PBZ: 1) 0,08, 2) 0,15 e 3) 0,25 cc L-1 di p.a. (prodotto commerciale Cultar, 25% p.a.) e di CCC: 1) 1,84, 2) 3,68 e 3) 5,52 cc L-1 di p.a. (prodotto commerciale Cycocel, 46,1% p.a.). Dopo 2 settimane (10 giugno 2009) su metà dei vasi è stato ripetuto il trattamento. Pertanto per ogni fitoregolatore si avevano 6 trattamenti: 3 singoli (1, 2 e 3) e 3 ripetuti (1r, 2r e 3r). Il disegno sperimentale a blocchi completamente randomizzati presentava 4 ripetizioni (1 ripetizione = 1 vaso). I valori medi di temperatura e di U.R. durante il periodo della sperimentazione sono stati rispettivamente di 24°C e del 75%. Al termine della prova, dopo 9 settimane dall’inizio dei trattamenti (30 luglio 2009), è stato rilevato il numero totale degli stoloni prodotti per vaso ed utilizzabili per la propagazione, la lunghezza degli internodi ed è stato determinato il peso secco (a 80°C) della vegetazione prodotta comprensiva degli stoloni. Le differenze rispetto al controllo sono state sottoposte ad analisi della varianza e le medie confrontate col test LSD per P 0,05. Le differenze di crescita rispetto al controllo sono riportate in Figura 1. Il CCC ha determinato una riduzione del numero degli stoloni rispetto a TE e PBZ, nonostante la più elevata produzione di materia secca ed un buon controllo della lunghezza degli internodi. Il PBZ ha consentito di incrementare il numero di stoloni per vaso con internodi più brevi; ma ha ridotto mediamente lo sviluppo complessivo, con minor produzione di materia secca. Per questo

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composto è stato rilevato, esclusa la dose 1, un eccessivo raccorciamento degli internodi con precoci ramificazioni simili a scopazzi. Il TE ha determinato una produzione di stoloni a vaso non diversa dal PBZ. L’accorciamento significativo degli internodi è stato ottenuto solo con i trattamenti ripetuti (1r, 2r e 3r), pertanto la dose più bassa (1r) è stata sufficiente per ottenere l’obiettivo prefissato, senza alcuna riduzione di peso secco a vaso rispetto al controllo. 140 120 100 80 60 1

6 5 4 3 2

22 20 18 g

16 14 12 10 8

Il Cycocel (CCC), pur contenendo la lunghezza degli internodi indipendentemente dalla dose e dal numero delle applicazioni, ha indotto una riduzione nella produzione degli stoloni. Il Cultar (PBZ) ha ridotto sempre la lunghezza degli internodi, ma ha fornito risposte più variabili ed ha compromesso lo sviluppo delle piante con abbassamento del peso secco a vaso. Il Primo (TE) è risultato il fitoregolatore più interessante per la gestione vivaistica delle piante madri di Cynodon dactylon x C. transvaalensis cv ‘Patriot’, presentando un’azione più graduale in rapporto alle dosi rispetto al Cultar (PBZ), senza deformazioni sulla architettura degli stoloni. Il TE, alla dose di 0,75 g/l di p.a., corrispondente a 3 g/l di prodotto commerciale Primo (25% p.a.), con trattamenti ripetuti a distanza di 2 settimane, rispetto ai trattamenti singoli, ha determinato effetti positivi sulla produzione di stoloni, con riduzione della lunghezza degli internodi e buona rispondenza agli obiettivi prefissati.

6 1 controllo

3 1r T rattamenti PBZ

CCC

Figura 1. Effetto dei 3 fitoregolatori al 30/07/09. A lettere diverse corrispondono differenze significative per P 0,05.

Baldi A. et al. 2010. Plants Growth Regulator Treatments for the Management of ‘Patriot’ Bermudagrass. Proceedings of 2nd European Turfgrass Society Conference – Angers april 11-14 2010: 32-34. Corradi C. 2000. L’irrigazione del Verde Ornamentale. Calderini-Edagricole, Bologna. Lowe D. B and Whitwell T. 1999. Plant Growth Regulators Alter the Growth of ‘Tifway’ Bermudagrass (Cynodon transvaalensis x C. dactylon) and Selected Turfgrass Weeds. Weed Technology, 13: 132-138. McCullough P. E. et al. 2005. Response of ‘TifEagle’ Bermudagrass (Cynodon dactylon x Cynodon transvaalensis) to Ethephon and Trinexapac-ethyl. Weed Technology, 19: 251-254. Volterrani M. et al. 2007. L’insediamento di specie macroterme da tappeto erboso con la tecnica delle plantule preradicate. XXXVII Convegno Nazionale della Società Italiana di Agronomia – Catania 13-14 settembre 2007.

Ricerca condotta nell’ambito del progetto MiPAAF “Sistemi avanzati per la produzione vivaistica di tappeti erbosi di specie macroterme ad uso multifunzionale a basso consumo idrico ed energetico”.

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Effetti di tecniche agronomiche sulla produttività di genotipi di frumento duro Carlo Troccoli, Beniamino Leoni Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”, IT,troccoli@agr.uniba.it

L’impatto ambientale negativo che si è sviluppato, specialmente dal dopoguerra, con l’agricoltura convenzionale, ha spinto gli studiosi a ricercare modelli di crescita “sostenibili” che salvaguardino le risorse ambientali e che allo stesso tempo siano in grado di assicurare un reddito remunerativo per gli operatori agricoli. L’attenzione per la salvaguardia dell’ambiente, è stata una delle principali direttive che ha ispirato le varie normative di politica agraria emanate, nel tempo, dall’Unione Europea. Infatti a più riprese, per il settore primario, sono stati indicati obiettivi agricoli che avevano il principale scopo della salvaguardia ambientale. In questo scenario appare importante sia il compito della ricerca nel formulare sistemi di coltivazione rispettosi dell’ambiente, che quello dell’agricoltore di svolgere la propria attività utilizzando risorse naturali rinnovabili (Finco e Prestenburgo, 2000), anche se non sempre le conoscenze a sua disposizione sono aggiornate con le direttive europee (Dugoni, 2001). Il crescente affermarsi dell’agricoltura biologica e la necessità di ridurre i consumi energetici impiegati per la produzione, spingono verso una continua ricerca di cultivar ad alta produttività con limitato ricorso a prodotti chimici. Nel settore cerealicolo, vecchi genotipi dimenticati di frumento duro possono rappresentare una preziosa fonte di variabilità genetica da cui prelevare caratteri morfo-fisiologici utili per le finalità su menzionate, e quindi da trasferire nelle cultivar attualmente coltivate. Infatti, negli ultimi anni si è andata progressivamente perdendo la variabilità propria dei vecchi genotipi di frumento. Lo scopo della presente ricerca è quello di fornire utili indicazioni sulla possibilità di coltivare il frumento duro sia in condizioni normali di coltura che con bassi input energetici (Ofori e Stern, 1987), nonché di confrontare alcuni vecchi genotipi di frumento con cultivar in uso nella zona di impianto della prova, al fine di rilevare la produttività di entrambi e di valutare la possibilità di inserire tali genotipi in programmi di ricerca.

La prova è stata condotta nell’annata 1999-2000 presso l’azienda sperimentale “E.Pantanelli”, sita in agro di Policoro (MT), su un terreno alluvionale, molto profondo, limoso-argilloso, ben dotato di azoto, fosforo e potassio senza problemi di salinità. Sono stati valutati gli effetti della concimazione azotata sulla produttività della granella dei tredici genotipi di frumento duro. Sono stati testati gli effetti di due diverse dosi di N: 4590 Kg ha –1. I genotipi posti a confronto sono stati:Trigu Sardu, Timilia, Sicilianu, Trigu Biancu, Trigu Rojiu, Carelli, Trigu Moru Sardu, Marzuolo, Arrobiu, Cappelli, Magenta ( forniti dall’Istituto di Genetica Vegetale),ed inoltre Ofanto e Simeto (principali cultivar in uso nella zona). Lo schema sperimentale è stato quello a parcelle suddivise (split-plot), con i livelli di azoto nei parcelloni ed i genotipi nelle parcelle, della superficie di 20 m2. La semina, a file continue distanti 17 cm, è stata eseguita il 23 novembre e per ogni cultivar è stata impiegata una densità di semina pari a 500 semi per m2. La quantità di N prevista per la concimazione è stata somministrata per un terzo alla semina e per due terzi in copertura. Per il diserbo, effettuato il 21marzo 2000, in fase vegetativa di inizio levata sono stati impiegati Tralcoxidim 250 g l-1 e Fluroxipir 6g Clopiralid 2,3g MCPA 26,7g. La raccolta è stata fatta il 3 luglio. Sono stati rilevati i seguenti caratteri: date di inizio spigatura, di spigatura, di fioritura, di maturazione lattea e di ultramaturazione, durante il ciclo colturale; altezza delle piante, allettamento, produzione della granella e della paglia, peso dei 1000 semi e bianconatura alla raccolta.

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La produzione di granella è stata in media di 3,1 t ha-1 con un range compreso tra 2,0 e 3,6 t ha-1 per i genotipi e le dosi di azoto. Questa variabilità è dovuta sia alle caratteristiche dei genotipi che all’effetto della diversa concimazione e al decorso dell’andamento climatico, particolarmente siccitoso. I genotipi hanno avuto una diversa risposta alle dosi di concimazione. Infatti sono state osservate, passando dalla dose più bassa a quella più alta, riduzioni di produzione superiore al 30% per Trigu Sardu, Trigu Biancu, Trigu Rojiu e Trigu Moru Sardu, Trigu Biancu 4,4 2,8 3,6 riduzioni comprese tra 15 e 30% per Sicilianu 3,9 3,2 3,5 Magenta, Carelli, Sicilianu, Arrobiu, mentre Trigu Sardu 4,3 2,6 3,4 Carelli 3,9 2,9 3,4 per Ofanto, Cappelli, Marzuolo, Timilia, si Trigu Rojiu 4,0 2,6 3,3 sono avuti aumenti di produzione non Timilia 3,2 3,2 3,2 superiori al 10%. Il Simeto invece, ha avuto Trigu Moru Sardu 3,8 2,6 3,2 un aumento di produzione superiore al 20%. Marzuolo 3,0 3,3 3,1 L’interazione “genotipi x dosi di azoto” è Arrobiu 3,2 2,7 2,9 risultata significativa per quasi tutti i Cappelli 2,6 2,8 2,7 caratteri studiati; questa interazione ci Magenta 2,3 1,7 2,0 permette di individuare quei genotipi che Simeto 3,2 3,9 3,5 meglio si adattano ai livelli di fertilità più Ofanto 3,0 3,3 3,1 bassi. 3,1 Media 3,4 2,9 Per quanto riguarda la produzione di granella, i genotipi Trigu Biancu, e Sicilianu Acces (A) MDS: 0,51P 0,05; 0,72P 0,01 Interaz. (AxN) MDS: 0,70P 0,05; 1,02P 0,01 hanno prodotto di più, anche se di poco (2% circa), del Simeto, una delle due cultivar di riferimento. Produzioni leggermente inferiori si sono avute per Trigu Sardu, Carelli, Trigu Rojiu, Timilia e Trigu Moru Sardu. La produzione più bassa è stata quella del genotipo Magenta.

I risultati della presente ricerca, anche se riferiti ad una sola annata, peraltro caratterizzata da un andamento climatico piuttosto siccitoso, permettono di trarre utili indicazioni sull’influenza della concimazione azotata su genotipi diversi di frumento duro, in un’agricoltura caratterizzata da sistemi colturali a bassi input energetici. In particolare: - la concimazione azotata, come media di tutti i caratteri studiati, mostra una influenza nulla o leggermente positiva; - i genotipi più produttivi, sono risultati Trigu Biancu e Sicilianu seguiti da almeno altri 3 genotipi meritevoli di particolare attenzione.

Dugoni F. 2001. Il piano di gestione agronomica nelle strategie per un’agricoltura ecocompatibile: metodologie, strumenti e applicazioni reali. Genio Rurale 5, 42. Finco A. e Prestenburgo M. 2000. Scelta dell’impresa e politica della qualità ambientale nell’agroecosistema. Genio Rurale 11, 39-43. López-Bellido R.J. and López-Bellido L 2001. Efficiency of nitrogen in wheat under Mediterranean conditions: effect of tillage, crop rotation and N fertilization. Field Crops Research 71, 31-46. Ofori F. and Stern WR. 1987. Advances in Agronomy 41, 41-90. Pacucci G. e Troccoli C. 1998. Adattabilità di cultivar di frumento duro in due ambienti dell’Italia meridionale. Annali Fac. Agraria Università di Bari, Vol. 35: 147-162.

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Resistenza Meccanica allo Sforzo di Taglio negli Stoloni delle Specie C4 da Tappeto Erboso Lulli1 F.,Volterrani1 M., Grossi1 N., Gaetani1 M., Magni1 S., Caturegli1 L., Armeni2 R. 1

CeRTES - Centro Ricerche Tappeti Erbosi Sportivi, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Università di Pisa. Tel. 050 2218957; fax 050 2218970; e-mail marco.volterrani@agr.unipi.it 2 Labosport Italia Srl – Cernusco Lombardone (LC); e-mail roberto.armeni@labosport.it

Introduzione Le specie C4 da tappeto erboso, oltre ad ambientarsi bene alle condizioni pedoclimatiche del bacino del Mediterraneo (Croce et al., 2004) sono anche le specie maggiormente resistenti al calpestio (Beard, 1990) e con grandi capacità di recupero una volta danneggiate. Ciò è dovuto alla maggiore densità di culmi di un prato maturo di specie C4 rispetto ad un prato di C3, ma anche alla particolare resistenza meccanica degli organi costituenti il tappeto erboso stesso. In questa ricerca si è indagato sulla resistenza allo sforzo di taglio degli stoloni delle tre principali specie C4 da tappeto erboso: Zoysia matrella, Cynodon dactylon x C. transvaalensis e Paspalum vaginatum. Lo strumento impiegato per tale indagine è stato un dinamometro a norma FIFA (MTS Insight 1), con cui si è testato la resistenza allo sforzo di taglio del 3°, 7° e 14° internodo degli stoloni. Metodologia Il 02/03/2009 tre zolle circolari di 50 cm2 sono state prelevate da tappeti erbosi maturi di Cynodon dactylon [L.] Pers. var. dactylon x C. transvaalensis Burt-Davy cv Tifway 419 (Cdxt), Zoysia matrella (L.) Merr. cv Zeon (Zm) e Paspalum vaginatum Swartz. cv Salam (Pv), allevati su un terreno francoargilloso presso il Centro Ricerche Tappeti Erbosi Sportivi del Dipartimento di Agronomia dell’Università di Pisa (43° 40’ N, 10° 19’ E; 6 m s.l.m.). Le zolle sono state lavate per allontanare i residui di terreno e trasferite in serra (T° max. 35±4 °C; T° min 25±3 °C; U.R. 80±5 %) in 9 vasi di 5000 ml, contenenti torba. I vasi, sospesi ad 1.5 m di altezza, sono stati disposti in serra in blocco randomizzato con tre repliche e allevati per 209 giorni. Dopo la radicazione delle zolle nei vasi, si è proceduto ad un taglio ad una altezza di 1 cm (10/04/2009). Durante l’allevamento in serra le pratiche colturali sono state: irrigazione giornaliera con 5 mm di acqua; quattro concimazioni (10/04, 11/05, 08/06 e 13/07) ognuna con 5 g m-2 di N, 1 g m-2 di P2O5 e 2 g m-2 of K2O; non sono stati applicati fungicidi o diserbanti; gli stoloni prodotti dalle piante madri non sono stati mai tagliati. Le misure biometriche ed i test di resistenza meccanica allo sforzo di taglio si sono svolti presso i laboratori (T° 23°C; U.R. 50%) della Labosport Italia Srl (Cernusco Lombardone – LC). Per la misura dello sforzo di taglio si è utilizzato un dinamometro elettromeccanico a norma FIFA (2008), a singola colonna con controllo numerico “MTS Insight 1”, avente una cella di carico da 1 kN. La velocità di discesa della lama in acciaio temprato era di 500 mm min-1. Gli stoloni sono stati prelevati in maniera random dai vasi, ed i campioni sono stati preparati ai test ed alle misure biometriche eliminando il nodo basale ed apicale di ogni internodo da testare. Per ogni vaso di ogni specie sono stati misurati e testati 3 internodi (3°, 7° e 14°) x 3 campioni (Totale campioni testati: 3 specie x 3 tipi di nodi x 3 campioni x 3 repliche = 81 internodi). Per depurare i dati dall’effetto dimensionale, si è proceduto a misurare il diametro (mm) degli internodi testati con un calibro digitale Mitutoyo Absolute IP 54 con frizione tarata a 0.5 N, per poi calcolare la sezione (mm2) di tessuto testata per ogni internodo. I risultati dello sforzo di taglio per unità di superficie testata (N mm-2), e le sezioni calcolate (mm2) sono stati sottoposti ad ANOVA fattoriale (specie x internodo), con analisi delle medie con test di Tukey HSD per P 0.05. Risultati L’analisi dei dati sulle sezioni calcolate dei tessuti sottoposti a sforzo di taglio non ha mostrato differenze statisticamente significative, di conseguenza si può affermare che le differenze riscontrate tra le specie e tra i nodi siano imputabili a differenze in alcuni costituenti chiave della parete cellulare

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(lignina, silicati, ecc.) come già evidenziato da Trenholm (2000), ed in differenze nell’organizzazione istologica ed in sostanza secca dei tessuti più vecchi rispetto a quelli più giovani (Akin, 1989). Zm è risultata essere la specie con la maggiore resistenza allo sforzo di taglio (Figura 1) nel Zm7 (30.50 N mm-2) e nel Zm14 (30.03 N mm-2). Cdxt 14 (19.34 N mm-2) ha un livello di resistenza meccanica minore. Gli internodi Cdxt3 (12.48 N mm-2), Zm3 (15.41 N mm-2), Cdxt7 (15.62 N mm-2), Pv7 (12.27 N mm-2) e Pv14 (16.31 N mm-2) ottengono dei risultati statisticamente simili tra loro, ed intermedi rispetto a Pv3 (7.56 N mm-2) che ottiene il valore più basso. Da un punto di vista delle specie, Zm è sempre la specie con la resistenza meccanica maggiore nei 3 internodi trattati, seguita da Cdxt e poi da Pv. Per ciò che concerne i nodi, i nodi 7 e 14, probabilmente a causa della maturità raggiunta dai tessuti, sono più forti (con eccezione di Cdxt che sembra raggiungere la maturità dei tessuti dopo il 7° internodo) rispetto all’internodo 3.

Figura 1. Sforzo di taglio per unità di superficie. Interazione Specie (Cdxt, Zm, Pv) x Internodo (3°, 7°, 14°). Colonne con lettere uguali non differiscono in modo statisticamente significativo per P 0.05.

Conclusioni Lo studio strumentale delle caratteristiche biomeccaniche dei tessuti delle specie da tappeti erbosi ha evidenziato come, a parità di sezione soggetta allo sforzo di taglio, Zoysia matrella ha i tessuti più resistenti, seguita da Cynodon dactylon x C. transvaalensis e da Paspalum vaginatum. In tutte le specie, i tessuti più giovani hanno mostrato una minore resistenza allo sforzo di taglio rispetto ai tessuti più maturi. Le differenze riscontrate sono verosimilmente riconducibili a fattori citologici e istologici che dovrebbero essere oggetto di ulteriori e più approfondite ricerche per comprenderne i meccanismi e le relative applicazioni che consentano a) la selezione di specie e cultivar resistenti al calpestio, e b) la messa a punto di tecniche agronomiche che consentano di valorizzare questa particolare caratteristica di queste specie stolonifere. Bibliografia

Akin D.E. 1989 Histological and physical factors affecting digestibility of forages. Agron. J, 81:17–25. Beard, J.B. 1990. Turfgrass wear tolerance. Grounds Maint. 25:32,72,74. Croce P. et al. 2004. Adaptability of warmseason turfgrass species and cultivars in a Mediterranean climate. Acta Hort, 661:365-368. FIFA. 2008. FIFA quality concept for artificial turf – Handbook of Test Methods. Fédération Internationale de Football Association, Zurigo, Svizzera. Trenholm L.E. et al. 2000. Mechanisms of Wear Tolerance in Seashore Paspalum and Bermudagrass. Crop Sci, 40: 1350-1357. La Ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto “Sistemi avanzati per la produzione vivaistica di tappeti erbosi di specie macroterme ad uso multifunzionale a basso consumo idrico ed energetico”, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali

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Sessione II Ambiente e cambiamenti climatici

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Keynote

Challenges for European Agriculture on Climate Change Adaptation and Mitigation JĂ¸rgen E. Olesen Aarhus University, Dept. of Agroecology, Blichers AllĂŠ 20, 8830 Tjele, DK, JĂ¸rgenE.Olesen@agrsci.dk

Introduction The challenges for agriculture in a climate change context are multidimensional. Agriculture is globally one of the main sources of greenhouse gas (GHG) emissions, it is a major source of biomass for substituting fossil fuels, and last but not least climate change will seriously impact on the ability to grow crops for fulfilling the needs of society and its people. Agriculture must therefore reduce its emissions while at the same time adapting the food production to a changing af possibly more variable climate and extending its supply to also cover bioenergy (Smith and Olesen, 2010). Agricultural greenhouse gas emissions Agriculture releases significant amounts of CO2, CH4 and N2O to the atmosphere. CO2 is released largely from microbial decay or burning of plant litter and soil organic matter. Methane is produced when organic materials decompose under anoxic conditions, notably from fermentative digestion by ruminant livestock, stored manures and rice grown under flooded conditions. Nitrous oxide is produced by the microbial transformations of nitrogen (N) in soils and manures, and is often enhanced where available N exceeds plant requirements, especially under wet conditions. All of the processes above occur mostly on-farm. However, there are also emissions associated with inputs to the farm or at the interface between the farm and the surrounding landscape. Global emissions associated with land use change (in particular from forestry to agriculture) have been estimated as just as large as those associated with on-farm activities. Livestock farming systems are particularly large contributors to greenhouse gas emissions, which is related to several factors: 1) A large proportion of the crop production is for feeding livestock, 2) Ruminant animals have large emissions of CH4 from enteric fermentation, and 3) The handling of livestock manure involves emissions of both methane and nitrous oxide. Agricultural GHG fluxes are thus complex and heterogeneous, but the active management of agricultural systems offers possibilities for mitigation. Many of these mitigation opportunities use currently available technologies and can in theory be implemented immediately. There are in practice many obstacles for implementing such mitigation measures in actual farming systems. Such obstacles fall in different categories, including structural, institutional, financial and educational. Removing obstacles require dedicated efforts at many levels, not least at the policy level. Climate change impacts Being able to quantify the potential effects of climate change on crops and cropping systems is of critical importance to adapt to these changes, thus maintaining or even improving the sustainability of agricultural systems. Many interacting factors influence the response of crops to climatic changes, such as direct effects of temperature, rainfall and CO2 and indirect effects through nutrient cycling, occurrence of weeds, pests and diseases and impacts of weather on suitability for soil and crop management. The net effects on harvested yield, quality and environment will be determined by adaptation measures taken to moderate effects of climate change. So far projections of climate change impacts on agricultural production has relied largely on use of existing crop models, which have often been applied to study both impacts and adaptation

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to climate change without testing their capabilities for this. These models were originally developed for other purposes, and few of these models are capable of simulating effects of extreme events (e.g. heat waves, hail and flooding) and of many of the indirect effects through effects on crop protection and management. Here use of simulation models may have to be complemented with empirical approaches. One of the main challenges is related to the intensification of the hydrological cycle leading to more intensive rainfall and longer dry periods. The result is more rainy conditions and higher risk of soil erosion and nutrient leaching in currently wet temperate climates. In currently dry climate, rainfall may very well be reduced leading to more frequent droughts and higher dependency of stored soil moisture for supporting crop growth and yield. This puts a higher dependency on soil moisture storage and conservation, e.g. through conservation agriculture. Therefore models should be capable of simulating effects of extreme variation in the hydrological cycle and of how soils and crops respond to changes in management and climate. Challenges for policy The challenge within agriculture is three-fold, to increase production, to reduce emissions, and to adapt to a changing and more variable climate. There is a particular need to increase agricultural productivity, reduce greenhouse gas emissions and adapt to climate change in developing countries (Campbell, 2009). This requires an urgent and substantial increase in the focus of research, innovation, extension and education at all levels across all sectors related to agriculture. To do so will in many cases call for capacity building, which requires focus not only of national and local governments, but also of international donors and of the international research community. There is a further need internationally to promote development of cropping systems and technologies that deliver highly productive systems for combined food, feed and bioenergy production. This requires a collaborative effort across private and public research institutes and across many research disciplines. Agricultural, food and energy policies should be better integrated at international, regional and local levels. They should seek to better use, develop and maintain resources available (land, soil, water, nutrients, agrochemicals, energy, genetic diversity, research capacity, information systems, infrastructure, culture) in a climate change and variability context. There is a need for flexible policies that focus on the multidimensional roles of agriculture, where the priorities differ between regions depending on local resources, capabilities and demands. Challenges for research Research should better integrate studies on adaptation and mitigation, and it needs to cover a broader range of direct and indirect impacts of climate change as well as exploring new technologies and management methods for improving adaptation and mitigation to climate change. There is a need for increased attention on regional studies of impacts and adaptation to climate change in agriculture. These studies should include assessments of the consequences on current efforts in agricultural policy for a sustainable agriculture that also preserves environmental and social values in the rural society. Research on adaptation in agriculture has not yet provided a generalised knowledge on the adaptive capacity of agricultural systems across regions. There is also considerable need to better estimate the costs of various mitigation and adaptation measures, and studies have to move from looking at potential adaptation/mitigation to adoption, taking into account the complexity of farm-level decision-making, diversities at different scales, time-lags in responses, and biophysical, economic, institutional and cultural barriers to change. Bibliography Campbell, B.C., 2009. Beyond Copenhagen: REDD+, agriculture, adaptation strategies and poverty. Global Environmental Change 19, 397-399. Smith, P., Olesen, J.E., 2010. Synergies between mitigation of, and adaptation to, climate change in agriculture. Journal of Agricultural Science 148, 543-552.

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Stima delle Future Produzioni di Colture da Biomassa per Energia nell’Unione Europea in Relazione ai Cambiamenti Climatici e all’Innovazione Tecnologica Salvatore Luciano Cosentino, Giorgio Testa, Danilo Scordia Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA), Univ. Catania, IT, cosentin@unict.it

La vulnerabilità delle colture ai cambiamenti climatici è una problematica di interesse prioritario per la comunità scientifica internazionale. Alcuni autori indicano che i cambiamenti climatici potrebbero provocare modificazioni poco significative sulle produzioni delle colture alimentari. Tuttavia, a livello regionale, alcune aree potrebbero beneficiare di questi cambiamenti mentre altre potrebbero subirne gli effetti negativi. In realtà, è difficoltoso prevedere per ogni singola nazione europea in maniera certa e generalizzata l’effetto dei cambiamenti climatici sulle colture, soprattutto per quanto concerne le modificazioni sulle rese anche a causa dei diversi cambiamenti climatici a livello regionale. L’innovazione tecnologica (introduzione di nuove cultivar e ibridi, innovazioni nella meccanizzazione delle operazioni colturali, etc.) potrebbe mitigare l’influenza di questi effetti sulle rese. Sulla base di tali premesse sono state realizzate delle proiezioni sulle rese (2020 e 2030) per le principali colture da biomassa. Per effettuare una stima delle produzioni future è necessario tenere in considerazione sia lo sviluppo tecnologico raggiunto nell’area di interesse che le caratteristiche climatiche della zona di appartenenza. Per questo motivo sono state stimate le produzioni future in Europa sulla base delle macro-aree climatiche suggerite da Metzger et al. (2005). Le rese attuali sono state rilevate dalle statistiche effettuate da EUROSTAT (dati medi 2003-2007) e dalla letteratura scientifica sulle colture energetiche (Rettenmaier et al., 2010; Zegada-Lizarazu et al., 2010). Al fine di stimare gli effetti dei cambiamenti climatici sulle produzioni delle colture da biomassa sono stati ipotizzati due scenari 2020 e 2030. Sono stati presi in considerazione due fattori (i) innovazione tecnologica (miglioramento genetico, tecniche colturali etc.) e (ii) cambiamenti climatici (variazione della CO2, temperatura, precipitazioni, etc.). Per quanto riguarda lo sviluppo tecnologico sono stati ipotizzati due coefficienti di incremento annuo di produzione: 0.5% e 1% rispettivamente per i paesi che hanno già raggiunto il massimo ed il minimo livello di sviluppo tecnologico nelle diverse aree climatiche. Per quanto riguarda i cambiamenti climatici l’Europa è stata suddivisa in due macroaree, Nord e Sud, e per ogni futuro scenario sono stati individuati diversi coefficienti in accordo con studi scientifici già pubblicati (Olesen e Bindi, 2002; Wolf and van Diepen, 1995). I coefficienti climatici ottenuti dalla combinazione del fattore sviluppo tecnologico e cambiamento climatico, permettono di ipotizzare incrementi delle rese per tutte le aree climatiche europee ad eccezione di alcune colture in area mediterranea (Tab.1). Gli incrementi/decrementi annui ipotizzati hanno permesso di stimare un incremento delle rese delle colture erbacee poliennali lignocellulosiche (miscanto, panico, canna comune, etc.) e delle colture legnose (pioppo ed eucalipto) nelle aree del nord e del centro Europa; mentre l’innalzamento previsto delle temperature combinato con la possibile riduzione delle precipitazioni alle latitudini più basse potrebbero condurre a decrementi o mantenimento degli attuali livelli produttivi (Tab.2). Tuttavia le colture annuali invernali potrebbero trovare giovamento da tali variazioni climatiche. Nel sud del

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mediterraneo è stato ipotizzato che la coltivazione di colture a ciclo primaverile estivo come il sorgo potrà essere sostenuta solamente con la pratica dell’irrigazione. Tab. 1 – Coefficienti di incremento annuo (%) delle rese (tecnologico+climatico) per le principali colture da biomassa e per le diverse aree climatiche Europee. Coltura Mais Girasole Colza Brassica carinata Barbabietola Sorgo Canapa Lino Erbacee perenni Cardo Colture legnose

Area climatica Atlantico Atlantico Nemorale Continentale Lusitania Centrale Nord 1,67 1,45 1,45 0,47 0,02 0,02 1,23 1,28 0,83 0,83 0,83 1,23 1,28 0,83 0,83 0,83 2,15 1,70 0,47 0,02 0,02 0,42 0,47 0,02 0,02 0,02 2,10 2,15 1,70 1,70 1,70 2,10 2,15 1,70 1,70 1,70

Mediterraneo Nord -0,25 -0,19 0,88 0,88 0,73 0,05 -0,19 -0,19 0,05 0,88 0,05

Mediterraneo Sud 0,78 -0,05 -0,29 -0,05 0,78 -0,05

Tab. 2 – Biomassa fresca al momento della raccolta stimata per le principali colture energetiche in Europa nei due scenari ipotizzati (2020-2030). Area climatica Nemorale Continentale Atl. Centr. Atl. Nord Lusit. 2020 2030 2020 2030 2020 2030 2020 2030 2020 2030 Girasole Colza 2,1 2,4 3,1 3,6 3,5 3,8 2,5 2,8 2,1 2,3 Brassica carinata Barbabietola 90,9 103,2 88,4 96,0 Sorgo 108,5 Canapa 15,9 15,9 18,3 17,8 Lino 9,0 9,4 5,7 5,7 Phalaris arundinacea 17,5 21,5 Miscanthus 38,7 47,9 37,6 44,5 18,8 22,3 39,8 39,6 Arundo donax Cardo Pioppo 11,5 14,2 8,6 10,1 Salice 10,3 12,8 9,8 11,6 8,0 7,9 Eucalipto Coltura

Med. Nord Med. Sud 2020 2030 2020 2030 2,9 2,8 2,9 2,8 2,1 2,3 83,5 83,9 109,3* 108,8* 21,0 20,6 5,7 5,5 60,4 60,7 49,6 49,2 23,6 25,9 14,1 14,2 11,9 11,9

*irrigato Dalle proiezioni realizzate è possibile ipotizzare incrementi nelle rese di tutte le colture analizzate per gli ambienti dell’Europa centro-settentrionale mentre lievi decrementi o produzioni pressoché stabili sono state previste per l’Europa meridionale ed il bacino del mediterraneo a causa della possibile riduzione nelle precipitazioni. Metzger MJ et al., 2005. A climatic stratification of the environment of Europe. Global Ecology and Biogeography 14:549–563. Olesen J.E., Bindi M. 2002. Consequences of climate change for European agricultural productivity, land use and policy. Eur. J. Agron. 16, 239-262. Rettenmaier N. et al., 2010. Life cycle assessment of selected future energy crops for Europe. Biofuels, Bioprod. Bioref 4:620–636. Wolf J., van Diepen C.A., 1995. Effects of climate change on grain maize yield potential in the European Community. Clim. Change 29, 299–331. Zegada-Lizarazu et al., 2010. Agronomic aspects of future energy crops in Europe. Biofuels, Bioprod. Bioref. 4:674-691

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Effetto sul Ruscellamento di Diverse Coperture Vegetali e Sistemazioni Agronomiche in Collina Linda Pieri1, Paola Rossi Pisa1, Francesca Ventura1, Nicola Gaspari1, Giuliano Vitali1, Fiorenzo Salvatorelli1 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Univ. Bologna, IT, paola.rossi@unibo.it

Introduzione Il ruscellamento superficiale è una delle principali cause di perdita di suolo nei terreni in pendio. Ruscellamento ed erosione sono processi naturali che possono essere fortemente accelerati nei terreni coltivati. La pendenza, la copertura vegetale e la direzione di lavorazione (che dipende dalla sistemazione agronomica) sono, insieme all’andamento meteorologico, tra i fattori più rilevanti di questi processi (Ampofo et al., 2002; Zhang & Garbrecht, 2002). Scopo di questo studio è stato verificare la relazione tra pioggia e ruscellamento e le caratteristiche del ruscellamento in sei parcelle di diversa sistemazione agronomica e pendenza, coltivate con specie erbacee annuali e poliennali ed arboree. Si tratta di una prova di lunga durata che ha previsto la raccolta e l’elaborazione di quasi un ventennio di dati (1992-2010). Metodologia La prova è stata svolta a Ozzano dell'Emilia (BO), presso l'azienda agraria dell'Università di Bologna, (44°24'N, 11°28' E), all’interno del bacino del rio Centonara. L'area sperimentale è ubicata in zona collinare a circa 200 m sul livello del mare. E’ caratterizzata da suolo di medio impasto (Typic Ustochrept) ed è dotata di stazione agrometeorologica. La prova consiste in cinque parcelle di 1000 m2 coltivate con specie erbacee in successione ed una (CW) di 360 m2 coltivata con ciliegi da legno (Fig.1). Le parcelle sono caratterizzate da una diversa Fig.1. Schema sperimentale sistemazione e pendenza in obliquo (O1, O2, O3) rispettivamente con pendenza in % 0,7 - 7,0 - 9,7, girapoggio (G) 2%, rittochino (R) 11,5% e ciliegi 17%. La successione colturale è stata la seguente a partire dal 1992-93 Mais, 1993-94 Frumento, 1994-95 Sorgo, 1995-96 Frumento, 1996-97 Sorgo, 1997-98 Frumento, 1998-99 Sorgo, 1999-2000 Frumento, 2000-07 Erba Medica, 2007-09 Loietto. Tutte le parcelle sono idraulicamente isolate, tramite scoline, e l’acqua di ruscellamento viene raccolta nel punto più a valle tramite un sistema di tubazioni e vasche collegate ad un impianto basculante automatizzato. Risultati I risultati ottenuti permettono di affermare che: a) esiste una relazione lineare statisticamente significativa tra quantità di pioggia dell’annata agraria e il numero medio di eventi di ruscellamento, indipendentemente dalla coltura (Fig.2). b) prendendo in considerazione solo le parcelle coltivate con specie erbacee, il numero di eventi di ruscellamento è stato massimo nelle parcelle sistemate in obliquo e minimo in quella a girappoggio, come media del ventennio, indipendentemente dalla coltura presente. Gli anni in cui le parcelle sono state coltivate a sorgo sono quelle che hanno presentato il minor numero di eventi di ruscellamento,

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mentre, al contrario, gli anni ad erba medica sono quelli con i valori più alti (Tab.1). Ciò è dovuto probabilmente alle caratteristiche degli eventi piovosi (precipitazioni totali e loro distribuzione) che, come precedentemente affermato, influiscono sostanzialmente nella generazione del ruscellamento. c) i dati annuali mostrano che a cinque anni dalla semina (2005-06), l’erba medica ha registrato un elevato numero di eventi di ruscellamento, dovuti sia all’andamento pluviometrico, sia alla minore capacità di copertura della medica negli anni (Tab.2). Fig.2. Relazione tra pioggia annuale e numero di d) tra le colture permanenti messe a eventi (media tra le parcelle) confronto, ciliegio da legno e medica, il primo è risultato sempre più efficiente nel contenere il ruscellamento indipendentemente dalla sistemazione agronomica e dalla pendenza delle parcelle a medica (Fig.3). Ciò è spiegabile considerando che in assenza di copertura fogliare nel periodo autunno-inverno, il terreno rimane comunque protetto da un fitto sottobosco che limita il ruscellamento superficiale. Tab.2 Media del numero di eventi di runoff dalle parcelle negli anni in cui erano coltivate ad erba medica e precipitazione annuale

Tab.1 Media del numero di eventi di ruscellamento dalle parcelle in relazione alla coltura Coltura Mais

N eventi di ruscellamento (media) O1

12,0

11,0

12,0

Frumento

8,8

Sorgo

7,7

Medica

14,1

16,0

14,6

13,7

13,1

Loietto

13,0

13,5

7,5

13,5

totale

55,6

56,9

56,5

49,6

55,1

Conclusioni Pendenza, sistemazione agronomica e copertura vegetale influenzano la qualità e quantità di eventi di ruscellamento, ma le precipitazioni sembrano avere il maggiore effetto. Tra le sistemazioni agronomiche risulta che l’obliquo sia quella che limita il ruscellamento, mentre minore influenza sembra avere la pendenza. Tra le coperture permanenti, buoni risultati si ottengono dalle colture arboree. Bibliografia Ampofo, E.A et al., 2002. Estimation of soil losses within plots as affected by different agicultural land management. Hydrol. Sci. J., 47(6): 957-967. Zhang, X-CJ., Garbrecht, 2002. Precipitation retention and soil erosion under varying climate, land use, tillage and cropping system. J. Am. Water Resour. Assoc., 38: 1241-1253.

Fig.3 Confronto tra coperture permanenti(erba medica vs ciliegio da legno): ruscellamento (mm) di alcuni singoli eventi

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Dinamica delle Emissioni di CO2 dal Suolo in Sistemi Foraggeri Intensivi Mediterranei Roberto Lai1, Giovanna Seddaiu1,2, Luca Gennaro2, Pier Paolo Roggero1,2 1 2

Dip. di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria, Univ. degli Studi di Sassari, IT, rlai@uniss.it Nucleo di Ricerca sulla Desertificazione – Centro interdipartimentale dell’Univ. degli Studi di Sassari, IT

Introduzione Per valutare il ciclo del carbonio negli ecosistemi terrestri è importante lo studio delle dinamiche degli scambi di CO2 suolo-atmosfera. Le dinamiche stagionali dei tassi di respirazione del suolo (SR) sono correlate positivamente in modo esponenziale con temperatura e contenuto idrico del suolo (Davidson et al., 1998). In ambiente mediterraneo Rey et al. (2002), in uno studio condotto in una foresta del centro Italia, hanno osservato che temperatura e SR non sono correlate in condizioni di limitazioni idriche, quando invece si osserva una correlazione positiva tra umidità del suolo e SR. Lo studio della dinamica della respirazione nel suolo può essere utile come proxy della dinamica della mineralizzazione dei fertilizzanti organici in sistemi colturali intensivi, al fine di individuare itinerari tecnici che permettano di minimizzare la lisciviazione dei nitrati in zone vulnerabili. In questo lavoro si riportano i primi risultati di una ricerca1, condotta nel contesto di un sistema foraggero irriguo intensivo per bovini da latte, finalizzata allo studio delle relazioni tra SR, temperatura e umidità del suolo in funzione di differenti tecniche di fertilizzazione azotata nell’ambito di un avvicendamento in doppio ciclo erbaio autunno-vernino di loiessa e silomais. Metodologia La sperimentazione è stata condotta in un’azienda privata ubicata in un’area vulnerabile da nitrati nel distretto di Arborea (OR) in un sito sperimentale installato nell’ambito di un precedente progetto2. Il campo sperimentale ha tessitura sabbiosa, contenuto medio di carbonio di 1,37% (0-20 cm) e valori del punto di appassimento che non superano 4,5% vol. È stato valutato l’effetto sulle dinamiche della SR di diverse fonti di fertilizzante azotato a parità di dose di N distribuito alla coltura: 1) “Letame”, fabbisogno colturale soddisfatto interamente con letame bovino; 2) “Liquame”, distribuzione di solo liquame bovino; 3) “liquame + minerale”, compatibile con i disciplinari di produzione in ZVN; 4) “minerale”, utilizzo di solo concime di sintesi in copertura. I tassi di SR sono stati monitorati con un dispositivo EGM-4 con SRC-1 (PP-Systems, UK). Le dinamiche dei flussi di CO2, in funzione dei trattamenti a confronto, sono state interpretate in relazione alla temperatura e al contenuto idrico del suolo, misurati attraverso l'impiego di un termometro digitale con sonda e del DIVINER 2000 (Sentek, AU). In questo lavoro si riportano i risultati dei primi cinque mesi (gennaio-maggio) di monitoraggio della SR relativi alla coltura di loiessa. Risultati Nel periodo di osservazione, sono stati registrati valori di temperatura e umidità significativamente inferiori in primavera con sola concimazione minerale, associabili ad una minore attività metabolica del suolo e a un più intenso accrescimento della coltura. L’umidità del suolo non è mai scesa al di sotto del 10% vol, corrispondente a un potenziale matriciale di circa -33 kPa (Fig. 1.A). E’ stata osservata una sensibile variabilità stagionale della SR, caratterizzata da valori crescenti sino ad un massimo nel mese 1

Il lavoro è stato svolto nell’ambito del progetto “Strumenti innovativi per la valutazione quantitativa in campo della dinamica delle emissioni di CO2 dal suolo all’atmosfera”, finanziato dalla Regione Autonoma della Sardegna (L. R. 7-2007). 2 PRIN 2007 - ZVN “Strumenti e strategie innovative per la progettazione di sistemi colturali per le zone vulnerabili da nitrati in ambiente mediterraneo: il caso di studio di Arborea”

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di aprile al quale ha fatto seguito un andamento decrescente (Fig. 1.B). Sono stati osservati tassi di SR significativamente maggiori in primavera con l’impiego di letame e inferiori con solo minerale.

Fig. 1. Dinamiche dei contenuti idrici, delle temperature e delle emissioni di CO2 del suolo. Le barre rappresentano l’errore standard. regressione (SR = a eb T) tra temperatura (T) e SR. Trattamento Letame Liquame Liquame+minerale Minerale

Periodo gen-apr mag gen-apr mag gen-apr mag gen-apr mag

a 0,54 111,38 1,23 31,61 0,77 62,16 0,43 21,04

b 0,17 -0,18 0,10 -0,12 0,13 -0,16 0,16 -0,12

Le dinamiche osservate hanno suggerito che vi fossero relazioni differenti tra temperatura e SR in funzione del trattamento e del periodo. Pertanto le relative equazioni di regressione (Tab. 1) sono state determinate per valori di umidità al di sopra del punto di appassimento e distinguendo i dati per trattamento ed entro trattamento considerando i periodi prima (gennaio - aprile) e dopo (maggio) il picco primaverile. La risposta della SR al variare della temperatura è risultata differente tra trattamenti e tra periodi entro trattamento. La correlazione negativa, osservata in maggio, può essere associata alla progressiva senescenza delle piante mentre, sulla base di quanto riportato da Mancinelli et al. (2010), le differenze tra trattamenti sono state attribuite alla quantità e qualità della sostanza organica apportata al suolo tramite le concimazioni.

Tab. 1. Parametri delle equazioni di P <0,001 <0,001 <0,001 <0,05 <0,001 <0,01 <0,001 <0,001

R2 0,53 0,68 0,56 0,36 0,41 0,67 0,45 0,70

g. l. 22 10 22 10 22 10 22 10

Conclusioni Le dinamiche della SR sono concordi con quanto riportato in letteratura per gli ambienti mediterranei. I tassi di SR sono stati sensibilmente influenzati dal tipo di fertilizzante. In assenza di limitazioni idriche non sempre la temperatura è risultata direttamente correlata alla SR per l’influenza di altri fattori sull’attività biologica del suolo. Ulteriori approfondimenti dovranno riguardare le relazioni tra dinamiche stagionali della SR e diversità funzionale dei microrganismi. Bibliografia Davidson et al. (1998) Soil water content and temperature as independent or confounded factors controlling soil respiration in a temperate mixed hardwood forest. Global Change Biology Volume 4 Issue 2 Page 217-227 Mancinelli et al. (2010) Soil carbon dioxide emission and carbon content as affected by conventional and organic cropping systems in Mediterranean environment. Applied Soil Ecology 46: 64–72 Rey et al. (2002) Annual variation in soil respiration and its components in a coppice oak forest in Central Italy. Global Change Biology, 8: 851-866.

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Poster

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Effetto dello Stress Idrico sul Profilo Enzimatico del Pomodoro da Industria Coltivato in Sicilia Riccardo N. Barbagallo1, Cristina Patanè2 1

Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA), Università degli Studi di Catania, IT, rbarbaga@unict.it 2 CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Sede di Catania, IT, cristinamaria.patane@cnr.it

Come noto, lo stress idrico influisce in maniera inversa sulla produttività e sulle caratteristiche qualitative del prodotto nel pomodoro da industria, inducendo una contrazione della prima e garantendo un miglioramento significativo delle seconde (Favati et al., 2009; Patané e Cosentino, 2010). Se, tuttavia, ormai conosciuti sono gli effetti dello stress idrico sulla quantità e sulla qualità del prodotto, ancora poco noti sono i suoi effetti su alcune attività enzimatiche endogene che potrebbero essere assunte quali indici di degradazione dei frutti. Nell’ambito di tali attività enzimatiche, pectinasi ed ossidasi sono quelle più direttamente coinvolte. Le pectinasi sono responsabili della perdita del turgore delle bacche ( ), a seguito dei fenomeni di autolisi delle cellule e decompartimentalizzazione dei componenti cellulari delle pareti, le sostanze pectiche, che sono i loro costituenti principali; le ossidasi svolgono invece un’azione negativa nei confronti della stabilità dei polifenoli, catalizzando la formazione di colorazioni indesiderate dei frutti ( ) e la perdita del valore nutrizionale per il coinvolgimento nelle reazioni di proteine e alcuni amminoacidi (Barbagallo et al., 2009). La presente ricerca, condotta in un ambiente semi-arido della Sicilia, ha avuto come obiettivo la valutazione delle attività di pectinmetilesterasi (PME, EC 3.1.1.11), poligalatturonasi (PG, EC 3.2.1.15) e polifenolossidasi (PPO, EC 1.14.18.1) in frutti di pomodoro da industria (cv. Brigade) coltivato in asciutto, rispetto alle attività enzimatiche riscontrate nella coltura convenzionalmente irrigata. La prova è stata condotta presso l’Azienda Sperimentale della Facoltà di Agraria di Catania, impiegando l’ibrido di pomodoro da industria 'Brigade' (Asgrow Italia Vegetable Seeds, Italia), trapiantato in pieno campo il 23 Aprile 2010 e sottoposto a due diversi regimi irrigui: irrigazione solo al trapianto (V0, circa 400 m3/ha) e irrigazione per l’intero ciclo colturale con l’integrazione del 100% dell’acqua evapotraspirata (V100, circa 2300 m3/ha). La raccolta è stata eseguita il 14 Luglio, allorché i frutti si presentavano maturi su oltre il 90% della parcella. Dieci pomodori per replica sono stati scelti a random, lavati, lasciati asciugare e omogeneizzati in Ultraturrax T25 (Janke & Kunkel, Germania) in bagno di ghiaccio per 3 min. Su tale prodotto sono state effettuate le determinazioni descritte di seguito. I due enzimi pectinasici sono stati determinati da estratti ottenuti secondo il metodo proposto da Barbagallo et al. (2008). La PME è stata saggiata in accordo con il metodo proposto da Fachin et al (2002) ed espressa in unità (U), definite in µmoli di ioni H+ rilasciate nel tempo a pH 7.0 e 25°C per g di prodotto fresco. Il saggio della PG si basa sul rilascio dei gruppi riducenti prodotti dall’enzima, secondo il metodo proposto da Gross (1982). L'attività enzimatica (U) è stata espressa in µmoli di equivalenti di acido D-galatturonico ridotti al min a 25°C per g di prodotto fresco. . E’ stata rilevata mediante penetrometro 'Bertuzzi FT 011' (Bertuzzi, Italia) ed espressa in kg/cm2. . L'enzima ossidasico è stato saggiato spettrofotometricamente a 505 nm sul medesimo omogeneizzato delle prove precedenti, impiegando acido 3,4-diidrossifenilacetico DOPAC come substrato e MBTH (3-metil-2-benzotiazolinone idrazone) come agente cromoforo, secondo il metodo proposto da Spagna et al. (2010). Una unità di attività (U) è definita come la quantità

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di enzima che produce 1 µmol di addotto al min a 25°C. I risultati sono stati espressi in U/100 g di peso fresco. . Sono stati valutati spettrofotometricamente a 765 nm secondo il metodo di FolinCiocalteau (Singleton et al.,1999), impiegando acido clorogenico come standard. I risultati sono stati espressi in mg/100 g di peso fresco. Come prevedibile, le condizioni particolarmente stressanti della tesi V0 hanno influito negativamente sulla resa totale (24,6±1,8 t/ha), due volte inferiore rispetto alla coltura in irriguo (54,7±3,1 t/ha). I frutti della tesi stressata presentavano una diminuzione della pezzatura del 22% (46,2±0,6 contro 59,2±0,1 g), probabilmente associata al calo del turgore interno della bacca e della pressione contro le pareti delle cellule con effetto sulla elasticità epidermica (Guichard et al., 2001). Nella tesi V0 sono stati rilevati una modesta diminuzione della percentuale in polpa (86,8 contro 87,9%) e un leggero incremento del contributo in semi (13,2 contro 12,1%), probabilmente legati alla maggiore concentrazione dei soluti nei frutti che può indurre una stimolazione biochimica di natura ormonale nel seme, come osservato da Grange e Andrews (1994). Lo stress idrico ha influito positivamente sulle attività degenerative degli enzimi studiati. Le pectinasi PME e PG subivano una riduzione rispettivamente del 25 e 20% circa, rispetto alla coltura irrigata (PME, 7,3±0,2 contro 9,8±0,2 U/g; PG, 67,8±0,2 contro 84,9±0,5 U/g) e parallelamente la resistenza dei frutti allo schiacciamento risultava incrementata del 26% (3,2±0,1 contro 2,5±0,1 kg/cm2), in accordo con Patanè e Cosentino (2010). L’attività ossidasica PPO subiva una riduzione del 49% rispetto alla tesi irrigata (3,6±0,1 contro 7,1±0,1 U/100g) conformemente a quanto riportato da Gomez-López (2002), una drastica inibizione supportata dalla maggiore disponibilità dei fenoli totali (258±0,5 contro 227±0,5 mg/100g di acido clorogenico), incrementati del 13% circa nella tesi stressata in accordo a Minoggio et al (2003) migliorando le caratteristiche nutraceutiche del prodotto. Dai risultati della ricerca emerge che, sebbene l’irrigazione nel pomodoro da industria si renda necessaria per l’ottenimento di rese economicamente accettabili, la limitazione idrica, oltre a garantire un risparmio di acqua non indifferente ed un contenimento dei costi legati all’irrigazione, può migliorare la qualità del prodotto in termini di shelf-life. Barbagallo R.N. et al. 2008. Pectin methylesterase, polyphenol oxidase and physicochemical properties of typical longstorage cherry tomatoes cultivated under water stress regime. J. Sci. Food Agric., 88:389-396. Barbagallo R.N. et al. 2009. Enzymatic browning and softening in vegetable crops: studies and experiences. It. J. Food Sci. 21:3-16. Fachin D. et al. 2002. Comparative study of the inactivation kinetics of pectinmethylesterase in tomato juice and purified form. Biotech. Prog., 18:739-744. Favati F. et al. 2009. Processing tomato quality as affected by irrigation scheduling. Sci. Hortic., 122:562-571. Gomez-López V.M. 2002. Inhibition of surface browning in cut avocado. J. Food Quality, 25:369–379. Grange R.I. e Andrews J. 1994. Expansion rate of young tomato fruit growing on plants at positive water potential. Plant Cell Environ., 17:181-187. Gross K.C. 1982. A rapid and sensitive spectrophotometric method for assaying polygalacturonase using 2cyanoacetamide. Hortsci., 17:922-934. Guichard S. et al. 1999. Water fluxes and growth of greenhouse tomato fruits under summer conditions. Acta Hortic., 507:223-230. Minoggio M. et al. 2003. Polyphenol pattern and antioxidant activity of different tomatolines and cultivars. Ann. Nutr. Metabol., 47:64-69. Patanè C. e Cosentino S.L. 2010. Effects of soil water deficit on yield and quality of processing tomato under a Mediterranean climate. Agric. Water Manage., 97:131-138. Singleton V.L. et al. 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of FolinCiocalteu reagent. Methods Enzymol., 299:152-178. Spagna G. et al. 2010. Effetti dell’essiccamento sulle variazioni di attività polifenolossidasica e pattern antiossidante di pomodoro ciliegino di Sicilia. Ind. Alim., 49:25-30.

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Produzione Potenziale di Biogas da Colture Erbacee Annuali e Poliennali Lorenzo Barbanti1, Marco Grigatti1, Giuseppe Di Girolamo1, Carlo Bettinelli1, Angela Vecchi1, Claudio Ciavatta1 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Univ. Bologna, IT, lorenzo.barbanti@unibo.it

Introduzione La produzione di biogas in ambito agricolo utilizza biomasse residue e colture dedicate, in particolare mais ceroso. In molte zone ormai i digestori competono per l’approvvigionamento di mais con il settore zootecnico. Altre colture da biomassa possono valorizzare ambienti meno vocati al mais, con un miglior bilancio energetico ed un più favorevole profilo ambientale. Scopo di questo lavoro è valutare la produzione potenziale di biogas da queste fonti, in base ad una serie di parametri. Metodologia Quattro ibridi di sorgo da biomassa di diversa tipologia (B 133, BMR 333, Sucros 506 e Trudan Headless) e sei specie poliennali (Arundo donax, Miscanthus x giganteus, Panicum virgatum (Switchgrass), Panicum maximum, Sorghum almum e Sorghum Silk), inseriti in prove sperimentali a Cadriano (BO), sono stati raccolti nell’autunno 2010 per le seguenti determinazioni: produzione di sostanza secca (TS, Mg ha-1); principali caratteri qualitativi (fibre Van Soest, solidi volatili (VS), C e N totale); domanda biologica di ossigeno a 20 h (OD20, mg O2 g-1 TS) e biodegradabilità (BOD/ThOD, % TS) per via respirometrica (Grigatti et al., 2007) tramite incubazione aerobica in ambiente liquido con apporto di macro- e micro-nutrienti (25°C per 7 giorni). Il potenziale anaerobico di biogas (ABP, Nm3 Mg-1 TS) è stato stimato con tre metodi: in base al contenuto di VS e all’OD20 secondo una regressione lineare multipla (ABP = 2,15 OD201/2 +1,38 VS – 997,59; Schievano et al., 2009); in base al solo OD20 secondo un’equazione sigmoidale (ABP = ABPmax/(1+e-(x – x0)/k)), elaborata su dati di Schievano et al., 2008; in base a BOD/ThOD secondo un’equazione lineare (ABP = 7,394 (BOD/ThOD)VS +15,278), elaborata su dati di Klimiuk et al., 2010. La produzione potenziale di energia (GJ ha-1) è stata calcolata in base alla produzione di biomassa e all’ABP, considerando un contenuto di metano nel biogas del 55% (v:v) e un potere calorifico del metano di 31,65 MJ Nm-3. Risultati Tab. 1. Produzione di biomassa e principali caratteri qualitativi delle colture indicate. Coltura B 133 BMR 333 Sucros 506 Trudan H. Arundo Miscanto Switchgrass P. maximum S. almum S. Silk

Biomassa Mg ha-1 29,2 a 16,7 cd 27,0 ab 20,8 abc 27,1 ab 28,4 a 22,8 abc 11,2 d 14,2 cd 18,2 bcd

N kjeldahl % TS 0,85 ab 0,88 ab 0,84 ab 0,96 a 0,82 ab 0,60 bc 0,40 c 0,73 ab 0,77 ab 0,44 c

C/N 54 b 54 b 54 b 49 b 57 b 78 b 119 a 63 b 60 b 108 a

VS % TS 94,5 ab 93,1 ab 93,6 ab 92,5 ab 92,0 b 95,8 a 95,3 ab 88,1 c 92,9 ab 93,8 ab

OD20 mg g-1 TS 89,2 (3,3) 77,4 (5,2) 82,9 (4,3) 68,0 (6,3) 51,5 (3,6) 50,8 (3,5) 47,5 (2,7) 56,9 (2,2) 69,8 (6,6) 71,6 (5,2)

BOD/ThOD % TS 27,1 (1,1) 30,2 (0,8) 22,7 (2,9) 19,6 (0,4) 17,9 (1,5) 16,8 (0,8) 13,5 (1,2) 18,9 (2,8) 24,3 (0,8) 21,1 (1,1)

Lettere in comune indicano differenze non significative (SNK test; P 0,05). Tra parentesi, SE (n=4).

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Fig. 1. Produzione potenziale di energia da biogas, in base alla produzione di biomassa per ettaro e ai tre modelli usati per il calcolo dell’ABP. Barre verticali, ±SE (n=4). I quattro sorghi annuali e le sei specie poliennali hanno mostrato un forte differenziale di produzione, composizione e attività respirometrica (OD20 e BOD/ThOD; Tab. 1). L’applicazione delle tre equazioni ha determinato un ABP fortemente differenziato fra le colture ed anche fra i tre metodi (dati non mostrati). Il modello lineare multiplo ha indicato una potenzialità media circa doppia rispetto agli altri due, tra loro molto vicini. Miscanto e Switchgrass hanno mostrato un peggioramento di performance con il secondo e terzo metodo, in funzione della bassa attività respirometrica; le altre colture hanno mantenuto un rating più omogeneo fra i tre metodi. La produzione potenziale di energia riflette le differenze osservate a livello di biomassa e ABP (Fig. 1): anche in questo caso il primo metodo indica valori nettamente superiori agli altri due, tra loro vicini. Analogamente, Miscanto e Switchgrass appaiono produrre relativamente meno energia con il secondo e il terzo metodo, che con il primo. Dai risultati ottenuti e sulla base delle ricerche in corso, la biodegradabilità è emersa come parametro utile per la determinazione dell’ABP. Le colture esaminate presentavano BOD/ThOD sempre sensibilmente inferiori a quelli del silomais, coltura di riferimento. È perciò necessario un perfezionamento delle tecniche agronomiche per aumentare biodegradabilità e potenziale di energia per ettaro attraverso epoche di raccolta più anticipate e trattamenti meccanico-enzimatici in post-raccolta. Conclusioni L’eterogeneità dei parametri legati alla produzione di biogas e dei risultati derivanti dall’applicazione di formule non sempre sviluppate per queste colture da biomassa, motiva un’intensificazione degli studi in materia onde pervenire ad una corretta valutazione delle loro potenzialità in questo settore. Studio realizzato nell’ambito del progetto BIOSEA, finanziato dal MIPAAF Bibliografia Grigatti M. et al. 2007. A standardized method for the determination of the intrinsic carbon and nitrogen mineralization capacity of natural organic matter sources. Soil Biol. Biochem., 39: 1493-1503. Klimiuk E. et al. 2010. Theoretical and observed biogas production from plant biomass of different fibre contents. Bioresour. Technol., 101: 9527-9525. Schievano A. et al. 2008. Predicting anaerobic biogasification potential of ingestates and digestates of a full-scale biogas plant using chemical and biological parameters. Bioresour. Technol., 99: 8112-8117. Schievano A. et al. 2009. Prediction of biogas potentials using quick laboratory analyses: Upgrading previous models for application to heterogeneous organic matrices. Bioresour. Technol., 100: 5777-5782.

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Influenza di Alcuni Principi Attivi sullo Sviluppo d ello Scapo Fiorale in Allium cepa L. Bianchelli Michele, Beldomenico Ilaria, Santilocchi Rodolfo Dipartimento di Scienze Amb ientali e delle Produzioni vegetali (SAPROV) – Università Politecnica delle Marc he, Ancona, IT, m.bianchelli@univpm.it

Introduzione Malgrado una certa contrazione delle superfici investite a colture orticole portaseme,nel corso degli ultimi anni, la cipolla da seme presenta un certo grado di interesse sia per le ditte sementiere, sia per le aziende agricole proiettate alla moltiplicazione. Tale interesse va ricercato soprattutto nella possibilità di ottenere un certo grado di meccanizzazione della raccolta, considerato a tutt’oggi uno dei fattori limitanti nello sviluppo della coltura. La raccolta, attualmente quasi esclusivamente manuale, dovendo essere eseguita in pochi giorni può essere svolta da manodopera aziendale solo in imprese di piccole dimensioni, mentre nel caso di superfici di c oltivazione superiori all’ettaro si fa uso di personale esterno (Tisseli et al., 2009) In quest’ottica la raccolta meccanica potrebbe rappresentare una valida alternativa a quella manuale ma è necessario considerare alcuni fattori imprescindibili, tra i quali l’impiego di macchine idonee ma, soprattutto, una taglia uniforme e contenuta della coltura. Nell’ottica di approfondimento delle conoscenze attuali sulla coltura suddetta e la possibilità di ottenere nuove informazioni di carattere agronomico, tecnologico ed economico, la Sezione di Agronomia e Genetica agraria del Dipartimento di Scienze ambientali e delle Produzioni vegetali (SAPROV) dell’Università Politecnica delle Marche, ha avviato una sperimentazio di durata biennale in collaborazione con la Cooperativa Agricola Cesenate (C.A.C.) e il Centro Ricerche Produzioni Vegetali (C.R.P.V.) di Cesena .

Metodologia Le tre prove previste, eseguite nell’annata agraria 2008-2009 e 2009-2010 sono state dislocate in tre diverse località Agugliano (AN), Montefiore e Cupramarittima (AP). In entrambi gli anni sono state ottenute ricavando da appezzamenti un disegno sperimentale a blocchi randomizzati con 4 ripetizioni. Il trapianto dei bulbi (distanza fra le file 70 cm) è stato eseguito in autunno. Le tesi messe a confronto con il testimone non trattato sono: trinexapac-etile puro 11,91 g/l (f.c. Primo Maxx® 0,8 kg/ha), N-(fosfonometil)glicina 450 g/l (f.c. Roundup 400® 0,2 l/ha) e N(fosfonometil)glicina 450 g/l (f.c. Roundup 400® 0,4 l/ha), Naa 8% (f.c. Fixormon® 0,4 l/ha), clormequat puro 461g/l (f.c. Cycocel 5C® 1 l/ha), etefon 480 g/l (unica distribuzione) e etefon 480 g/l (distribuzione frazionata in due applicazioni) (f.c. Etefon 480® 2,8 l/ha ), tebuconazolo 25% (f.c. Folicur® WG 4 l/ha). Prima della rac colta, eseguita manualmente, sono stati rilevati l’altezza dello stelo fiorale, il numero e il diametro delle infiorescenze. Le infiorescenze raccolte sono state poste ad asciugare su telai precedentemente predisposti in un luogo asciutto e ventilato e successivamente inviate al laboratorio della C.A.C. di Cesena per successive analisi tra le quali la calibratura, la conta dei 1000 semi e la germinabilità . Risultati I risultati dell’annata 2008-2009 sono stati influenzati da un andamento stagionale sfavorevole che ha ostacolato la tempestività degli interventi che sono slittati di alcuni giorni rispetto alle date previste. Ciò ha probabilmente comportato una non completa efficacia dei trattamenti pertanto, nell’ambito della discussione dei risultati ottenuti, verranno commentati solo quelli relativi all’annata 2009-2010, relativamente alle altezze dello scapo fiorale (tabella 1).

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Tabella 1. Altezze dello stelo fiorale nelle tre località in prova (annata agraria 2009-2010).

Agugliano

Cupramarittima

Principi attivi testimone non trattato trinexapac -etile puro

N-(fosfonometil)glicina Naa clormequat puro etefon (dose piena) N-(fosfonometil)glicina etefon (dose frazionata) tebuconazolo

Montefiore dell'Aso

Altezza scapo fiorale (cm) 99,3 94,6 92,6 91,7 93,4 79,2 94,0 87,6 94,7

a b b b b d b c b

82,8 81,1 86,0 82,1 82,7 64,3 78,2 66,1 83,3

ab ab a ab ab c b c ab

134,0 125,3 125,5 127,4 120,3 102,4 121,3 112,1 125,6

a ab ab a ab d ab bc ab

A let ter e d ive rse n el la stes sa col on n a corrisp on d on o va lori s ta tist ica m en te d iffe ren ti p er p = 0 .05

Risulta evidente come il trattamento con Etefon in un’unica distribuzione abbia sempre un effetto significativo nell’abbassamento della taglia della coltura in tutte e tre le sperimentazioni con differenze comprese tra il 20 ed il 25% rispetto al testimone. Non appare conveniente la distribuzione frazionata dell’Etefon dato che solo in un unico caso ha ottenuto risultati paragonabili all’Etefon in unica distribuzione. Gli altri prodotti impiegati alle dosi e alle modalità di distribuzione applicate non hanno avuto risultati tali da giustificarne l’impiego su cipolla da seme come brachizzanti. La distribuzione di questi prodotti in nessun caso ha inciso sulle caratteristiche qualitative dei semi che di fatto non hanno mostrato diminuzione dei valori di germinabilità, energia germinativa, calibro e peso rispetto al testimone.

Conclusioni L’Etefon distribuito in un’unica applicazione si è dimostrato un prodotto effettivamente capace di abbassare la taglia dello stelo fiorale. Il frazionamento della dose prevista di Etefon in due applicazioni ha di fatto avuto una buona azione nanizzante rispetto al testimone ma il costo maggiore he si avrebbe nel frazionare la dose (tempi, carburante, ecc.) rispetto all’unico intervento non sono compensati dai risultati ottenuti. Le differenze ottenute da un anno all’altro nei due an mentazione sembrano evidenziare come oltre il dosaggio del principio attivo risulti di fondamentale importanza l’epoca di intervento. Ritardi di alcuni giorni rispetto al periodo di recettività massimo della coltura vanificano del tutto o quasi l’efficacia dei diversi brachizzanti come di fatto è avvenuto per il primo anno di sperimentazione. In conclusione, il contenimento della taglia dello stelo fiorale della cipolla oltre che permetterne una più agevole raccolta meccanica potrebbe avere influenza positiva sulla riduzione dell’allettamento della coltura e far sì che, anche nel caso di raccolta manuale, la stessa risulti più agevole. Bibliografia Vanni Tisselli et al. 2009. La cipolla da seme, coltura da salvaguardare. Agricoltura, anno 37° (2): 82- 84.

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Percorsi Agronomici per Anticipare la Fioritura del Mais: Effetto sulla Produzione e sulla Qualità Tecnologica e Sanitaria Massimo Blandino, Federico Marinaccio, Valentina Sovrani, Amedeo Reyneri Dip. di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio, Univ. Torino, IT, massimo.blandino@unito.it

La semina tempestiva del mais è ormai una pratica consolidata, con evidenti vantaggi produttivi e qualitativi, strettamente legati all’anticipo della data di fioritura (Ontegui et al., 1996; Blandino et al., 2009). All’anticipo della semina non sempre ha fatto seguito anche un adeguamento delle operazioni colturali nelle prime fasi di sviluppo della coltura, riducendo di fatto i vantaggi di questa strategia. Questo contributo si propone di confrontare l’effetto di diversi percorsi agronomici, concentrati nelle fasi iniziali del ciclo, sui parametri produttivi, qualitativi e sanitari del mais da granella, valutati attraverso il loro effetto sull’anticipo della fioritura. La sperimentazione, condotta nel biennio 2009-10, ha previsto il confronto fattoriale, secondo uno schema a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni, di 9 percorsi agronomici e 2 ibridi di mais con un diverso vigore di partenza. I percorsi agronomici hanno interessato l’applicazione singola o combinata dei seguenti fattori (Tabella 1): concimazione localizzate alla semina utilizzando il fosfato biammonico o un concime a non pronto effetto, sarchiature precoci e ripetute a stadi fenologici diversi, frazionamento delle concimazioni minerali in copertura e applicazioni di concimi fogliari azotati. Sono stati rilevati: altezza della pianta a diversi stadi fenologici, data di emissione delle sete fiorali, produzione di granella, umidità, peso ettolitrico, peso dei mille semi, severità dell’attacco di piralide e ammuffimenti, contenuto in fumonisine. Tab. 1. Percorsi agronomici a confronto nella sperimentazione. Stadio Tesi T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 1

Semina 18-461 0 0 0 0 0 36 36 36 36

Concimazione (kg N ha-1) Semina 3 foglie 4 foglie Non a pronto Nitrato Fogliare3 effetto2 ammonico 0 0 0 0 0 0 0 60 0 0 0 0,7 150 0 0 0 0 0 0 60 0 0 0 0,7 0 60 0,7

8 foglie Urea

Sarchiatura

250 250 190 250 100 220 160 220 160

8 foglie 3 e 8 foglie 3 e 8 foglie 8 foglie 8 foglie 8 foglie 3 e 8 foglie 8 foglie 3 e 8 foglie

fosfato biammonico 2 ENTEC 46® con inibitore della nitrificazione (3,4 DMPP) 3 Fertiactyl Starter® 5 L ha-1 (N 13%)

In entrambe le annate e per entrambi gli ibridi, l’impiego di fosfato biammonico localizzato alla semina o di un concime azotato non a pronto effetto con la concimazione di fondo ha determinato significative differenze fenologiche già durante le fasi di emissione delle foglie, quantificabili in quasi una foglia completamente emessa in più e in un incremento del 22% dell’altezza della coltura. Questi vantaggi

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iniziali si sono tradotti in entrambe le annate in un significativo anticipo della data di fioritura (Tab. 2). Non sono state osservate interazioni significative tra percorso agronomico ed ibrido. L’anticipo di fioritura osservato con l’applicazione dei diversi percorsi agronomici si è tradotto in media in vantaggi produttivi fino a 1,7 t ha-1, una riduzione dell’umidità della granella alla raccolta di 2,1 punti percentuali, un incremento fino a 1,6 kg hl-1 del peso ettolitrico e a 38 g del peso dei mille semi. Rispetto alla tesi testimone (T1), l’adozione di concimazioni localizzate alla semina ha determinato vantaggi produttivi significativi in entrambe le annate. Nel 2010, anche le sarchiature precoci e interventi di concimazione frazionati hanno aumentato significativamente produzione e peso ettolitrico rispetto a T1. L’anticipo della data di fioritura è risultato significativamente correlato con la riduzione della severità della piralide, dei marciumi della spiga e del contenuto in fumonisine. Tab. 2. Effetto dell’applicazione di percorsi agronomici sulla data di fioritura e sulla produzione ed i parametri produttivi. Data fioritura Anno 2009

2010

Tesi T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9

(giorni dalla semina) 104 a 104 a 103 a 103 a 101 b 100 bc 99 d 98 cd 98d 98 a 98 a 97 a 97 a 96 b 95 c 95 c 95 c 95 c

Produzione granella

Umidità raccolta

Peso ettolitrico

Peso 1000 semi

(t ha-1)

(%)

(kg hl-1)

(g)

14,1 b 14,5 ab 14,9 ab 14,6 ab 15,0 ab 15,5 a 15,4 a 15,6 a 15,9 a 13,8 c 14,5 ab 14,8 ab 14,2 bc 14,7 ab 15,1 a 15,4 a 15,3 a 15,3 a

26,1 a 26,2 a 25,9 ab 25,3 ab 24,7 ab 24,6 b 24,3 b 23,6 c 23,9 c 26,5 a 25,6 ab 26,0 ab 26,6 a 24,7 b 24,9 b 25,2 ab 24,8 b 25,2 ab

74,8 b 75,6 ab 75,6 ab 75,9 a 75,8 a 76,0 a 76,2 a 76,4 a 76,6 a 75,8 d 76,7 bc 76,8 bc 76,4 c 77,0 abc 77,1 abc 77,6 a 77,4 ab 77,2 ab

318 c 338 b 345 ab 339 b 344 ab 352 ab 360 a 365 a 367 a 332 c 333 bc 354 ab 341 abc 354 ab 356 ab 355 ab 354 ab 358 a

La stessa lettera indica l'assenza di differenze significative (ANOVA, P<0,05, Test SNK).

I percorsi agronomici attuati tra la semina e le prime foglie emesse hanno evidenziato un chiaro effetto sul vigore di partenza della coltura; infatti, i migliori percorsi colturali hanno permesso di superare rapidamente il periodo critico di insediamento ed ottenere un anticipo di alcuni giorni della fioritura. Tale anticipo si è dimostrato un fattore chiave per garantire significativi vantaggi produttivi, qualitativi e sanitari. Tra le pratiche considerate, le concimazioni localizzate alla semina, con apporti di azoto e fosforo, e in seconda battuta le concimazioni azotate di fondo con concimi a non pronto effetto, dimostrano un ruolo fondamentale. Blandino, M. et al. 2009. Effect of sowing time on toxigenic fungal infection and mycotoxin contamination of maize kernels. J. Phytopat., 157:7-14. Otegui, M.E. et al. 1996. Modeling hybrid and sowing date effects on potential grain yield of maize in a humid temperate region. Field Crops Res., 47:167-174.

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Studio degli Scenari di Coesistenza per il mais GM in Piemonte Giampaolo Bruno1, Emilio de Palma2, Riccardo Ferrari2, Amedeo Reyneri1 1

Dip. Agroselviter, Univ. degli Studi di Torino, IT, giampaolo.bruno@unito.it 2 Consorzio per il Sistema Informativo (CSI Piemonte), Torino, IT

Introduzione In Italia la coesistenza tra le colture transgeniche e quelle convenzionali dovrà essere regolamentata in osservanza delle “Linee Guida per le normative regionali” approvate dalla Conferenza delle Regioni. In quest’ambito le regioni dovranno adottare il “Piano regionale di coesistenza” sul proprio territorio: lo studio qui riportato ha la finalità di simulare quanto potrebbe accadere applicando tali norme. Metodologia Con riferimento al mais, coltura di forte interesse per diffusione e disponibilità di cultivar GM registrate, sono stati indagati gli impatti delle più importanti misure di precauzione a carattere territoriale e aziendale previste dal Piano di coesistenza delineando i differenti quadri normativi da rispettare per la coesistenza. Preliminarmente si sono adattate le Linee Guida all’areale di studio della pianura irrigua torinese cuneese. Le misure di precauzione da applicare a carattere territoriale prevedono l’esclusione della coltivazione di mais GM dalle aree protette (parchi, SIC) e dalle zone soggette a inondazioni frequenti (nella simulazione sono state estese alla fascia fluviale A e B del Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico del bacino del Po), oltre a una fascia di rispetto dagli apiari stanziali biologici e convenzionali, assunta pari, rispettivamente, a 1000 e a 300 m. Alle suddette si affiancano misure di precauzione a livello aziendale; tra le più significative vi sono le distanze minime di separazione di mais GM (PGM) nei confronti di coltivazioni convenzionali (nonGM) di mais confinanti, variabili in funzione dell’obiettivo prefissato di tutela delle contaminazioni, secondo i seguenti quadri normativi: - quadro normativo 1: distanza di almeno 1000 m, con l’obiettivo di garantire una contaminazione pari allo zero tecnico (< 0,01%) nei confronti delle coltivazioni di mais confinanti purchè il campo di mais GM sia circondato da una fascia di mais non-GM della stessa classe FAO di almeno 7 metri; - quadro normativo 2: distanza di almeno 300 m con l’obiettivo di mantenere la commistione al di sotto di una contaminazione dello 0,9% nei confronti delle coltivazioni di mais confinanti purchè il campo di mais GM sia circondato da una fascia di mais non-GM della stessa classe FAO di almeno 7 metri; - quadro normativo 3: distanza di almeno 150 m con l’obiettivo di mantenere la commistione al di sotto di una contaminazione dello 0,9% nei confronti delle coltivazioni di mais confinanti purchè il campo di mais GM sia circondato da una fascia di mais non-GM della stessa classe FAO di almeno 10 metri. Per evidenziare la ricaduta territoriale, derivante dall’applicazione delle norme, si sono poi ipotizzati due livelli di diffusione territoriale delle colture GM: - livello di diffusione ridotta di PGM (RID): si è ipotizzato che il 10% degli agricoltori che coltivano mais, individuati tra quelli che hanno le maggiori superfici destinate a tali colture, decida di coltivare mais GM; - livello di diffusione massima di PGM (MAX): si è ipotizzato che tutti gli agricoltori che coltivano mais decidano di coltivare mais GM, ad eccezione di coloro che aderiscono a metodi di produzione biologica (Mis 214.6.2 del PSR).

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I quadri normativi sono stati indagati su scala territoriale combinandoli con i livelli di diffusione delle colture OGM ottenendo gli scenari di coesistenza. La simulazione di applicazione delle metodologie è stata condotta sperimentando un modello cartografico GIS, su di un’area di studio di 16000 ha comprendente 3 Comuni in provincia di Torino (Carmagnola, Carignano e Villastellone) a vocazione maidicola (il 45% della superficie è coltivata a mais da circa 800 aziende agricole su 13000 particelle catastali) eseguendo operazioni topologiche tra dati georiferiti disponibili nel portale cartografico della Regione Piemonte. Risultati I risultati della simulazione cartografica (in tabella) derivanti dall’applicazione delle prescrizioni contenute nelle Linee guida hanno evidenziato, con il livello di diffusione RID, come in nessun quadro normativo, sia ammessa la coesistenza, ovvero la coltivazione di mais GM. Con il livello di diffusione MAX sarebbe consentito, a seconda dei quadri normativi applicati, coltivare dal 40 al 60% delle superfici destinate attualmente a mais con mais GM. Quadro normativo 1 2 3

Livello di diffusione RID MAX RID MAX RID MAX

Aziende in cui le PGM Superficie in cui le PGM Particelle catastali in cui sono escluse (%) sono escluse (%) le PGM sono escluse (%) 100 100 100 79 59 58 100 100 100 68 40 43 100 99 99 64 36 39

Con riferimento alle sole aree su cui è prescritta la coltivazione delle PGM si sono conteggiate le misure di precauzione che coesistono in una data azienda o particella catastale. In tutti gli scenari di coesistenza indagati oltre la metà delle aziende è coinvolta in più di una misura che impedisce la coltivazione del mais GM, per le particelle catastali la percentuale di casi con più di un vincolo si riduce al 25-30%. I livelli di diffusione RID comportano una quota più consistente di aziende e particelle contenti almeno 3 impedimenti alle coltivazioni GM. Conclusioni Dalla simulazione dell’applicazione delle Linee Guida emerge che i vincoli di tipo territoriale, in aree maidicole rappresentative della frammentazione fondiarie, sono di entità tale da condizionare l’effettiva futura applicabilità della coesistenza in aree vocate alla coltivazione del mais. La possibile diffusione di mais GM verosimilmente potrebbe avere luogo solo a fronte di una massiccia adesione dei maiscoltori a tali colture: infatti, in questo contesto, verrebbe meno, in parte, la necessità di rispettare la distanza minima dalle colture confinanti. Si consideri poi che, pur limitando l’analisi alle sole aziende agricole che pure abbiano i requisiti territoriali necessari per la coltivazione di mais GM, le Linee Guida prescrivono numerosi obblighi di carattere burocratico amministrativo e monetario, i cui costi, attualmente difficili da quantificare, sono verosimilmente superiori all’incremento di reddito derivante dalla coltivazione di PGM anche nell’attuale scenario dei prezzi della granella. Bibliografia Conferenza delle Regioni e delle Province autonome 2009. Linee guida per le normative regionali di coesistenza tra colture convenzionali, biologiche e geneticamente modificate. Prot. n. 4942/C10AGR Czarnak-Klos M., Rodriguez-Cereso E., 2010. Best practice documents for coexistence of genetically modified crops with conventional and organic farming. Maize crop production. EU Coexistence Bureau (EcoB). Institute for Prospective Technological Studies.

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Effetti della Terminazione Conservativa delle Colture di Copertura sulla Produzione dello Zucchino e sul Controllo delle Infestanti: Primi Risultati del Progetto Orweeds Canali S.1, Campanelli G.2, Montemurro F.3, Tittarelli F.1, Ledda L.4 1

CRA-RPS, Via della Navicella, 2 – 00184, Roma. stefano.canali@entecra.it 2 CRA-ORA, Via Salaria, 1 – 63030, Monsampolo del Tronto (AP) 3 CRA-SSC, SS Jonica 175, km 448.2 – 75010, Metaponto (MT) 4 DSA, Università degli studi di Sassari, Via E. De Nicola – 07100, Sassari

Introduzione Raviv (2010), nella sua recente review sulla sostenibilità dell’orticoltura biologica, individua nel controllo delle infestanti uno dei maggiori problemi ancora non risolti di questo settore. Inoltre, egli riporta che l’impiego delle lavorazioni, largamente utilizzate per sostituire gli erbicidi di sintesi, rappresentano ad oggi il metodo di controllo maggiormente impiegato. Nonostante i metodi di controllo meccanici e fisici (sarchiature, pirodiserbo, vapore, pacciamatura di film plastici biodegradabili o meno) siano sovente efficaci nel raggiungere lo scopo per i quali sono utilizzati, il loro impiego in orticoltura biologica rimane comunque un aspetto critico in quanto essi determinano un levato consumo di energia fossile (sia in termini di consumo diretto che in termini della cosiddetta embodied energy dei materiali e delle macchine utilizzate) e possono causare la perdita di qualità dei suoli coltivati (Barberi, 2002; Raviv, 2010). D’altro canto, i metodi agronomici di tipo preventivo, caratterizzati da un approccio di tipo agroecologico e basati su appropriate rotazioni, opportuno impiego e gestione delle colture di copertura, hanno un elevato potenziale di sviluppo e non presentano gli svantaggi e i limiti sopra considerati. Pertanto, a seguito di opportune scelte tecniche, i metodi indiretti, possono svolgere un ruolo fondamentale e primario per il controllo delle infestanti in orticoltura biologica. Come è noto, le colture di copertura - intercalari e/o consociate – sono spesso utilizzate in orticoltura organica come sovesci, con lo scopo principale di apportare all’agroecosistema sostanza organica ed elementi nutritivi, che si rendono poi disponibili per le colture da reddito. Tuttavia, se opportunamente gestiste - ad esempio interrompendo il loro ciclo vegetativo mediante la tecnica della terminazione conservativa per allettamento e la conseguente realizzazione di uno strato pacciamante vegetale possono svolgere un ruolo rilevante anche nel controllo delle infestanti (Davis, 2010). L’obiettivo della ricerca è stato quindi quello di valutare l’effetto sul controllo delle infestanti di due differenti metodi di terminazione delle colture di copertura in un sistema orticolo biologico. Nel dettaglio, lo studio ha voluto valutare l’effetto del sovescio e dell’allettamenti conservativo dell’orzo (Hordeum vulgare L.) e della veccia (Vicia sativa L.) sul controllo delle infestanti in una successiva coltura di zucchino (Cucurbita pepo L.) bio. Metodologia Due esperimenti di campo sono rispettivamente stati condotti in Italia centrale (Monsampolo del Tronto, AP) e meridionale (Metaponto, MT). In entrambi gli esperimenti è stato coltivato – in regime biologico - lo zucchino, preceduto dall’orzo (Monsampolo del Tronto) e dalla veccia sativa (Metaponto). Tali colture intercalari di copertura, prima del trapianto della cucurbitacea, sono state alternativamente sovesciate o allettate con un rullo sagomato appositamente disegnato (terminazione conservativa). Un terzo trattamento, caratterizzato dall’assenza della coltura di copertura durante il periodo autunno-vernino, ha svolto il ruolo di controllo. Alla raccolta dello zucchino, sono stati eseguiti i rilievi per valutare la biomassa della flora infestante e la produzione dello zucchino.

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Risultati I risultati hanno mostrato come nell’esperimento di Metaponto (tabella 1), dove la veccia sativa aveva preceduto lo zucchino, la tesi con sovescio e la tesi con allettamento della coltura di copertura hanno rispettivamente prodotto il 60 ed il 33% in più della tesi di controllo (assenza di veccia). Tabella 1. Produzione totale, produzione commercial e peso medio dei frutti di zucchini dopo veccia (esperimento di Metaponto). Trattamento Produzione Produzione non Peso medio frutti totale commercializzabile commercializzabili (t ha-1) (t ha-1) (g) Controllo 11.6 c 1.3 a 190.7 b Allettato 14.8 b 1.1 b 207.6 b Sovescio 17.5 a 1.0 b 223.0 a

Nell’esperimento di Monsampolo (dove lo zucchino è stato preceduto dall’orzo, tabella 2), la tesi con sovescio ha prodotto significativamente meno della tesi con allettamento e della tesi di controllo, che hanno avuto una produzione simile tra di loro. Tali differenze si spiegano considerando la capacità di rilasciare ed immobilizzare N da parte, rispettivamente, della veccia e dell’orzo. Tabella 2. Produzione totale, produzione commercial e peso medio dei frutti di zucchini dopo orzo (esperimento di Monsampolo). Produzione Produzione non Peso medio frutti Trattamento totale commercializzabile commercializzabili (t ha-1) (t ha-1) (g) Controllo 37.25 a 1.75 a 228 Allettato 20.92 b 0.33 b 221 Sovescio 35.25 a 0.65 b 218

Per quanto riguarda la presenza delle infestanti, rilevanti differenze si sono osservate – in assoluto tra i due siti. Per ciò che riguarda l’effetto dei due metodi di terminazioni delle colture di copertura, si deve osservare come a Metaponto (tabella 3), il sovescio della veccia ha determinato un forte aumento della presenza delle infestanti, dovuto probabilmente alla maggiore disponibilità di N minerale del suolo in quel sistema. A Monsampolo, invece, l’orzo ha determinato una riduzione della presenza di infestanti in entrambi i trattamenti. Tuttavia. La tesi allettata ha presentato valori significativamente molto minori della tesi sovesciata. Tabella 3. Presenza delle infestanti alla raccolta dello zucchino. Biomassa epigea infestanti (t ha-1) Monsampolo Metaponto Controllo 5.13 a 0.47 b Allettato 0.72 b 0.50 b Sovescio 3.85 a 1.43 a

Conclusioni In entrambi gli esperimenti, la terminazione conservativa delle colture di copertura (veccia e orzo), mediante allettamento con rullo sagomato per la realizzazione di uno strato pacciamante vegetale, è risultata più efficace nel contenimento delle infestanti rispetto alla tesi nella quale la coltura di copertura è stata terminata con il sovescio. Bibliografia Barberi P. (2002): Weed management in organic agriculture: are we addressing the right issue? Weed Research, 42: 177–193. Davis A.S. (2010): Cover-crop roller–crimper contributes to weed management in no-till soybean. Weed Science, 58:300–309. Raviv M. (2010): Sustainability of organic farming. Horticultural Reviews. Jules Janick (Eds.) 36, 289 – 333.

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Plastiche a Basso Impatto Ambientale nell’Ortoflorovivaismo: Risultati di Varie Ricerche Donato Castronuovo1, Giuseppe Gatta2, Trifone D’Addabbo3, Marek Renco4, Vito Miccolis1, Vincenzo Candido1 1

Dip. di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell’Ambiente, Univ. Basilicata, IT, donato.castronuovo@unibas.it 2 Dip. di Scienze Agro-ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Univ. di Foggia, IT, g.gatta@unifg.it 3 Istituto per la Protezione delle Piante - CNR, Bari, IT, t.daddabbo@ba.ipp.cnr.it 4 Parasitological Institute of Slovak Academy of Sciences, Ko⌃ice, SK, renco@saske.sk

Introduzione In Europa vengono annualmente prodotte circa 615.000 t di rifiuti plastici di origine agricola (Bos et al., 2008), il cui smaltimento non è sempre di facile attuazione. L’impiego di plastiche biodegradabili può contribuire a ridurre l’impatto di tale massa di rifiuti sull’agro-ecosistema. In tale contesto, a partire dal 2000 presso l’Università degli Studi della Basilicata sono state avviate alcune ricerche mirate alla valutazione di film plastici innovativi per la solarizzazione e la pacciamatura. È stata, inoltre, valutata la possibilità di impiego di vasi biodegradabili per la preparazione di piantine ortive da trapianto e per la produzione di vaseria fiorita (Candido et al., 2011). In questo lavoro sono riportati sinteticamente i principali risultati di tali ricerche. Metodologia Film plastici – Le prove di solarizzazione sono state condotte a Metaponto (MT) da metà luglio a metà settembre del 2002 e 2003 in una serra in metallo e plastica. Per la copertura del suolo sono stati impiegati comparativamente un film biodegradabile lattescente (spessore di 40 µm) a base di amido di mais ed un film trasparente in LDPE (50 µm), oltre ad un testimone scoperto. Durante le prove è stata monitorata la temperatura del terreno e, a fine trattamento, la popolazione dei nematodi galligeni (Taylor & Sasser, 1987). Nella primavera del 2003 è stata effettuata una coltura di melone ( L. var. Naud. cv Drake F1), valutandone la risposta produttiva. Le prove di pacciamatura, condotte a Metaponto (MT) in serra fredda da marzo a luglio del 2002 e del 2003 su pomodoro di tipo ‘cherry’ (cv Tomito F1), hanno interessato un film biodegradabile (bio-film) di colore nero (spessore di 15 µm ), un film nero tradizionale di LDPE (spessore di 50 µm) ed un terreno non pacciamato come controllo. Sulla coltura sono stati rilevati gli aspetti quanti-qualitativi della produzione e l’emergenza delle erbe infestanti. Contenitori Il 12/05/2006, presso un vivaio di Gaudiano di Lavello (PZ), è stata effettuata la semina della cv di melone ‘Cocorito F1’ impiegando 2 differenti contenitori biodegradabili (bio-vasi) di amido termoplastico, di cui uno con il 25 % di compost (Bio1) e l’altro con il 20% di fibra vegetale (Bio2), ed un testimone in polipropilene (PP). Il trapianto è stato effettuato in pieno campo il 2/06/2006 mettendo a dimora le piantine con tutto il contenitore. Sono stati condotti rilievi per valutare lo sviluppo delle piantine al momento del trapianto e la risposta produttiva della coltura; a fine ciclo colturale è stata valutata la degradazione dei contenitori. Le prove relative alla produzione di vaseria fiorita sono state realizzate in una serra climatizzata nel periodo estivo-autunnale del 2007 e del 2008 a Montecorvino Pugliano (SA). Tali prove hanno riguardato la coltivazione della Poinsettia ( cv Premium red) in 2 tipologie di contenitori innovativi (CI), uno di solo poliestere biodegradabile (Bio1) e l’altro caricato con il 20% di fibra vegetale (Bio2), con un controllo in PP. Il 12/12/2007 ed il 10/12/2008, 5 piante per parcella sono state sottoposte a rilievi distruttivi e, sui contenitori, è stato valutato il livello di degradazione.

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Risultati Film plastici – La solarizzazione ha incrementato le temperature del suolo rispetto al testimone, ha contenuto la carica nematica del suolo e ha positivamente influenzato la produzione e la qualità del melone (Tab. 1). L’effetto termico è risultato superiore con l’impiego del film convenzionale (LPDE), mentre, per i parametri qualitativi e produttivi del melone non sono state osservate differenze significative tra i due film solarizzanti; lo stesso dicasi per il controllo dei nematodi galligeni. Le prove di pacciamatura hanno evidenziato che il bio-film ha manifestato un comportamento simile all’LDPE sia per i livelli produttivi del pomodoro che per il controllo delle erbe infestanti (Tab. 1). Tab. 1 - Comportamento di alcuni film plastici impiegati per la solarizzazione e per la pacciamatura. S O L A R I Z Z A Z I O N E (1) T e r r e n o(2) Melone Somma Nematodi Produzione Solidi termica (h) uova e larve commerc. solubili (n./m3) (t/ha) (°Brix) T. ≥ 40°C

FILM PLASTICI

Biodegradabile LDPE Testimone

668 b 843 a 112 c

5,4 b 6,9 b 42,0 a

37,8 a 40,8 a 17,8 b

P A C C I A M A T U R A (1) Terreno(2) P o m o d o r o(2) temp. Infestanti Produzion Solidi media biomassa commerc. solubili (°Brix) (°C) s.s. (g/m2) (t/ha)

11,3 a 11,0 a 9,7 b

22,3 a 22,4 a 20,9 b

11,5 b 8,1 b 74,0 a

38,0 a 37,8 a 30,0 b

6,5 a 6,4 a 6,3 a

(1) I dati nelle colonne non aventi in comune alcuna lettera sono statisticamente differenti allo 0,05 P secondo il test di Duncan. (2) Valori medi di due anni.

Contenitori innovativi I vasi bio1 hanno influenzato positivamente la crescita in vivaio delle piantine di melone (Tab. 2). Dopo il trapianto i bio-contenitori, grazie al buon livello di degradazione raggiunto, non hanno in alcun modo ostacolato l’attecchimento delle piantine rendendole più produttive, soprattutto col vaso bio2. Dalle prove su vaseria fiorita di poinsettia è emerso che i CI hanno favorito lo sviluppo delle brattee/pianta facendo registrare, rispetto al contenitore in PP, valori significativamente più elevati in termini di numero, di biomassa e di superficie per pianta. Tra essi si è distinto quello contenente il 20% di fibra vegetale (Tab. 2). Infine, a differenza del contenitore Bio1, i vasi Bio2 hanno mostrato, a fine ciclo, un’avanzata degradazione, non compatibile con l’utilizzazione domestica della . Tab. 2 – Comportamento dei CI per la produzione di piantine da trapiantare e di piante di Poinsettia. PIANTINE ORTICOLE DA TRAPIANTO (1) VASERIA FIORITA DI POINSETTIA (1) CONTENITORI

Piantine in vivaio Coltura pieno campo peso Ind. degr Produz. Solidi Ind. degr. secco conte- commerc solubili conte(g) nitori(2) (t/ha) (°Brix) nitori(2)

Indice degrad. contenitori(2)

numero per pianta (n)

Bio1 Bio2 PP

1.123 a 930 b 910 b

30,7 b 34,3 a 28,3 c

0,0 b 2,8 a 0,0 b

80,2 b 98,0 a 60,1 c

1,9 a 2,0 a 0,0 b

13,9 a 13,5 b 14,0 a

3,7 b 5,0 a 0,0 c

Brattee Sup. Sup. media per pianta per brattea 2 2 (cm ) (cm ) 2.614 b 2.884 a 2.002 c

33,2 a 29,4 b 32,9 a

(1) I dati nelle colonne non aventi in comune alcuna lettera sono statisticamente differenti allo 0,05 P secondo il test di Duncan. (2) 0 = degradazione nulla; 5 = degradazione massima.

Conclusioni I risultati ottenuti permettono di affermare che i film biodegradabili sono efficaci per la solarizzazione e la pacciamatura. I contenitori bio, soprattutto quelli che permettono il trapianto con il contenitore, sono idonei per le piantine orticole da trapiantare in pieno campo. Infine, i contenitori bio non additivati con fibra vegetale, sembrano essere idonei alla preparazione delle piante di . Bibliografia

Bos U. et al. 2008. LCA of common used agricultural plastic products in the EU. Acta Hort. 801:341-350. Candido V. et al. 2011. The use of biodegradable pots for the cultivation of poinsettia. Acta Hort. 893:1147-1154. Taylor A.L. e Sasser, J.N. 1987. Biology, Identification and Control of Root-knot Nematodes ( species). North Caroline State University Graphics, Raleigh, North Caroline, USA.

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L’Innesto come Mezzo per Migliorare la Sostenibilità delle Produzioni Orticole Giuseppe Colla, Mariateresa Cardarelli Dip. di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste, la Natura e l’Energia (DAFNE), Univ. della Tuscia, Viterbo, IT, giucolla@unitus.it

L’orticoltura, effettuata fino a un recente passato con l’unico obiettivo di massimizzare le produzioni, deve oggi rispondere a una serie di nuove esigenze del consumatore che richiede prodotti con elevate caratteristiche qualitative, soprattutto igienico-sanitarie, e processi produttivi più rispettosi dell’ambiente e delle risorse naturali. Tali necessità richiedono cambiamenti importanti nel comparto orticolo in cui l’adozione di tecniche intensive ha determinato spesso una progressiva perdita di fertilità dei suoli e l’insorgenza di numerosi e sempre più diffusi problemi fitosanitari con conseguente largo impiego di agrofarmaci. Per far fronte a queste problematiche si è progressivamente affermato l’innesto erbaceo in e attraverso il quale il portainnesto è in grado di conferire alle piante specifiche resistenze/tolleranze a parassiti e patogeni e a stress di tipo abiotico. L’innesto su portainnesti resistenti permette di coltivare e valorizzare materiale genetico di notevole pregio qualitativo anche se privo di resistenze; inoltre, attraverso l’innesto è possibile utilizzare le resistenze genetiche in tempi più brevi rispetto a quelli necessari per l’inserimento delle stesse negli ibridi commerciali. Alcuni portainnesti sono anche in grado di incrementare l’efficienza d’uso dei nutrienti e dell’acqua migliorando la sostenibilità delle produzioni orticole. Per contro l’elevato costo delle piante innestate, la compatibilità non sempre ottimale tra i bionti e il possibile scadimento di alcune caratteristiche qualitative del frutto sono aspetti che ancora limitano la diffusione di piante innestate. maggiormente innestate sono il pomodoro e la melanzana mentre è ancora poco In Italia le diffusa l’applicazione di questa tecnica in peperone. I portainnesti più utilizzati per il pomodoro sono ibridi interspecifici di oppure ibridi di pomodoro ( L.); il loro impiego è legato alla presenza di numerose resistenze genetiche verso patogeni e parassiti telluri e all’elevata vigoria e rusticità che consente cicli colturali più lunghi e un miglioramento delle produttive in condizioni ambientali sub-ottimali. Per la melanzana si utilizzano come portainnesti prevalentemente selezioni di che consentono un buon controllo di tracheomicosi, nematodi e di alcune batteri osi, mentre in minor misura si impiegano ibridi di pomodoro. Il peperone è innestato prevalentemente su ibridi di peperone ( L.) per conferire resistenza alla cancrena del pedale ( Leon.). I portainnesti più diffusi per Molina) Standl.] per l’anguria e ibridi le sono zucche lagenarie [ interspecifici di zucca ( Duch. x Duch.) per anguria, melone e cetriolo. L’impiego di portainnesti di zucca permette un controllo efficace delle tracheomicosi, una maggior tolleranza ad avversità abiotiche e in alcuni casi incrementi di pezzatura del prodotto, particolarmente apprezzati in anguria. L’innesto è praticato su scala commerciale ormai esclusivamente in vivai specializzati utilizzando soprattutto il metodo a spacco con taglio obliquo con uso di di e quello a spacco obliquo e a dimensioni ridotte o guaine di silicone trasparente per le spacco in testa con uso di mollette per le e (Morra e Bilotto, 2010). Resistenza ad avversità biotiche. I programmi di miglioramento genetico sono attualmente orientati alla costituzione di portainnesti provvisti di resistenze multiple verso i più diffusi patogeni e parassiti tellurici. Numerosi sono i geni di resistenza presenti nei portainnesti commerciali (Colla et al., 2010a):

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ad esempio i portainnesti ibridi interspecifici di pomodoro sono caratterizzati da elevata resistenza verso f.sp. razza 0 e 1, f.sp. , , ToMV e da resistenza parziale nei confronti di e , mentre i portainnesti ibridi interspecifici di zucca presentano elevata resistenza verso f.sp. razza 0,1,2 e 1-2, f.sp. razza 1-2, f.sp. razza 1-2, f.sp. , , , e resistenza parziale nei confronti di e spp e è stato riscontrato un incremento della Tolleranza a stress abiotici. In tolleranza alla salinità in alcune combinazioni d’innesto come effetto di un migliore rapporto tra parte epigea e ipogea, un maggior accumulo di osmoliti e fitormoni (es. acido abscissico) nelle foglie, una più elevata attività degli enzimi del sistema antiossidativo e un minor accumulo di sodio e/o cloro nella parte epigea (Colla et al., 2010). Ulteriori ricerche hanno evidenziato che alcuni portainnesti sono in grado di aumentare la tolleranza della coltura a basse e alte temperature (Schwarz et al., 2010) consentendo di ridurre gli energetici nelle colture forzate, ampliare i calendari di produzione e migliorare le produttive delle colture in condizioni termiche non ottimali (es. trapianti anticipati di melone e anguria). L’innesto può anche essere utilizzato come mezzo per incrementare la tolleranza all’alcalinità del suolo: Colla et al. (2010c) hanno riscontrato che piante di anguria innestate su portainnesti ibridi di zucca presentavano un maggior assorbimento di fosforo e ferro in condizioni di pH alcalino per un più elevato rilascio di acidi organici dalle radici. Alcuni portainnesti consentono anche di aumentare la tolleranza della coltura a elevati livelli di metalli pesanti e di micronutrienti (es. B) nella zona radicale per una riduzione del loro assorbimento e traslocazione nella parte epigea. Efficienza d’uso dell’acqua e dei nutrienti. In numerose ricerche è stato riportato come il portainnesto possa determinare un incremento significativo della produttività del nesto anche in assenza di significativi stress biotici e/o abiotici per un effetto positivo del portainnesto sul numero di frutti e/o sul loro peso medio. Tali effetti sono stati spesso ricondotti a una maggiore capacità di assorbimento dei nutrienti e dell’acqua e di sintesi e traslocazione di fitormoni da parte del portainnesto (es. citochinine). In particolare, Colla et al. (2010d) hanno riscontrato una maggiore capacità di assorbimento e di utilizzazione dell’azoto in alcune combinazioni d’innesto di melone. Analogamente piante di anguria innestate su un ibrido interspecifico di zucca hanno incrementato l’efficienza d’uso dell’acqua soprattutto in condizioni di limitata disponibilità idrica (Rouphael et al., 2008). L’uso di portainnesti resistenti a patogeni tellurici rappresenta una valida alternativa alla disinfezione del suolo con mezzi chimici e, se integrato con altre pratiche agronomiche (rotazioni, solarizzazione), consente una gestione sostenibile e a basso impatto ambientale dei sistemi orticoli. Inoltre l’innesto può migliorare le produttive in condizioni pedo-climatiche non ottimali e incrementare l’efficienza d’uso delle risorse. Per i numerosi positivi risvolti agronomici e ambientali che tale tecnica comporta e per la riduzione del costo di produzione delle piantine, ottenuto con lo sviluppo di attrezzature di automazione dell’operazione di innesto, si prevede una sempre più importante affermazione dell’uso di piante innestate in orticoltura. Colla G. et al., 2010a. L’innesto erbaceo in orticoltura: potenzialità e prospettive. Italus Hortus 17: 9-14. Colla G. et al., 2010b. Role of grafting in vegetable crops grown under saline conditions. Sci. Hort. 127:147-155. Colla G. et al., 2010c. The effectiveness of grafting to improve alkalinity tolerance in watermelon. Env. Exp. Bot. 68: 283–291. Colla G. et al., 2010d. Improving nitrogen use efficiency in melon by grafting. HortSci. 45:559-565. Morra L., Bilotto M., 2010. Il mercato degli innesti dopo il boom rallenta la crescita. L’Informatore Agrario 45:57-61. Rouphael S. et al., 2008. Yield, mineral composition, water relations, and water use efficiency of grafted miniwatermelon plants under deficit irrigation. HortSci. 43:730-736. Schwarz D. et al., 2010. Grafting as a tool to improve tolerance of vegetables to abiotic stresses: thermal stress, water stress and organic pollutants. Sci. Hort. 127:162-171.

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Saccharum spontaneum L. spp. aegyptiacum (Willd.) Hackel Possibile Coltura per la Produzione di Biomassa per l’ambiente Caldo-Arido Mediterraneo Salvatore Luciano Cosentino, Venera Copani, Danilo Scordia, Giorgio Testa Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA), Univ. Catania, IT, cosentin@unict.it

Introduzione Alla luce delle recenti direttive dell’UE sulla promozione e l’utilizzo di nuovi substrati per la produzione di “biofuels” (Direttiva 2009/28/CE), le specie poliennali lignocellulosiche rispondono ai criteri richiesti oltre a soddisfare, qualora occupino terreni marginali, l’esigenza di non competere. I particolari vincoli imposti dall’ambiente caldo arido mediterraneo richiedono la ricerca di specie endemiche. In quest’ottica è stata valuta la capacità produttiva in ridotte condizioni idriche del suolo del Saccharum spontaneum spp. aegyptiacum, specie nativa dell’Africa, Asia temperata e Sicilia (USDA Plant Database) e diffusa nel bacino del mediterraneo. Materiali e metodi La prova è stata condotta presso l’Azienda agraria dell’Università di Catania (10 m s.l.m., 37°25’ N lat., 15° 30’ E long.) durante la stagione di crescita febbraio 2010 febbraio 2011. Rizomi di Saccharum spontaneum L. spp. aegyptiacum (Willd.) Hackel sono stati prelevati dalle zone ripariali della Sicilia sud-orientale nel 2005 ed impiantati in primavera ad una densità di 2 rizomi m-2, in parcelle elementari di 15 m-2 (5 x 3 m) con disegno sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni. Prima del trapianto 100 kg ha-1 di N e 100 kg ha-1 di P2O5, rispettivamente sottoforma di nitrato ammonico e perfosfato minerale, sono stati somministrati. Gli interventi irrigui sono stati effettuati tra i mesi di giugno e settembre a mezzo di manichetta forata e ad intervalli di circa 20 giorni, sulla base dell’evapotraspirazione giornaliera (ETc = E0 x Kp x Kc); il volume d’adacquamento è stato determinato secondo la formula di Doorembos and Pruitt (1977). Sono stati previsti tre livelli di restituzione idrica: I100 (100% ETm), I50 (50% ETm), I0 (asciutto). Le quantità totali di acqua somministrata sono state pari a 600 mm per la tesi I100 e 300 mm per la tesi I50. La raccolta è stata effettuata il 20 febbraio 2011 e la produzione (biomassa fresca e secca totale e sua ripartizione in culmi e foglie) è stata valutata su una parcella utile di 4,5 m-2 (1,5 x 3,0 m). Su un campione di 10 piante sono stati rilevati i caratteri biometrici (numero di nodi per culmo, diametro basale, altezza totale, peso di un culmo). I dati ottenuti sono stati soggetti all’ANOVA per mezzo del software CoStat (version 6.0) e le medie sono state separate secondo il test di Student-Newman-Keuls (SNK) per p 0,05. Risultati I valori delle temperature minime e massime, e delle precipitazioni registrati durante l’anno di prova (2010-2011), sono stati tipici dell’ambiente mediterraneo (Fig. 1). Le temperature massime sono state registrate nei mesi di luglio ed agosto (32 °C, in media), mentre le minime al momento della raccolta (4 °C). Le precipitazioni registrate durante il periodo di crescita sono state pari a 316,8 mm. Queste sono state maggiormente concentrate nel periodo compreso tra la fine di settembre e marzo, successivamente periodi secchi sono stati osservati tra aprile (35 mm) e luglio-agosto (2 mm, nella media dei 2 mesi). Dalla ricerca condotta è emerso che le due tesi che prevedevano i livelli più elevati di soddisfacimento irriguo (I50 e I100) hanno fatto registrare le produzioni significativamente più elevate rispetto alla tesi I0, tuttavia sono state tra di loro indifferenziate (Fig. 2).

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Produzioni superiori a 20 t ha-1 di sostanza secca sono state ottenute con le sole precipitazioni stagionali, mentre 31 t ha-1 con 300 mm di irrigazione supplementare. L’irrigazione ha influenzato in maniera significativa tutti i caratteri rilevati, fatta eccezione per il numero di nodi per culmo. Per quanto riguarda il peso di un culmo ed il diametro basale i valori significativamente più Fig. 1 Andamento termo pluviometrico (temperatura elevati sono stati registrati nella tesi I100 mentre i massima e minima dell’aria e precipitazioni) nella stagione valori significativamente più bassi nella tesi I0. Le di crescita 2010-2011. La linea tratteggiata verticale due tesi irrigue sono state tra loro indifferenziate corrisponde al periodo di crescita di S. spontaneum spp. in riferimento all’altezza totale (249,0 e 249,7 aegyptiacum. cm, rispettivamente per I100 e I50), mentre valori significativamente più bassi (214,7 cm) sono stati osservati nella tesi I0. La ripartizione della biomassa in culmi e foglie non è stata significativamente influenzata dai diversi livelli irrigui, attestandosi in media a 72,1% di culmi e 27,9% di foglie. Dal rapporto tra la produzione in biomassa secca e l’acqua utilizzata dalla coltura (precipitazioni + irrigazione) è stata calcolata l’efficienza d’uso dell’acqua (WUE). I valori più elevati di WUE sono stati ottenuti nella tesi che non prevedeva Fig. 2 Biomassa secca epigea (t ha-1) e sua ripartizione in l’uso dell’acqua di irrigazione (6,85 g l-1) seguita culmi e foglie in relazione ai trattamenti allo studio (I0, I50, dalla tesi I50 (5,07 g l-1) e dalla tesi I100 (3,56 g l- I100). 1 ). Dai risultati ottenuti è possibile ipotizzare che una buona pratica di irrigazione consiste in un parziale soddisfacimento idrico (50% dell’ETm) per Saccharum spontaneum spp. aegyptiacum. Tab. 1 – Dati biometrici effettuati alla raccolta ed efficienza d’uso dell’acqua (WUE) di S. spontaneum spp. aegyptiacum Tesi Peso Nodi Diametro Altezza Ripartizione WUE di 1 culmo culmo-1 basale totale (%) (g) (#) (mm) I0 172,4 ± 43,5b 14,0 ± 3,4a 0,92 ± 0,19b I50 213,8 ± 60,7ab 15,0 ± 2,9a 1,04 ± 0,23ab I100 230,5 ± 34,8a 14,3 ± 4,1a 1,15 ± 0,15a Valore medio e deviazione standard (±) di dieci determinazioni.

(cm) 214,7 ± 43,1b 249,7 ± 45,5a 249,0 ± 37,5a

Culmi 71,41a 71,44a 73,50a

Foglie 28,59a 28,56a 26,50a

(g l-1) 6,85 5,07 3,56

Conclusioni La specie si è ben adattata alle condizioni caldo-aride siciliane, dato che è possibile trovarla allo stato spontaneo lungo le coste e le zone ripariali della Sicilia. I risultati di questa ricerca permettono di considerare Saccharum spontaneum spp. aegyptiacum una possibile coltura dedicata alla produzione di biomassa per gli ambienti caldo-aridi del mediterraneo. Dai tre livelli di irrigazione testati è emerso che la specie ben si adattata alle condizioni caldo-aride dell’ambiente di prova, permettendo di ottenere rese elevate sia in condizioni di asciutto che con il 50% della restituzione dell’ETm. Apporti irrigui maggiori al 50% dell’ETm non comportano aumenti di produzione. Bibliografia Directive 2009/28/CE of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources COM(2008) 30 final. US Department of Agriculture, 2011. US Department of Agriculture. Natural Resources Conservation Service. Plants Database. Available from: <http://plants.usda.gov>.

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Confronto varietale di frumento duro ( Desf.) in Agricoltura BLU nell’Agro Romano Sandra Corsi, Fabio Stagnari, Stefano Speca, Michele Pisante Centro di ricerca e formazione in agronomia e produzioni vegetali, Dipartimento di scienze degli alimenti, Università degli Studi di Teramo, Mosciano S.Angelo (TE), IT, email:scorsi@unite.it

L’Agricoltura Conservativa è praticata su oltre 117 milioni di ettari in tutto il mondo (Derpsch e Friedrich, 2009), prevalentemente in nord e sud America, Australia, Asia e Africa. In Europa è limitata a circa l’1% della superficie agricola. L’Agricoltura Conservativa, conosciuta in Italia come Agricoltura BLU (Pisante, 2007), si basa sui seguenti principi agronomici: minimo disturbo meccanico del suolo, copertura permanente del suolo con residui colturali o colture vive e avvicendamenti colturali (Stagnari ., 2009). Per ottenere rese e qualità competitive già dalla fase di transizione dal sistema di gestione convenzionale (incentrato sulle lavorazioni del terreno) all’Agricoltura BLU sono necessari alcuni accorgimenti, tra i quali la scelta della varietà più idonea. In considerazione dell’impatto ambientale della coltivazione del frumento duro ( Desf.) in Italia, è stata allestita una prova di confronto varietale nell’Agro Romano con due protocolli di fertilizzazione al fine di valutare la risposta biologico-produttiva e la qualità tecnologica della granella nella fase di transizione all’Agricoltura BLU. In Italia la maggior parte delle conoscenze a riguardo deriva da ricerche effettuate in Veneto, Marche, Puglia. La sperimentazione in oggetto, per quanto limitata ad un solo anno, si inserisce in un programma più ampio di riconoscimento di un marchio di qualità delle produzioni agricole rispettose dell’ambiente ed estende le conoscenze sull’Agricoltura BLU in un’area dove la cerealicoltura è tipicamente associata a pratiche agronomiche insostenibili, quali la monosuccessione e l’impiego dei residui colturali per il pascolamento oppure la pressatura-raccolta. La sperimentazione è stata condotta nel 2009-2010 nell’Agro Romano su quattro varietà di frumento duro: “Achille”, “Avispa”, “Casanova”, “Isildur”. La prova A è stata condotta nel comune di Roma, (41° 58' 51.50'' N 12° 24' 4.20'' E), la prova B nel comune di Cerveteri (RM) 42° 0' 33.80'' N, 12° 2' 0.07'' E. In entrambe è stato effettuato il trattamento con Glyphosate al 45% di p.a. alla dose di 2 l ha-1 due settimane prima della semina, effettuata con una seminatrice da sodo a dischi (Juri) con interfila da 21 cm e densità di semina di 400 semi germinabili m-2. Per la prova A il frumento duro è stato seminato in data 26 gennaio 2010 in successione a medicaio su parcelle di 6 ettari; il trattamento fertilizzante ha previsto una sola applicazione in fase di accestimento di 80 unità di azoto con concime minerale semplice al 44,5% di azoto ureico (Azostart Panfertil). Per la prova B, la semina è stata effettuata il 19 novembre 2009 su parcelle di 3,75 ha in successione a girasole con due concimazioni: 36 kg ha-1 di azoto distribuito alla semina (fosfato biammonico 18-46) e 80 kg ha-1 di azoto in fase di accestimento con azoto ureico al 44,5% (Azostart Panfertil). Prima della semina sono stati effettuati dei campionamenti di suolo alla profondità di 0-30 cm. Il campo della prova A presentava tessitura franca, pH 6,7, carbonio organico 1,3%, azoto 0,13%; nella prova B tessitura franco-argillosa, pH 6,5, carbonio organico 1%, azoto 0,11%. Durante il ciclo biologico-produttivo sono state rilevate emergenza, densità delle piante e stato fitosanitario della vegetazione fino alla spigatura. Alla raccolta sono stati rilevati i seguenti parametri: indice di accestimento (IA), lunghezza delle spighe, indice di raccolto (Harvest Index), resa in granella al 12% di umidità. Su un campione di granella per ciascuna parcella per ripetizione, sono stati determinati i parametri qualitativi: contenuto proteico ed in glutine, peso specifico (PS), peso 1000 semi (PMS). I dati sono stati sottoposti all’F test dell’Anova per saggiare differenze significative tra le medie e queste sono state separate con il test di DUNCAN.

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In entrambe le prove sono stati registrati lunghi periodi di intensa piovosità precedenti la semina che hanno reso difficoltose le relative operazioni colturali; durante il ciclo biologico e produttivo le precipitazioni sono risultate nella media dei valori stagionali e regolarmente distribuite: 872 mm prova A e 835 mm prova B. L’andamento termico è stato in linea con i valori di lungo periodo: Tmin e Tmax prova A 4 e 27,9 °C, rispettivamente; Tmin e Tmax prova B 6,1 e 30,7 °C, rispettivamente. I valori delle componenti la resa e gli indici qualitativi sono stati superiori nella prova B: produzione media 5 t ha-1, contenuto proteico medio 13,2% e contenuto in glutine medio 10%. Nella prova A la produzione media è stata di 2 t ha-1, il contenuto proteico e di glutine 12,2% e 7,5% rispettivamente. Le risposte quanti-qualitative sono riportate nella Tabella 1. La cv. “Achille” nella prova A ha fatto registrare produzioni nella media e parametri qualitativi più elevati. La stessa varietà nella prova B ha raggiunto la produzione più elevata, ma con contenuti in proteine e in glutine inferiori alla media. La cv. “Avispa” nella prova A ha prodotto granella in quantità superiore alle altre cv. allo studio, mentre nella prova B ha fatto registrare i valori produttivi più bassi, il contenuto proteico ed in glutine nella media. In entrambe le prove i risultati produttivi e qualitativi di “Casanova” e “Isildur” non sono differenti dai valori medi, pur presentando valori assoluti significativamente più alti nella prova B. Tab. 1 Dati produttivi e qualitativi delle 4 varietà di frumento duro ottenuti nelle prove sperimentali ed esito dei test ANOVA (righe) e Duncan (colonne). Prova Stat.

Achille Avispa Casanova Isildur

H piante [cm] 64 77 80 56 ** 88 74 83 79

H spighe [cm] 5,6 5,1 7,9 3,8 ** 8,13 6,17 7,83 6,90

IA 0,5 1,0 0,6 0,6 ** 1,4 1,6 2,0 1,7

HI Resa [t ha-1] 1,71 0,55 2,91 0,53 1,67 0,54 1,58 0,51 ** ** 6,02 0,48 ab 3,46 0,43 c 5,42 0,50 a 5,27 0,46 bc

Proteine Glutine [%] [%] 12,4 7,8 12,0 7,3 12,2 7,7 12,3 7,5 ** ** 12,6 9,4 13,2 10,1 13,8 10,5 13,3 10,1

PS [kg hl-1] 72,1 73,2 70,6 72,7 ** 81,3 78,5 80,9 79,6

PMS [g] 48,8 39,9 53,4 47,1 ** 50,2 56,5 59,1 49,5

Le differenze produttive rilevate tra le due prove sono sicuramente attribuibili all’epoca di semina, ritardata nella prova A, ottimale nella prova B, ma anche alle condizioni agronomiche del suolo che nella prova A presentava ampie fasce di compattamento sottosuperficiale. Le varietà allo studio, nelle contrastanti condizioni di campo in cui si sono sviluppate, hanno fornito come atteso risultati differenti, dipendenti dal numero di piante (culmi fertili) alla raccolta e alla maggiore lunghezza delle spighe, quindi al più elevato numero di cariossidi m-2. La concimazione in presemina e la relativa disponibilità di azoto nelle prime fasi di accrescimento dei culmi, ha influenzato l’IA, conseguentemente la differenziazione della spiga e delle spighette. Dal confronto dei dati produttivi “Casanova” ha evidenziato le migliori performance medie nelle due prove, tuttavia, da un’analisi più integrata, volta a premiare i parametri produttivi più rilevanti, “Achille” ha fatto registrare i migliori risultati medi. In questo caso ai vari parametri produttivi è stato attribuito un peso proporzionato alla loro importanza: il 50% del punteggio totale alla resa, il 10% a proteine, glutine, PS e PMS, il 5% a IA e HI. Derpsch R, Friedrich T., 2009. Global Overview of Conservation Agriculture Adoption. Proceedings, Lead Papers, 4th World Congress on Conservation Agriculture, 4-7 February 2009, New Delhi, India, 429-438. Pisante M., 2007. Agricoltura Blu. La via italiana dell’agricoltura conservativa. Principi, tecnologie e metodi per una produzione sostenibile. IlSole24Ore-Edagricole, Bologna, XII+317 pp. ISBN-978-88-506-5253-2 (2007). Stagnari F., Speca S., Pisante M., 2010. Rese quanti-qualitative del Frumento duro ( Desf.) a fertilizzanti azotati convenzionali ed innovative. XXXIX Convegno della Società Italiana di Agronomia.

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Confronto di teli per la pacciamatura del pomodoro da industria 1 1 2 1 Eugenio Cozzolino , Vincenzo Leone , Pasquale Lombardi , Filippo Piro 1

CRA-CAT (Unità di Ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, Scafati (SA), IT), eugenio.cozzolino@entecra.it 2 CRA-ORT (Centro di Ricerca per l'Orticoltura, Pontecagnano (SA), IT

Introduzione La pacciamatura delle colture riduce le lavorazioni meccaniche, le perdite di nutrienti per dilavamento, le perdite di acqua per evapotraspirazione e le malattie e i parassiti da agenti terricoli. Il tipo di film più diffuso per pacciamatura, in polietilene nero a bassa densità, dello spessore di 35-60 micrometri, deve essere rimosso a fine coltura e può essere smaltito solo tra i rifiuti speciali, con un costo ulteriore. I film polietilenici Mulch-More (Ginegar Plastic Products), commercializzati dalla Polyeur, sono reclamizzati anche per la capacità di modulare l’effetto termico al suolo mediante colore e spessore. I film MaterBi® (Novamont) ottenuti da amidi complessati sono degradabili e quindi non comportano costi di asportazione e smaltimento. In questa nota presentiamo i risultati di due saggi dimostrativi di pacciamatura del pomodoro da industria condotti nel 2010 nell'ambito delle attività del Centro Orticolo Campano con teli Mater-Bi® e Mulch More, oltre al comune telo di polietilene nero a bassa densità (LDPE). Metodologia I teli Mater-Bi® erano del tipo fumé di 20 micrometri (F6/20, più chiaro; F11/20, più scuro). I teli Mulch More erano un rosso (RED) e un marrone (BROWN), rispettivamente di 20 e 25 micrometri. I saggi sono stati condotti con la cultivar Leader F1 (ISI sementi) a S. Agata dei Goti (BN, azienda Viscusi), su un terreno argilloso-sabbioso, e a Scafati (SA, azienda CRA-CAT), su un terreno francolimoso. I teli sono stati applicati poco prima del trapianto, eseguito il 3 maggio a densità di 25.000 piante per ettaro (distanze di 1,6 x 0,25 m). La coltura è stata fertirrigata con ala gocciolante T-Tape erogando 120, 100 e 20 kg/ha rispettivamente di azoto, ossido di fosforo e ossido di magnesio a Sant’Agata, solo azoto nella stessa quantità a Scafati, tenendo conto della dotazione di elementi nutritivi e delle asportazioni della coltura. I frutti sono stati raccolti a partire dall’ultima settimana di luglio a Scafati e nella prima di agosto a Sant’Agata in un unico passaggio quando apparivano maturi sull’80% della parcella. Le infestanti nelle interfile sono state controllate con due sarchiature e la coltura è stata difesa seguendo le Norme tecniche per la difesa fitosanitaria ed il diserbo integrato delle colture della Regione Campania (http://www.agricoltura.regione.campania.it). Il prodotto raccolto è stato pesato e classificato in commerciabile, immaturo e di scarto (marcio). Su un campione di frutti commerciabili per parcella sono state eseguite misure di peso, dimensioni, resistenza della polpa alla penetrazione (con penetrometro BCE), sostanza secca (per essiccazione a 65°C), grado Brix (con rifrattometro digitale), colore (con colorimetro Minolta CR-210), pH (con pHmetro da banco) e licopene (con metodo LC-MS, Analisis scarl, Angri). Un indice relativo di qualità dei frutti è stato costituito riducendo a scala centesimale (mediante divisione per il valore massimo) la somma dei ranghi dei valori di sostanza secca, pH (dopo inversione mediante sottrazione dal valore massimo, per avere come valore alto della scala un pH minore) resistenza alla penetrazione, brix, licopene, luminanza, cromaticità , tinta (dopo inversione, per avere come valore alto della scala un rosso più acceso). Un indice di merito relativo dei trattamenti è stato costituito riducendo a scala centesimale il prodotto dell'indice relativo di produzione commerciabile (Pc/max[Pc]) per l'indice di qualità diviso per mille e per la durata del ciclo invertita (max[ciclo]/ciclo). Tale indice corrisponde a una valorizzazione della produzione con incrementi fino al 10% per la qualità e fino al 16% per la precocità. I risultati sono stati riassunti quantitativamente con l'ambiente R (R Development Core Team, 2010) e le

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estensioni contribuite effects (Fox, 2003) e ggplot2 (Wickham, 2008). Risultati I teli Mulch More, il RED in particolare, hanno fatto rilevare rese in prodotto totale e commerciabile superiori a quelle osservate per i teli Mater-Bi® e LDPE in entrambe le zone, ma un indice di qualità dei frutti tendenzialmente più basso rispetto ai due Mater-Bi®, anche se leggermente migliore rispetto al telo LDPE, risultando comparabili ai Mater-Bi® per merito complessivo (Figura 1).

Figura 1. Prodotto totale e commerciabile, peso del frutto, indice di qualità dei frutti (relativo), indice di merito dei teli (relativo), grado Brix, pH, sostanza secca, consistenza della polpa e tinta della buccia del pomodoro da trasformazione Leader in relazione a cinque teli di pacciamatura e due zone. Stime medie con intervallo di confidenza al 95%.

I livelli di resa sono stati uniformemente superiori per la zona di Scafati, dove i frutti hanno raggiunto dimensioni maggiori per tutti i teli eccetto il BROWN. La qualità complessiva dei frutti è stata simile tra le due zone per i teli F11, F6 e LDPE, migliore a S.Agata per il BROWN e a Scafati per il RED. Il grado Brix è stato più alto a Scafati e per i teli Mater-Bi® e BROWN, per i quali si è osservato tuttavia un pH marginalmente più alto, ma i due Mater-Bi® si sono differenziati per valori superiori di sostanza secca e resistenza dei frutti alla penetrazione, indici risultati sensibilmente più alti a S.Agata. L'effetto del tipo di telo sul colore è stato modesto, con un rosso tendenzialmente più intenso per i teli MaterBi® e Mulch More a Scafati. Conclusioni Nella pacciamatura del pomodoro da trasformazione i teli degradabili Mater-Bi® fumé F11/20 e F6/20 e i teli Mulch-More BROWN e RED hanno fornito risultati migliori del telo comune in LDPE, i primi in termini di qualità dei frutti, i secondi in termini di produzione. Tra i due Mater-Bi® è risultato leggermente superiore il tipo F11/20, mentre tra i due Mulch More il tipo RED ha dato risultati migliori del BROWN a Scafati. Anche considerando gli oneri di smaltimento, l'impiego dei teli Mulch More è attualmente meno costoso rispetto ai biodegradabili fumé, e pertanto il tipo RED sembra avere il rapporto beneficio/costo più competitivo rispetto al tipo comune LDPE. Bibliografia Fox J. 2003. Effect Displays in R for Generalised Linear Models.Journal of Statistical Software, 8(15), 1-27. R Development Core Team, 2010. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org Wickham H, 2008. ggplot2: elegant graphics for data analysis. Springer New York.

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Simulazione dell’Evoluzione del Contenuto di Carbonio Organico e Azoto in Funzione di Lavorazione del Suolo e Gestione dei Residui Colturali Daria De Luca, Alessandro Vittorio Vonella, Michele Rinaldi, Domenico Ventrella CRA – Unità di Ricerca per Sistemi Colturali degli Ambienti caldo-aridi, Bari, IT, daria.deluca@entecra.it

Il contenuto in sostanza organica nei suoli agrari è di fondamentale importanza per la sostenibilità delle attività agricole in quanto collegato ad una serie di reazioni chimico-fisiche in grado di migliorare numerose proprietà del terreno come: ritenzione idrica, rilascio di nutrienti per le colture, aumento della capacità di scambio cationico, struttura del suolo. Il presente lavoro è stato finalizzato ad analizzare gli effetti della gestione dei residui colturali sul contenuto di carbonio organico e azoto totale nel suolo per il frumento nel sud Italia. A questo scopo è stato scelto il modello di simulazione colturale EPIC (Environmental Policy Integrated Climate) (Williams et al., 1989) che è stato migliorato con l’implementazione di una routine, basata sul modello Century (Parton et al., 1994), per la simulazione della dinamica del carbonio nei suoli agrari (Izaurralde et al., 2006). Per il presente studio è stata utilizzata l’interfaccia Windows di EPIC WinEPIC versione 0509.1 (Gerik et al., 2006). Le simulazioni sono state impostate su dati derivanti da una ricerca per il periodo 1977-91 e condotta nell’azienda sperimentale di Foggia del CRA-SCA, finalizzata a misurare la risposta del suolo, in termini di sostanza organica, in rapporto ad una monosuccessione di frumento (Rinaldi et al., 1994). Nell’ambito di questa sperimentazione il frumento è stato sottoposto a tre trattamenti: bruciatura dei residui colturali (Tesi 1), interramento dei residui colturali con applicazione di azoto (150 kg ha-1 di N) (Tesi 2) e come tesi 2 con 50 mm di acqua prima dell’interramento (Tesi 3). Il modello EPIC è stato calibrato per la coltura del frumento e per il suolo dell’area sperimentale, classificato come un vertisuolo di origine alluvionale (Ventrella e Rinaldi, 1999). Sono stati utilizzati dati meteo giornalieri misurati di: temperatura massima e minima, pioggia, radiazione solare e umidità. Per il calcolo dell’evapotraspirazione potenziale è stata utilizzata la formula di Priestley-Taylor. Dai file di output, i dati sul contenuto percentuale del carbonio organico totale (Corg) e della concentrazione di azoto totale (Ntot), per i primi 60 cm di suolo agrario, sono stati estrapolati e confrontati con i dati misurati raccolti annualmente dopo la raccolta del frumento. Per verificare la bontà delle simulazioni effettuate dal modello EPIC, sono stati calcolati l’errore quadratico medio (RMSE) e l’efficienza di modellazione (EF). Indici statistici calcolati tra dati misurati e I risultati delle simulazioni evidenziano che il modello EPIC, nel caso studio esaminato, simula con simulati di carbonio organico (%) e azoto totale (ppm). una maggiore efficienza la dinamica dell’azoto totale Tesi RMSE EF rispetto a quella del carbonio organico. Per l’azoto Corg Ntot Corg Ntot totale la tesi caratterizzata da un errore quadratico 1 22,07 19,61 0,97 0,97 medio minore risulta essere la 3 mentre per il carbonio 2 27,90 14,65 0,95 0,98 organico è la 1 (Tab. 1). Per entrambe le variabili esaminate, si ottengono risultati parzialmente 3 26,61 20,91 0,95 0,97 sottostimati confronto ai dati misurati specialmente negli ultimi anni di simulazione. Viene simulato, infatti, un leggero decremento sia del carbonio organico che dell’azoto totale non evidente nei dati sperimentali (Fig. 1).

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Carbonio organico Tesi 1

ppm

Azoto totale Tesi 1

Tesi 2

ppm

Tesi 2

Tesi 3

ppm

Tesi 3

Contenuto percentuale di carbonio organico e concentrazione di azoto totale (ppm) misurati e simulati per le tre tesi sperimentali: bruciatura dei residui colturali (Tesi 1), interramento dei residui colturali con applicazione di urea (150 kg ha-1 di N) (Tesi 2) e interramento con applicazione di urea e acqua (50 mm) (Tesi 3).

Lo studio effettuato mostra che il modello EPIC è in grado di simulare i cambiamenti del contenuto di carbonio organico e azoto totale nel suolo agrario per la coltivazione del frumento nel sud Italia anche se con un certo grado di approssimazione. In particolare, il modello rende come output valori caratterizzati da una leggera sottostima confronto ai dati misurati. Tuttavia un maggior numero di dati misurati sarebbero necessari così come l’analisi di più tesi sperimentali per ottenere una stima veritiera della capacità simulativa del modello EPIC nella particolare realtà esaminata. Di un certo interesse risulterebbe anche l’estensione del presente studio all’analisi di ulteriori variabili legate alla dinamica della sostanza organica nei suoli. Gerik T.J. et al. 2006. Researcher’s Guide for WinEPIC, Version 3.0. Blackland Research and Extension Center, Temple, TX, 113 pp. Izaurralde R.C. et al. 2006. Simulating soil C dynamics with EPIC. Model description and testing against long-term data. Ecol. Model. 192, 362–384. Parton W.J et al. 1994. A general model for soil organic matter dynamics: Sensitivity to bitter chemistry, texture and management. In: Quantitative Modeling of Soil Forming Processes, SSSA Spec. Public No. 39, Madison, WI, pp. 147–167. Rinaldi M. et al. 1994. A simulation model to value the effect of straw incorporation on some soil characteristics. In C. Giupponi A. Marani, and F. Morari (Eds.) “Modelling the fate of agrochemicals and fertilizers in the environment”. ESA and Unipress, Padova, Italy. Ventrella D. and Rinaldi M. 1999. Comparison between two simulation models to evaluate cropping systems in Southern Italy. Yield response and soil water dynamics. Agricultura Mediterranea, 129:99-110. Williams J.R. et al. 1989. The EPIC crop growth model. Trans. ASAE 32 (2), 497–511.

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Pisello Proteico in Ambiente Mediterraneo: Produzione e Caratteristiche Qualitative Elvio Di Paolo1, Fabio Stagnari2 1

COTIR, Centro per la Sperimentazione e Divulgazione delle Tecniche Irrigue, S.S. 16 Nord, 240 – 66054 Vasto, IT, dipaolo@cotir.it 2 Dipartimento di Scienze degli Alimenti, Univ. Teramo, Via C.R. Lerici, 1 – 64023 Mosciano S.Angelo (TE), IT, f.stagnari@unite.it

Introduzione Le aree collinari non irrigue dell’Italia centro-meridionale sono caratterizzate da un’estrema semplificazione dei sistemi agricoli che si basano spesso su cereali vernini e rotazioni strette frumentoorzo. Tutto ciò ha degli indubbi riflessi negativi sulla fertilità fisica, chimica e biologica del suolo. In tali circostanze la sostenibilità dei sistemi agricoli può essere ottenuta con l’inserimento nelle rotazioni di leguminose, come quelle da granella quali il pisello proteico (Pisum sativum L.). E’ noto come il pisello proteico apporti numerosi benefici quali: i) aumento del tenore di azoto e sostanza organica nel suolo; ii) rilascio di elementi minerali importanti per la pianta quali P, K e S; iii) miglioramento della struttura e stabilità degli aggregati del suolo (Chalk, 1998); iv) contenimento della competizione delle specie infestanti (Chalk, 1998). Non secondario il ruolo che il pisello proteico svolge nelle razioni alimentari animali per il suo elevato contenuto proteico (20-28% del peso secco). L’adattamento del pisello proteico negli aerali mediterranei è reso talvolta improbabile a causa dei regimi pluviometrici e termici che riducono l’accumulo di biomassa e di conseguenza il potenziale produttivo della specie. La variabilità genotipica è notevole in termini di risposta alle basse temperature, lunghezza del ciclo e produzione (Thomson and Siddique, 1997); conseguentemente l’adattabilità del pisello proteico agli ambienti mediterranei passa attraverso la scelta della varietà (Monotti et al., 2007). Va considerato che l’areale di coltivazione insieme al genotipo influenzano anche la composizione chimica del seme (De Vincenzi et al., 2006). Con il presente lavoro sono state studiate le caratteristiche produttive e qualitative di cultivar di pisello proteico, in una rotazione biennale con frumento, in una zona collinare asciutta dell’Italia centrale. Metodologia Una sperimentazione di pieno campo è stata condotta a Vasto (Chieti, Italia) (42° 10” lat. N; 14° 38” long. E, 30 m a.s.l) nel 2006/07 presso il CO.T.IR. (Centro per la Sperimentazione e Divulgazione delle Tecniche Irrigue). Il terreno che ha ospitato lo studio è di natura franco-limosa, con un contenuto in argilla del 40,7 %, in limo del 52,9 %, sabbia del 6,4 %, pH (acqua), 8,2, azoto totale, 0,14 %, sostanza organica, 1,6 %, P, 32 ppm, K2O, 451 ppm, densità apparente, 1,25 kg dm-3. Il clima è tipico Mediterraneo, con temperature minime invernali spesso sotto gli 0°C e temperature massime di 3436°C. Le piogge (650 mm) sono concentrate in autunno e primavera. La sperimentazione è stata condotta su 5 varietà di pisello proteico (Alliance, Amical, Attika, Brevent Javlo) seminate ad una densità di 70 semi germinabili m-2 nella prima decade di novembre. Durante il ciclo colturale sono stati effettuati i rilievi fenologici, mentre alla raccolta è stata determinata la produzione, il contenuto proteico, tannini, polifenoli totali, ceneri e alcuni elementi minerali. I dati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza; le differenze tra i trattamenti sono state saggiate con il test t. Risultati Dai risultati ottenuti emerge una differente risposta genotipica alle condizioni pedo-climatiche registrate. Le varietà che si sono distinte per le produzioni significativamente più elevate (Attika, Javlo, Brevent) hanno evidenziato periodi più brevi tra emergenza-fioritura e emergenza-formazione baccello (tabella 1). La produzione è variata da 5,2 t ha-1 di Attika a 3,3 t ha-1 di Amical. Brevent ha mostrato

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alti contenuti proteici e bassi contenuti in tannini, mentre la varietà più produttiva ha fatto registrare il contenuto proteico minore e un elevato contenuto in tannini (Tabella 2). Alliance si è distinta per un’elevata quantità in polifenoli totali così come Javlo e Attika; relativamente al tenore in ceneri Brevent e Javlo mostrano i tenori più elevati (Tabella 2). Attika si è inoltre distinta per un buon tenore in fosforo e potassio, mentre Alliance per un buon tenore in calcio (Tabella 2). Tabella 1. Caratteristiche fenologiche e produttive di varietà di pisello proteico allo studio nel 2005/2006 a Vasto.

Varietà

Piante Fioritura Fruttificazione emergenza (GDE) (GDE) (N°)

Alliance Amical Attika Brevent Javlo LSD

148 150 145 144 143 0,43

164 165 160 159 160 1,15

81 80 80 81 80 -

Prod. (t ha-1) 3,6 3,3 5,2 4,2 4,7 0,38

Tabella 2. Caratteristiche qualitative di varietà di pisello proteico allo studio nel 2005/2006 a Vasto.

Varietà

Proteine (%)

Tannini (mg g-1)

Alliance Amical Attika Brevent Javlo LSD

25,3 24,7 22,8 26,6 24,3 0,19

1,38 0,41 1,15 0,58 1,39 0,081

Polifenoli P Ceneri totali (mg g-1) (mg g-1) -1 (mg g ) 1,49 0,74 1,24 0,82 1,48 0,079

2,8 2,7 2,8 3,1 3,1 0,05

0,9 0,9 1,6 1,1 1,1 0,11

K (mg g-1)

Ca (mg g-1)

8,8 8,3 9,1 9,9 8,7 0,26

0,29 0,19 0,15 0,19 0,24 0,017

Conclusioni Nelle condizioni tipiche delle zone asciutte interne dell’area mediterranea la scelta del genotipo è cruciale per l’ottenimento di rese e di qualità interessanti per la coltura del pisello proteico. Genotipi in semina autunnale che presentano una fase di fioritura e allegagione precoci, sfuggendo alle elevate temperature primaverili che sovente si manifestano nei predetti areali, garantiscono buone rese produttive. Tuttavia i genotipi più produttivi presentano tenori proteici inferiori. Interessante, ai fini della preparazione delle razioni alimentari zootecniche, oltre all’apporto proteico, risulta essere il tenore in elementi minerali e polifenoli tannici che in alcune varietà (Amical e Brevent) è particolarmente favorevole. Bibliografia Chalk P.M. 1998. Dynamics of biologically fixed N in legume-cereal rotation: a review. Aus. J. of Agronomic Research, 49: 303-316. De Vincenzi et al. 2006. Effect of variety and agronomical conditions on the level of polyphenols and antinutritional factors of Vicia faba minor. Veterinary Research Communications 30: 371-374. Monotti M. et al. 2007. Pisello proteico e favino: valutazioni di varietà in semina autunnale e confronto tra le specie. Agroindustria 1/2 (6): 47-54. Thomson B.D. and Siddique K.H.M. 1997. Grain legumes species in low rainfall Mediterranean-type environments. II. Canopy development, radiation interception, and dry-matter production. Field Crop. Res. 54: 189-199.

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Fibra Solubile Di Antiche E Moderne Varietà Di Frumento Duro: Quantificazione Ed Attività Prebiotica Giovanni Dinelli1, Ilaria Marotti1, Valeria Bregola 1, Irene Aloisio1, Sara Bosi1, Raffaella Di Silvestro1, Diana Di Gioia 1, Bruno Biavati1, Robert Quinn2 1

Dip . di Scienze e Tecnologie Agroamb ientali, Univ. Bo logna, giovanni.d inelli@unibo.it 2 Kamut International Ltd, Big Sandy, Montana, USA

Metodologia Sette varietà moderne (AncoMarzio, Claudio, Iride, Lenvante, Orobel, Solex, Svevo), due antiche (Senatore Cappelli, Urria) di frumento duro italiano e una varietà antica di Triticum turgidum turanicum (Kamut®Khorasan), coltivate in una medesima località (Bologna) in regime biologico i n accordo ad uno schema sperimentale a blocchi randomizzati nell’annata agraria 2007/2008, sono state caratterizzate per il contenuto di TDF (fibra totale), SDF (fibra solubile) (Prosky et al., 1988) e delle sue principali componenti: amido resistente (McCleary and Monaghan, 2002), arabinoxilani (DXYLOSE Kit, Megazyme International Ireland) e beta-glucani (EBC 3.11.1). L’attività prebiotica della fibra solubile estratta dalle varietà in studio è stata determinata valutando la capacità di crescita di Lactobacillus plantarum e Bifidobacterium pseudocatenulatum in terreni in cui la fibra costituiva l’unica fonte di carbonio, utilizzando come controllo la crescita batterica in terreni standard (controllo positivo) e in terreni privi di glucosio (controllo negativo). Sulla base dei dati ottenuti è stato calcolato un indice prebiotico utilizzando la seguente equazione: Indice prebiotico = (probiotico Log cfu mL-1 su SDF a 48h - probiotico Log cfu mL-1 su SDF a 0h) / (probiotico Log cfu mL-1 su glucosio a 48h - probiotico Log cfu mL- 1 su glucosio a 0h). Substrati (SDF) con un elevato indice prebiotico, sono in grado di supportare una maggiore crescita microbica. Risultati Per quanto riguarda il contenuto di TDF e SDF (Tabella 1) non sono state osservate differenze significative tra antiche e moderne varietà; un andamento simile è stato riscontrato anche per beta glucani e arabinoxilani (Tabella 1). Al contrario, la quantificazione della frazione amido resistente (Tabella 1) ha evidenziato come le due varietà di antica costituzione, Senatore Cappelli e Urria, abbiano un contenuto di 5,01 ± 0 ,13 e 4,47 ± 0,43 g/100g rispettivamente , statisticamente superiore rispetto alle varietà moderne Anco marzio, Caludio, Iride e Solex (valore medio 1,82 ± 0,28 g/100g).

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Tabella 1. Caratterizzazione delle varietà di frumento in studio (SDF), amido resistente, beta-glucani e arab inoxilani. Lettere diverse ind icano medie statisticamente differenti per p<0,05.

TDF %

19,73 ± 3,30 18,14 ± 2,01 22,44 ± 1,23 18,92 ± 0,14 14,32 ± 2,36 18,60 ± 0,90 Senatore cappelli 19,18 ± 0,24 21,53 ± 1,93 Solex 18,29 ± 0,09 Svevo 18,65 ± 3,46 Urria

Anco marzio Claudio Iride Kamut Levante Orobel

SDF %

(ab) (ab) (a) (ab) (b) (ab) (ab) (a) (ab)

2,73 ± 0,66 3,56 ± 0,10 2,12 ± 0,27 2,20 ± 0,23 2,83± 0,74 2,24 ± 0,18 2,17 ± 0,47 3,36 ± 1,36 4,17 ± 1,07 (ab) 2,03 ± 0,07

(a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a)

il contenuto di fibra totale (TDF), fibra solubile

Amido resistente %

Beta -glucani %

Arabinoxilani %

2,05 ± 0,52 1,81 ± 0,14 1,35 ± 0,45 1,99 ± 0,14 3,81 ± 0,73 4,16 ± 0,49 5,01 ± 0,13 1,92 ± 0,17 3,30 ± 0,23 4,47 ± 0,43

0,33 ± 0,01 0,35 ± 0,00 0,24 ± 0,04 0,31 ± 0,03 0,39 ± 0,01 0,41 ± 0,02 0,33 ± 0,01 0,33 ± 0,02 0,34 ± 0,01 0,30 ± 0,03

3,91 ± 0,09 3,43 ± 0,03 3,99 ± 0,04 4,02 ± 0,11 3,70 ± 0,05 3,77 ± 0,05 3,65 ± 0,06 3,03 ± 0,22

(bcd)

(cd) (d) (bcd)

(ab) (a) (a) (cd) (abc) (a)

(c)

3,75 ± 0,06 (bcd) (bc) 3,45 ± 0,15 (e) (d) (c) (ab) (a) (c) (c) (c) (c)

(abc) (e) (ab) (a) (cd) (bcd)

(dc) (f)

In merito all’attività prebiotica, Kamut®khorasan, Levante, Orobel e Svevo hanno mostrato una buona capacità di stimolare la crescita di L. 0 0, 2 0 ,4 0 ,6 0 ,8 1 ,0 plantarum , mentre tutte e tre le antiche varietà di frumento hanno K a m ut dimostrato di possedere particolari Solex proprietà prebiotiche su B. O r ob el pseudocatenulatum . Sv e vo Nel Grafico 1 si può osservare come An co m a rz io la fibra solubile estratta da Ir ide Kamut®khorasan, Solex e Orobel L e va nte con un indice prebiotico superiore Ur r ia 0.70, sia quella in grado di stimolare Cla udio maggiormente la crescita sia di L. Se nato r e Ca ppe lli che di plantarum B. pseudocatenulatum. Grafico 1. Indice prebiotico calcolato per le diec i varietà d i frumento in studio. Glucosio =1.

Conclusioni La sperimentazione condotta ha messo in luce come, nonostante non siano state osservate differenze significative per il contenuto in fibra prebiotica, la fibra solubile estratta da alcune accessioni ed in particolare da Kamut®khorasan, Solex e Orobel, viene maggiormente utilizzata come substrato fermentativo per la crescita dei microrganismi intestinali, L. plantarum e B. pseudocatenulatum. Ulteriori studi sono in corso, tuttavia i dati ottenuti suggeriscono la possibilità di utilizzare alcune varietà di frumento antico per l’ottenimento di prodotti biologici ad elevate proprietà salutistiche. Bibliografia McCleary BV, Monaghan DA 2002. Measurement of resistant starch. J Assoc Off Anal Chem Int., 85: 665 -75. Prosky L. et al., 1988. Determination of insoluble, soluble, and total dietary fiber in foods and food products: interlaboratory study. J Assoc Off Anal Chem, 71:1017- 23. Thompson LU, 1994. Antioxidant and hormone-med iated health benefits of who le grains. Crit Rev Food Sci Nutr, 34: 473-497.

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Potenzialità Nutraceutiche di Leguminose da Granella per la Produzione di Integratori Dietetici di Origine Naturale Giovanni Dinelli1*, Ilaria Marotti1, Sara Bosi1, Raffaella Di Silvestro1, Valeria Bregola1, Mattia Accorsi1, Anne Whittaker2, Stefano Benedettelli2 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Univ. Bologna, IT, giovanni.dinelli@unibo.it 2 Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell'Ambiente, Univ. Firenze, IT.

Introduzione Il controllo e la riduzione del peso corporeo rappresentano gli obiettivi sanitari più importanti nella maggior parte dei paesi industrializzati. Per tali ragioni, l'utilizzo di integratori alimentari finalizzati al controllo o alla riduzione del peso corporeo è anch'esso in continuo aumento, sia a livello nazionale che internazionale. Tra gli integratori dietetici a base di estratti vegetali, risultano particolarmente diffusi quelli a base di polvere secca di fagiolo. Il meccanismo d'azione di tali integratori è riconducibile ad una attività di tipo gluco-bloccante in quanto sono in grado di prevenire l'assorbimento dei carboidrati complessi, inibendo gli enzimi normalmente coinvolti nel processo digestivo, quali l' -amilasi e l' glucosidasi. Un recente studio (Boniglia et al., 2008) ha messo in luce come, in diversi integratori dietetici disponibili in commercio, siano presenti concentrazioni significative di composti antinutrizionali, quali principalmente lectine e inibitori delle tripsine. La presenza di tali composti negli integratori analizzati pone diverse preoccupazioni relative alla sicurezza d'uso di tali prodotti (la cui vendita non è soggetta a prescrizione medica) e dimostra l'utilizzo di estratti non purificati o non adeguatamente trattati con il calore. In tale contesto, 22 accessioni di leguminose da granella sono state analizzate al fine di identificare genotipi con caratteristiche funzionali e anti-nutrizionali idonee per la produzione di integratori dietetici di origine naturale. Metodologia Per lo studio sono state utilizzate 17 accessioni di Phaseolus vulgaris L., 3 di Phaseolus coccineus L., 1 di Vigna unguiculata (L.) Walp. e 1 cultivar di Glycine max (L.) Merr. Le analisi sul contenuto in polifenoli totali (Xu e Chang, 2007), sull'attività di inibizione dell' -amilasi (McClearly et al., 2002), dell' -glucosidasi (Randhir et al., 2008), della tripsina (Kakade et al., 1969) e sull'attività eritroagglutinante (Duranti et al., 1989), sono state effettuate sia sulla granella tal quale che sulla granella cotta, al fine di valutare gli effetti del trattamento termico sulle componenti in esame. Per ogni accessione sono stati analizzati 4 campioni da 50 g, in accordo ad uno schema a randomizzazione completa. Risultati Le analisi effettuate hanno evidenziato per 4 genotipi di fagiolo (Verdone; DG; Kidney Cina e Roviotto) valori di attività inibitoria dell' -amilasi significativamente maggiori rispetto alle altre accessioni e superiori al 30% (Tab.1). Per i tutti genotipi a granella colorata è stata inoltre osservata un'attività d'inibizione dell' -glucosidasi superiore all'60%; viceversa, i genotipi a granella chiara hanno mostrato un'attività inibitoria significativamente più bassa ed inferiore al 25%. (Tab.1). L'analisi quantitativa del contenuto proteico e dei profili qualitativi delle diverse frazioni proteiche (faseoline, fitoemagglutinine e inibitori dell' -amilasi) non ha evidenziato correlazioni significative con l'attività di inibizione né dell' -amilasi né dell' -glucosidasi. Viceversa, l'attività d'inibizione dell' -glucosidasi è risultata correlata al colore del seme e al contenuto in polifenoli: genotipi a granella colorata hanno infatti mostrato un'attività di inibizione media di circa 4 volte superiore rispetto a quanto osservato per i genotipi a granella chiara. In riferimento agli effetti della cottura, per i genotipi a granella colorata, si osserva un'evidente decremento sia nel contenuto in polifenoli che nell'attività di inibizione dell' glucosidasi, mentre per i genotipi a granella chiara il trattamento termico determina un lieve incremento

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in tutte le componenti in esame (Tab.2). L'analisi del contenuto in composti anti-nutrizionali presenti nel seme cotto delle diverse accessioni in esame, ha permesso di confermare quanto già presente in letteratura, ovvero che il processo di cottura è in grado di inattivare tali composti di origine proteica. Nel seme crudo, le diverse accessioni analizzate hanno mostrato un'attività eritro-agglutinante media pari a 23.4 ± 20.4 ed un'attività media di inibizione della tripsina pari a 27.6 ± 6.4. Tre genotipi, ovvero Bianco di Spagna, Paowan e Pavone, si sono distinti per l'elevato contenuto in composti anti-nutrizionali; mentre il genotipo DG, pur essendo un fagiolo comune, non ha mostrato attività eritroagglutinante al pari della soia e dell'Occhio Nero (Vigna spp.).

Tabella 1. Contenuto in composti funzionali ed anti-nutrizionali. Lettere diverse indicano medie statisticamente differenti per P<0.001.

Tabella 2. Effetti del trattamento termico sulle diverse componenti funzionali prese in esame. Contenuto in Attività di inibizione Attività di inibizione polifenoli (mg/g) dell' -glucosidasi (%) dell' -amilasi (%) crudo cotto crudo cotto crudo Cotto Genotipi a granella chiara Genotipi a granella colorata

0.9 ± 0.3 3.3 ± 1.0

1.3 ± 0.4 2.2 ± 0.4

23.0 ± 10.4 83.6 ± 22.1

24.8 ± 17.0 43.7 ± 11.7

22.6 ± 10.0 22.6 ± 10.4

27.0 ± 15.1 30.3 ± 7.9

Conclusioni Complessivamente, la ricerca ha permesso di identificare il colore del seme come carattere fenotipico da correlare all'elevato contenuto in polifenoli e all'elevata attività d'inibizione dell' -glucosidasi. Lo screening svolto ha permesso di individuare genotipi ad elevato contenuto in composti funzionali (Verdone, Roviotto, Kidney Cina) e a basso contenuto in composti anti-nutrizionali (Verdone; DG); tali accessioni risultano pertanto i migliori candidati per lo sviluppo di integratori dietetici di origine naturale. Infine, un'analisi più approfondita della composizione qualitativa della frazione polifenolica permetterà di identificare i composti maggiormente responsabili dell'attività inibitoria. Bibliografia Boniglia C. et al., 2008. Lectins, trypsin and -amylase inhibitors in dietary supplements containing Phaseolus vulgaris. Eur Food Res Technol, 227:689-693. Duranti M. et al., 1989. Phaseolus coccineus storage proteins. Plant Breeding, 102:58-65. Kakade M. et al., 1969. An evaluation of natural vs. synthetic substrates for measuring the antitryptic activity of soybean samples. Cereal Chem, 46:518-525. McClearly BV. et al., 2002. Measurement of -amylase activity in white flour, milled malt and microbial enzyme preparations using Ceralpha Assay. J AOAC Int, 85:1096-1102. Randhir R. et al., 2009. Effect of thermal processing on the phenolic associated health-relevant functionality of selected legume sprouts and seedlings. J Food Biochem, 33:89-112. Xu BJ, Chang SKC, 2007. A comparative study on phenolic profiles and antioxidant activities of legumes as affected by extraction solvents. J Food Sci, 72(2):159-166.

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Una Metodologia per la Previsione delle Rese di Frumento Duro in Toscana Roberto Ferrise1, Marco Moriondo2, Massimiliano Pasqui3, Jacopo Primicerio4, Marco Bindi5 1 Dip. di Scienze delle Prod. Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente Agroforestale (DiPSA), Univ. Firenze, IT, roberto.ferrise@unifi.it 2 Istituto di Biometeorologia (IBIMET), CNR Firenze, IT, marco.moriondo@unifi.it 3 IBIMET, CNR Roma, m.pasqui@ibimet.cnr.it 4 IBIMET, CNR Roma, j.primicerio@ibimet.cnr.it 5 DiPSA, Univ.Firenze, IT, marco.bindi@unifi.it

Introduzione L’agricoltura è una delle attività umane che maggiormente dipende dall’andamento meteorologico e la possibilità di monitorare e prevedere lo sviluppo, l’accrescimento e la resa delle colture agrarie è un aspetto particolarmente importante per gli operatori del comparto agro-alimentare. Lo sviluppo di un sistema per la previsione delle caratteristiche quanti-qualitative della produzione potrebbe favorire una migliore gestione della coltura, ad esempio consentendo di pianificare conseguentemente gli interventi colturali, oppure permettendo una migliore organizzazione delle operazioni di raccolta e stoccaggio. La crescente capacità di produrre previsioni meteorologiche stagionali, con un anticipo che va tre a sei mesi, rappresenta una grande opportunità per raggiungere un tale obiettivo. Tuttavia, la differente scala spazio-temporale a cui sono forniti i dati previsionali e di cui i modelli colturali hanno bisogno per effettuare le simulazioni rappresenta il principale problema in questo tipo di elaborazione. I primi sono generalmente a scala spaziale grossolana e riferiti a intervalli temporali di mesi. I modelli di simulazione, invece, necessitano di dati spaziali ad alta risoluzione, e soprattutto, di dati meteorologici a cadenza giornaliera. Per sopperire a queste differenze di scala è possibile usare dei generatori di dati meteorologici che permetteno di produrre serie sintetiche di dati meteo giornalieri rispecchiando la variabilità climatica tipica della stazione, o dell’area, sulla quale sono stati calibrati. In questo studio sono riportati i risultati preliminari di una metodologia sviluppata per la previsione dello sviluppo fenologico e della resa del frumento duro in Toscana. In particolare, un modello di simulazione meccanicistico è stato alimentato con dati meteorologici osservati fino ad un certo punto della stagione in corso; successivamente, i dati mancanti fino al momento della maturazione sono stati prodotti utilizzando un generatore climatico sulla base di due possibili metodologie: l’uso di previsioni meteorologiche stagionali e l’uso della metodologia degli analoghi climatici. Materiali e Metodi L’analisi è stata condotta per il periodo 1990-2005 effettuando delle stime della fenologia e della resa del frumento duro in tre momenti della stagione in corso: 1 marzo (P1), 1 maggio (P2) e 1 giugno (P3). I dati meteorologici usati, riferiti alla stazione di Pisa S. Giusto (43.68°N, 10.38°E), sono costituiti da valori giornalieri di temperatura min. e max., precipitazione e radiazione per il periodo 1961-2006. Per ognuno degli anni considerati nell’analisi, il generatore climatico LARS-WG (Semenov e Barrow, 1997) è stata utilizzato per generare una serie sintetica di 100 anni, in cui i dati giornalieri a partire da P1, P2 o P3 e fino alla fine del ciclo colturale (fine luglio) sono stati prodotti dal software mediante l’uso di previsioni stagionali (PS) o in base alla metodologia degli analoghi climatici (AC). Nel primo caso le PS sono state fornite al generatore come anomalie mensili di temperatura e di precipitazione rispetto al periodo 1961-90. Le PS sono state prodotte dal CNR-IBIMET nell’ambito delle attività del gruppo tecnico per le previsioni mensili e stagionali per la protezione civile nazionale. Sono basate su un metodo multiregressivo lineare a partire dalle anomalie osservate di indici climatici oceanici ed atmosferici e calibrate sul dataset di re-analisi NCEP-DOE per il periodo 1979-2010. La seconda metodologia si basa sulla capacità del generatore climatico di produrre serie sintetiche di dati meteo che

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riproducono gli elementi distintivi della climatologia di riferimento. L’anno in corso viene analizzato e i dati mancanti sono prodotti in funzione dell’andamento climatico osservato negli anni ad esso più simili (analoghi). Per riprodurre lo sviluppo e la crescita del frumento è stato adottato il modello colturale SIRIUS Quality v1.1 (Jamieson et al., 1998). Il modello è stato utilizzato per simulare la fenologia e la resa della cv di frumento duro Creso, adottando le pratiche gestionali in uso nella zona in esame. E’ stata considerata una data di semina fissa (11 novembre) e sono stati forniti 120 Kg ha-1 di azoto, distribuiti per 1/3 all’accestimento e per 2/3 alla levata. In una prima fase SIRIUS è stato applicato sul periodo di analisi usando i dati meteo osservati per tutta la durata del ciclo colturale. I risultati di queste simulazioni sono stati, quindi, utilizzati come fenologia e rese di riferimento, verso cui confrontare le stime prodotte a partire da P1, P2 e P3 usando le due metodologie descritte. Per ogni anno del periodo d’analisi, i dati di fenologia e di resa ottenuti con le serie sintetiche sono stati mediati e i risultati delle due metodologie sono stati confrontati con le simulazioni di riferimento utilizzando il coefficiente di correlazione di Pearson (r) e il Root Mean Squared Error (RMSE). Risultati Sulla base delle simulazioni di riferimento, il momento dell’antesi si verifica tra i giorni dell’anno (GdA) 111 e 130, e la maturazione fisiologica avviene in media dopo 47 giorni, tra i GdA 158 e 180. Le rese mostrano una certa variabilità interannuale con un valore medio di 4,89 Mg ha-1 ed una deviazione standard di 1,57 Mg ha-1. Con riferimento alle previsioni, la precisione delle stime è aumentata procedendo da P1 a P3 a causa della maggiore proporzione di dati meteo osservati che costituiscono le serie sintetiche. In effetti, in P3 (circa 1 mese dalla maturazione) ambedue le metodologie hanno fornito stime soddisfacenti tanto della fenologia (r<0,96; RMSE<1,7 giorni) quanto delle rese (r>0,98; RMSE<0,31 Mg ha-1). L’uso delle PS, già in P1 (circa 4 mesi di anticipo), ha permesso di prevedere con buona approssimazione tanto le date di maturazione (r=0,87 ed RMSE=2,9 giorni) quanto le rese (r=0,82, RMSE=0,92 Mg ha-1). Per contro, la metodologia degli AC ha fornito risultati sempre inferiori rispetto alle PS con le deviazioni più ampie in corrispondenza degli anni in cui le condizioni meteo si sono discostate maggiormente dalla climatologia di riferimento. La fenologia è stata prevista con maggiore precisione (r=0,54 in P1 ed r=0,73 in P2) rispetto alle rese che hanno mostrato, invece, una scarsa corrispondenza con i valori di riferimento (r=0,43 in P1 e r=0,52 in P2). Tabella 1: Confronto tra le rese di riferimento e quelle stimate in marzo (P1), maggio (P2) e giugno (P3) con l’uso delle due metodologie. *** p<0,001, ** p<0,01, * p<0,05 Riferimento

Previsioni Stagionali

Analoghi Climatici

Media (Mg ha-1)

4,91

4,85

4,89

4,96

5,67

5,43

4,99

Dev. St. (Mg ha-1)

1,58

1,15

1,19

1,50

0,21

0,53

1,42

0,43

0,52

1,68

1,47

Coeff. di Pearson -1

RMSE (Mg ha )

0,82

***

0,91

0,88

***

0,78

0,99

***

0,23

0,98*** 0,31

Bibliografia Semenov e Barrow, 1997. Use of a stochastic weather generator in the development of climate change scenarios. Clim Change 35:397-414 Jamieson et al., 1998. Sirius: a mechanistic model of wheat response to environmental variation. Eur. J. Agron. 8:161– 179

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Prove con Film Pacciamanti Fotoselettivi su Salvia officinalis L. Laura Frabboni1, Vittoria Russo1, Giuseppina de Simone1, Grazia Disciglio1 1

Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale Università di Foggia Facoltà di Agraria via Napoli 25, 71100 Foggia (FG) l.frabboni@unifg.it

Introduzione I film pacciamanti utilizzati nel settore agricolo sono per lo più di colore nero in quanto i materiali molto scuri garantiscono un miglior controllo delle malerbe non lasciando passare alcuna radiazione dello spettro visibile (Horowitz, 1993). Negli ultimi tempi sta crescendo l’interesse rivolto ai film colorati fotoselettivi (verdi, rossi, bianchi e altri colori) che, grazie al filtraggio mirato della radiazione solare, sono in grado di limitare la crescita della flora infestante e di accrescere la temperatura del suolo (portando beneficio all’apparato radicale delle piante) senza riscaldare il materiale di copertura (Guariento, 1976). I teli pacciamanti fotoselettivi sono anche in grado di fornire alle piante un microclima più costante, limitando i danni causati da un eccessivo aumento della temperatura diurna e da un repentino abbassamento di quella notturna. Elementi, questi ultimi, che possono incidere negativamente soprattutto durante il primo anno di impianto della salvia, in particolare durante l’attecchimento dell’apparato radicale. Ma i film fotoselettivi, rispetto a quelli di colore nero, consentono il passaggio di luce, fattore questo da non sottovalutare in quanto può influire sulla crescita della flora infestante. Gli scopi delle prove sperimentali sono stati quelli di valutare l’utilizzo di film fotoselettivi sulla coltura della salvia in relazione alla presenza e alla composizione floristica delle erbe infestanti e ad alcuni parametri della pianta, quali: altezza e sviluppo in larghezza massimo e resa in oli essenziali. Metodologia La prova sperimentale è stata condotta nelle annate 2008-2009 e 2009-2010 in agro di Segezia (FG) 41° 22’ latitudine N; 15° 18’ longitudine E - in pieno campo. L’impianto ha avuto origine da piantine ottenute da seme di Salvia officinalis L. e trapiantate manualmente in campo il 27/03/09 a distanza di 40 cm sulla fila e 50 cm fra le file. E’ stato adottato un disegno sperimentale a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni con parcelle di 3x2 m. Le tesi messe a confronto sono state: (PT) film plastico tradizionale nero in polietilene di 0,045 mm di spessore; (PR) film plastico rosso in polietilene di 0,09 mm di spessore; (PV) film plastico verde in polietilene di 0,09 mm di spessore; (PB) film plastico bianco in polietilene di 0,09 mm di spessore; (T) testimone non pacciamato inerbito con flora spontanea e non lavorato. Durante il ciclo colturale sono stati effettuati campionamenti per valutare la crescita delle piantine (1=15.05.09; 2=05.06.09; 3=27.06.09; 4=07.08.09; 5=30.08.09; 6=31.10.09; 7=31.01.10; 8=27.03.10: 9=25.05.10) e l’evoluzione della flora spontanea (1=08.06.09; 2=30.06.09; 3= 20.07.09; 4= 5.09.09; 5= 25.10.09; 6=28.11.09) con il metodo dell’abbondanza dominanza di Braun-Blanquet. Il 07/07/10 è stata effettuata la distillazione delle foglie fresche (tramite idrodistillazione con l’apparecchio di Clevenger) per valutare la resa e la composizione dell’olio essenziale. Tutti i dati emersi dalle prove sono stati sottoposti ad analisi della varianza applicando il test di Tukey.. Risultati Dall’elaborazione dei dati è emerso che tutte le tesi hanno contenuto bene lo sviluppo delle infestanti (Tab. 1). La tesi che ha registrato la maggior presenza di erbe, escludendo il testimone, è stata TB; in particolare sono cresciuti: Convolvolus arvensis L., Crysanthemum segetum L. e Lolium multiflorum Lam.

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Riguardo lo sviluppo della coltura (altezza e larghezza) come si evince dalla Figura 1 le tesi che hanno manifestato un maggior sviluppo delle piantine sono state PT, PR, PV. Nei primi 2 rilievi di giugno anche la tesi PB ha evidenziato una buona crescita, molto probabilmente il minor filtraggio della radiazione solare, che caratterizza il telo bianco rispetto agli altri colori, ha portato beneficio all’apparato radicale delle piante, senza riscaldare il materiale di copertura, e ha favorito l’attecchimento della salvia. Tabella 1. Rilievi floristici effettuati nelle diverse tesi

Figura 1. Sviluppo della salvia (h=altezza; dia=diametro) nelle diverse tesi a confronto I valori seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente diversi per P 0,01 secondo il Tukey test

Riguardo la resa in olio essenziale nella tabella 2 si può notare che le tesi che hanno permesso una maggiore estrazione in olio essenziale sono state la PR e PV. La tesi PT, che aveva evidenziato buoni risultati di crescita, non ha ottenuto una buona resa in olio. Tabella 2. Resa in olio essenziale di salvia per le diverse tesi

I valori seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente diversi per P

0,05 secondo il Tukey test

Conclusioni Dal lavoro sperimentale è emerso che tutti i teli pacciamanti hanno contenuto bene lo sviluppo delle piante infestanti. Il maggior passaggio di luce che caratterizza PB ha permesso lo sviluppo di più erbe ed in particolare di: Convolvolus arvensis L., Crysanthemum segetum L. e Lolium multiflorum Lam. PR e PV hanno garantito una buona capacità di crescita e una cospicua resa in olio essenziale. La tesi PT, che aveva evidenziato buoni risultati di crescita, non ha ottenuto una buona resa. Bibliografia Horowitz M., 1993. Couverture du sol pour la gestion des mauvaises herbes. Atti Convegno Non chemical weed control, Digione. 139-144. Guariento M., 1976. La pacciamatura della vite. Vignevini, 3:31-36.

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Efficienza d’Uso del Carbonio in Girasole e Sorgo in Ambiente Mediterraneo, Sottoposti a Diversi Regimi Idrici e Carbonici Pasquale Garofalo, Carmen Maddaluno, Michele Rinaldi CRA-SCA, Unità di ricerca per i Sistemi Colturali degli Ambienti caldo-aridi, Bari, IT, pasquale.garofalo@entecra.it

I modelli previsionali sui cambiamenti climatici riportano come nei prossimi decenni vi saranno aumenti significativi nella concentrazione ambientale di CO2, componente fondamentale nella fotosintesi delle piante. La concentrazione di questo composto nell’ambiente può influenzare alcuni processi fondamentali come la conduttanza stomatica, la traspirazione e l’efficienza della coltura nel convertire l’acqua in biomassa (WUE) (de Wit, 1958; Tanner e Sinclair, 1983). Le piante C4 si differenziano per la loro maggiore capacità di organicare la CO2 rispetto alle piante C3 alla stessa concentrazione ambientale e questa si traduce anche in una maggiore WUE. Obiettivo di questa ricerca è di valutare l’efficienza fotosintetica e la WUE a livello fogliare del girasole (C3) e del sorgo da biomassa (C4) a diversi regimi carbonici. Inoltre, è stata modellizzata l’attività fotosintetica giornaliera delle due colture sottoposte a diversi regimi irrigui. La prova è stata condotta a Foggia (41° 08’ N; 15° 83’ E, alt. 90 m s.l.m.) nel 2009 su girasole e nel 2010 su sorgo. Il suolo è un vertisuolo di origine alluvionale, Typic Calcixeret, limo-argilloso, con una quantità di acqua disponibile pari a 202 mm m-1. Il clima è “accentuato-termo-Mediterraneo” (sec. Unesco-FAO), con temperature che scendono sotto lo 0° C in inverno e superano i 40° C in estate. Le piogge annuali (550 mm) sono concentrate nei mesi invernali e l’evaporato “classe A” supera i 10 mm d-1 in estate. Il girasole è stato seminato nella prima decade di maggio e raccolto nella seconda decade di agosto, con un investimento di 7.5 piante per m2, concimato in presemina con 2 q ha-1 di fosfato biammonico. Qaundo l’evapotraspirazione della coltura (ETc), calcolata tramite lisimetri a pesata, raggiungeva 60 mm, veniva distribuita l’acqua irrigua. Le tesi sperimentali sono state diversificate sospendendo l’irrigazione al raggiungimento di tre fasi fenologiche specifiche; inizio fioritura (IF), fine fioritura (FF) e riempimento acheni (RA). Sono stati distribuiti in totale 162 mm per IF, 282 mm per FF e 402 mm per RA. La semina del sorgo da biomassa è stata effettuata nella prima decade di maggio realizzando un investimento di 18 piante per m2. La semina è stata preceduta dalla concimazione con 4 q ha-1di fosfato biammonico. La raccolta è stata effettuata a fine agosto, prima della fioritura, alla massima produzione di biomassa fresca. Ogni qualvolta l’evapotraspirazione della coltura, calcolata tramite lisimetri a pesata, raggiungeva 60 mm, veniva distribuita l’acqua irrigua, differenziando 4 regimi irrigui, che prevedevano il ripristino del 125% (I_125), 100% (I_100), 75% (I_75) e 50% (I_50) dell’ETc. Sono stati distribuiti 365, 305, 245, 185 mm, rispettivamente per le 4 tesi irrigue. La misurazione degli scambi gassosi è avvenuta a distanza di 1 settimana dall’ultima irrigazione (3 rilievi) usando un analizzatore di gas agli infrarossi LCpro plus (ADC Bioscientific) provvisto di camera specifica per colture a foglia larga (6.25 cm2), lampada emittente nel PAR a 1500 µmol m-2 s-1 e impostando 5 valori di concentrazione di CO2: valore ambientale 380 e incrementi pari a 450, 580, 680 e 760 ppm. L’equazione di Spitters (1986) ha fornito i valori giornalieri di fotosintesi netta. In Figura 1a si evidenzia come la conduttanza stomatica (gs), sia per il girasole che per il sorgo, diminuisce durante il ciclo colturale e come questo valore sia stabile con l’incremento della concentrazione di CO2 ed inferiore nel sorgo rispetto al girasole (0.6 vs 0.9 mol m-2 s-1).

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2.0

1.5

1.0

2.5

0.5

2 0

70 60 50 40 30 20 10 0

18 15 12 9

WUE

A u

0.0

6 3 0

370 GIR 60

450 GIR 70

580 ref GIR 90

680 SOR 60

SOR 70

750

370

SOR 90

GIR 60

450 GIR 70

580 ref GIR 90

680 SOR 60

SOR 70

750 SOR 90

Figura 1. Componenti della fotosintesi osservate su girasole (tesi RA) e sorgo (tesi I_100) a 60, 70 e 90 giorni dalla semina. Con la riduzione di gs, tende a diminuire durante il ciclo anche la traspirazione (Figura 1 b, E), simile ai differenti regimi carbonici. Anche in questo caso, E risulta globalmente inferiore nella coltura C4 con valori di 5.1 mol m-2 s-1 e 6.3 mol m-2 s-1 per la C3. La Figura 1c, mostra come la fotosintesi (A) cresca con l’incremento della CO2, ma come questa diminuisca significativamente nella parte finale del ciclo colturale. Si nota come il sorgo mantenga valori leggermente superiori di A rispetto al girasole, solo a concentrazioni di CO2 fino a 580 ppm e durante la seconda parte del ciclo colturale; oltre i 580 ppm di CO2 ed in fase avanzata del ciclo colturale, il sorgo fornisce gli stessi valori di A, se confrontati con il girasole, con valori medi di A simili tra le due colture (41 µmol m-2 s-1). La WUE, calcolata come rapporto tra A e E (Figura 1d), si è mostrata sempre maggiore nel sorgo rispetto al girasole, durante tutto il ciclo colturale e alle differenti concentrazioni di CO2; infatti il valore medio di WUE è stato di 8.7 mmol m-2 rispetto a 6.5 mmol m-2 nel girasole. Dai valori giornalieri modellizzati di A (non riportati) è emerso come per il girasole le tesi FF ed RA hanno avuto lo stesso comportamento, con un valore cumulato medio di A, pari a 2406 g m-2 e 1904 g m-2 per IF; nel sorgo, invece, il valore medio di A per le 3 tesi più irrigate è stato pari a 4195 g m-2, mentre 2967 g m-2 per la tesi I_50. Questa ricerca ha evidenziato come aumenti di CO2, previsti negli scenari climatici futuri, favoriscono una maggiore attività fotosintetica ed una più elevata WUE sia nel girasole che nel sorgo, anche se quest’ultimo ha mostrato una netta superiorità per quanto riguarda la WUE. L’attività fotosintetica giornaliera sia nel sorgo che nel girasole ha mostrato una certa stabilità in situazioni di moderato stress idrico, con variazioni legate essenzialmente alla fase di crescita colturale. De Wit C.T., 1958. Transpiration and crop yield. Agricultural Research Reports 64.6, Wageningen, Pudoc, 88 pp Tanner C. B., Sinclair T.R., 1983. Efficient water use in crop production: research or re-search. In: Limitations to Efficient Water Use in Crop Production (H. M. Taylor, W. R. Jordan and T. R. Sinclair eds) American Society of Agronomy, Madison, WI. Spitters C.J.T., 1986. Separating the diffuse and direct component of global radiation and its implications for modeling canopy photosynthesis. Part II. Calculation of canopy photosynthesis. Agric. For. Meteorol. 38:231-242.

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Gestire un Sistema Colturale Dedicato ad un Impianto di Digestione Anaerobica Stefano Gaudino, Dario Sacco, Carlo Grignani Dip . Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio - Univers ità degli Stud i di Torino. Via Leonardo da Vinci 44, Grugliasco (TO). stefano.gaud ino@unito.it

Introduzione L’obiettivo di questo studio è quello di valutare l’inserimento di un biodigestore anaerobico in un’azienda cerealicola tradizionale. L’analisi è stata concentrata s ull’obiettivo di ottimizzare il ciclo degli elementi nutritivi tra il sistema colturale e il biodigestore. In tale ciclo è stata valutata la possibilità di alimentare il biodigestore con materie prime prodotte dal sistema colturale ed effluenti zootecnici derivanti da aziende limitrofe senza terra. Il ciclo può definirsi ottimizzato se gli effluenti digeriti sono in grado di colmare gli asporti minerali (N e P, soprattutto) delle colture del sistema. Questo ultimo aspetto incide in modo determinate sulla sostenibilità economico-ambientale della filiera “biogas”.

Metodologia Nel presente lavoro sono stati utilizzati i dati relativi all’azienda agricola Valbona, situata nel comune di Carmagnola (TO) avente a disposizione una superficie di 246 ha. All’interno di tale azienda è stato costruito un impianto per la co-digestione di effluenti zootecnici, colture dedicate e scarti dell’industria agroalimentare. Il sistema è costituito da due digestori del volume di 2940 m l’uno e una vasca di stoccaggio coperta del volume di 7940 m . Gli aspetti analizzati sono stati: i) la capacità del sistema colturale di alimentare l’impianto di co-digestione; ii) la possibilità di progettare la migliore utilizzazione agronomica del digestato in base alla capacità delle vasche di stoccaggio ed alle esigenze del sistema colturale; iii) il bilancio della fertilizzazione azotata e fosfatica del sistema colturale. Attraverso il calcolo di indicatori agro-ambientali, surplus di N e surplus di P, è stato possibile effettuare il confronto tra la situazione pre e post inserimento dell’impianto di co-digestione in azienda.

Risultati

Fig.1: Sistema colturale pre – post impianto biodigestore.

Al fine di ottimizzare il riparto colturale è necessario sottostare a due aspetti fondamentali: produrre sufficiente biomassa per alimentare il biodigestore e creare un sistema colturale che apra finestre di spandimento tali da consentire lo svuotamento delle vasche di stoccaggio. La modificazione del riparto colturale (fig. 1) caratterizzato dall’inserimento del sorgo e della doppia coltura (triticale-mais) sul 47% della SAU, consente, insieme all’apporto di effluenti zootecnici e di scarti dell’industria agroalimentare, di soddisfare la dieta del digestore (tab. 1) e di arrivare ad un apporto complessivo intorno alle 65 t giorno-1 che, sulla base delle biomasse utilizzate, è la quantità necessaria per produrre una circa 23.9 Mwh day-1.

Concimazione minerale 242 kg ha?¹ di N 120 kg ha?¹ di P2O5

Digestato 405 kg ha?¹ di N 193 kg ha ?¹ di P2O5

Mais da granella (246 ha)

Granella: 11 t ha?1 s.s.

Insilato medio di 3 colture: 72 tha?1 t.q.

Surplus: 60 kg ha?1 di N 34 kg ha?1 di P2O5

Surplus: 129 kg ha?1 di N 32 kg ha?1 di P2O5

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Tab 1: Dieta giornaliera del biodigestore. In base alla produzione giornaliera di digestato la capacità della vasca di stoccaggio è sufficiente per un periodo di Razione Matrice circa 160 giorni. E’ stato necessario programmare il riparto Sup. giornaliera colturale in modo da disporre di almeno tre finestre di ha t day?¹ spandimento durante l’anno. La superficie condotta con una Reimpieghi aziendali sola coltura estiva (mais o sorgo), pari a 131 ha, è stata Mais 1° racc. 92 15,00 fertilizzata in due momenti: nel mese di marzo, prima della Mais 2° racc. 115 18,10 semina e nel mese di maggio in copertura. Entrambe le Triticale 115 8,10 finestre sono caratterizzate da un’alta efficienza di Sorgo 39 5,00 utilizzazione poiché coincidono con momenti di elevato Matrici importate assorbimento dell’azoto da parte della coltura. La superficie 4,00 condotta con la doppia coltura è stata fertilizzata durante il Distiller 13,00 mese di maggio, concimazione di fondo della coltura estiva Liquame suino 246 63,20 (alta efficienza), e nel mese di ottobre, concimazione di Totale fondo della coltura autunno-vernina (bassa efficienza). Il secondo intervento riveste un ruolo molto importante dal punto di vista logistico per permettere lo svuotamento della vasca in autunno e consentire l’accumulo di digestato fino alla finestra di spandimento successiva (135 giorni in totale). Nel presente lavoro sono stati Tab 2: Fabbisogni e distribuzione di N nel sistema colturale. calcolati i bilanci IRENA (EEA, Coltura Fabbisogno Distribuito Efficiente Digestato 2005) Gross Nitrogen Balance (GNB) kg N ha ?¹ kg N ha?¹ kg N ha?¹ t ha?¹ e Gross Phosphorus Balance (GPB) Silomais 1° racc. 230 320 234 63 confrontando la situazione postSilomais 2° racc. 239 320 234 63 impianto con quella pre-impianto: Silo triticale 114 220 117 43 il surplus di azoto è raddoppiato; la Silosorgo 1° racc. 156 210 153 41 causa principale di questo aumento è Necessario 99783 kg 19644 t da imputare alla minor efficienza Disponibile 92083 kg 18129 t attribuita al digestato rispetto ai fertilizzanti minerali usati prima dell’introduzione dell’impianto di biogas. Gli asporti di azoto del sistema colturale sono stati superiori rispetto alla quantità di azoto efficiente somministrata attraverso lo spandimento deldigestato prodotto in azienda (tab. 2). Tale differenza è stata stimata pari a 7.6 t N anno-1. Allo scopo di mantenere costanti le rese produttive sistema colturale è possibile intervenire attraverso due vie: integrare l’N mancante con la fertilizzazione minerale o aumentando la quota di azoto che entra nel biodigestore esterna al sistema. Nel primo caso sarà sufficiente colmare il gap di azoto somministrando concime azotato, circa 17 t di urea sull’intero sistema colturale, pari a circa 30 kg N ha -1. Nel secondo caso sarà necessario incrementare il quantitativo di biomasse extra aziendali nella dieta (distiller, liquame suino o liquame bovino), e ridurre la superficie delle colture aziendali al fine di rispettare il vincolo produttivo massimo di energia giornaliera pari a 24 Mwh. Il surplus di fosforo del sistema colturale è stato costante prima e dopo l’inserimento del digestato. Il fosforo apportato attraverso la somministrazione di digestato è stato superiore rispetto agli asporti della coltura, considerando un’efficienza pari a 100%. Tale surplus è stato una cunseguenza derivata dalla scelta di tarare il piano di concimazione sugli apporti azotati.

Conclusioni L’analisi conferma come sia possibile ottimizzare il sistema puntando ad un ciclo chiuso tra biodigestore e sistema colturale. La quota inefficiente del fertilizzante organico aumenta però surplus di azoto. Eventuali carenze di elementi nutritivi possono essere colmate attraverso la distribuzione di fertilizzante minerale o l’impiego di biomasse esterne nel biodigestore. Questa secondo opzione tende però ad aggravare il surplus di fosforo, già problematico poiché esso ha una efficienza di utilizzazione pari al 100%. Bibliografia EEA, 2005. Agriculture and environment in EU -15 - the IRENA indicator report. Report No 6/2005.

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Valorizzazione dei Saperi Tradizionali del Guaranà, Coltura da Reddito per le Popolazioni Amazzoniche. Indagini Preliminari. Giuseppe Granelli1, Roberto Lo Scalzo2, Oreste V. Brenna3, Andrea Porro1, Stefano Bocchi1 1

Dip. di Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT, giuseppe.granelli@unimi.it CRA-IAA Unità di Ricerca per i Processi dell’Industria Agroalimentare, Milano, IT, roberto.loscalzo@entecra.it 3 Dip. di Scienze e Tecnologie Alimentari e Microbiologiche, Univ. degli Studi di Milano, IT, oreste.brenna@unimi.it

Il guaranà (Paullinia cupana Kunth. var. Sorbilis, famiglia Sapindaceae) è un arbusto rampicante, che può raggiungere e superare i 12 metri di altezza, grazie al suo habitus lianoso. All’interno dell’areale d’origine, collocabile nel Brasile medio-amazzonico, sono soddisfatte le sue esigenze pedoclimatiche, vale a dire temperature medie annue di 23 – 28°C , piovosità da 1.500 – 3.000 mm/anno, con almeno un periodo secco, terreni in grado di ben sgrondare gli eccessi idrici. Il guaranà, in questi areali, può costituire una fonte integrativa/alternativa di reddito per le popolazioni amazzoniche e contribuire alla riduzione dell’esodo rurale, come già dimostrano le avviate esperienze di fair-trade che hanno portato questo prodotto in Europa (Anthony R. H., 1982). Il Brasile, unico produttore di guaranà del mondo, commercializza sia i semi tostati sia i principali derivati: bastone, polvere e sciroppo. La forma più antica di commercializzazione del guaranà è il bastone, metodo sviluppato dai SaterèMawè, indios della regione di Maués. Dopo la tostatura, eliminato il guscio, il seme viene triturato e amalgamato con acqua per formare una pasta che viene modellata a forma di bastone ed infine essiccato sopra il focolare domestico. Questo viene grattugiato e ridotto in polvere che viene consumata in sospensione acquosa. Tradizionalmente a questo preparato, chiamato “çapò”, sono attribuite proprietà energetiche, stimolanti e afrodisiache. Tale affermazione è supportata dal fatto che i semi di guaranà contengono notevoli quantitativi di caffeina (6 volte più del caffè) e polifenoli (Meurer-Grimes et al., 1998). Scopo di questo lavoro è di verificare la qualità di sospensioni di guaranà in funzione della metodologia di preparazione, simulando in laboratorio le condizioni di preparazione tradizionale che prevedono di utilizzare la lingua ossea e ruvida del pesce d’acqua dolce pirarucù (Arapaima gigas Cuvier), come grattugia per ridurre in polvere i bastoni di guaranà in accordo con quanto sostenuto dalle popolazioni locali che l’uso di grattugia metallica altera il sapore del “çapò”. Per la preparazione delle sospensioni oggetto di analisi si sono utilizzati 2 bastoni diversi. Il primo di provenienza indigena (Rio Andirà, area indigena dei Saterè-Mawè) e il secondo di origine commerciale, presente sui mercati locali di Manaus (Amazonas-BR). La metodologia indigeno-cabloca, che prevede la raschiatura su lingua di pirarucù è stata confrontata con l’uso di una grattugia metallica, operando in acqua a pH 4,2 (valore simile a quella dei fiumi ad acque scure e limpide, provenienti dalla foresta amazzonica ricche di sostanze organiche in decomposizione), ed a pH 6,8 (simulando l’uso dell’acqua comunemente usata nell’industria della preparazione delle bibite). Sulle sospensioni ottenute, previo illimpidimento per centrifugazione e filtrazione su filtro a 0,45µm, si è testato il contenuto in catechina, epicatechina e caffeina, usando una tecnica di separazione HPLC-FI (Brambilla et al., 2008). I risultati ottenuti dalla replica dell’esperimento sono da considerare ancora preliminari ed hanno comunque evidenziato una influenza, sui parametri indagati, della metodologia di raschiatura utilizzata.

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I risultati ottenuti sono riportati in tabella 1 e riguardano la composizione delle sospensioni di guaranà provenienti da 2 diversi tipi di bastoni, usando come grattugia lingua di pirarucù (L) oppure grattugia in ferro (Fe), analizzate subito dopo la preparazione (T0) e dopo 2 ore a temperatura ambiente (T +2h). BASTONE INDIO

13,8a

22,0b

12,7a

18,9a

16,4b

28,8b

16,5b

20,9ab

15,1b

18,1a

18,9c

23,6a

13,4a

19,6a

12,2a

18,5a

16,2ab

26,2b

12,9a

21,8ab

11,9a

20,7b

15,4a

28,2b

BASTONE COMMERCIALE

16,3b

20,5a

16,1b

18,4a

17,9a

19,0c

21,5a

19,0c

19,2ab

20,8b

23,6a 24,3a

16,0b

21,6a

16,2b

19,7b

17,9a

25,8b

14,7a

20,7a

14,9a

18,9a

16,4a

24,3a

Dai dati, si può notare un effetto del tipo del materiale utilizzato per la raschiatura del bastone sulla sua composizione finale. Nel bastone di provenienza indigena a pH 4,2 i componenti antiossidanti diminuiscono notevolmente con l’uso della grattugia metallica, in media del 18%, mentre i dati tendono ad una inversione nel caso dell’uso di acque con pH 6,8, mediamente con una percentuale di aumento del 4% circa. I dati relativi al bastone commerciale confermano l’andamento precedente, con una accentuazione dell’aumento dei principi attivi a pH 6,8 (circa il 9%), utilizzando la grattugia in ferro. La valutazione del contenuto in fitonutrienti dopo 2 ore dalla raschiatura, mostra un generale aumento dei composti analizzati, in entrambe le tipologie di bastone. Tuttavia l’uso della lingua di pirarucù a pH 4,2 mostra un contenuto dei composti più bassi nel bastone indio, mentre tende ad un leggero aumento in quello commerciale, fatto che si inverte a pH 6,8. Dalle indagini preliminari effettuate si è resa evidente l’influenza non solo del metodo di preparazione della sospensione sulla composizione in catechina, epicatechina e caffeina, ma anche delle diverse tempistiche di consumo. Questa divergenza di comportamenti tra i due tipi di bastone a diverso pH potrebbe essere dovuta alla presenza di altre sostanze probabilmente presenti in quello indigeno. Meurer-Grimes B., Berkov A., Beck H. 1998. Theobromine, theofilline and caffeine in 42 samples and products of Guaranà (Paullinia cupana, Sapindaceae), Economic Botany, 52(3): 293-301. Anthony R. H. 1982. Guaranà (Paullinia cupana var. sorbilis): Ecological and social perspectives on an economic plant of the Central Amazonic Basin. Journal of Ethnopharmacology , 6:311–338. Brambilla A., Lo Scalzo R., Bertolo G., Torreggiani D. 2008. Steam-blanched highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) juice: phenolic profile and antioxidant capacity in relation to cultivar selection. J. Agric. Food Chem., 56: 2643-2648.

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Nuovi Cloni Di Spinoso Di Palermo Per La Cinaricoltura Siciliana Antonino Lo Monaco1, Sara Lombardo1, Angela Maria Grazia Longo1, Angelo Litrico1, Sergio Lanteri2, Giovanni Mauromicale1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, lomonaco.antonino@libero.it 2 Dip. di Valorizzazione e Protezione delle Risorse Agroforestali, Univ. Torino, IT

Il carciofo rappresenta per l’economia siciliana una risorsa importante, atteso che la PLV che è in grado di assicurare attualmente è stimabile in 160-180 milioni di Euro. Negli ultimi anni, al fine di aumentare la resa, diversificare la produzione sotto l’aspetto qualitativo e meglio regolare il calendario di produzione sono state introdotte e diffuse in coltura nuove varietà (Romanesco clone C3, Terom, Tema 2000, Apollo, Spinoso Sardo, Violetto di Provenza, Opal F1). Ciò ha comportato, in alcuni casi, fenomeni di mescolanza genetica tra il materiale di tali varietà e quello indigeno, una pericolosa degenerazione bio-fisiologica a causa della scarsa attenzione verso la selezione del materiale di propagazione ed una erosione genetica delle due varietà autoctone siciliane (Violetto di Sicilia e Spinoso di Palermo). Con questa attività di ricerca, utilizzando i risultati di un nostro precedente lavoro sulla struttura genetico-molecolare dello Spinoso di Palermo (Portis et al., 2005), abbiamo avviato e portato avanti un lavoro accurato di selezione clonale. Tale lavoro, partendo dalla individuazione di una trentina di cloni, selezionati nelle aree cinaricole della Sicilia orientale con forte presenza dello Spinoso di Palermo, ha consentito di isolarne cinque sulla base delle loro caratteristiche agronomiche. Per questi cloni è in corso una puntuale caratterizzazione genetico-molecolare e chimico-nutrizionale con particolare riferimento al profilo fenolico. In questa occasione, si riportano le caratteristiche bioagronomiche più salienti. Le prove sono state realizzate in agro di Cassibile (SR) nel biennio 2009-2011, su terreno a tessitura argilloso-sabbiosa. In uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni, sono stati confrontati cinque cloni di Spinoso di Palermo (Ca.1, Ca.4, Ca.6, Ce.3 e Ce.7), provenienti da un lavoro di selezione clonale avviato negli anni precedenti. Ogni parcella elementare comprendeva 12 piante. L’impianto è stato effettuato, in entrambe le annate, a fine agosto a mezzo “ovoli” posti a 0,80 m su file distanti 1,2 m. Sono state effettuate le ordinarie cure colturali riservate alla coltura in Sicilia. Nel biennio, ciascun clone è stato sottoposto a caratterizzazione genetico-molecolare, chimiconutrizionale, con particolare riguardo al profilo polifenolico, e bio-agronomica. Di quest’ultima, in questa occasione, si riportano i risultati relativi alla produzione, al numero di capolini, alla contemporaneità di emissione dei capolini ed alla precocità commerciale, intesa come numero di capolini raccolti a fine gennaio di ogni anno. Vengono riportati, inoltre, i pesi unitari del capolino principale e di quelli di primo, secondo e terzo ordine. I cloni, valutati comparativamente in un biennio, hanno mostrato una differente precocità, una elevata capacità produttiva ed eccellenti caratteristiche qualitative. Queste ultime, seppure non documentate in questa nota, sono rappresentate per tutti i cloni, da elevata compattezza, colorazione violacea intensa e scarsa propensione al divaricamento delle brattee. Più in particolare, i cloni Ca.1 e Ca.6 hanno, mediamente, prodotto ben 16,2 e 13,9 capolini pianta-1 pari, rispettivamente, a circa 2,4 e 2,3 kg pianta-1. Su livelli inferiori, ma pur sempre rilevanti, sono apparse le rese degli altri tre cloni: Ca.4, Ce.3 e Ce.7. Quest’ultimo è apparso caratterizzato da un’ottima precocità commerciale, avendo prodotto 2,8 capolini pianta-1 al 31 gennaio. Una delle caratteristiche più interessanti dei cloni

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selezionati, in raffronto alla popolazione di Spinoso di Palermo, è sicuramente rappresentata dalla notevole pezzatura dei capolini di primo e secondo ordine. In tal senso, si sono distinti i cloni Ce.7 e Ca.4 per le dimensioni dei capolini di primo ordine e Ca.1 e Ca.6 per le dimensioni dei capolini di secondo ordine. Tab. 1 – Caratterizzazione bio-agronomica dei cloni di Spinoso di Palermo allo studio (dati medi del biennio). Lettere diverse nell’ambito di ciascuna colonna indicano differenze significative al test Tukey’s HSD ( 0,05). Capolini Clone

totali (n pianta-1)

Capolini

Contemporaneità

raccolti al

(n pianta-1 alla

31 gen.

raccolta del

-1

(n pianta )

principale)

Produzione

Capolino

Capolini

complessiva

principale

I ordine

II ordine

III ordine

(g pianta-1)

(g)

Totale capolini secondari (g)

Ca.1

16,2 a

1,2 b

4,7 a

2381 a

214 a

179 b

170 a

85 ab

144 ab

Ca.4

12,2 b

2,0 ab

4,8 a

1954 b

210 ab

190 a

159 b

83 b

144 ab

Ca.6

13,9 b

1,5 b

4,7 a

2252 a

216 a

184 ab

170 a

94 a

149 a

Ce.3

12,2 b

1,9 ab

3,7 b

1947 b

199 b

184 ab

167 ab

76 b

143 ab

Ce.7

12,9 b

2,8 a

4,5 a

1956 b

205 ab

193 a

139 c

83 b

138 b

Il valore agronomico dei cinque cloni selezionati e caratterizzati appare in grado di portare un contributo apprezzabile al miglioramento della cinaricoltura siciliana in termini di qualità del prodotto, di precocità e di resa. A quest’ultimo riguardo, le rese ottenute dai due migliori cloni sono risultate quasi il doppio (23 e 24 t ha-1) rispetto a quelle ufficiali riportate dall’ISTAT per le coltivazioni della popolazione ‘Spinoso di Palermo’. I cloni individuati potrebbero essere velocemente moltiplicati in vivaio secondo le modalità da noi messe a punto (Mauromicale e Licandro, 2004) e introdotti in coltura negli ambienti cinaricoli della Sicilia occidentale, ma anche in altri distretti produttivi. A tal riguardo è in corso un lavoro di risanamento da virus che potrebbe ulteriormente migliorare le “performance” dei cloni in parola. Mauromicale G., Licandro P. 2004. Ricerche sulla produzione di piantine di carciofo in vivaio. Tecnica Agricola, 56:1117. Portis E. et al. 2005. Population structure and genetic variation in autochthonous globe artichoke germplasm from Sicily Island. Plant Sci., 168:1591-1598.

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Cynara Cardunculus L. Quale Possibile Fonte Di Sostanze ‘Funzionali’ Sara Lombardo, Gaetano Pandino, Antonino Russo, Giovanni Mauromicale Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, sara.lombardo@unict.it

Introduzione Negli ultimi anni, l’interesse nei confronti di Cynara cardunculus L. è apparso aumentare anche in relazione alle sue potenzialità ‘nutraceutiche’. È noto, infatti, come le tre varietà botaniche della specie (carciofo, cardo domestico e cardo o carciofo selvatico), abbiano un elevato contenuto in polifenoli (Lombardo et al., 2010; Pandino et al., 2010), metaboliti secondari dalle comprovate proprietà antiossidanti. Peraltro, la parte edule del carciofo (ricettacolo) risulta anche ricca in elementi minerali, fibra ed inulina (Lattanzio et al., 2009). Ne deriverebbe, pertanto, un potenziale utilizzo quale fonte di sostanze ‘funzionali’. Lo scopo del presente lavoro è stato quello di valutare il contenuto in polifenoli totali del capolino, dello stelo fiorale e delle foglie di genotipi rappresentanti le tre varietà botaniche, nonché il contenuto di inulina ed elementi minerali del ricettacolo in carciofo. Metodologia La prova di campo è stata realizzata nell’annata agraria 2008/09 presso l’Azienda agraria didatticosperimentale dell’Università degli Studi di Catania, sita in un’area rappresentativa della cinaricoltura siciliana. In uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni, sono stati confrontati 6 genotipi di C. cardunculus, di cui 4 cultivar di carciofo (‘Romanesco clone C3’, ‘Spinoso di Palermo’, ‘Violetto di Provenza’ e ‘Violetto di Sicilia’), un’accessione di cardo selvatico (‘Sylvestris Marsala’) ed una di cardo coltivato (‘Altilis 41’). Il materiale di propagazione (“ovoli”) è stato messo a dimora ad agosto secondo un sesto rettangolare (distanza sulla fila pari a 0,8 m e tra le file a 1,25 m). Per i diversi genotipi, 5 capolini (comprendenti lo stelo fiorale e le foglie su questo inserite) per replica sono stati raccolti da piante sane ed in corrispondenza della loro maturazione commerciale. In laboratorio i capolini sono stati lavati, asciugati e separati manualmente dallo stelo fiorale e dalle foglie. Ciascuna frazione è stata, quindi, utilizzata per la determinazione del contenuto in polifenoli totali (CPT) mediante il saggio di Folin-Ciocalteu. Con riguardo al carciofo, sono stati altresì quantificati il tenore di inulina (mediante kit enzimatico Megazyme International Ireland Ldt.) ed elementi minerali (AOAC, 1995) del ricettacolo, previamente separato dalle brattee e liofilizzato. I dati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) e le medie confrontate con il test di Student-NewmanKeuls. Risultati I risultati hanno messo in evidenza come il CPT sia apparso fortemente influenzato dal genotipo e dalla frazione di pianta esaminata (capolino, stelo fiorale e foglie) (Tab. 1). Indipendentemente dal genotipo, le foglie hanno fatto registrare un più alto CPT rispetto allo stelo fiorale ed al capolino intero (17,1 – 11,9 e 6,9 g ACE kg-1 s.f., rispettivamente). Più in particolare, le foglie di ‘Sylvestris Marsala’ hanno mostrato il CPT significativamente più elevato, seguite da quelle di ‘Altilis 41’ (Tab. 1). Lo stesso ‘Sylvestris Marsala’ si è distinto anche per l’elevato CPT riportato nello stelo fiorale e nel capolino intero (19,6 e 7,9 g ACE kg-1 s.f., rispettivamente). Tra i genotipi di carciofo allo studio, ‘Violetto di Sicilia’ ha mostrato il CPT significativamente più elevato nel capolino intero, unitamente ad un buon CPT nello stelo fiorale (8,7 e 13,2 g ACE kg-1 s.f., rispettivamente) (Tab. 1). In carciofo, il contenuto di inulina ed elementi minerali del ricettacolo è apparso anch’esso fortemente influenzato dal genotipo (Tab. 2). Il primo ha oscillato tra 146 (‘Romanesco clone C3’) e 265 g kg-1 s.s. (‘Violetto di Sicilia’), mentre il contenuto totale in elementi minerali è risultato compreso tra 76 (‘Violetto di Provenza’) e 98 (‘Spinoso di Palermo’) g kg-1 s.s. (Tab. 2). Con riguardo al contenuto in macro- e micro-elementi,

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‘Romanesco clone C3’ e ‘Violetto di Sicilia’ hanno mostrato i valori significativamente più elevati in Na, Fe e Zn. Di contro, ‘Violetto di Provenza’ e ‘Spinoso di Palermo’ hanno fatto registrare i valori più bassi in Na e Zn (Tab. 2). Tab. 1 – Contenuto in polifenoli totali delle diverse frazioni di pianta in C. cardunculus. Lettere diverse nell’ambito di ciascuna colonna indicano significatività per P 0,05. Genotipo

Foglie

Stelo fiorale -1

Capolino

g ACE kg s.f.

Altilis 41

17,8 b

9,7 c

4,3 c

Sylvestris Marsala

28,4 a

19,6 a

7,9 ab

Violetto di Provenza

9,4 c

5,0 d

6,8 b

Violetto di Sicilia

12,9 c

13,2 b

8,7 a

I dati sono espressi in g equivalenti di acido clorogenico (ACE) per kg di sostanza fresca (s.f.)

Tab. 2 – Contenuto in inulina ed elementi minerali del ricettacolo nei genotipi di carciofo allo studio. Lettere diverse nell’ambito di ciascuna colonna indicano differenze significative per P 0,05 Genotipo

Inulina

Minerali totali

-1

Zn -1

g kg s.s.

mg kg s.s.

Romanesco clone C3

146 c

86 b

20,3

0,9 a

30,8 a

26,9 a

Spinoso di Palermo

175 b

98 a

17,8

0,6 b

29,8 a

20,8 b

Violetto di Provenza

185 b

76 c

18,6

0,6 b

25,8 b

19,0 b

Violetto di Sicilia

265 a

88 b

16,4

0,9 a

31,4 a

28,8 a

Conclusioni I risultati ottenuti sembrano far emergere la possibilità di utilizzare le tre varietà botaniche di C. cardunculus quale fonte di sostanze ‘funzionali’ (polifenoli, inulina ed elementi minerali). Con riguardo al contenuto in polifenoli, sia il capolino che lo stelo fiorale e le foglie potrebbero rappresentare un valore aggiunto per il settore se utilizzati per l’estrazione di tali antiossidanti naturali, soprattutto acidi caffeoilchinici e flavoni (Lombardo et al., 2010; Pandino et al., 2010), da destinare sia all’industria alimentare che farmaceutica. Il capolino di carciofo, oltre che essere ricco in tali biomolecole, è apparso dotato di un buon tenore in inulina ed elementi minerali, nonché di un basso rapporto Na/K tale da giustificarne un ampio utilizzo in soggetti ipertesi e nella prevenzione di patologie cardiovascolari. Il contenuto in sostanze ‘funzionali’ risulta, tuttavia, significativamente sotto il controllo genetico, come dimostra l’ampia variabilità riscontrata tra i genotipi allo studio. Per cui, nell’ottica di un’auspicabile valorizzazione di C. cardunculus, un ulteriore contributo può essere fornito dall’approfondimento degli studi sulla definizione della destinazione d’uso più idonea del germoplasma disponibile sulla base del contenuto in sostanze ‘nutraceutiche’. Bibliografia AOAC 1995. Official Method 975.03: Metals in Plants. Association of Official Analytical Chemists, Arlington (VA). Lattanzio V. et al. 2009. Globe Artichoke: a functional food and source of nutraceutical ingredients. J. Funct. Foods, 1:131-144. Lombardo S. et al. 2010. Influence of genotype, harvest time and plant part on polyphenolic composition of globe artichoke [Cynara cardunculus L. var. scolymus (L.) Fiori]. Food Chem., 119:1175-1181. Pandino G. et al. 2010. Caffeoylquinic acids and flavonoids in the immature inflorescence of globe artichoke, wild cardoon, and cultivated cardoon. J. Agric. Food Chem., 58:1026-1031.

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Qualità Nutraceutica Del Ricettacolo Di Carciofo [ L. Subsp. (L.) Hegi] Coltivato in Ambienti Differenti Melilli Maria Grazia, Raccuia Salvatore Antonino CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, U.O.S. Catania, IT mariagrazia.melilli@isafom-cnr.it

La parte edule del capolino di carciofo ( L. subsp. (L.) Hegi), costituita dal ricettacolo fiorale e dalle brattee più interne (cuore), rappresenta una fonte di sostanze ad azione nutraceutica, in quanto ricca in polifenoli e flavonoidi oltre che in inulina, polimero lineare del fruttosio ad azione probiotica che esplica effetti benefici sulla salute dell’uomo. Tuttavia, alcuni dati sperimentali indicano che il contenuto in metaboliti secondari e in saccaridi è fortemente legato al genotipo utilizzato e all'ambiente di coltivazione (Melilli , 2004, Melilli ., 2007). Scopo di questa ricerca è stata la valutazione della componente antiossidante e probiotica del cuore di carciofo in relazione al genotipo utilizzato e all’areale di coltivazione in ambiente siciliano. Ai fini della produzione dei capolini su cui effettuare le diverse determinazioni, sono stati posti allo studio, in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, tre genotipi di carciofo, ‘C3’, un clone ottenuto da micropropagazione da una pianta della cultivar Romanesco; ‘Violet Margot’, varietà di provenienza francese, con produzione compresa tra l’autunno e la primavera; ‘Terom’, un clone ottenuto per moltiplicazione di un pianta isolata dalla progenie ottenuta per autofecondazione libera del ‘Violetto di Toscana’. La ricerca è stata realizzata nell’annata 2005/2006 in due ambienti di coltivazione differenti fra loro per caratteristiche pedoclimatiche, Caltagirone (CT, 400 m s.l.m. 37°70’N; 14°31’E) e Cassibile (SR, 48 m s.l.m. 36°58’N; 15°11’E). Sono state utilizzate colture al secondo anno dall'impianto, con un investimento unitario di 1 pianta m2. I capolini per ogni tipo e replica agronomica sono stati raccolti in corrispondenza dello stadio “D” di sviluppo (Foury, 1967). In entrambi i campi sperimentali sono state rilevate le temperature minime e massime (°C) e le precipitazioni (mm) mediante apposita stazione meteorologica (Tab.1). Tab. 1 – Temperature minime e massime (media mensile) e precipitazioni (cumulata mensile) sperimentali durante il periodo della prova Caltagirone Ago‘05 Set Ott Nov Dic Gen ‘06 T min (°C) 30,4 28,1 22,9 17,7 13,1 11,6 T Max (°C) 17,9 16,9 14,3 9,0 5,7 5,2 Precipitazioni (mm) 1,6 46,4 70,4 43,8 204 109 Siracusa T min (°C) 28,6 27,2 23,5 20,3 16,0 13,8 T Max (°C) 22,2 21,0 18,8 14,7 10,2 9,6 Precipitazioni (mm) 8,6 0 7,7 43,0 287 218

registrate nei due campi Feb 13 4,5 75,1

Mar 15,8 5,2 32,6

Apr 21,7 9,3 11,3

15,3 9,0 80,8

17,4 10,4 17,8

20,5 13,2 2,4

In laboratorio i capolini sono stati privati delle brattee esterne, per l’ottenimento dei cuori (ricettacolo più brattee interne, 5 corone). Su tre repliche, ognuna costituita da 5 cuori, è stato determinato il contenuto in acidi fenolici totali (mgGAE kg-1 p.f.) per via spettrofotometrica, col metodo FolinCiocalteu (Macsimov , 2005) e il contenuto in inulina mediante cromatografia ionica (HPAEC – PAD Dionex AI 500) (Raccuia e Melilli, 2004). Tutti i dati sono stati sottoposti all'analisi della varianza previa misura dell’omogeneità della varianza mediante il test di Bartlett. In caso di ‘F’ significativo, le medie sono state confrontate con il metodo della Differenza Minima Significativa

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(DMS) o con il test di Student Nuwman Keuls (SNK). I valori percentuali sono stati preventivamente trasformati in arcsen % (Snedecor e Cochran, 1989). Il contenuto in acidi fenolici totali, è risultato nella media dei fattori allo studio, pari a 6.084 mgGAE kg-1 s.s.. Tra i genotipi nella media dei due ambienti “Violet Margot”, con 7.228 mgGAE kg-1 s.s. si è statisticamente differenziato dai genotipi a produzione primaverile (Tab. 2). Tab. 2. Contenuto in acidi fenolici totali (mgGAE kg-1 s.s.) e in inulina (g kg-1 s.s.) nei cuori di carciofo, nella media dei due ambienti. Lettere differenti nell’ambito della stessa colonna indicano differenze minime significative a < 0,05, secondo il test di S.N.K. Acidi fenolici Inulina Genotipo totali (g kg-1 s.s.) (mgGAE kg-1 s.s) Romanesco C3 5.832 b 278 b Terom 5.191 c 205 c Violet Margot 7.228 a 326 a Medie 6.084 270

Il contenuto in inulina è risultato nella media di tutti i fattori allo studio a 270 g kg-1 s.s.. Nella media dei due ambienti il genotipo “Violet Margot” ha mostrato il contenuto più elevato (326 g kg-1 s.s.) (Tab. 2). L’ambiente collinare ha comportato un aumento, pari nella media dei tre genotipi, del 66% per il contenuto in acidi fenolici totali (8.574 vs 2.944 mgGAE kg-1 s.s.) e del 16% (294 vs 246 g kg-1 s.s.) rispetto all’ambiente costiero (Fig. 1).

10000 9000 8000

400

Siracusa

Caltagirone

350

Inulina (g kg-1 s.s.)

Acidi fenolici totali (mgGAE kg-1 s.s.)

11000

7000 6000 5000 4000 3000 2000

300

250

b 200 150

1000

100 Romanesco C3 Terom Violet Margot

Romanesco C3 Terom Violet Margot

Media

Genotipo

Fig. 1 – Contenuto di acidi fenolici totali (mgGAE kg-1 s.s.) e in inulina (g kg-1 s.s.) nei cuori dei carciofo in relazione al genotipo nei due ambienti di coltivazione. Lettere differenti tra le barre nell’ambito dello stesso ambiente indicano differenze minime significative a < 0.05, secondo il test di S.N.K.

Le differenze registrate tra i genotipi hanno fornito risultati utili ai fini dello studio della componente antiossidante e probiotica presente nei cuori di carciofo coltivato in due ambienti caratterizzati da caratteristiche pedoclimatiche differenti. In particolare l’ambiente di Caltagirone ha comportato un aumento della componente nutraceutica della parte edule del capolino. Foury C. 1967. Etude de la biologie floral de l’artichaut ( L.). Application a la selection I partie. Donnè sur la biologie floral. Annales d’Amelioration des Plantes, 17:356-373. Macsimovic Z. et al. 2005. Polyphenols content and antioxidant activity of extracts. Bioresource Technology, 95:873-877. Melilli MG. et al. 2004. Genetic and environmental influence on some carbohydrates content in globe artichoke ( L. var. (L.) Hegi) heads. Acta Hort., 660:123-129. Melilli MG. et al. 2007. Screening of genetic variability for some phenolic constituents of globe artichoke head. Acta Horticulturae, 730:85-91 Snedecor G.W. e Cochran W.G. 1989. Statistical methods. The Iowa State University Press Publishing: New York.

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Valorizzazione di Popolazioni di Lenticchia Attraverso la Valutazione di Parametri Bioagronomici e Qualitativi della Granella Melilli Maria Grazia, Scalisi Clara, Scandurra Salvatore, Raccuia Salvatore Antonino CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, U.O.S. Catania, IT

clara.scalisi@isafom-cnr.it

Introduzione Nonostante la Sicilia disponga di un ampio panorama varietale di lenticchia (Lens culinaris Medik.), negli ultimi decenni a causa delle basse rese, degli alti costi della manodopera e della ridotta meccanizzazione delle fasi di raccolta, che hanno reso questa coltura poco remunerativa, si è assistito ad una riduzione delle superfici investite, che nel 2009 risultavano pari a 320 ha, con una resa di 0.9 t ha-1 (ISTAT, 2009). Recentemente, vi è un rinnovato interesse per le fonti proteiche vegetali. Nel campo dell’alimentazione umana, il consumo dei legumi è incentivato dal ritorno alla dieta mediterranea e ad un’alimentazione povera di grassi animali e ricca di fibre e proteine vegetali. E’ pertanto auspicabile un rilancio della coltivazione della lenticchia nel nostro Paese, sia per aumentare la disponibilità di proteine di origine vegetale, sia per offrire una alternativa agronomica valida in grado di valorizzare alcune aree interne, in particolare del Mezzogiorno e delle Isole. Tale rilancio non può prescindere dalla valorizzazione di popolazioni locali già ben adattate ad areali spesso marginali. In quest’ottica da diversi anni la U.O.S. di Catania dell’ISAFOM ha intrapreso un lavoro di collezione e valutazione bioagronomica e nutrizionale di diverse popolazioni di lenticchia reperite in Sicilia e nel meridione d’Italia (Guarnaccia et al., 2006; Melilli e Raccuia, 2003; Melilli e Raccuia, 2010). Lo scopo della ricerca è stato la valutazione di parametri bioagronomici e chimici della granella in popolazioni siciliane di lenticchia a rischio di scomparsa. Metodologia La ricerca è stata condotta durante l’annata agraria 2007-2008 in agro di Barrafranca (EN, 37°22’N, 14°22’ E, 600 m s.l.m.), dove sono state poste allo studio, in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre repliche, quattro popolazioni di lenticchia (3 macrosperme: “Altamura”, “Aragona”, e “Nera di Enna” e una microsperma “Caltagirone”). La semina è stata effettuata nel mese di dicembre 2007, su parcelle di 20 m2, con un investimento di 200 semi m-2. Al momento della semina è stato distribuito perfosfato minerale (18 – 20 % P2O5) alla dose di 0.6 t ha-1. Il controllo delle malerbe è stato effettuato con una scerbatura manuale in coincidenza con l'epoca di fioritura. Alla raccolta (maggio 2008), su 20 piante per parcella è stata determinata l’altezza (cm), la distanza di inserzione del primo baccello dal piano di campagna (cm), il numero di baccelli per pianta, il numero di semi per pianta e il peso 1000 semi (g). È stato determinato il numero di piante sull’unità di superficie ed è stata valutata la produzione di seme. É stata inoltre effettuata la caratterizzazione qualitativa della granella, in particolare il contenuto in proteina grezza (N con metodo Kjeldahl x 6,25), in ceneri (muffola 550°C) e sulle ceneri sono stati quantificati il contenuto in ferro e potassio per via spettrofotometrica (HACH DR 200). Tutti i dati sono stati sottoposti all'analisi della varianza previa misura dell’omogeneità della varianza mediante il test di Bartlett. Le medie sono state confrontate con il con il test di Student Nuwman Keuls (SNK) (Snedecor e Cochran, 1989 ).

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Risultati I dati bioagronomici delle popolazioni a confronto sono riportati in tabella 1. La popolazione “Aragona” si è differenziata per il parametro altezza della pianta (35 cm) e inserzione del primo baccello (23 cm), mentre la popolazione microsperma “Caltagirone” si è distinta dalle altre popolazioni per il numero di nodi fertili per pianta (42 n. pianta-1), il numero di baccelli per pianta (84 n. pianta-1) e il numero di semi per pianta (100 n. pianta-1). Le popolazioni “Aragona” e Caltagirone” hanno mostrato una resa in granella circa doppia rispetto alle altre due popolazioni a confronto (2,3 vs. 1,3 t ha-1) Tab. 1. Caratteri biometrici e produttivi delle popolazioni siciliane di lenticchia. Lettere differenti nell’ambito della stessa colonna indicano differenze minime significative a P<0,05 secondo il test S.N.K. Popolazione

Statura (cm)

Altamura Aragona Nera di Enna Caltagirone Medie

32 b 35 a 34 ab 32 b 33,4

Inserzione primo baccello (cm) 20 b 23 a 22 a 21 b 21,5

Numero nodi fertili (n. pianta -1) 26 b 25 b 20 c 42 a 28,3

Numero Baccelli (n. pianta -1) 42 b 43 b 32 c 84 a 50,4

Numero di semi (n. pianta -1) 40 b 44 b 33 b 100 a 54,2

P 1000 semi (g) 50,0 b 66,5 a 44,6 c 39,6 c 50,2

Resa in granella (t ha-1) 1,4 b 2,4 a 1,2 b 2,2 a 1,8

In tabella 2 sono riportati i caratteri qualitativi della granella nelle quattro popolazioni in prova. Il contenuto proteico più elevato è stato riscontrato in “Caltagirone” (247 g kg-1 s.s.), che di contro ha mostrato quantitativi inferiori di sostanze minerali e potassio. Le popolazioni “Aragona” e “Nero di Enna” hanno mostrato i contenuti più elevati in potassio e ferro Tab. 2. Caratteristiche chimiche della granella nelle popolazioni siciliane di lenticchia. Lettere differenti nell’ambito della stessa colonna indicano differenze minime significative a P<0,05 secondo il test S.N.K. Popolazione

Proteina grezza (g kg-1 s.s.)

Ceneri (g kg-1 s.s.)

Potassio (mg kg-1 di s.s.)

Ferro (mg kg-1 di s.s.)

Altamura Aragona Nero di Enna Caltagirone Medie

236 b 222 c 211 c 247 a 229

23,4 a 22,5 a 23,3 a 20,8 b 22,5

6.880 ab 7.590 a 7.400 a 5.720 b 6.900

85,8 b 95,8 a 90,6 ab 80,3 b 88,1

Conclusioni I risultati indicano che le popolazioni a confronto presentano una buona adattabilità alle condizioni ambientali della collina interna siciliana e possono costituire un ottimo prodotto di nicchia ad elevato valore aggiunto. Degne di nota sono le elevate rese ottenute nella popolazione “Aragona” (superiori a 2 t ha-1), così come il buon quantitativo in sostanze minerali. Bibliografia Guarnaccia P. et al. 2006. Caratterizzazione di popolazioni di lenticchia (Lens culinaris Medik.) collezionate in Sicilia. Italus Hortus, 13:108-112 Istat, 2009. Statistiche dell’agricoltura, Roma http://www.istat.it Melilli MG. Raccuia SA. 2003. Caratterizzazione bioagronomica e qualità della granella in popolazioni siciliane di lenticchia. Atti del XXXV Convegno SIA. pp. 65-66 Raccuia SA. et al., 2010. Valutazione bioagronomica di popolazioni di lenticchia coltivate nella collina interna siciliana. Atti del XXXIX Convegno SIA: pp. 159-160 Snedecor G.W. e Cochran W.G. 1989. Statistical methods. The Iowa State University Press Publishing: New York.

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Coltivazione di Cardo con Differenti Apporti Idrici per la Produzione di Biomasse da Energia. Mori M. 1, Fagnano M. 1, Impagliazzo A. 1, Ottaiano L. 1, Di Mola I. 1, Di Candilo M. 2 1

Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Università degli Studi di Napoli Federico II - Via Università, 100; 80055 Portici (Na). Tel 0812539137; fax 0817755137; mori@unina.it 2 Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura. Centro di ricerca per le colture industriali CRA – CIN Via di Corticella, 133, 40128 Bologna Italia

Introduzione Il Cardo (Cynaria cardunculus L.) è una specie erbacea perenne appartenente alla famiglia delle Asteraceae originaria del bacino del mediterraneo, tradizionalmente conosciuta come coltura ortiva e coltivata con tecniche agronomiche intensive. L’adattamento del Cardo alle condizioni climatiche ambientali sud-europee, caratterizzate da estati secche e calde e le rese elevate, suggeriscono il possibile utilizzo come coltura dedicata ad usi energetici o industriali. L'interesse per questa coltura è cresciuto negli ultimi anni grazie ai suoi molteplici utilizzi; la biomassa totale è potenzialmente utile in molti modi: il fusto come fonte di biomassa lignocellulosica per l'energia (Piscioneri et al., 2000; Raccuia e Melilli, 2007) e pasta di carta (Gominho et al., 2001), il seme come fonte di proteine e olio edibile (Foti et al., 1999), così come fonte di olio per la produzione di biodiesel (Encinar et al., 2002) o polimeri biodegradabili e le radici come fonte di inulina. La ripartizione delle biomassa in foglie, fusto e capolini dipende dalla resa. Come tendenza generale, maggiore è la produzione, maggiore è la percentuale del fusto. I semi rappresentano l’8-10 % della biomassa epigea.(Fernandez et al., 2006). Sulla base di queste osservazioni è stata allestita una prova sperimentale per verificare la risposta produttiva del Cardo in condizioni di bassi input (senza irrigazione) e alti input (con irrigazione). Metodologia Lo studio è stato condotto presso l’azienda sperimentale Torre Lama, Bellizzi (SA) dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, su suolo franco-argilloso (classificazione USDA) con un contenuto di sostanza organica di 1,4 % e pH neutro. Lo schema sperimentale utilizzato è stato a blocchi randomizzati. L’impianto colturale è stato realizzato nel 2009 con una densità di impianto di 1,0 x 1,0 m. Il primo anno, al fine di consentire alle piante un ottimale attecchimento, le parcelle sono state irrigate ricevendo lo stesso volume irriguo; solo ad inizio del secondo ciclo di crescita si sono differenziate le tesi irrigue. I rilievi produttivi sono stati effettuati alla fine del ciclo di crescita (Luglio). Risultati L’analisi statistica non ha evidenziato alcuna differenza significativa per i parametri considerati. La biomassa totale fresca (tab.1) ha superato, infatti, in entrambe le tesi le 40 t ha-1; è possibile ipotizzare che l’andamento pluviometrico dell’annata 2010, in particolare nel periodo maggio-agosto, abbia sostenuto la produzione della tesi non irrigata, consentendole così di raggiungere valori statisticamente non differenti dalla tesi irrigua (116,8 mm nel 2010 vs 74,0 mm nel 2009 e 63,7 mm nel 2008). Tabella 1. - Produzione della biomassa totale e relativa U% dei capolini e della biomassa residua. Biomassa fresca totale

Umidità

Capolini

Biomassa residua

t ha-1

Irrigato

44,8 ns

53,6

13,9 ns

30,9 ns

Non irrigato

40,2 ns

54,2

13,4 ns

26,8 ns

Tesi

192 Impaginato proceeding.indd 192

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Allo stesso modo, sono state riscontrate lievi differenze, benché non significative, anche per l’incidenza dei capolini sulla biomassa totale (tab. 2): circa il 31% nella tesi irrigata e poco più del 33% nella tesi non irrigata e l’incidenza dei semi sulla biomassa totale rispettivamente 8,0% vs. 9,1%. In effetti, si può supporre che la lieve condizione di stress idrico abbia innescato un meccanismo di conservazione della specie, che si è manifestato con una maggiore, benché non significativa, produzione di semi. Tabella.2.- Incidenza percentuale dei capolini sulla biomassa totale, dei semi su capolini e relativo peso fresco dei semi. Tesi

Semi

Incidenza capolini/biomassa

Incidenza semi/capolini

t ha-1

31,1 33,4

25,7 27,1

3,58 ns 3,64 ns

Irrigato Non irrigato

Infine (tab. 3), anche le produzioni di olio si sono attestate su valori non differenti tra le due tesi, e superiori nel processo di estrazione raggiungendo le 0,9 t ha-1. Tabella 3. Percentuale di olio ottenuto dai semi mediante i processi di spremitura e di estrazione e relative produzioni. Tesi

Olio da spremitura

Olio da estrazione

t ha-1

Irrigato

18,0

0,64 ns

24,2

0,87 ns

Non irrigato

17,5

0,64 ns

22,8

0,83 ns

Conclusioni Considerato l’interesse che il cardo già suscita per la sua attitudine alla produzione di numerose molecole (cellulosa, lignina, lipidi,...) utilizzabili a fini energetici o industriali, le interessanti produzioni ottenute senza interventi irrigui e solo con discreti apporti meteorici, sembrerebbe, almeno per ciò che si evince dai primi dati sperimentali (primo anno di produzione) rendere il suo impiego possibile in una realtà come quella della pianura del sud Italia. Questo utilizzo è auspicabile soprattutto nelle aree in cui non sia possibile l’utilizzo dei terreni per coltivazioni alimentari. Un’ulteriore spinta alla produzione può sicuramente derivare dalle discrete produzioni in olio. Bibliografia Encinar, et al. 2002. Biodiesel fuels from vegetable oils: transesterification of Cynara cardunculus L. oils with ethanol. Energy Fuels 16, 443-450. Fernandéz, J., et al. 2006 – Industrial application of Cynaria cardunculus L. For energy and other uses. Industrial Crop and Products 24 (2006) 222-229. Foti, S., et al.1999. Possible alternative utilisation of Cynara spp. I: biomass, grain yield and chemical composition of grain. Ind. Crop Prod. 10, 219-228. Gominho, J., et al. 2001. Cynara cardunculus L - a new fibre crop for pulp and paper production. Ind. Crop Prod. 13, 110. Piscioneri, I., et al. 2000. Promising industrial energy crop, Cynara cardunculus: a potential source for biomass production and alternative energy. Energy Convers. Manage. 41, 1091–1105. Raccuia, S.A., Melilli, M.G., 2007. Biomass and grain oil yields in Cynara cardunculus L. genotypes grown in a Mediterranean environment. Field Crops Res. 101 (2), 187–197.

193 Impaginato proceeding.indd 193

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Tecnica Agronomica e Risposta Qualitativa di L. var. Palla Rossa da Seme in Ambiente Collinare. Orsini R., Franceschetti M., Perugini M. Dip. di Scienze Ambientali e delle Produzioni vegetali (SAPROV), Univ. Politecnica delle Marche, IT, r.orsini@univpm.it

I radicchi coltivati traggono origine da (L.) var. (Bischoff) e da incroci spontanei avvenuti nella zona di Treviso attorno al XVIII sec., fra radicchi della varietà e subsp. L. (Giolo M., 2003). Il radicchio è una pianta tipicamente allogama e presenta frequentemente fenomeni di auto-incompatibilità di tipo sporofitico (Eenik A.H., 1981). L’impollinazione è prevalentemente entomofila. La superficie investita a radicchio da consumo fresco a livello nazionale ammonta a poco più di 17.000 ha, dei quali quasi il 60% concentrati nella regione Veneto (Istituto nazionale di statistica, 2010). La superficie nazionale investita a radicchio coltivato per la produzione di seme è pari a 256 ha e rappresenta il 30% di quella destinata in totale alle cicorie (Associazione Italiana Sementi, 2011). Gli obiettivi generali del miglioramento genetico su radicchio sono finalizzati alla costituzione di cultivar con caratteri omogenei, ben definiti e stabili nel tempo (Bianco V.V. e Pimpini F., 1990). Dal punto di vista della tecnica colturale sono stati sperimentati prodotti disseccanti al fine di implementare la qualità delle sementi di tipo standard (Lovato and Montanari, 1981). Obiettivo del presente lavoro è di valutare l’effetto di diverse modalità di raccolta sulla qualità di seme ibrido di (L.) var. Palla Rossa. La sperimentazione è stata condotta nell’annata agraria 2009-2010 a San Lorenzo in Campo (PU) in località San Vito sul Cesano a un’altitudine di 220 m s.l.m.. Il suolo in esame presenta tessitura argillosa, reazione leggermente alcalina e giacitura pianeggiante. La precessione colturale è stata caratterizzata da ringrano ripetuto per 4 anni. La preparazione del letto di semina è stata condotta secondo metodi tradizionali: aratura a 40 cm, estirpatura e 2 passaggi di affinamento prima del trapianto che avvenuto nel mese di marzo adottando un rapporto linea impollinante - linea porta-seme di 2:1. Il controllo della flora infestante è avvenuto per via chimica (pre-trapianto) e meccanica (post trapianto). Sono state confrontate due differenti fittezze di trapianto e tre modalità di raccolta come indicato in tabella 1. Trattamenti sperimentali a confronto e combinazioni analizzate. 0,7m x 0,5m (F1)

0,7m x 0,3m (F2)

Raccolta della biomassa epigea a petali caduti ed essiccazione in ambiente controllato (M1)

M1 x F1

M1 x F2

Raccolta 14 gg dopo M1 previo trattamento disseccante con glufosinate ammonio (0,4 l ha-1) (M2)

M2 x F1

M2 x F2

Raccolta a maturazione fisiologica (M3)

M3 x F1

M3 x F2

194 Impaginato proceeding.indd 194

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Il disegno sperimentale adottato è a parcella suddivisa in blocchi randomizzati con 3 ripetizioni (18 combinazioni x 30 m2 = 540 m2). Le variabili misurate hanno riguardato: i) la fittezza (piante m-2), ii) la produzione di seme (t ha-1), iii) la germinabilità (%), iv) il peso dei 1.000 semi (g) (dato non riportato nel presente lavoro), v) i semi vuoti (%), vi) lo stato sanitario (% di semi e germogli marciti). Sono state inoltre rilevate l’epoca di fioritura e di caduta petali necessarie per identificare il momento ottimale di M1 e l’umidità della semente per avviare M3. Nel corso del 2010 sono stati osservati 1.276mm di precipitazione superiori rispetto alla media poliennale della zona del 68% (dati forniti dal Servizio Agrometeorologico regionale dell’ASSAM). La distribuzione delle piogge ha interessato principalmente i mesi di maggio, giugno ed agosto. Le temperature hanno seguito un andamento simile a quello caratteristico della zona in esame con incrementi medi rispetto alla serie storica pari a 3 e 2°C rispettivamente nei mesi di luglio e agosto e punte massime di 37 e 35 °C. Sono state osservate produzioni pari a 10 kg ha-1 nell’ambito di F1 e 13 kg ha-1 nell’ambito di F2 senza differenze significative tra le modalità di raccolta. Relativamente alle caratteristiche qualitative della semente sono emerse differenze significative tra i trattamenti a confronto in termini di germinabilità, stato sanitario ed incidenza dei semi vuoti (Figura 1). Il fattore F1 ha in media determinato le produzioni minori per l’elevata scalarità di fioritura legata al maggiore spazio a disposizione delle piante cui non ha fatto seguito una completa allegagione a causa dell’andamento termo-pluviometrico non favorevole. Relativamente alla germinabilità i trattamenti maggiormente penalizzati sono stati F1 x M1 e F1 x M2. Il dato è stato associato oltre che alla scalarità derivante da F1 anche alla modalità di raccolta anticipata che non ha garantito un’ottimale traslocazione di riserve al seme. Il trattamento F2 x M1 ha fatto osservare i risultati migliori sia in termini di germinabilità sia in termini di stato sanitario della semente. La corretta identificazione del momento di raccolta unita ad una progressiva ed equilibrata traslocazione delle riserve nei semi ha garantito, per questo trattamento, il raggiungimento di valori molto vicini a la quelli richiesti per commercializzazione del prodotto stabilita dalla European Seed Association che è pari all’ 88% di germinabilità (www.euroseeds.org). caratterizzazione qualitativa (%) relativa alla germinabilità, stato sanitario e semi vuoti nelle sementi raccolte.

La produzione sementiera riferita a colture orticole come il radicchio var. palla rossa potrebbe fornire interessanti opportunità di reddito ad aziende di piccola dimensione come quelle caratterizzanti l’Italia centrale tuttavia richiede investimenti in ricerca finalizzati all’ottimizzazione della filiera. Associazione Italiana Sementi (A.I.S.) 2011. Indagini conoscitive superfici coltivate sementi da orto – campagna 2008. Bianco V. V. Pimpini F. 1990.Orticoltura. Pàtron Editore, Bologna, p. 992. Cardinali A. e Lovato A. 1977. Pratica del disseccamento chimico nelle colture da seme. Riv. di Agron., 11, 115-124. Eenik A.H. 1981. Compatibility and incompatibility in Witloof-chicory (Cichorium intybus L.). The incompatibility system, Euph. 30, 77-85 Giolo M. 2003. Problematiche attuali delle varietà da seme di cicoria a foglia “radicchio”. Sementi Elette Edagricole, Bologna, 28-33 Istituto nazionale di statistica (ISTAT) 2010. Superfici (ha) e produzioni (t) delle colture orticole da pieno campo. Lovato A. and Montanari M. 1981. The yield and quality of carrot and chicory as effected by desiccant sprays. Vegetable and flower seed production. Acta Horticulturae, 111

195 Impaginato proceeding.indd 195

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L., una Preziosa Fonte di Apigenine Gaetano Pandino1,2, Sara Lombardo1, Gary Williamson2, Giovanni Mauromicale1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie ed Alimentari, Univ. Catania, IT, g.pandino@unict.it 2 School of Food Science and Nutrition, Univ. Leeds, UK

Introduzione

L. è una asteracea di origine mediterranea, il cui principale prodotto edule è rappresentato dalle infiorescenze immature (capolini). Essa include tre varietà botaniche (carciofo, carciofo o cardo domestico e cardo selvatico), le quali sono particolarmente ricche di acidi caffeoilchinici e flavoni: luteoline ed apigenine (Lombardo et al., 2010; Pandino et al., 2010). Le apigenine, in particolare, mostrano potenti attività biologiche e dovute alle loro proprietà antitumorali, antiossidanti e antimicrobiche. In questo quadro, lo scopo del presente lavoro è stato quello di valutare il profilo quanti-qualitativo, mediante HPLC, delle apigenine nei capolini di genotipi afferenti alle tre varietà botaniche di . Metodologia La prova è stata condotta nell’annata agraria 2007/2008 presso l’Azienda agraria didattico-sperimentale dell’Università degli Studi di Catania, sita in un’area rappresentativa della cinaricoltura della Sicilia orientale. In uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni sono stati studiati 5 genotipi di , di cui 2 cultivar di carciofo (‘Tondo di Paestum’ e ‘Violetto di Sicilia’), 2 accessioni di cardo selvatico (‘Sylvestris Creta’ e ‘Sylvestris Kamarina’) ed 1 cardo coltivato (‘Altilis 41’) selezionato dalla Università di Catania. Ciascuna parcella elementare comprendeva almeno 15 piante. I corpi riproduttori (acheni o “ovoli”) sono stati messi a dimora nel mese di agosto secondo un sesto rettangolare (distanza sulla fila pari a 0,8 m e tra le file a 1,25 m), su terreno previamente lavorato ad una profondità di 0,4 m circa; la tecnica colturale è stata quella ordinariamente utilizzata in Sicilia. I capolini dei diversi genotipi, 5 per replica, sono stati sempre raccolti da piante sane ed in corrispondenza della loro maturazione commerciale, lavati, liofilizzati e macinati. In seguito, i campioni sono stati sottoposti alla valutazione del profilo quali-quantitativo dei polifenoli come riportato da Pandino et al. (2010). I dati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) e le medie confrontate con il test di Tukey’s HSD. Tutti i dati sono stati presentati come media ± deviazione standard di tre singoli esperimenti (n = 3) ed i risultati sono stati espressi come mg kg-1 di sostanza secca (s.s.). Risultati Il profilo quanti-qualitativo in polifenoli del capolino è stato significativamente influenzato dal genotipo. I risultati ottenuti hanno permesso di identificare l’apigenina e 3 suoi derivati: apigenina 7- rutinoside, apigenina 7- -glucuronide e apigenina malonilglucoside. Tra i flavoni identificati, l’apigenina 7- -glucuronide è risultata la più abbondante, seguita dall’apigenina: circa l’81 ed il 13%, rispettivamente, del totale delle apigenine. In particolare, il maggior contenuto di apigenina 7- glucuronide ed apigenina è stato riscontrato in ‘Altilis 41’ (cardo coltivato) e ‘Sylvestris Kamarina’ (cardo selvatico), con valori, rispettivamente, pari a 6838 e 1012 mg kg-1 di s.s. (Fig. 1A-B). ‘Altilis 41’ si è contraddistinto, inoltre, per il più alto contenuto di apigenina malonilglucoside (549 mg kg-1 di s.s.) (Fig. 1C). L’apigenina 7- -rutinoside è stata riscontrata soltanto in ‘Altilis 41’ e ‘Sylvestris Creta’ (Fig. 1D). Di contro, le cultivar di carciofo (‘Tondo di Paestum’ e ‘Violetto di Sicilia’) hanno fatto registrare il più basso contenuto di apigenine totali, in media pari a 2656 mg kg-1 di s.s. (Fig. 1E).

196 Impaginato proceeding.indd 196

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1250

(A) Apigenina a

1000

750 500

7500

6000 4500

3000 1500

250

Tondo di Paestum

Violetto di Sicilia

0 Altilis 41

700

Sylv. Creta

Sylv. Kama rina

Tondo d i Paestum

Altilis 41

Violetto d i Sicilia

600

mg kg-1 di s.s.

(B) Apigenina 7-O -glucuronide

9000 mg kg-1 di s.s.

mg kg-1 di s.s.

1500

500 400 300

Sylv. Creta

Sylv. Kamarina

600

(D) Apigenina 7-O -rutinoside

500

400 300 200

200

100

0 Altilis 41

Tondo di Paestum

12000

-1

mg kg di s.s.

Al tilis 41

Viole tto di Sicilia

10000

Syl v. Creta

(E) Apigenine totali a b

8000 6000

4000

2000 0 Altilis 41

Sylv. Creta

Sylv. Ka ma rina

Tond o di Paestum

Violetto di Sicilia

Fig.1 – Contenuto di apigenine in genotipi di L.. Lettere diverse corrispondono a valori significativamente diversi secondo il test HSD di Tukey ( 0,05). Conclusioni I risultati ottenuti, dimostrano che . è una specie particolarmente ricca di apigenine e che il contenuto di queste sostanze varia significativamente in rapporto alla varietà botanica: carciofo, cardo selvatico e cardo coltivato. Tale risultato è, infatti, di grande interesse dato che si tratta di molecole relativamente rare in natura, e dotate di diverse attività biologiche, farmacologiche ed antimicrobiche (Avallone et al., 2000). Questa ricerca ha messo in evidenza la possibilità di utilizzare i cardi come fonte naturale di apigenine da parte dell’industria farmaceutica. In aggiunta, considerato che l’apigenina ed suoi derivati sono scarsamente presenti nelle piante alimentari, essendo state riportate solamente in sedano, prezzemolo ed alcune piante aromatiche (Justesen et al., 1998), i capolini di carciofo potrebbero rappresentare una preziosa fonte naturale di queste sostanze per l’alimentazione umana, tale da giustificare una maggiore attenzione di questo alimento non solo nell’ambito della dieta Mediterranea. Bibliografia

Avallone R. et al., 2000. Pharmacological profile of apigenin, a flavonoid isolated from Matricaria chamomilla.Biochem.Pharmacol., 59, 1387–1394. Justesen U. et al., 1998. Quantitative analysis of flavonols, flavones, and flavanones in fruits, vegetables and beverages by high-performance liquid chromatography with photo-diode array and mass spectrometric detection. J. Chromatogr. A, 799, 101–110. Lombardo S. et al. 2010. Influence of genotype, harvest time and plant part on polyphenolic composition of globe artichoke [ L. var. (L.) Fiori]. Food Chem., 119: 1175-1181. Pandino G. et al. 2010. Caffeoylquinic acids and flavonoids in the immature inflorescence of globe artichoke, wild cardoon, and cultivated cardoon. J. Agric. Food Chem., 58:1026-1031.

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Efficacia Dei Concimi Azotati A Lento Effetto In Orticoltura Di Pieno Campo Pizzolongo Gaetano1, Bilotto Maurizio1, Zaccardelli Massimo2, Perrone Domenico2, Riccardi Riccardo3, Morra Luigi1 1

CRA-Unità di Ricerca Colture Alternative al Tabacco di Scafati (Sa), g.pizzo longo@yahoo.it 2 CRA-Centro di Ricerca per l’Orticoltura d i Pontecagnano (Sa) 3 EURECO s.r.l.- Acerra (Na)

Introduzione I fertilizzanti azotati a lento effetto (FLE) sono formulati che permettono di modulare la disponibilità di azoto nel tempo, con l’obiettivo di aumentare l’efficienza nutritiva per le colture (Benedetti et al. 2004). E’stato condotto un biennio di prove sperimentali (2009-10) ad Acerra (Na), Battipaglia (Sa) e Scafati (Sa) sull’uso di concimi azotati a lento effetto applicati in diverse successioni colturali orticole annuali. Vengono mostrati in questo lavoro i risultati ottenuti a Scafati (finocchio e melone) e Battipaglia (pomodoro e cavolfiore).

Metodologia I fattori sperimentali sono stati la dose di N e la tipologia di fertilizzante azotato. Dose di N : 1) ottimale (in base delle indicazioni della Guida alla Concimazione della Regione Campania); 2) ridotta del 30% rispetto a quella ottimale; 3) zero. Fertilizzante azotato: 1) fertilizzante con inibitore della nitrificazione (ENTEC); 2) fertilizzante con inibitore dell’ureasi e della nitrificazione (RHIZOVIT); 3) fertilizzante contenente urea formaldeide (RECORD); 4) fertilizzanti ordinari. I fertilizzanti a lento effetto (ENTEC, RHIZOVIT e RECORD) sono stati distribuiti in uno o due interventi, quelli ordinari in più interventi. E’ stato calcolato ed è riportato nelle tabelle, un indice di efficienza nell’utilizzo dell’azoto, il NUE , espresso come tonnellata di prodotto commerciabile per kg di N fornito con il concime. Risultati A Scafati su finocchio (tab.1) la dose ottimale di concime ha permesso produzioni più elevate; ad entrambe le dosi la fertilizzazione frazionata è risultata superiore a con FLE e Rhizovit è risultato il peggior concime. Su melone retato (tab. 2) non vi sono state differenze significative tra dose piena e ridotta, quest’ultima risultata migliore per il valore del NUE . I FLE alla dose ridotta hanno dato risultati analoghi alla concimazione frazionata in fertirrigazione mentre alla dose piena hanno fatto registrare una produzione commerciabile minore. La tesi RECORD 55 alla dose minore è risultata la più efficiente tra i FLE. A Battipaglia su pomodoro (tab.3) la dose ottimale ha fornito i risultati migliori (resa e NUE) mentre le tesi con FLE sono risultate non differenti dalla fertilizzazione ordinaria (fertirrigazione) alla dose piena e superiori ad essa alla dose ridotta. Tra i FLE alla dose piena ENTEC è risultata la tesi migliore. Su cavolfiore (tab. 4) con la dose piena si è avuta una resa maggiore associata ad un miglior utilizzo dell’azoto; i FLE alla dose piena hanno consentito produzioni inferiori a quelle ottenute con la concimazione frazionata mentre alla dose ridotta non vi sono state differenze significative tra le 2 modalità di concimazione. ENTEC ha fornito i risultati migliori tra i FLE, simili alla concimazione frazionata e superiori a quelli ottenuti con RHIZOVIT. Conclusioni La dose piena non sempre ha fornito produzioni superiori a quella ridotta. Nei cicli colturali che si svolgono per buona parte in periodi con basse temperature, i fertilizzanti a lento effetto, in particolare RHIZOVIT e RECORD, non sembrano riuscire a sostenere adeguatamente le produzioni; viceversa nelle colture con ciclo primaverile-estivo o es tivo-autunnale tali concimi hanno fornito buoni risultati produttivi, simili o, in certi casi, superiori a quelli ottenuti con i fertilizzanti ordinari distribuiti per

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fertirrigazione (i dati di Acerra su patata e pomodoro da industria confermano questi risultati). Tra i concimi a lento effetto, ENTEC ha fornito i risultati produttivi migliori e più simili alla fertilizzazione ordinaria. Tab. 1 - Comportamento produttivo (Medie biennali) e NUE di finocchio, cv Aurelio, a Scafati Dose

N 175

Tipo Concimazione

Produzione commerciab ile

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

120

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

Non concimato

-1

(t ha ) 36,5 38,4 33,1 28,4 31,3 34,7 34,2 22,0 13,3

Dose N

NUE -1

(t kg N) 0,24 0,26 0,21 0,18 0,31 0,33 0,33 0,20 -

135

< 0,001 0,02 0,03 0,009 0,005 0,02

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

105

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

Non concimato

(t ha-1 ) 87.9 83.3 81.4 82.3 79.3 68.3 79.5 75.6 36.8

(Ent, Rhiz 105) vs Rec 105 Ent 105 vs Rhiz 1 05

-1

(t ha ) 43,7 48,2 39,8 44,8 42,5 45,6 46,6 42,2 35,1

Entec

Non concimato

NUE

(t kg-1 N) 0,31 0,35 0,31 0,32 0,44 0,48 0,49 0,43 -

Contrasti ortogonali e probabilità

< 0,001 0,03 n.s. 0,05 0,02

0.59 0.56 0.54 0.55 0.76 0.65 0.76 0.72 -

< 0,001 < 0,001 n.s. n.s. n.s. n.s.

n.s. < 0,001 n.s. n.s. n.s. n.s.

n.s. n.s.

Concimato vs non concimato Dose 135 vs dose 95 (Ent, Rec, Rhiz 150) vs Fert 135

< 0,001 n.s. 0,03

n.s. < 0,001 n.s.

(Ent, Rhiz 150) vs Rec 135 Ent 135 vs Rhiz 1 35 (Ent, Rec, Rhiz 105) vs Fert 95 (Ent, Rhiz 9 5) vs Rec 95 Ent 95 vs Rhiz 95

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.

n.s. n.s. n.s. 0,01 n.s.

Tab. 4 - Comportamento produttivo (Medie biennali) e NUE di cavolfiore, cv Utopia, a Battipaglia Dose

N 160

Tipo Concimazione

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

112

Entec Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

Contrasti ortogonali e probabilità

Concimato vs non concimato Dose 150 vs dose 105 (Ent, Rec, Rhiz 150 ) vs Fert 150 (Ent, Rhiz 1 50) vs Rec 150 Ent 150 vs Rhiz 1 50 (Ent, Rec, Rhiz 105 ) vs Fert 105

Produzione commerciab ile

Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

(Ent, Rhiz 120 vs Rec 120 n,s, 0,004 Ent 120 vs Rhiz 1 20 0,01 < 0,001 Tab. 3 - Comportamento produttivo (Medie biennali) e NUE di pomodoro da industria, cv Brixol, a Battipaglia Tipo Produzione NUE Concimazione commerciab ile (t kg-1 N)

150

Tipo Concimazione

Fertirrigazione Record 55 Rhizovit

Contrasti ortogonali e probabilità

Concimato vs non concimato Dose 175 vs dos e 120 (Ent, Rec, Rhiz 175 ) vs Fert 175 (Ent, Rhiz 1 75) vs Rec 175 Ent 175 vs Rhiz 1 75 (Ent, Rec, Rhiz 120 ) vs Fert 120

Tab. 2 - Comportamento produttivo (Medie biennali) e NUE di melone retato, cv Macigno, a Scafati

Non concimato

Produzione commerciab ile (t ha-1 ) 30,1 31,8 27,0 27,1 25,7 27,5 23,3 21,8 10,7

NUE

(t kg-1 N) 0,19 0,20 0,17 0,17 0,23 0,25 0,21 0,20 -

Contrasti ortogonali e probabilità

Concimato vs non concimato Dose 160 vs dose 1112 (Ent, Rec, Rhiz 150 ) vs Fert 150 (Ent, Rhiz 1 60) vs Rec 160 Ent 160 vs Rhiz 1 60 (Ent, Rec, Rhiz 112 ) vs Fert 112 (Ent, Rhiz 112 vs Rec 112 Ent 112 vs Rhiz 1 12

< 0,001 < 0,001 n.s. n.s. n.s. n.s.

n.s. < 0,001 n.s. n.s. n.s. n.s.

n.s. n.s.

0.01 n.s.

Bibliografia Benedetti et al.2004. Classificazione dei concimi non a pronto effetto. L’Informatore Agrario,34:63 -68l

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Effetto dell’Ambiente di Coltivazione sull’Espressione delle Proteine di Riserva in Frumento Duro Desf Marianna Pompa1, Carmen Palermo1,2, Francesca Agriesti2, Marcella Michela Giuliani1,2, Diego Centonze1,2, Zina Flagella1,2 1

Dip. di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Univ. Foggia, IT, m.pompa@unifg.it; Centro BIOAGROMED, Univ. Foggia, IT, c.palermo@unifg.it, francesca_agriesti@yahoo.it; m.giuliani@unifg.it, d.centonze@unifg.it; z.flagella@unifg.it

Numerose sono le variabili ambientali in grado di condizionare la qualità tecnologica della granella alterando la composizione della frazione proteica (Yang et al 2011). Tra le metodologie utilizzate per lo studio dei pattern proteici, l'analisi proteomica risulta uno strumento efficace per l'identificazione delle singole proteine attraverso la combinazione di tecniche di elettroforesi 2D, nano-HPLC e spettrometria di massa. In questo lavoro, tre varietà di frumento duro sono state coltivate in vaso in due stagioni agrarie caratterizzate da un differente andamento climatico al fine di valutare, mediante approccio proteomico (2DE e nano-HPLC-ESI-IT-MS/MS), la risposta del profilo delle proteine di riserva all’ambiente di coltivazione. Tre varietà di frumento duro (Latino, Ofanto e Simeto) sono state coltivate nel biennio 2005-2006 in ambiente protetto su un terreno di medio impasto Tabella 1. Dati termici relativi alla fase di presso la Facoltà di Agraria di Foggia. Il 2005 2006 trattamento irriguo è stato effettuato riportando il T media (°C) 23,2 20,2 terreno del vaso alla capacità idrica di campo T max media (°C) 32,5 27,6 all’esaurimento del 50% dell'acqua disponibile. I 21 8 due anni di prova si differenziati principalmente 30 ° C< T max < 35° C (giorno) per l’andamento termico in fase di (Tab. 1). Alla raccolta, oltre al contenuto in proteine (metodo Kjeldhal) ed all’indice di sedimentazione in SDS, sono stati valutati i delle proteine di riserva attraverso analisi bidimensionale (2-DE) in accordo con Ferrante (2006). Gli proteici di interesse, individuati mediante il programma ImageMaster 2D Patinum 6.0 (Amersham), sono stati sottoposti a digestione in-gel con chimo-tripsina, analizzati mediante nano-HPLC-ESI-IT-MS/MS ed identificati attraverso ricerca in database (Rocchetti 2008). L’analisi statistica (t-test e Anova) è stata eseguita utilizzando il software JUMP. Nel primo anno di prova si sono ottenuti valori significativamente più elevati di contenuto proteico (17.1 % vs 14.8 % ) ed indice di sedimentazione in SDS (81.9 mm vs 55.3 mm) rispetto al secondo anno, pur non essendosi registrate variazioni dei parametri produttivi. Le più alte temperature registrate nella stagione 2005 (Tab. 1) potrebbero aver influenzato positivamente le proprietà tecnologiche della granella, come già osservato precedentemente nei nostri ambienti (Flagella et al 2010). Inoltre la stagione agraria 2005 ha evidenziato anche il più elevato numero di spot specifici, imputabile prevalentemente alla cv Ofanto, ed il maggior numero di spot , principalmente a carico della cv Latino. Mediante l’analisi d’immagine è stato possibile individuare gli spot che presentavano la stessa risposta alle condizioni ambientali in tutti i genotipi esaminati (Fig. 1). In particolare, tutte le varietà nel primo anno hanno mostrato la dello spot 215 e la presenza specifica dello spot

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224 nella regione a peso molecolare intermedio tra le HMWGs e le LMWGs, identificata prevalentemente come un di globulina III (Tab. 2). La regione a basso peso molecolare ha evidenziato invece 3 spot di interesse. In particolare nel primo anno, lo spot 249 è risultato specifico, mentre gli spot 277 e 294 sono risultati e rispettivamente (Fig.1). La successiva Figura 1. Gel 2-DE relativi alle varietà Latino, Ofanto e Simeto coltivate nelle stagioni agrarie 2005 (a,b,c) e 2006 (a’, b’, c’). Gli spot numerati indicano un diverso comportamento. La freccia ( )e la punta di freccia ( )indicano gli spot e ; la linea ( )gli spot specifici.

analisi di nano-HPLC-ESI-IT-MS/MS (Tab.2 ) ha portato all’identificazione di una LMWGs (spot 277) e di una -gliadina (spot 294). La della globulina III e della frazione gliadinica potrebbero essere ascrivibili alle più alte temperature caratterizzanti il primo anno di prova, come già noto in letteratura (Daniel & Triboi 2001; Laino et al 2010). Tabella 2. Identificazione degli spot proteici mediante nano-HPLC-MS/MS e ricerca in banca dati (Mascot server) Spot Anova Protein Protein code Species Score /Cov (%) Mw (kDa) 215 * Globulin-3 gi|215398470 328/2 66,6 277 ** LMWGs-2 emb|CAB40553.1 85/11 44,9 294

gliadin

gi|72537616

58/14

31,8

** p 0,01 * p 0,05

L’incremento del tenore proteico unitamente alla variazione di espressione delle frazioni gliadinica e della globulina 3 potrebbero essere responsabili del miglioramento qualitativo riscontrato nel primo anno di prova caratterizzato da temperature più elevate in fase di granigione. Ulteriori studi saranno necessari per chiarire il ruolo delle singole subunità proteiche sulla qualità tecnologica della granella. Daniel C. & Triboi E. 2001. Effects of temperature and nitrogen nutrition on the accumulation of gliadin analyzed by RP-HPLC. Aust. J. Plant Physiol, 28:1197-1205. Ferrante P. et al 2006. A proteomic approach to verify in vivo expression of a novel α-gliadin containing an extra cysteine residue. Proteomics 6:1908–1914. Flagella Z. et al. 2010. Influence of water decifit on durum wheat storage protein composition and technological quality. Eur. J. Agron, 33:197-207. Laino P. et al 2010. Comparative proteome analysis of metabolic proteins from seeds of durum wheat (cv Svevo) subjected to heat stress. Proteomics, 10:2359-2368. Rocchetti M.T. et al. 2008. Urine protein profile of IgA nephropathy patients may predict the response to ACE-inhibitor therapy. Proteomics, 8:206-216. Yang F. et al. 2011. Implications of high-temperature events and water deficits on protein profiles in wheat ( L. cv. Vinjett) grain. Proteomics, 11:1684-1695.

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Resa in Seme e Contenuto in Olio in Accessioni di Spp., , e Coltivate in Ambiente Mediterraneo Raccuia Salvatore Antonino1, Melilli Maria Grazia1, Scandurra Salvatore1, Riccardo d’Andria2, Scalisi Clara1 1

CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, U.O.S. Catania, IT salvatore.raccuia@cnr.it 2 CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, Ercolano (NA), IT

La considerazione che le peculiari caratteristiche pedoclimatiche riscontrabili in Sicilia, così come in gran parte del bacino mediterraneo, con apporti idrici limitati e irregolarmente distribuiti durante l’arco dell’anno, tali da non garantire rese stabili nel tempo, ha indotto diverse istituzioni di ricerca al reperimento e valutazione di nuovo materiale vegetale, in alternativa alle colture oleaginose tradizionali, quali colza e girasole, idoneo alla produzione di olio da destinare alla sintesi di biodiesel e che ben si adatti ad ambienti aridi e semi aridi tipici di quest’area. In quest’ottica, già da alcuni anni, l’Unità Operativa di Catania dell’Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFOM) del CNR, ha focalizzato l’attenzione su alcune specie alternative, da utilizzare per la produzione di olio da destinare alla sintesi di biodiesel in ambiente mediterraneo (Raccuia e Melilli, 2007; Raccuia et al, 2011). In questa nota vengono riportati i risultati preliminari di ricerche condotte su quattro specie: spp (L.) Crantz,. L. e L. e, al fine di valutare la potenzialità produttive delle specie per la produzione di seme da cui estrarre olio in ambiente mediterraneo. Per raggiungere gli obiettivi connessi con l’attività di ricerca sono stati posti allo studio, due accessioni di spp, una spontanea (‘BS-1’) reperita in areale etneo e una varietà commerciale (‘CT180’) di , una accessione di (‘CS-1’), una linea di L. var. DC. (‘CDL07’) e una linea di L. (‘Linea 6’), scelta poiché in prove preliminari di confronto varietale, partendo da seme, ha completato il ciclo biologico fino alla produzione dei frutti maturi in ambiente mediterraneo. La prova è stata condotta a Cassibile (SR), nell’annata agraria 2009-2010. Le accessioni ‘CS-1’, ‘BS-1’ e ‘CT180’ sono state seminate a novembre 2009, utilizzando una densità di semina di 200 semi m-2. La semina di ‘CDL07’ è stata effettuata nel mese luglio e il trapianto in pieno campo a Settembre 2009, è stata seminata nel mese utilizzando una densità di impianto di 8 piante m-2. La ‘Linea 6’ di giugno 2009 e il trapianto in pieno campo è stato effettuato a settembre 2009, utilizzando una densità di impianto di 0,24 piante m-2. Le raccolte sono state effettuate il 24 aprile (‘CS-1’), il 18 maggio (‘BS-1’ e ‘CT180’) e il 30 luglio 2010 (‘CDL07’). La ‘Linea 6’ di è stata raccolta scalarmente da maggio a novembre 2010. In laboratorio, sul seme raccolto, è stato determinato il contenuto in umidità e in olio (AOAC, 2005). Tutti i dati sono stati sottoposti all'analisi della varianza previa misura dell’omogeneità della varianza mediante il test di Bartlett. In caso di ‘F’ significativo, le medie sono state confrontate con il metodo della Differenza Minima Significativa (DMS) o con il test di Student Nuwman Keuls (SNK). I valori percentuali sono stati preventivamente trasformati in arcsen % (Snedecor e Cochran, 1989). Alla raccolta la produzione di seme per pianta è stata pari nella media delle accessioni allo studio 21,8 g pianta-1. Le due specie poliennali hanno prodotto 73,5 e 24,9 g di seme per pianta, valori riscontati rispettivamente nella ‘Linea 6’ e in ‘CDL07’. Le specie annuali hanno mostrato valori di 2,33 g pianta-

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. Le rese in seme sono risultate statisticamente più elevate in ‘CDL07’ (2,27 t ha-1), mentre quelle più basse sono state riscontrate in Linea 6 (0,2 t ha-1). Tra le annuali si è distinta la varietà commerciale ‘CT180’ con 1,6 t ha-1. Il contenuto di olio è risultato pari, nella media delle specie allo studio, a 301 g kg-1 di s.s., con valori che sono oscillati tra 208 (‘BS-1’) e 423 g kg-1 di s.s. (‘CS-1’). Le rese in olio sono risultate più elevate nella varietà commerciale ‘CT180’ e nell’accessione ‘CDL07’ di cardo (0,52 t ha-1). Valori di 0,26 e si è attestata su 0,29 t ha-1 di olio sono stati riscontrati in ‘BS-1’ e ‘CS-1’. La ‘Linea 6’ di valori di 0,06 t ha-1 (Fig. 1). a

Linea 6

CS1

BS1

Genotipo

CDL07

Genotipo

Linea 6

CDL07

CS1

BS1

CT180

-1

Linea 6

Genotipo

CDL07

CS1

BS1 CT180

0,5

1,0

1,5

400

500

2,5

Resa in granella (t ha-1 s.s.)

a b

CS1

CT180

2,0

300

CDL07

BS1

b 0,0

200

Contenuto in olio (g kg s.s.)

Linea 6

100

-1

Peso seme (g pianta s.s.)

b a

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Resa in olio (t ha-1)

Fig. 1 – Peso del seme (g pianta-1 s.s.), contenuto in olio della granella (g kg-1 s.s.), resa in granella (t ha-1 s.s.) e resa in olio (t ha-1) nelle accessioni allo studio. Lettere differenti tra le barre indicano differenze significative a <0,05 secondo il test di S.N.K.

I risultati rispecchiano il lavoro di selezione per la resa in olio nelle accessioni di ‘CT180’ e var ‘CDL07’. Risultati soddisfacenti sono stati ottenuti in ‘BS-1’, nonostante nessun lavoro di miglioramento genetico ha mostrato rese in seme superiori a 1,0 t ha-1. Inoltre degna di nota è l’accessione ‘CS-1’ per l’elevato contenuto in olio nella granella (oltre 400 g kg-1 s.s.. L’accessione di utilizzata per la produzione di seme da cui estrarre olio in ambienti subequatoriali ha mostrato le rese più basse, dovute alla scarsa adattabilità della specie nei nostri ambienti. Raccuia S.A. e Melilli M.G. 2007. Biomass and grain oil yields in L. genotypes grown in a Mediterranean environment. Field Crops Research, 101(2):187-197. Raccuia S.A. e Melilli M.G. 2010. Contenuto in olio nel seme di L., (L.) CRANTZ e A. Braun.: risultati preliminari. Atti VIII Convegno Nazionale sulla Biodiversità, pp. 367-369. Raccuia et al. 2011. Genetic variability in L. domestic and wild types for grain oil production and fatty acids composition. Biomass & Bioenergy 35 (7): 3167-3173 Snedecor G.W. e Cochran W.G. 1989. Statistical methods. The Iowa State University Press (New York), p. 503.

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Effetto Della Disponibilità Idrica Sullo Sviluppo E Sulla Produzione Di Biomassa Di SRC Di Pioppo: Risultati Del Primo Ciclo Di Taglio. Giorgio Ragaglini1, Cristiano Tozzini1, Federico Dragoni1, Nicoletta Nassi o Di Nasso1 Valentina Giulietti1, Federico Triana1, Fabio Taccini1, Enrico Bonari1,2 2

1 Scuola Superiore S. Anna, via Santa Cecilia 3, 56127, Pisa, IT, g.ragaglini@ssup.it. CRIBE Centro di Ricerche Interuniversitario Biomasse da Energia, via Vecchia Livornese 748, 56100, Pisa, IT.

Introduzione Nonostante la SRC pioppo sia ritenuta una delle colture da energia più interessanti, la sua diffusione in Italia è tuttavia limitata ad alcuni areali particolarmente favorevoli, da considerare tutt’altro che marginali dal punto di vista pedoclimatico. Le alte esigenze idriche (Guidi et al, 2008) rendono la specie scarsamente vocata a sistemi di coltivazione non-irrigui in aree caratterizzate da climi siccitosi e suoli con bassa capacità di ritenzione idrica. Per quanto il ricorso all’irrigazione sia da considerarsi inopportuno per la produzione di biocombustibili, lo studio della risposta della coltura a diversi livelli di approvvigionamento idrico, è ritenuto dagli autori di indubbio interesse, considerando che le attitudini fitodepurative della specie renderebbero particolarmente interessanti sistemi di produzione energetica basati sullo sfruttamento di acque reflue e la valorizzazione di suoli contaminati. Gli autori propongono un approccio di tipo modellistico all’analisi dei dati dei primi due anni, primo taglio, di una sperimentazione di campo finalizzata allo studio della risposta produttiva e della dinamica di accrescimento della SRC di pioppo a livelli di disponibilità idrica differenti. Metodologia Due cloni commerciali di pioppo (Monviso e AF2) sono stati confrontati in base a tre livelli irrigazione: I100, reintegro del 100% dell’evapotraspirazione potenziale (ETP); I50, reintegro del 50% di ETP; I0, nessun apporto irriguo. La prova è stata realizzata nel 2009 in due suoli differenti del Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro Ambientali “E. Avanzi” dell’Università di Pisa. SSaF è un suolo prevalentemente sabbioso-franco (sabbia 88,4%, argilla 7,2%, SO 1,2%, ph 5,4), SF è un suolo franco (sabbia 50,2%, argilla 23,4%, SO 2,6%, ph 7,4). I due cloni sono stati trapiantati da talea non radicata in parcelle delle dimensione di 70 x 12 m, con sesto di impianto 2,7 x 0,5 m (7.400 piante/ha circa). I fattori clone e trattamento irriguo sono stati replicati in entrambi i tipi di suolo, per un numero complessivo di parcelle pari 24 ed una superficie totale di 20.160 m2. Il turno di taglio è biennale. L’irrigazione è stata fornita attraverso un impianto a goccia sotterrano con le ali gocciolanti poste a 40 cm di profondità in prossimità di ciascuna fila. Sono stati effettuati rilievi mensili durante la stagione vegetativa per la stima della sopravvivenza, dell’altezza, del diametro dei fusti, del LAI e del PAR intercettato. Per determinare la produzione di biomassa aerea e la sua ripartizione tra biomassa legnosa e fogliare, sono stati effettuati, con la stessa cadenza, campionamenti distruttivi di 4 piante per combinazione di fattori. I dati di produzione teorica (Pt), cioè escludendo la mortalità, e produzione reale (P), sono stati analizzati con nested ANOVA considerando i fattori clone (C) e suolo (S) annidati nel fattore irrigazione (I). L’accrescimento teorico della coltura (Pt) in funzione del giorno dalla data di comparsa delle prime foglie dopo il trapianto (G) è stato analizzato sommando i modelli non lineari a due fasi (Groot et al., 1996) per la stima delle due compenti della biomassa aerea, biomassa legnosa, BL e biomassa fogliare BF (Gezan and Riche, 2008): BL

a 1 exp b G c

a1 1 exp b1 G c1

a exp b

G c

a1 exp b1

G c1

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Risultati Il test analitico utilizzato non ha evidenziato differenze significative in merito alla produzione teorica e alla produzione reale tra i due cloni. Sono state invece rilevate differenze significative in merito al fattore I e I/S, sia per Pt che per P. In particolare i livelli di produzione più elevati sono stati riscontrati nei livelli I100 di entrambi i suoli e nel livello I50 di SSaF (Tab. 1). Tabella 1: risultati del LSD test dei dati relativi alla raccolta di produzione teorica (Pt) e reale (P) in t s.s./ha. I/S

Pt (t s.s./ha) P (t s.s./ha)

I100/SF

35,50 a

27,84 a

I50/SF

31,57 ab

24,95 ab

I100/SSaF

30,27 abc

23,61 abc

I0/SF

23,38 bc

17,76 bc

I50/SSaF

21,97 c

17,24 c

I0/SSaF

4,69 d

3,22 d

I modelli di crescita sono elaborati, usando indistintamente i dati dei due cloni, non avendo riscontrato differenze significative tra essi (Fig. 1), in funzione dei livelli I/S. . SSaF

Pt (I100) BL (I100) Pt (I50) BL (I50) Pt (I0) BL (I0)

t s.s./ha

100

200

300

400

500

600

100

200

300

400

500

600

Figura 1: dinamica di Pt e Bl; le curve rappresentano i dati simulati i punti discreti rappresentano i dati osservati. giorno

giorno

Conclusioni L’approccio modellistico adottato è un elemento innovativo nello studio delle SRC. La combinazione di due modelli non lineari a due fasi ha consentito di determinare la dinamica produzione della biomassa nell’arco dell’intero biennio, includendo anche la fase di riposo vegetativo. La produzione della biomassa è stata stimata considerando quindi la dinamica di accumulo sia di massa legnosa che di massa fogliare, in funzione dei tre livelli di irrigazione nelle due tipologie di suolo considerate. I modelli ottenuti rappresentano la base di studio per la determinazione di RUE e WUE in condizioni di apporto idrico differenti. Bibliografi Groot, J. C. J. et al. 1996. Multiphasic analysis of gas production kinetics for in vitro fermentation of ruminant feeds, Animal Feed Science Technology, 64, 77–89. Gezan, S. A., and Riche, A. 2008. Over-winter yield decline in Switchgrass and Miscanthus. Aspect of Applied Biology 90, 219-223. Guidi, W., et al. 2008. Evapotranspiration and crop coefficient of poplar and willow short-rotation coppice used as vegetation filter. Bioresource Technology, 99, 4832-4840.

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Possibilità Agronomiche del Sorghum bicolor (L.) Moench var. saccharatum come Coltura da Energia in Differenti Aree Europee Roberto Ruggeri, Francesco Rossini, Carlo F. Cereti, Igor L. M. Del Puglia Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l'Agricoltura, le Foreste, la Natura e l'Energia (DAFNE), Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, IT, r.ruggeri@unitus.it

Introduzione Il progresso tecnologico e l’industrializzazione in corso soprattutto nei più grandi e popolosi paesi asiatici, hanno imposto alla ribalta internazionale il problema dell’approvvigionamento energetico. La necessità di limitare la dipendenza dai combustibili fossili, anche al fine di ridurre le emissioni nocive nell’atmosfera del pianeta, induce ad incentivare la ricerca per la produzione di energia da fonti rinnovabili. A tale riguardo, nei Paesi dell’UE, un contributo positivo può essere fornito dal comparto agricolo mediante la coltivazione di specie da energia ad input tecnici ridotti. In quest’ampia e complessa tematica s’inserisce la presente ricerca, che ha avuto lo scopo di valutare il comportamento bio-agronomico e la risposta produttiva di diversi genotipi di Sorghum bicolor (L.) Moench var. saccharatum in 3 ambienti pedo-climatici di altrettanti paesi europei posti a latitudini sensibilmente differenti (Grecia Centrale, Italia Centrale e Germania Nord-Orientale). Materiali e metodi La sperimentazione ha avuto luogo nel 2006 in Grecia, a Kopaida (38° 23’ N, 23° 05’E); nel 2009 in Germania, a Berlino (52° 28’ N, 13° 18’ E); nel 2010 in Italia, a Viterbo (42° 42’ N, 12° 08’ E). Sono state confrontate 4 varietà di sorgo zuccherino costituite negli USA tra gli anni ’70 e ’90 (Ali et al., 2008): ‘Keller’, ‘M81E’, ‘Dale’ e ‘Della’. Queste varietà sono caratterizzate da basse rese in granella, da culmi molto sviluppati in altezza e di diametro medio-grande (Mask e Morris, 2005), con elevato contenuto zuccherino e destinate alla produzione di sciroppo (Hunter e Anderson, 1997). Oggi, invece, si tende ad utilizzarle per la produzione di bioetanolo. In tutte e tre le località in cui ha avuto luogo la sperimentazione è stato adottato uno schema sperimentale a blocco randomizzato con 4 repliche e con superfici parcellari di 16 m2 (2 x 8 m). Dopo la semina, ad emergenza ultimata, è stato eseguito un diradamento, in modo da ottenere una densità colturale di circa 7,4 piante m-2. In tutti e tre gli ambienti il ciclo del sorgo è avvenuto in regime idrico naturale. Alla raccolta sono stati rilevati i seguenti parametri: altezza delle piante (cm), biomassa tal quale (t ha-1), sostanza secca (t ha-1) e glucidi totali solubili in acqua (t ha-1). Per stimare le rese in bioetanolo (l ha-1), è stato utilizzato lo specifico coefficiente di conversione degli zuccheri in alcol etilico (Miconi, 1973). Tutti i dati sperimentali ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza. Risultati I diversi ambienti geografici di coltivazione hanno evidenziato produzioni di biomassa tal quale e di sostanza secca (s.s.) significativamente diverse tra loro (fig. 1). Viterbo, con 92,0 t ha-1 di tal quale (20,0% di s.s.), ha fornito i risultati migliori, seguita da Kopaida con 70,3 t ha-1 di tal quale (21,8 % di s.s.) e da Berlino con 42,0 t ha-1 (18,8 % di s.s.). Per quanto riguarda la produzione di glucidi totali solubili in acqua (WSC), ‘M81E’, con 4,94 t ha-1, è risultata la varietà significativamente meno produttiva rispetto alle altre che hanno raggiunto livelli produttivi oscillanti tra le 6,35 t ha-1 di ‘Keller’ e le 7,38 t ha-1 di ‘Dale’ (fig. 2). Differenze statisticamente significative sono state rilevate anche fra le tre località (tab.1): i migliori risultati sono

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stati ottenuti in Grecia (9,39 t ha-1), in cui si sono raggiunte produzioni tre volte superiori a quelle della Germania (3,07 t ha-1). Le stesse differenze si sono evidenziate per le rese in bioetanolo (EtOH): dai 1,843 l ha-1 di Berlino fino ai 5,634 l ha-1 di Kopaida, passando per i 4,097 l ha-1 di Viterbo (tab. 1).

Figura 1 - Produzione media di biomassa tal quale e di sostanza secca (s.s.) distinta per località (gli istogrammi contrassegnati da lettere diverse indicano valori di biomassa tal quale significativamente differenti per P 0.05; i punti contrassegnati da lettere diverse indicano valori di s.s. significativamente differenti per P 0.05).

Figura 2 - Produzione media di glucidi totali solubili in acqua (WSC) delle quattro varietà sperimentate (le barre contrassegnate da lettere uguali non sono significativamente differenti per P 0.05).

Tabella 1 - Produzione media di glucidi totali solubili in acqua (WSC) e resa media in bioetanolo (EtOH) nelle tre località oggetto di studio (i valori seguiti da lettere diverse sono significativamente differenti per P 0.05). Kopaida Berlino Viterbo (Grecia) (Germania) (Italia) WSC (t ha-1) -1

EtOH (l ha ) WSC: zuccheri solubili in acqua EtOH: bioetanolo

9,39a

3,07c

6,83b

5,634a

1,843c

4,097b

Conclusioni La produzione di energia sotto forma di zuccheri o bioetanolo ha mostrato, com’era logico attendersi da una specie C4, un andamento decrescente all’aumentare della latitudine: Grecia › Italia › Germania. A Kopaida, infatti, sono state ottenute rese in WSC e, di conseguenza, in EtOH di circa il 30% e il 67% superiori rispettivamente a quelle ottenute a Viterbo e a Berlino. Pur con i limiti dovuti alla durata della ricerca di un solo anno per ambiente, queste informazioni sono utili in quanto da una parte confermano che per ottenere produzioni sufficientemente elevate da una coltura a ciclo primaverile-estivo occorre limitare attraverso il soccorso irriguo il deficit evapotraspirativo e dall’altra lasciano intravedere la possibilità di ampliare l’attuale areale colturale del sorgo zuccherino fino alle latitudini della Germania, a patto che vengano adottate man mano che diminuisce la somma termica disponibile per la coltura, varietà (o ibridi) di adeguata precocità. Bibliografia Ali M.L. et al. 2008. Assessment of genetic diversity and relationship among a collection of US sweet sorghum germplasm by SSR markers. Molecular Breeding, 21: 497-509. Mask P, Morris W (2005) Sweet sorghum culture and syrup production. In: Alabama Cooperative Extension System Publications. http://www.aces.edu/pubs/docs/A/ANR-0625/. Cited 6 November 2005. Hunter E. and Anderson I. 1997. Sweet Sorghum. Janick J (ed) Horticultural Reviews, 21: 73–104. Miconi C. 1973. Misure densimetriche e rifrattometriche. In Metodi di analisi enochimica: 99.

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Effetto del Tipo di Soluzione, della Durata e della Modalità di Lavaggio sull’Efflorescenza di Sali della Fascia d el Sigaro Toscano Sifola Maria Isabella 1, Di Giacomo Michele 2, Minissi Sandra 2 1

Dip. Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio, Università di Napoli Federico II, Via Università 100, 80055 Portic i (Napoli), sifo la@unina.it 2 MST, Dip. Ricerca e Qualità., Via E. Mattei 780, 55100 Lucca

Introduzione A causa dell’evidenziarsi di cristalli di sali organici di Ca (estrusione) sulla parte esterna (foglia di fascia), una certa quota di sigari viene scartata ad ogni ciclo di manifattura per motivi estetici, con evidenti danni economici. Anche se il fenomeno si presenta con un’incidenza apparentemente casuale, studi precedenti hanno dimostrato che esiste una relazione tra l’estrusione di sali, il contenuto di Ca del substrato di coltivazione, ed i trattamenti cui è soggetto il prodotto curato in fase pre-manifatturiera (lavaggi in acqua o in soluzioni specifiche) (Di Giacomo et al., 2009) e manifatturiera (condizionamento termico - colpo di calore) (Sifola et al., 2010). Scopo del presente lavoro è stato di approfondire l’indagine nella fase pre-manifatturiera indagando l’effetto del lavaggio, con o senza insufflaggio d’aria e/o rimescolamento delle soluzioni, sul contenuto di Ca di prodotto curato di provenienza mista, age ndo con maggiore dettaglio sui tempi di immersione rispetto alle esperienze precedenti (Di Giacomo et al., 2009).

Metodologia L’esperimento è stato condotto nell’autunno 2010 presso lo stabilimento delle Manifatture Sigaro Toscano sito in Lucca. In particolare, sono stati confrontati 6 tipi di soluzione di lavaggio (i. acqua di rubinetto, I controllo; ii. acqua distillata, II controllo; iii. acqua di rubinetto all’1% di acido citrico; iv. acqua di rubinetto al 4% di citrato di K; v. acqua di rubinetto allo 0,1% di idrossido K; vi. acqua distillata allo 0,1% di idrossido K), 2 durate di lavaggio (i. T5, immersione delle foglie per 5 minuti; ii. T40, immersione delle foglie per 40 minuti) e 2 diverse modalità di lavaggio (i. con insufflaggio d’aria nella vasca e/o rimescolamento delle soluzioni per tutta la durata di lavaggio; ii. senza insufflaggio d’aria). Alla fine dell’esperimento sono stati determinati, per via spettrofotometrica, i contenuti in Ca (mg g-1 sostanza secca, SS.) e K (% SS) di tutti i campioni di foglie curate prelevati a: i) T5 e ii) T 40, sia dalle vasche insufflate che non insufflate con aria. Tutti i trattamenti sono stati replicati due volte. Risultati I principali risultati sono riportati nella Tabella 1. Anche se le differenze non sono risultate significative (P = 0,1548), la maggiore durata del lavaggio ha ridotto il contenuto di Ca delle foglie curate. Tuttavia, l’effetto della maggiore durata del lavaggio si è annullato con l’insufflaggio d’aria nelle soluzioni (Fig. 1). Nessuna differenza di rilievo nel contenuto in Ca prodotto curato è stata registrata tra i diversi tipi di soluzione anche se l’acqua distillata, da sola o in presenza di soluto, è risultata quella in grado di determinare un maggiore effetto dilavante (valori più ntenuti di Ca, Tab. 1), con qualche differenza tra soluzioni insufflate con aria (rimescolate) e non nsufflate (dati non mostrati). Relativamente al K, valori significativamente più elevati sono stati registrati, come era da attendersi, nei campioni sottoposti a lavaggio con soluzione acquosa di citrato di K al 4% (Tab. 1). Al contrario, non è stato registrato nessun effetto dei tempi e delle modalità di lavaggio sul contenuto di K delle foglie curate (Tab. 1).

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Conclusioni I risultati del presente esperimento hanno conferma to l’utilità di tempi lunghi di lavaggio del prodotto , già riportata in esperienze precedenti (Di Giacomo et al., 2009). Tuttavia, considerando che la tecnica dell’insufflaggio d’aria nelle vasche ha interagito positivamente con i tempi di lavaggio, riducendone a parità di effetto la durata, anche lavaggi per tempi più brevi potrebbero risultare efficaci quando le soluzioni vengono rimescolate . Tabella 1. Effetto di differenti soluzioni, durate e modalità di la aggio (con e senza insufflaggio d’aria all’interno delle soluzioni) sul c ntenuto di Ca e K di foglie curate di tabacco Kentucky. La tabella dell’analisi di varianza (ANOVA) riporta la significatività dei trattamenti e delle loro interazioni. NS, non significativo. SS, sostanza secca. Trattamenti

Ca -1 (mg g SS)

Soluzioni di lavaggio

K (% SS.)

12,6 12,8 13,4 14,0 13,8 12,9

2,6 A 2,7 A 2,7 A 2,7 A 2,7 A 3,9 B

5 min 40 min

13,8 12,7

2,9 2,8

Modalità di lavaggio Senza insufflaggio d’aria Con insufflaggio d’aria

13,1 13,4

2,9 2,9

Acqua distillata Acqua distillata + idrossido K 0,1% Acqua di rubinetto Acqua di rubinetto + idrossido K 0,1% Acqua di rubinetto + acido citrico 1% Acqua di rubinetto +citrato K 4%

Tempi di lavaggio

Fig 1 Effetto della modalità e dei temp i di lavaggio sul contenuto in Ca delle foglie d i fascia d i tabacco Kentucky (P = 0,1866).

20 5minuti 40minuti 15

) S S -1 g 10 g m ( a C 5

ANOVA Soluzioni di lavaggio (S) Tempi di lavaggio (T) SxT Modalità di lavaggio (M) SxM Tx M S x T xM

NS NS NS NS NS NS NS

** NS NS NS NS NS NS

Senzainsufflaggio

Coninsufflaggio

Modalitàdi lavaggio

Bibliografia

Di Giacomo M. et al., 2009. Calcium excretion in dark tobacco leaves. CORESTA, Rovinj (Croatia) 4 - 8 October 2009, AP26. Sifola M.I. et al., 2010. Effetto dei trattamenti d i condizionamento sulla presenza d i sali sulla fascia del sigaro. XXXIX SIA Roma 20-22 settembre, 249 -25 0.

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Primi Risultati sull’Adattabilità e sulle Potenzialità Produttive del Ricinus communis L. per Usi Energetici in Tunisia Sortino Orazio1, Dipasquale Mauro1, Sidella Sarah1, Felfoul Mohamed2 1

DISPA - Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari. o.sortino@tiscali.it 2 Professeur ex Ingénieur Principal de la CPG (Compagnie des phosphates de Gafsa)

Introduzione La desertificazione costituisce uno dei più allarmanti processi di degradazione ambientale, con una forte implicazione sociale dal momento che oltre un terzo della popolazione mondiale è minacciata da tale problematica. La Tunisia possiede delle vaste zone semiaride saline a rischio di erosione, degradate, incolte e abbandonate. Le misure da adottare per contenere tale fenomeno riguardano l’implementazione dei sistemi di produzione agricola compatibili con l’ambiente. La ricerca deve essere quindi orientata al recupero delle aree attualmente abbandonate attraverso l’individuazione di specie tolleranti agli stress idrici e alla salinità. Tra queste, il Ricinus communis, specie oleaginosa poliennale appartenente alla famiglia delle Euphorbiaceae, possiede caratteristiche di arido-resistenza e tolleranza alla salinità e fornisce una produzione che può essere finalizzata allo sviluppo della filiera bioenergetica (Sortino et al., 2009); in virtù di queste proprietà, può pertanto essere impiegato sia per il contenimento dell’erosione, sia per finalità energetiche. Materiali e metodi L’esperimento è stato svolto dalla Sezione Agronomica del DISPA dell’Università di Catania nel 2009, in collaborazione con Commissariat Regional au Developpement Agricole de Gafsa.(Tunisia). La prova è stata condotta a Metlaoui (Lat. N 34°.18’; Long. E 8°.28’ a 189 m s.l.m.), nella parte sudoccidentale della Tunisia. Su un genotipo di (Ricinus communis L.) idoneo alla coltivazione poliannuale in ambiente semi-arido, selezionato dalla Sezione Agronomica del DISPA, da piante spontanee della Sicilia Sud-Orientale (Ragusa) sono state poste a confronto due differenti tecniche colturali: T1 - impiego di un ammendante (composto formato da una miscela di torba naturale, copolimero di acrilammide ed acrilato di potassio e lava con pomice rossa e nera dell’Etna macinate) che permette di immagazzinare acqua e cederla alle piante nei momenti di carenza idrica del suolo e T2 - tecnica colturale convenzionale. L’ammendante è stato applicato prima della semina nell’ordine di 15 g. per postarella a 10-15 cm di profondità. È stato adottato uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 6 ripetizioni. La semina è stata realizzata il 03/04/2009 su un terreno incolto, ponendo a dimora due semi per ciascuna postarella in parcelle di 20 m2 (2 x 10) e con un investimento unitario di (2 x 2 m). Durante il primo anno di prova sono state rilevate: le principali fasi fenologiche, l’altezza delle piante, la resa in seme, il peso 1000 semi, il contenuto in olio dei semi (metodo Soxhelet) e il relativo spettro acidico., rilevando anche il contenuto di umidità e le sostanze volatili e la gascromatografia degli acidi grassi. I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA). Risultati Dall’analisi dei dati fenologici è emerso come l’applicazione dell’ammendante ha determinato: una contrazione della fase semina – emergenza ed una posticipazione della fase emergenza – fioritura, infatti, differenze significative sono state ottenute negli intervalli semina – emergenza ed emergenza –

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fioritura mentre nessuna significatività è stata riscontrata nella fase fioritura – maturazione (Fig. 1). La completa maturazione dei semi, è avvenuta nella media dei due trattamenti in 197 giorni, con una anticipo di 13 giorni della tesi T2 rispetto a T1 (191 e 204 giorni rispettivamente). Le stature registrate nelle tesi allo studio hanno mostrato un andamento sempre crescente, con valori pressoché simili fino a 110 giorni dalla semina. Successivamente, la tesi T1 ha mostrato sempre valori superiori con un valore medio del 15% Dall’analisi dei risultati produttivi ottenuti, nelle prime due raccolte del primo anno, è stato possibile accertare un differente comportamento delle tesi allo studio. Nella media di queste è stata raggiunta una produzione di 1.6 t·ha-1. La tesi T1 con 1.7 t ha-1di seme e 0.8 t·ha-1 di olio ha fornito delle produzioni statisticamente superiori di quelle ottenute con la tesi T2 pari a 1.5 t ha-1 di seme e 0.7 t·ha-1 di olio. Anche il peso dei 1000 semi con 272 g e 237 g rispettivamente per T1 e T2 è risultato in accordo al precedente carattere mentre la percentuale di olio è risultata più alta nella tesi T2 (47.5%) rispetto alla tesi T1 (44.8%) (Tab. 1). Per quanto riguarda le caratteristiche dell’olio non sono state riscontrate differenze significative tra le tesi a confronto in merito al profilo acidico. Dall’analisi è emerso come l’olio vegetale risulta caratterizzato da una bassa acidità e da un elevato contenuto di acido ricinoleico (79.6%), il quale determina un’elevata viscosità dell’olio, che può comunque essere diminuita sottoponendo l’olio a trattamenti chimici, nell’ottica di un suo utilizzo energetico. Sulla base dei risultati ottenuti è emersa una chiara influenza dell’impiego dell’ammendante sulla resa in seme e in olio.

Fig.1 Durata del ciclo biologico e di alcuni suoi intervalli nelle tesi poste allo studio

Trattamento

Produzione t ha-1

T1 con ammendante T2 tradizionale Media

% Olio

Produzione di olio t ha-1

1.7a

Peso dei 1000 semi (g) 272a

47.4

0.81

1.5b

237b

44.8

0.67

1.6

254.5

46.1

0.74

Tab. 1 Resa e suoi componenti delle tesi poste allo studio

Conclusioni I risultati di questa prova preliminare volta all’introduzione ed alla valutazione della produttività del Ricinus communis in Tunisia, consentono di trarre un giudizio complessivo positivo. La buona adattabilità dimostrata dalla specie ha messo in evidenza che tale coltura può essere coltivata in zone aride, su suoli poveri e con carenza idrica nell’ottica della costituzione di bio-raffinerie per la produzione di olio vegetale da destinare alle molteplici trasformazioni industriali. Inoltre, questa specie può consentire il ripristino della copertura vegetale di aree marginali e il contenimento del fenomeno di desertificazione. In conclusione, in virtù dell’adattabilità dimostrata e delle rese prodotte, il Ricinus communis potrebbe essere inserito negli ambienti marginali della Tunisia sud-occidentale. Bibliografia Sortino O. et al., 2009. Effect of the low input application on the oil production of the perennial Ricinus communis in Sicily. 2° Convegno della Società Italiana di Bioenergie e Agroindustria (SIBA). Roma, 4 – 5 Maggio 2009.

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Valutazione del contenuto in composti funzionali ed in contaminanti in relazione alla severità della decorticazione di frumento tenero Valentina Sovrani, Massimo Blandino, Federico Marinaccio, Amedeo Reyneri Dip.di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio, Univ.Torino, IT, valentina.sovrani@unito.it

Introduzione Recentemente si è valutata la possibilità di sostituire antiossidanti sintetici con alternative naturali, primi fra tutti i fenoli derivanti dai cereali (Liyana-Pathirana et al., 2006). Nel frumento gli antiossidanti sono concentrati negli strati più esterni della cariosside (Anson et al., 2008 ), che però vengono allontanati durante le operazioni molitorie. Inoltre la porzione corticale più esterna della granella risulta essere quella in cui si concentrano contaminanti sintetici o naturali, quali deossinivalenolo (DON), metalli pesanti (cadmio e piombo) e residui di fitofarmaci (Pinson-Gadais et al., 2007). Rispetto alla macinazione convenzionale, la decorticatura è un processo che permette, mediante abrasione, di rimuovere gradualmente le frazioni cruscali. Questa tecnica viene usata efficacemente per decontaminare la farina da DON (Cheli et al., 2010), ma riduce anche i fattori nutrizionali. L’obiettivo di questo studio è stato quello di individuare la frazione cruscale a più elevato valore nutrizionale ma con minore contenuto di contaminanti. Metodologia Tre lotti di 3 varietà di frumento con diversa durezza della cariosside sono state sottoposte ad un processo di decorticazione progressiva, utilizzando una decorticatrice da laboratorio (Mod. TM-05) a velocità costante (55Hz), ma con tempi diversi per ottenere la stessa percentuale in peso per ogni varietà. Le varietà a confronto sono state Bolero (soft), Bologna (medium-hard) e Taylor (hard). La decorticazione ha rimosso inizialmente il 5% del peso complessivo della granella, allontanando la corrispondente frazione più esterna (0-5%); la porzione di cariossidi rimanente è stata ulteriormente decorticata rimuovendo un ulteriore 5% del peso iniziale della granella (5-10%). Si è così proceduto secondo queste modalità fino ad ottenere 5 frazioni progressivamente più interne, secondo il protocollo proposto da Beta et al. (2005). Complessivamente sono stati analizzati 7 frazioni di granella per ciascuna varietà: lo sfarinato integrale, ottenuto in seguito a macinazione della granella intera con un molino da laboratorio (Retsch ZM 200 con griglia da 1mm), le frazioni 0-5%, 5-10%, 10-15%, 15-20% e 20-25% ed il rimanente 75% della granella corrispondente all’endosperma. Ciascun campione è stato analizzato per il contenuto in acidi fenolici liberi (metodo HPLC-DAD), alchiresorcinoli (estrazione con etileacetato della frazione lipidica polare e analisi gascromatografica, previa silanizzazione), attività antiossidante totale (metodo DPPH), deossinivalenolo, cadmio e piombo (metodica LC-MS). L’analisi statistica è stata effettuata secondo il metodo REGW. Risultati Le 3 varietà non hanno evidenziato differenze significative per i valori di capacità antiossidante totale e di contenuto in acidi fenolici liberi, acido ferulico libero, alchilresorcinoli e -glucani. Il contenuto in acidi fenolici liberi, mediamente pari a 100 µg 100g-1 nella frazione più esterna delle tre varietà (Tab.1), decresce significativamente procedendo verso l’interno della cariosside. La frazione più esterna (0-5%) ha un contenuto in acidi fenolici del 21% superiore alle frazioni 5-10% e 10-15%, mentre i valori della granella intera risultano dell’83% inferiori. L’acido ferulico è risultato il principale acido fenolico presente nelle tre varietà ed è stato rilevato in quantità oltre 6 volte superiore rispetto agli altri acidi presenti: caffeico, clorogenico, siringico, protocatecuico, gallico, idrossibenzoico.

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La frazione corrispondente al 5-10% è risultata la più ricca di alchilresorcinoli e -glucani, pur non differenziandosi significativamente dalle frazioni 0-5% e 10-15%. Il contenuto di entrambi questi composti si riduce significativamente con la frazione 15-20%. L’attività antiossidante totale quantificata nelle diverse frazioni ha evidenziato un andamento simile a quello degli acidi fenolici, con una diminuzione procedendo dall’esterno verso l’interno della cariosside. Le frazioni 0-5%, 5-10% e 10-15% non si sono differenziate significativamente per i valori di attività antiossidante, che inizia a diminuire significativamente solo dopo il terzo passaggio di decorticazione (15-20%). L’attività antiossidante dell’endosperma (75%) è risultata del 86% e del 43% inferiore rispettivamente dello strato più esterno (0-5%) e della granella intera. L’analisi del contenuto in DON ha mostrato come la frazione 0-5% presenti la contaminazione maggiore, che viene significativamente abbassata ad ogni successiva decorticazione, riducendosi fino ad otto volte allontanando le prime tre frazioni (0-5%, 5-10%, 10-15%). Tra i metalli pesanti analizzati, solamente il cadmio è stato rilevato in tracce nello 0-5%. Non sono stati quantificati residui di fitofarmaci nella granella intera e in nessuna delle frazioni considerate. Tab.1 Contenuto di composti nutrizionali e contaminazione da DON nella granella intera e in sottofrazioni ottenute a seguito di decorticazione. DON Attività antiossidante totale (µg 100g-1) (µg 100g-1) (mg g-1) (%) (mmol TE kg-1) (µg kg-1) 0-5% 102.8 a 66.2 a 2.4 a 1.1 a 5.6 a 1434 a 5-10% 82.7 b 53.6 ab 3.0 a 1.8 a 5.1 a 547 b 10-15% 70.5 b 47.6 ab 2.2 ab 1.5 ab 4.6 a 265 c 15-20% 53.7 c 38.5 abc 1.4 bc 1.1 bc 3.2 b 132 d 20-25% 39.8 d 27.0 bcd 1.0 cd 0.8 cd 2.5 bc 117 d 75% 6.3 e 4.1 d 0.4 d 0.4 d 0.8 d 6e granella intera 17.0 e 12.4 cd 0.8 cd 0.5 cd 1.4 cd 131 d I valori riportati si riferiscono alla media di 3 varietà. Valori nella stessa colonna seguiti dalla stessa lettera non sono significativamente differenti (P<0.05; test REGW). Frazioni granella

Acidi fenolici liberi

Acido ferulico libero

Alchilresorcinoli

-glucani

Conclusioni La concentrazione dei composti a valenza nutrizionale esaminati si conferma superiore nelle frazioni più esterne (0-15%) secondo un andamento sostanzialmente simile per gli acidi fenolici, l’acido ferulico, gli alchilresosrcinoli e quindi il potere antiossidante. D’altra parte la presenza di contaminanti, quali DON e metalli pesanti, appare anch’essa concentrarsi negli strati periferici (0-10%). Alla luce dei risultati ottenuti, la prima frazione cruscale utile a bilanciare il valore nutrizionale ed i livelli di contaminazione, risulta quindi corrispondere al 10-15%; questa frazione arricchita in componenti nutrizionali, potrebbe essere utilizzata, in miscela con farine, per ottenere prodotti ad elevato profilo nutrizionale e con una maggiore shelf life. Bibliografia Anson, N. et al. 2008. Ferulic acid from aleurone determines the antioxidant potency of wheat grain (Triticum aestivum L.). J.Agr. Food Chem. 56:5589-5594. Beta, T. et al. 2005. Phenolic content and antioxidant activity of pearled wheat and roller-milled fractions. Cer. Chem. 82(4):390-393. Cheli F.,et al. 2010. Effects of industrial processing on the distributions of deoxynivalenol, cadmium and lead in durum wheat milling fractions. LWT – Food science and Technology 43:1050-1057. Liyana-Pathirana, C., Shahidi F., 2006. Antioxidant properties of commercial soft and hard winter wheats (Triticum aestivum L.) and their milling fractions. J. Sci. Food Agr. 86:477-485. Pinson-Gadais, L. et al. 2007. Distribution of toxigenic Fusarium spp. and mycotoxin production in milling fractions of durum wheat. Food Add. Contam. 24:53-62.

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Effetto della Nutrizione Azotata su Alcuni Indici Fogliari del Frumento Duro in Relazione allo Sviluppo Fisiologico Fabio Stagnari, Valentina Di Stefano, Stefano Speca, Michele Pisante Centro di Ricerca e Formazione in Agronomia e Produzioni Vegetali, Univ. Teramo, IT, fstagnari@unite.it

Introduzione La fertilizzazione azotata ha effetti ben noti sulla resa e le sue componenti e sullo sviluppo e crescita del frumento tenero (Fois S et al., 2009). Una scarsa disponibilità azotata, alla stregua di stress abiotici, accelera la maturazione, aumenta la temperatura della canopy ed influenza negativamente l’apertura stomatica (Dickinson et al.,2002). Deficit azotati, inoltre, causano una riduzione del contenuto in clorofilla delle foglie, ed influenzano negativamente l’efficienza della mobilitazione degli assimilati verso i sink durante la senescenza fogliare, modificando così l’attività e la durata della foglia (Ellen, 1987). In condizioni non limitanti di azoto l’età della foglia aumenta grazie ad un ritardo nella demolizione della clorofilla durante la maturazione (Yang, 2000). L’obiettivo del presente studio è indagare l’effetto della disponibilità azotata su alcuni traits fogliari del frumento duro in relazione alla produzione e qualità. Metodologia L’esperimento è stato condotto nell’anno 2010-2011, presso il campo sperimentale dell’Università di Teramo in località Mosciano Sant'Angelo (42° 43' 21.27" N, 13° 53' 51.56" E, elevazione 103m), in un clima tipicamente mediterraneo, con le piogge concentrate principalmente tra ottobre e aprile. Il suolo è di tessitura franco-argillosa con un contenuto naturale di azoto e sostanza organica molto bassi. Secondo uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, sono state poste a confronto quattro dosi di fertilizzazione azotata (50, 100, 150, 200 kg/ha). Il frumento duro (var. grecale) è stato seminato in semina diretta il 19/11/2010 a una dose di 350 semi germinabili/m2 per ottenere una densità finale di 300-400 spighe/m2, valore ottimale per le moderne cultivar di frumento duro in ambiente mediterraneo. Al momento della semina sono stati applicati 80 kg di P 2O5; le infestanti dicotiledoni e graminacee sono state controllate con il diserbo chimico. I trattamenti azotati sono stati effettuati in copertura con urea allo stadio di fine accestimento inizio levata. Durante il ciclo della coltura, a partire dalla fioritura, a intervalli di 7 giorni, è stata campionata la biomassa, sono state misurata la temperatura della canopy, la temperatura fogliare, la resistenza fogliare e la variazione del contenuto in clorofilla. La biomassa è stata prima separata in steli, foglie, spighe e cariossidi e successivamente sono stati determinati il peso e la percentuale di sostanza secca. La temperatura della chioma è stata misurata con un termometro a infrarossi (Everest Interscience INC: Infrared Thermometry, Model 100L) effettuando 10 letture per ogni parcella. La resistenza fogliare, misura indiretta della permeabilità stomatica (Rebetzke et al., 2000), è stata misurata con un porometro portatile (Leaf Porometer, Steady State Diffusion Porometer, Model SC-1) su foglie esposte al sole di 10 piante diverse. La variazione del contenuto in clorofilla è stato misurato con un chlorophill meter (SPAD, Minolta) su 10 piante diverse per ogni parcella. Le condizioni micro meteorologiche parcellari sono state monitorate attraverso una stazione meteo collocata in loco. Sono stati rilevati, per tutta la durata dell’esperimento temperatura giornaliera dell’aria , precipitazioni giornaliere, umidità relativa, intensità e direzione del vento, umidità del suolo. I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA). Infine è stato calcolato il coefficiente di correlazione lineare tra i livelli di azoto e i valori degli indici fogliari osservati. Risultati La nutrizione azotata ha abbassato significativamente i valori medi della temperatura della canopy secondo una andamento tendenzialmente lineare (Fig. 1d) e, talvolta tali valori sono risultati maggiori della temperatura dell’aria. Il trend negativo significativo è stato confermato anche dai valori di

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temperatura della singola foglia (Fig. 1c). Il contenuto in clorofilla è aumentato significativamente con l’incremento della dose azotata (Fig. 1b).

Figura 1.Variazione della conduttanza fogliare (a), del contenuto in clorofilla (b), della temperatura fogliare (c) e della canopy (d) in funzione della fertilizzazione azotata

Tabella 1. Significatività dopo l’analisi ANOVA F-testa SED CV (%) a

CT ** 0.044 0.23

SPAD ** 0.160 0.51

LT ** 0.160 0.81

LogLR ** 0.003 0.15

ns, non significativo; *, significativo per p<0.05; ** significativo per p<0.001

Conclusioni L’esperimento ha evidenziato un’influenza significativa della nutrizione azotata sulle caratteristiche fogliari analizzate. I risultati ottenuti indicano che elevati contenuti di azoto, favorendo un aumento della superficie fogliare, inducono elevati tassi di traspirazione; ciò è confermato da valori termici inferiori a livello fogliare e di canopy in generale. Tale condizioni favoriscono una migliore attività fisiologica e una maggior durata della vita fogliare con maggiori rese e qualità del prodotto. Bibliografia Dickinson, R.E., Berry, J.A., Bonan, G.B., Collatz, G.J., Field, C.B., Fung, I.Y., Goulden, M., Ellen, J., 1987. Effects of plant density and nitrogen fertilization in winter wheat(Triticum aestivum L.). I. production pattern and grain yield. Neth.J.Agric.Sci.35, 137-153. Fois S. et al.2009. The effect of nitrogenous fertilizer application on leaf traits in durum wheat in relation to grain yield and development. Field Crops Research 110, 69-75. Rebetzke, G.J., Read, J.J., Barbour, M.M., Condon, A.G., Rawson, H.M., 2000. A handheld porometer for rapid assessment of leaf conductance in wheat. Crop Sci. 40, 277–280. Yang, J., Zhang, J., Huang, Z., Zhu, Q., Wang, L., 2000. Remobilization of carbon reserves is improved by controlled soil-drying during grain filling of wheat. Crop Sci., 40, 1645-1655.

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Itinerari Tecnici nella Coltivazione di Elicriso [ (Roth.) G. Don, ssp. (Willd.) Nyman] Giuseppe De Mastro, Luigi Tedone, Cosimo Manzoni, Leonardo Verdini, Nicola Grassano Dip. di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali, Univ. degli Studi di Bari Aldo Moro, Bari, IT

Il genere Helichrysum include circa 500 specie diffuse in Europa, Asia, Africa e Australia, di cui (Roth) G. Don, riveste un certo interesse per utilizzo erboristico. Trattasi di un suffrutice perennante aromatico, alto 25-40 cm, con numerosi fusti contorti e con rami fertili, fitti e anch’essi contorti, lunghi fino a 30 cm, foglie lineari e squamiformi di colore verde argentato-grigio cenere, lunghe 1-5 mm e larghe circa 1 mm. Il fiore è un capolino di colore giallo intenso e di odore penetrante, mentre l’infiorescenza, costituita da 25-35 capolini, è un corimbo. Il frutto è un achenio ovale-oblungo molto piccolo (3-5 mm), di colore bruno. La specie è diffusa in tutti i Paesi che si affacciano nel mediterraneo, entrando a far parte del paesaggio, è presente in tutte le regioni italiane, in maniera più estesa negli areali costieri e acquatici. L’interesse erboristico di tale specie è legato alle infiorescenze, raccolte prima della fioritura completa (il tempo balsamico è compreso tra lo stadio fenologico di inizio e piena fioritura), prevalentemente per l’ottenimento dei principi attivi presenti nell’olio essenziale contenuto nel citoplasma dei tricomi ghiandolari che ricoprono la parte aerea della pianta (Bettiol, 1993) e che risulta ricco in componenti quali: nerolo, neril acetato, e pinene, geraniolo, isovaleranale, flavonoidi (elicrisina, apigenina, luteolina), lattoni sesquiterpenici. Diversi sono i campi di impiego degli estratti di elicriso: come componente di profumi, sostanze dermofunzionali, cosmesi, come protettivo solare, lenitivo, tonificante e stimolante su pelli atoniche. Considerando l’interesse erboristico della coltura, nell’ottica della necessità di razionalizzare la tecnica agronomica e svincolarla a sistemi di raccolta allo stato spontaneo, si riporta uno studio sulla possibilità di messa a punto di una filiera industriale dell’elicriso in Italia meridionale, con particolare attenzione alla tecnica agronomica della coltura. Le prove sono state condotte, durante il periodo 1999-2006 presso il Centro Didattico sperimentale E. Pantanelli, sito a Policoro (MT), area a forte vocazione orto-frutticola, situata nella piana di Metaponto, caratterizzata da notevole fertilità. Per la prova è stato utilizzato un biotipo di (Roth.) G. Don, ssp. , raccolto lungo la valle del fiume Sinni, in Basilicata, e già preliminarmente valutato per aspetti biometrici. La prova è stata impostata rispettando i criteri generali previsti dall’agricoltura biologica, in considerazione del principio che le aziende erboristiche richiedono principalmente materiale certificato in biologico. Sono state utilizzate due variabili agronomiche, secondo uno schema sperimentale a parcelle suddivise: − due sesti di impianto: 70 × 30 cm (4.8 piante m-2) e 70 × 60 cm (2.4 piante m-2); − due epoche di raccolta, effettuate in fase di inizio fioritura e in piena fioritura. Alla raccolta, iniziata a partire dal secondo anno di impianto, si è provveduto a valutare la produzione erboristica (in sommità fiorite e in capolini), la resa in capolini essiccati, il contenuto in sostanza secca. Su campioni rappresentativi delle differenti tesi si è provveduto a determinare la resa in olio essenziale e la sua composizione mediante GC MS. Tutti i dati sono stati sottoposti ad analisi statistica e le differenze valutate attraverso il Test Student Newman Keuls.

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La resa in capolini secchi è risultata crescente fino al terzo anno di impianto (2001), con valori di 4.15 t ha-1 in prodotto essiccato (Tabella 1). Negli anni successivi la produzione è scesa al di sotto di 3 t ha-1, per il notevole diradamento dei cespi dovuto alla loro moria. Le variabili agronomiche applicate sono risultate significative nell’influenzare tale parametro: la densità di impianto maggiore ha infatti influenzato la produttività, con resa media di 2.85 t ha-1 rispetto a 2.09 t ha-1 nel sesto di impianto di 2.4 piante m-2; notevole la differenza di resa fra la raccolta effettuata in fase di inizio fioritura e quella di piena fioritura, rispettivamente di 1.83 t ha-1 e di 3.11 t ha-1. La resa in olio essenziale, componente qualitativa rilevante per la valorizzazione del prodotto, è risultata poco influenzata dall’età dell’impianto (Tabella 1). Notevoli invece le differenze dovute all’epoca di raccolta, con una resa in olio essenziale decisamente più alta in fase di inizio fioritura (0.67 ml/100 g ss rispetto a 0.10 ml/100 ss della fase di inizio fioritura). Altrettanto ridotta è risultata la differenza fra le tesi a diverse densità di impianto. La produzione in olio essenziale ha evidenziato differenze rispondenti a quelle riscontrate con la resa in capolini secchi. L’annata di maggior produzione è infatti risultata essere il 2001, terzo anno di impianto, con una produzione di 19.36 l ha-1. Tabella 1. Principali parametri produttivi e qualitativi rilevati nel corso della prova. Anno

Inizio fioritura

Media

Piena fioritura

Produzione capolini secchi

sostanza secca

resa olio

produzione olio

Produzione capolini secchi

sostanza secca

resa olio

produzione olio

Produzione capolini secchi

sostanza secca

resa olio

produzione olio

(t ha-1)

(%)

ml 100 g ss

l/ha

(t ha-1 )

(%)

ml 100 g ss

l/ha

(t ha-1)

(%)

ml 100 g ss

l/ha

0,10

1,84

3,11

0,67

20,73

IMPIANTO A 2,4 PIANTE/M2

IMPIANTO A 4,8 PIANTE/M2

Media densità (p/mq)

Media generale

1,83

36,90

42,92

2,47

0,39

11,28

L’analisi GC/MS dell’olio essenziale di elicriso ha evidenziato una composizione chimica variegata, con l’identificazione di 40 composti chimici diversi, di cui α-pinene, presente in percentuale del 23,69%, β-selinene 14,06%, trans-caryophyllene, 10,1% sono risultati i prevalenti. Tale composizione rende il prodotto consigliabile per diversi settori, quali aromaterapia, profumeria, liquoristica. I risultati conseguiti sulla coltivazione dell’elicriso appaiono promettenti, fornendo utili indicazioni circa gli itinerari tecnici sulla coltivazione di questa coltura officinale, incoraggiante per l’inserimento nel mercato del settore erboristico. Bianchini A. et al., 2003. A comparative study of volatile constituents of two Helichrysum italicum (Roth.) Guss. Don Fil subspecies growing in Corsica (France), Tuscany and Sardinia (Italy). Flavour Fragr. J., 18, 487-491. Bianchini A. et al., 2001. Composition of Helichrysum italicum (Roth.) G. Don fil., ssp. italicum, essential oil from Corsica (France). Flavour Fragr. J., 16, 30 – 34. Voltolina G., 1999. Elicriso, una regina del Mediterraneo. Erboristeria Domani, 12, 42-50. Marzi V., De Mastro G., 2008. Piante officinali, coltivazione, trattamenti di post-raccolta, contenuti in principi attivi, impieghi in vari settori industriali ed erboristici. Adda Editore.

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Conversione di Putting Green da Agrostis stolonifera a Ibrido di Gramigna Mediante l’Impiego di Piante Preradicate M. Volterrani1, M. Mocioni2, P. Croce3, A. De Luca2, S. Magni1, N. Grossi1 1

CeRTES, Centro Ricerche Tappeti Erbosi Sportivi, Dip. di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Univ. di Pisa, IT, marco.volterrani@agr.unipi.it 2 FIG, Federazione Italiana Golf, Sutri, IT 3 GEE, Golf Environment Europe, Edinburgh, UK

Per mutati andamenti climatici, esigenze di risparmio idrico e future restrizioni nell’uso dei pesticidi è prevedibile che l’impiego delle gramigne si diffonda progressivamente nei percorsi di golf in area mediterranea, sia per le nuove realizzazioni che nella conversione dei campi esistenti, seppur con tecniche e varietà diverse a seconda che si tratti di fairway o putting green. La tecnica ordinaria di sostituzione del tappeto erboso di un green comporta la rimozione della copertura vegetale preesistente e spesso onerosi interventi di ripristino della morfologia originale della superficie di gioco. Al fine di ridurre i tempi e i costi associati all’intervento di conversione, si stanno affermando tecniche semplificate nelle quali la copertura erbosa preesistente viene devitalizzata chimicamente ma non completamente rimossa, mentre un successivo diradamento meccanico viene eseguito al fine di favorire l’insediamento della nuova varietà mediante stolonizzazione (Hartwiger, 2007). Un metodo innovativo di impianto di specie macroterme è rappresentato dalla messa a dimora di piante preradicate in pane di torba. Questa tecnica risulta particolarmente vocata come sistema semplificato di conversione dei putting green poiché l’impiego di piante dotate di foglie e radici integre ed attive valorizza le potenzialità di insediamento delle piante stesse, minimizzando gli effetti della mancata lavorazione del terreno (Volterrani e Magni, 2006). Un punto della tecnica che necessita di essere investigato è la identificazione della densità di impianto che fornisca una copertura del terreno il più possibile rapida e rispondente alle caratteristiche del gioco. Una prova sperimentale avente lo scopo di determinare l’effetto della densità di impianto sulla velocità di insediamento e sulle caratteristiche del tappeto erboso di un putting green è stata condotta presso il Golf Club “Le Querce” di Sutri (VT). A tale fine un putting green in Agrostis stolonifera var. Pencross, è stato trattato con glyphosate alla dose di 3 L ha-1 di p.a. Il cotico devitalizzato è stato successivamente diradato mediante scalping e verticut ripetuti. Il 30 Giugno 2009 è stata eseguita una carotatura con fustelle di 22 mm di diametro interno, alla profondità di 5 cm e con una densità di 100 fori m-2. Nei fori sono state alloggiate piante di Cynodon dactylon transvaalensis var. Champion ottenute da talee mono-nodali, allevate in pane di torba. Le densità di impianto sono state di 25, 50 e 75 piante per metro quadrato. Le parcelle sperimentali avevano dimensioni 2,5 2,5 m ed erano disposte in un disegno sperimentale a blocco randomizzato con tre replicazioni. Nelle due settimane successive al trapianto sono state effettuate due irrigazioni al giorno per incoraggiare l’insediamento, mentre un solo intervento giornaliero è stato adottato fino ad insediamento completo. Il taglio ha avuto inizio a due settimane dal trapianto. L’altezza di taglio è stata impostata a 10 mm fino al raggiungimento della copertura completa ed in seguito portata in modo graduale a 5 mm. Da Luglio a Settembre sono state apportate 189 unità di N e 100 unità di K2O da fonti solubili. Al fine di ottenere la necessaria levigatezza sono state effettuate 6 rullature, 3 sabbiature (per un totale di 6 mm di materiale di riporto) ed un verticut (30 Settembre). A partire da 7 giorni dall’impianto è stata rilevata la copertura percentuale del terreno mediante analisi dell’immagine. Il 6 Ottobre 2009 è stata prelevata una carota di

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27 cm2 per ogni parcella per la determinazione delle seguenti caratteristiche del tappeto erboso di gramigna: densità di culmi, densità di foglie, densità di fusti orizzontali, lunghezza media degli internodi, diametro medio degli internodi e densità di nodi. I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza previa trasformazione angolare dei dati percentuali. La più bassa densità di impianto ha fatto registrare la minore copertura del terreno nella maggioranza dei rilievi ma l'insediamento si è potuto ritenere completo dopo 6 settimane dall'impianto per tutte le tesi a confronto (Tabella 1). Tabella 1. Percentuale di copertura del terreno alle densità di trapianto di 25, 50 e 75 piante m-2. ____________________________ Densità di Copertura (%) 2009 ____________________________ trapianto 7 lug 14 lug 21 lug 28 lug 4 ago 11 ago (piante m-2) 1 25 9,3 a 16,7 a 26,7 a 33,3 a 73,3 a 100,0 50 15,7 b 40,0 b 50,3 b 63,3 ab 91,7 b 100,0 75 20,3 c 43,3 b 55,0 b 80,0 b 98,7 b 100,0 1

= valori contrassegnati da lettere uguali non sono significativamente diversi per P

0,05

Nonostante una velocità di insediamento paragonabile, alla fine della stagione di crescita alcune caratteristiche del tappeto erboso sembrano conservare gli effetti della densità di impianto, In particolare è stata osservata una minore densità di foglie in relazione alla minore densità di impianto mentre la densità di impianto più elevata ha prodotto fusti orizzontali con internodi mediamente più lunghi ed una conseguente minore densità di nodi (Tabella 2), Tabella 2, Caratteristiche del tappeto erboso del putting green derivante dal trapianto di 25, 50 e 75 piante m-2 (6 Ottobre 2009), _______ _______________________ Fusti verticali _______ Fusti orizzontali _______________________ Densità di Densità di Densità di Densità di Lunghezza Diametro Densità di trapianto culmi fusti media intermedio internodi foglie -2 (piante m ) (n° cm-2) (n° cm-2) (cm cm-2) nodi (cm) nodi (mm) (nodi cm-2) 25 13,2 4,6 4,7 1,8 1,0 2,8 50 14,5 5,5 5,6 1,8 1,1 3,1 75 15,7 5,2 4,1 2,4 1,1 1,8 DMS (0,05) 1,3 n,s, n,s, 0,3 n,s, 0,8 Tra le densità di impianto a confronto (25, 50 e 75 piante preradicate per metro quadrato) non è stato osservato un effetto rilevante nel determinare il tempo di completamento della copertura del terreno di un putting green, mentre differenze significative sono emerse nell'architettura delle singole piante, Le differenze osservate nella densità di foglie possono influenzare la qualità tecnica del tappeto erboso in quanto a portanza e resilienza mentre una minore densità di nodi può rappresentare un minore potenziale di recupero dei danni, Hartwiger C,, 2007, No till in no time, USGA Green Section Record, 45(6), 22-26, Volterrani M,, Magni S,, 2006, Le tecniche di insediamento dei tappeti erbosi, PhytoMagazine, 15, 51-58,

La Ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto “Sistemi avanzati per la produzione vivaistica di tappeti erbosi di specie macroterme ad uso multifunzionale a basso consumo idrico ed energetico”, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali,

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Vitalità Post-espianto dei Meristemi Intercalari di Gramigna Ibrida da Tappeto Erboso Volterrani1 M., Guglielminetti2 L., Magni1 S., Gaetani1 M., Caturegli1 L., Grossi N1., Lulli1 F. 1

CeRTES - Centro Ricerche Tappeti Erbosi Sportivi, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema, Università di Pisa. Tel. 050 2218957; fax 050 2218970; e-mail marco.volterrani@agr.unipi.it 2 Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie, Università di Pisa, e-mail lgugliel@agr.unipi.it

Per le specie macroterme, e in modo particolare per la gramigna, la disponibilità di seme commerciale rende la semina un sistema di propagazione pratico ed economico. Le varietà selezionate e di alta qualità di gramigna sono però ibridi sterili che non producono seme vitale (Volterrani e Magni, 2006). In tali casi, l’unico sistema di propagazione è quello vegetativo. La conservazione di materiale vegetativo di specie macroterme, del resto, rimane tuttora un argomento poco esplorato sia per le modalità, sia per la durata del periodo di conservazione. La ricerca ha avuto lo scopo di monitorare parallelamente la capacità di generare nuove piante e, nell’ipotesi che una sua perdita causi una variazione della vitalità dei nodi, il livello di amido in nodi di Cynodon dactylon x transvaalensis cv Patriot espiantati da piante madri e mantenuti in condizioni controllate di conservazione. Da stoloni di piante madri di Cynodon dactylon x transvaalensis (Cd x t) cv Patriot il giorno 2 febbraio 2010 sono stati prelevati dei nodi dotati di una piccola porzione di internodo da entrambe le parti, in media la loro lunghezza era di 6 mm ed il diametro dell’internodo era di 2,6 mm. Il prelievo prevedeva l’eliminazione della parte distale degli stoloni contenente i primi 4 nodi, poiché considerati ancora in fase di accrescimento e quindi non completamente lignificati (Roche e Loch, 2005). I nodi sono stati conservati con l’umidità di raccolta, che risultava pari al 40%, in contenitore in vetro di 500 cm3 sigillato, riempito per ⇠ del suo volume e mantenuto in cella frigorifera alla temperatura costante di 6° C. Settimanalmente, a partire dal 9 febbraio 2010, 30 nodi sono stati prelevati dal contenitore e posti a germogliare in capsule Petri da 9 cm di diametro, riempite con 66 ml di torba inumidita con 15 ml di acqua e messe ad incubare in armadio climatico (temperatura: 30° C; umidità relativa: 75%; fotoperiodo: 14 h). Durante due settimane di incubazione, per ciascuna data di prelievo è stata effettuata la conta dei nodi germogliati. I prelievi dei nodi conservati a 6° C e le relative incubazioni in armadio climatico sono stati ripetuti per 22 settimane fino al 20 luglio 2010. Nelle stesse date, su ulteriori 30 nodi, è stato determinato il contenuto in amido secondo il metodo descritto in Smouter e Simpson (1989). La germogliabilità dei nodi al momento del prelievo dalle piante madri era del 90%. A sei settimane dall'espianto il valore della vitalità risultava dimezzata mentre si attestava intorno al 30% dopo 10 settimane dall’espianto. La completa assenza di germogli vitali si è manifestata a partire dalla ventesima settimana (Fig. 1). La diminuzione nel contenuto di amido è avvenuta principalmente nelle prime quattro settimane di conservazione (Fig. 2).

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250

100 90

200

80 70

150

60 50

100

40 30

20 10

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 13 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 20 2 1 2 2

0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Percentuale di germogliamento di nodi di Cdxt cv Patriot conservati a 6°C incubati in armadio climatico (T 30°C; U.R. 75%; fotoperiodo 14 h).

Contenuto in amido (mg di amido per g di peso fresco) di nodi di Cdxt cv Patriot conservati a 6°C.

La germogliabilità dei nodi conservati a 6°C decresce nel corso delle settimane di conservazione fino ad annullarsi dalla ventesima settimana. Diversamente da quanto ipotizzato non è apparsa alcuna associazione tra la vitalità dei nodi ed il loro contenuto in amido. Roche M.B., Loch D.S. 2005. Morphological and developmental comparisons of seven greens quality hybrid bermudagrass (Cynodon dactylon (L.) Pers. x C.transvaalensis Burtt-Davy) cultivars. International Turfgrass Society Research Journal 10:627-634. Smouter H., Simpson R.J. 1989. Occurrence of fructans in the gramineae (Poaceae). New Phytologist 111(3):359-368. Volterrani M., Magni S. 2006. Le tecniche di insediamento dei tappeti erbosi PhytoMagazine 15:51-58.

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Sessione III (alimentari, energetiche, ornamentali)

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Keynote

Le Filiere Ortofloricole tra Chilometro Zero e Globalizzazione Cherubino Leonardi e Daniela Romano Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Università di Catania cherubino.leonardi@unict.it, dromano@unict.it.

Introduzione Nell’ambito del bacino del Mediterraneo e del continente europeo l’Italia è certamente uno dei più rilevanti poli di diffusione delle colture ortofloricole. Sebbene tali colture occupino una superficie piuttosto contenuta, la loro importanza economica è assai ragguardevole: contribuiscono, infatti, per oltre il 25% alla produzione lorda vendibile delle colture del nostro Paese. Il rilievo del comparto è rilevabile anche dal numero di occupati e dalle attività indotte promosse. Queste ultime, assai significative, comprendono una serie di attività di tipo agricolo e industriale che nel caso del comparto floro-ornamentale fanno riferimento ai costitutori e moltiplicatori di materiale di produzione, alle industrie che producono i fattori di produzione intermedi, a quelle che producono serre, impiantistica e macchinari di vario genere; vi sono poi i grossisti e altri tipi di intermediari, le industrie che producono materiali per il confezionamento e la distribuzione al dettaglio, fino all’attività di progettazione e manutenzione del verde ornamentale, forestale e di giardinaggio. Le filiere orticole e floricole nel complesso si caratterizzano per un variabile grado di articolazione tecnica e organizzativa. Non è facile pertanto ricondurle a schemi univoci poiché al loro interno si articolano ulteriormente in funzione delle diverse tipologie di produzione, alle quali possono corrispondere uno o più elementi di differenziazione. Una trattazione congiunta delle due filiere appare tuttavia funzionale a causa degli elementi di specificità che le caratterizzano. Al di là del tradizionale legame disciplinare che in Italia ha da sempre caratterizzato i due settori produttivi, tali specificità sono tra l’altro riconducibili ad una puntuale programmazione delle produzioni (imposta dalla limitata serbevolezza dei prodotti, che solo in parte sono destinati alla trasformazione), alla destagionalizzazione delle produzioni, al controllo e talora all’artificializzazione delle condizioni pedoclimatiche, all’elevato input di mezzi di produzione e di manodopera giustificati dalle esigenze ben definite e, soprattutto, dalla redditività delle colture. Le specificità delle due filiere vanno quindi ricondotte a quei fattori che costituiscono opportunità e/o vincoli e che fanno riferimento: - agli aspetti gestionali; - agli indirizzi produttivi; - ai mezzi e alle tecniche di produzione; - alle condizioni strutturali, organizzative e del mercato dei prodotti. Le sfide attuali L’ortofloricoltura italiana, pur con gli elementi di differenziazione che la caratterizzano, si trova di fronte alla necessità di un adeguamento della configurazione dal punto di vista tecnico, agronomico ed organizzativo, per corrispondere agli scenari che si vanno delineando, riconducibili alla progressiva globalizzazione, dovuta al potenziamento delle comunicazioni e dei trasporti, e all’evoluzione delle aspettative dei consumatori, sempre più attenti ai prodotti salubri, ottenuti con metodi e tecniche ecocompatibili. Si tratta di sfide di non facile soluzione: da una parte le istanze, di matrice ambientalistica e salutistica, rivolte ad ottenere prodotti in aree prossime a quelle di utilizzazione, dall’altra la necessità di adattarsi ad un mercato globale che assume dimensioni sempre più ampie, nonostante si tratti di prodotti “deperibili”, in cui componente fondamentale della qualità è, il più delle volte, proprio la freschezza. Nonostante siano animati da motivazioni profondamente differenziate – da una parte l’orticoltura tipicamente rivolta all’ottenimento di prodotti per il consumo alimentare allo stato fresco, in cui l’aspetto igienico-santitario assume aspetti di drammatica attualità, dall’altra il florovivaismo, rivolto alla produzione no food, per cui assumono particolare interesse le caratteristiche estetiche e di innovazione dei prodotti – si tratta di due settori produttivi che condividono numerosi

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punti in comune. Di recente entrambi i settori vengono con sempre maggior frequenza chiamati a rispondere a istanze non solo economiche ma sociali e terapeutiche (vedi, ad esempio, il caso degli orti sociali, dei community garden, dell’healing landscape, spesso ricompresi nell’ambito dell’horticultural therapy). In rapporto a quanto sopra i principali obiettivi da perseguire ai fini del miglioramento o del consolidamento dei risultati produttivi ed economici possono essere schematicamente ricondotti a: innovazione di prodotto; - riduzione dei costi di produzione; - aumento delle rese; - qualificazione delle produzioni; - contenimento dell’impatto ambientale. Tali obiettivi specifici, che nel loro insieme si propongono il miglioramento della sostenibilità del sistema produttivo dal punto di vista dei risultati agronomici, della compatibilità ambientale, della “redditività”, assumono importanza differente in rapporto alle colture, agli areali di produzione, al livello tecnologico che caratterizza le diverse espressioni. A causa dell’eterogeneità del comparto si deve necessariamente operare per casi di studio. Si è pertanto deciso di analizzare da una parte gli aspetti caratteristici e i possibili contributi sperimentali già ottenuti o che dovrebbero essere ricercati su due ambiti, solo apparentemente opposti: quello delle produzioni tipiche, spesso realizzate in contesti territoriali meno ampi e destinati a mercati di nicchia, e quello delle produzioni specializzate, ottenute in strutture ben controllate e rivolte a un mercato sempre più globalizzato. Possibili strategie di sviluppo Le strategie che possono essere messe in atto ai fini dell’adeguamento dei sistemi produttivi per il miglioramento del livello di sostenibilità del comparto ortofloricolo devono fare riferimento a specifiche innovazioni che riguardano uno o più segmenti delle filiere produttive. In alcuni casi si tratterà di individuare e introdurre nuovi metodi, tecniche e mezzi di produzione, in altri, più semplicemente, di sostituirli, in altri casi ancora occorrerà valorizzare produzioni tipiche anche sulla base di metodi di coltivazione tradizionali. L’individuazione dei vincoli e/o delle opportunità che ciascuna filiera pone ai fini del miglioramento o del consolidamento dei risultati produttivi ed economici è preliminare alla scelta delle possibili strategie e alla adozione delle corrispondenti innovazioni. Nel nostro Paese tali strategie attengono: - agli apprestamenti di protezione ed ai materiali di copertura eventualmente impiegati; - ai materiali biologici; - ai mezzi innovativi adottati per far fronte alle condizioni di stress biotico; - all’ottimizzazione dell’impiego dei fattori e mezzi di produzione, anche ai fini di ridurne l’impatto ambientale; - al prolungamento, ove possibile, dei cicli di produzione; - alla qualificazione delle produzioni, anche attraverso la certificazione di processo e di prodotto. La relazione in questo contesto vuole essere un tentativo di organizzare ed enucleare, per il comparto ortofloricolo, i diversi aspetti sottesi alle istanze, spesso antitetiche, che scaturiscono dai più significativi “modelli” di coltivazione, in aree prossime a quelle di consumo o per il mercato globale, e che pongono numerose questioni meritevoli di specifica attenzione sperimentale. Prima fra tutte la necessità di analizzare – senza alcun atteggiamento pregiudiziale – quali siano i vantaggi e gli svantaggi di ottenere prodotti in comprensori prossimi ai luoghi di consumo, necessariamente caratterizzati da volumi di produzione piuttosto esigui, e quali quelli di disporre di grandi quantità di prodotti di qualità standard e certificata per fare fronte alle specifiche esigenze del mercato globale, spesso rappresentato dalla G.D.O. Dopo una sintetica presentazione dei principali tratti che caratterizzano le filiere ortofloricole, verranno illustrati gli obiettivi che nel breve termine devono essere perseguiti per assicurare all’ortofloricoltura un livello di sostenibilità adeguato ai nuovi scenari che si sono andati delineando negli ultimi anni. A questo fine verranno richiamate le principali strategie che, sulla base delle informazioni disponibili, sembrano nel breve termine più idonee a causa delle caratteristiche biologiche, tecniche e socioeconomiche di riferimento. Tali strategie dovranno comunque essere validate in rapporto al contesto di riferimento e alla loro stessa possibile integrazione. A tale scopo l’adozione di un approccio sistemico basato sul coinvolgimento dei diversi operatori del mondo della ricerca, della divulgazione e della produzione appare la soluzione più opportuna per il tempestivo raggiungimento di più elevati livelli di sostenibilità dell’ortofloricoltura italiana.

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Oral presentation

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Filiera Agro-energetica e Pianificazione Territoriale Danuso F.1*, Rosa F.2, Rocca A.1, Bashanova O.1, Ginaldi F.1, Sossai E.2 1

Dipartimento Scienze Agrarie e Ambientali – Università di Udine, IT, francesco.danuso@uniud.it 2 Dipartimento di Scienze degli Alimenti – Università di Udine, IT

Introduzione L’obiettivo del lavoro consiste nello sviluppare un approccio di pianificazione territoriale della filiera agro-energetica a livello regionale, coerente con la Direttiva 2009/28/CE per la promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili e con le linee guida del Piano Energetico Regionale del Friuli Venezia Giulia (FVG). E’ stata sviluppata una metodologia basata su un approccio interdisciplinare di filiera per valutare la potenzialità di sfruttamento agricolo a uso energetico del territorio regionale, in grado di rifornire gli impianti di trasformazione esistenti e di valutare simultaneamente aspetti di pianificazione economica, energetica e ambientale. L’approccio utilizza: a) concetti analoghi ai modelli di “habitat”, basati sulla simulazione delle variabili agronomiche e ambientali che determinano le rese colturali e influenzano le scelte di tecnologie produttive e relativi costi; b) l’approccio di filiera agro-energetica con ottimizzazione dei flussi di prodotto dall’azienda agricola all’impianto di trasformazione e valutazioni di rischio causato dalla volatilità dei prezzi. Nel primo stadio la simulazione colturale dinamica tiene conto del rischio climatico, negli stadi successivi si è utilizzata una routine per ottimizzare i trasporti lungo la rete stradale esistente, con impiego di vari algoritmi. L’obiettivo è quello di sviluppare un indice di sostenibilità della filiera agroenergetica (Fig. 1) che combina valori economici e ambientali utili a determinare la sostenibilità delle coltivazioni bioenergetiche sul territorio in esame. Esso si compone di tre sub-indicatori: il primo è l’indice di sostenibilità economica che tiene conto dei costi e dei ricavi di filiera agli stadi di produzione, conferimento e trasformazione delle biomasse (ricavi da vendita del biocarburante). Nell’elaborazione sono valutati anche aspetti agronomici (rese) e logistici (trasporti e stoccaggio). Gli altri due indicatori, energetico e ambientale, tengono conto dei bilanci energetici e di CO2 dell’intera filiera produttiva. Fig. 1. Framework per lo sviluppo di un indice di Metodologia sostenibilità della filiera agroenenergetica. La filiera agroenergetica del FVG è costituita dal territorio rurale, dove avviene la produzione di biomassa, dai centri di conferimento (53) presso i quali viene stoccata e dai centri di trasformazione (2) dove la biomassa è trattata per produrre il biocarburante. Il territorio comprende le 295.179 particelle a seminativo presenti nella pianura friulana, georeferenziate nel database del censimento agricolo regionale 2009. Le particelle sono state classificate dal punto di vista pedo-climatico in 140 classi omogenee: la caratterizzazione dei suoli ha tenuto conto della capacità idrica massima, della capacità di scambio cationico, della granulometria e della permeabilità mentre la caratterizzazione climatica ha associato a ogni parcella la serie storica della stazione meteo dell’

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OSMER (Osservatorio Metereologico Regionale) più vicina sul territorio. Da queste informazioni il modello colturale miniCSS (Rocca e Danuso, 2011) ha calcolato per ciascuna parcella, come mediana di 100 simulazioni, la resa, i costi e il bilancio energetico nella fase di produzione (escluse le asportazioni) per tre colture bio-energetiche (mais, soia, colza) e tre tecniche agronomiche diverse, che richiedono rispettivamente basso, medio e alto livello di input. L’ottimizzazione dei percorsi dal campo ai centri di trasformazione è stata ottenuta applicando l’algoritmo di Dijkstra al grafo stradale. I costi e il bilancio energetico nelle fasi di trasporto sono stati ottenuti da bibliografia (Nemecek et al., 2007). I costi e i consumi in fase di trasformazione sono stati elaborati da Rosa e Sossai. Risultati Vengono presentati alcuni risultati preliminari che riguardano la coltivazione del mais per la produzione di bioetanolo con tecnica agronomica che richiede un utilizzo medio di input (Fig. 2). Dalle mappe è possibile osservare come alla zona della bassa pianura friulana corrispondano le rese superiori e i costi (economici ed energetici) più contenuti. L’alta pianura friulana presenta invece buone rese produttive ma viene penalizzata nei costi e negli input energetici richiesti dalle maggiori distanze di conferimento.

Fig. 2. a) Resa (t/ha), b) costi di produzione e conferimento (euro/ha) e c) spesa energetica (MJ/ha) per la produzione di mais ottenuti dalle simulazioni. Tonalità più scure corrispondono a valori superiori. Conclusioni La procedura proposta integra: 1) gli aspetti modellistici dell’analisi agronomica nella quale viene considerata l’incertezza generata da eventi pedo-climatici che caratterizzano il settore agricolo e influenzano rese produttive e bilancio energetico; 2) l’analisi di filiera che analizza i movimenti della biomassa lungo il tragitto dalla produzione alla trasformazione finale, ottimizzando i percorsi e minimizzando costi e impatto ambientale della filiera agroenergetica. Questa procedura d’analisi rappresenta un “case study” applicato al FVG, con soluzione simultanea dei problemi di natura economica, energetica ed ambientale. Vengono affrontati inoltre i problemi di allocazione nella produzione di energia da biomassa, utilizzando database informativi di natura territoriale e climatica, integrati tramite il modello di simulazione miniCSS la cui applicazione è estendibile ad altri territori. Ringraziamenti Il lavoro è stato svolto grazie al supporto finanziario della Regione Friuli Venezia Giulia, progetto “Filiere agroenergetiche“ LR n. 26, 10/11/2005. Si ringrazia OSMER-FVG per i dati meteorologici ed ERSA per i dati pedologici.

Bibliografia Nemecek T., Kägi T. and Blaser S., 2007 Life Cycle Inventories of Agricultural Production Systems. Final report ecoinvent v2.0 No.15. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH. Rocca A. and Danuso F., 2011. MiniCSS: a software application to optimize crop irrigation and nitrogen fertilization strategies. Italian Journal of Agronomy; volume 6:e13 pp. 76-83.

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Apporto al Terreno di Biochar da Letame Suino e di Digestato: Influenza sulle Dinamiche di Carbonio Organico, Azoto Minerale e Fosforo Assimilabile Rosa Marchetti1, Fabio Castelli2, Anna Orsi1, Lidia Sghedoni1, Davide Bochicchio1, Antonio Marino1 1

C. R. A., Unità di ricerca per la suinicoltura, San Cesario sul Panaro (MO) IT, e-mail: rosa.marchetti@entecra.it 2 C. R. A., Unità di ricerca per le colture alternative al tabacco, Bovolone (VR), IT

Introduzione In tempi recenti è cresciuto enormemente l’interesse per l’apporto ai suoli agricoli di biochar (BC), termine utilizzato per indicare il carbone ottenuto da pirolisi di sostanza organica (SO) e specificamente impiegato per l’applicazione al suolo con finalità d’interesse agroambientale (Lehmann e Joseph, 2009). La SO più adatta come materia prima per la produzione di BC deve avere bassi tenori di umidità, al fine di contenere il costo di trasformazione. Il cippato di legna è perciò il materiale attualmente più utilizzato. Tra le materie prime d’origine animale, la pollina è stata valutata proprio per il suo basso contenuto d’acqua (Chan et al., 2008). Più in generale, materiale organico ricco di nutrienti e a basso tenore d’umidità può essere ottenuto per separazione solido/liquido di effluenti d’allevamento tal quali o dopo digestione anaerobica per la produzione di biogas. Obiettivo di questo studio è stato determinare, a scala di laboratorio, le proprietà fertilizzanti e di sequestro del C da parte di BC da palabile suino, con inclusione nella sperimentazione di BC da cippato come materiale di riferimento. Inoltre si è voluto verificare se l’apporto di BC influisca sulla disponibilità di nutrienti quando al terreno sia aggiunto digestato come fertilizzante per le colture. Metodologia Il BC è stato ottenuto per pirolisi a 420 °C di cippato di legna o di palabile suino (detto in seguito “letame”), entrambi con umidità <10%. A terreno argilloso limoso raccolto da appezzamento aziendale 3 giorni prima della prova, e setacciato a 5 mm, sono stati apportati: letame suino (LC), BC da letame suino (LT), cippato (CC), BC da cippato (CT), in confronto con terreno di controllo (C); con e senza aggiunta di digestato (D), per un totale di 10 trattamenti. La quantità di letame suino, tal quale o pirolizzato, incorporata al terreno (Tab. 1) corrisponde ad un apporto di N pari a 170 kg N ha-1, quantitativo massimo ammesso dalla Direttiva Nitrati per terreni vulnerabili. La quantità di C apportata al terreno per aggiunta di cippato, tal quale o pirolizzato, è stata pari a quella apportata col letame. Il digestato (solidi volatili, 21.5 g kg-1; N totale, 3.1 g kg-1, sul tal quale) è stato aggiunto in quantità corrispondente a 170 kg N ha-1. L’umidità iniziale del terreno è stata aggiustata e mantenuta durante l’esperimento al 60% di spazio dei pori occupato dall’acqua. Tabella 1. Contenuto di C organico, N Kjeldahl e P totale nel materiale organico, e apporti al terreno. Tipo di materiale Contenuto C/N Quantità apportata al terreno (g kg-1 residuo secco) (g kg-1 terreno secco) C N P C N P Cippato di legna 432 6.2 0.5 70 2.70 0.039 0.003 BC da cippato di legna 720 10.8 0.4 67 2.46 0.037 0.001 Letame suino 482 18.2 18.4 27 2.70 0.102 0.103 BC da letame suino 511 21.1 15.3 24 2.46 0.102 0.074 Per ogni trattamento sono stati misurati il rilascio di C-CO2, e i livelli di P assimilabile (POls) e di N minerale (Nmin) a inizio prova (valore iniziale) e dopo 3 mesi (valore finale) d’incubazione a 30 °C. Il

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rilascio di C-CO2 è stato misurato per titolazione, dopo intrappolamento della CO2 su soda; l’N minerale è stato determinato colorimetricamente dopo estrazione per 30 min con KCl 1M; il P assimilabile è stato determinato colorimetricamente sull’estratto in bicarbonato di sodio. Risultati Dopo tre mesi dall’incorporo del materiale organico le emissioni di C-CO2 nei terreni addizionati di BC da cippato (CT) o da letame (LT) non erano significativamente diverse da quelle del terreno di controllo (Fig.1, a), mentre erano superiori al controllo quelle da terreno addizionato di materiale organico non trattato (CC e LC). La riduzione delle emissioni di C-CO2 dal terreno a seguito di apporto di BC da biomasse vegetali si giustifica con una minore decomponibilità della SO carbonizzata (Schmidt e Noack, 2000). La variazione di Nmin (incremento netto) nei terreni trattati non era significativamente diversa da quella nel controllo (Fig. 1, b), con eccezione del terreno addizionato di cippato tal quale (CC), in cui l’incremento di Nmin è stato inferiore, presumibilmente a causa di un prevalere del processo di immobilizzazione. Infatti, l’immobilizzazione è favorita da rapporti C/N elevati e il rapporto C/N del cippato era pari a 70 (Tab. 1). Tuttavia, le differenze di Nmin tra CT ed LT non erano significative, nonostante il diverso C/N (67 e 24, rispettivamente). La variazione di POls (Fig. 1, c) nel terreno con cippato (CC e CT) è stata positiva e non significativamente diversa da quella del controllo, mentre l’apporto di BC da letame ha comportato un calo di POls. L’apporto di digestato ha aumentato il livello di emissioni di C-CO2 solo in LC (interazione significativa materiale organico × digestato, P<0.01), non ha modificato significativamente i valori di ∆Nmin, e ha ridotto i livelli di POls nel terreno. Fig. 1. Rilascio di C-CO2, valori cumulati (a); quantità nette (∆ = valore finale – valore iniziale) di N minerale, Nmin (b) e P Olsen, POls (c) per unità di peso di terreno secco, dopo 3 mesi d’incubazione, in terreno addizionato di letame suino o cippato, tal quale o pirolizzato, con o senza aggiunta di digestato (D). Notazioni: C, controllo; CC, cippato; CT, BC da cippato; LC, letame suino; LT, BC dal letame.

Conclusioni L’apporto di BC, poiché riduce le emissioni di C-CO2, può in effetti contribuire al sequestro di C nel terreno. La quantità di N nel terreno non è stata diminuita, nel breve periodo, dall’apporto di letame trattato, rispetto a quella con letame tal quale, mentre s’è ridotta la disponibilità di P. Nel terreno con digestato l’apporto di BC da letame ha ridotto le emissioni di C-CO2 e la disponibilità di P. Riconoscimenti: Questo lavoro è stato svolto con contributo del MiPAAF nell’ambito del progetto "Sviluppo di modelli zootecnici ai fini della sostenibilità" (SOS ZOOT), Scheda MAREA. Bibliografia Chan, K.Y. et al., 2008. Using poultry litter biochars as soil amendments. Aust. J. Soil Res. 46:437-444. Lehmann C. J., Joseph S., 2009. Biochar systems. In ‘‘Biochar for Environmental Management: Science and Technology’’ (C. J. Lehmann e S. Joseph, Eds.), Earthscan, London. 416 pp. Schmidt M.W.I., Noack A.G., 2000. Black carbon in soils and sediments: analysis, distribution, implications, and current challenges. Global Biogeochemical Cycles, 14:777-793.

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Integrazione tra Metodi Convenzionali e Spettrometria VNIR per la Caratterizzazione Agronomica di due Varietà di Cipolla in Molise Stefano Marino1, Bruno Basso2, Giovanni Cafiero2, Antonio Paolo Leone3, Maurizio Tosca3, Arturo Alvino1 2

1 Dip. di Scienze Animali, Vegetali e dell’Ambiente, Univ. del Molise, IT, stefanomarino@unimol.it Dip. di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell’Ambiente. Univ. della Basilicata, Potenza, IT, basso@unibas.it 3 Consiglio Nazionale delle Ricerche, ISAFoM, Napoli, IT, a.leone@isafom.cnr.it

Introduzione Le tecniche di spettrometria VNIR forniscono valutazioni immediate e non distruttive delle caratteristiche del suolo e delle proprietà biofisiche della canopy. Lo studio della riflettanza spettrale della vegetazione ha consentito di definire delle relazioni quantitative tra la fenologia della coltura ed i dati telerilevati elaborati in indici di vegetazione (VIs) che possono essere in grado di stimare parametri agronomici tradizionali, la copertura vegetale, la biomassa ed altri parametri della canopy (Basso et al. 2004; Basso et al. 2011; Zhao et al., 2007; Clevers et al., 1994; Clevers, 1997). Nell’ambito del PRIN2008 sono state correlare le misure agronomiche convenzionali rilevate su due varietà di cipolla (Cometa, bianca; Red Mech, rossa) con i dati spettroradiometrici. Materiali e metodi La prova è stata realizzata in agro di Larino (N 41°52.855 E 14°55.728 , a circa 36 metri s.l.m.) su un campo di 3 ettari. Il 25/01/10 sono state seminate 9 file con la varietà Cometa e 28 file con la Red Mech, alla densità di 75 piante m-2. La cipolla è stata irrigata con Sprinkler ad impianto fisso con tubi da 40 mm di diametro e getti 50 - 22 della Nana, sospesa 10 giorni prima della raccolta, iniziata il 02/08/10. Su 84 aree di 1 m2 sono state effettuate misure per determinare la produzione della pianta, il numero dei bulbi m-2, il calibro ed il peso dei bulbi. La riflettanza della coltura è stata misurata 17 e 11 giorni della raccolta su 158 punti geo-referenziati con un FieldSpec® HandHeld Pro portable spectroradiometer (Analytical Spectral Device, Boudler, CO, USA). Il LAI (Leaf Area Index) è stato stimato con un LI-COR LAI 2000 (LI-COR Biosciences, Lincoln, Nebraska, USA). L’analisi statistica è stata effettuata mediante l’analisi della varianza (Anova) ed il test di Fisher per LSD (P < 0.05). Risultati L’andamento climatico dell’area oggetto della prova ha fatto registrare temperature e piovosità nella norma. La resa areica in bulbi freschi è risultata particolarmente elevata: 8,82 e 6,5 kg rispettivamente per la Cometa e la Red Mech. Il peso medio dei bulbi è stato 135 g per la Cometa e 110 g per la Red Mech, mentre il calibro medio è stato di 56 mm per la Cometa e 51 mm per la Red Mech. Il LAI è rimasto invariato alle due date, con valori medi di 3 per la Cometa e 2,5 la Red Mech, mentre gli VIs WDVI, PVI, SAVI e MSAVI hanno evidenziato differenze significative, all’interno di ciascuna varietà, anche tra le date di campionamento (Tab. 1). Tutti gli indici hanno discriminato tra le due varietà. WDVI PVI SAVI TSAVI SAVI2 MSAVI OSAVI NDVI GNDVI Varietà Cometa 0,43 a 0,72 b 0,64 a 0,82 a 8,53 a 0,22 a 0,74 a 0,83 a 0,71 a 17 g.d.r. Red Mech 0,25 b 0,76 a 0,44 b 0,64 b 4,67 b 0,13 b 0,55 b 0,68 b 0,61 b Cometa 0,51 a 0,71 b 0,68 a 0,83 a 9,11 a 0,27 a 0,76 a 0,84 a 0,72 a Red Mech 0,33 b 0,74 a 0,49 b 0,59 b 4,21 b 0,16 b 0,56 b 0,63 b 0,57 b Tabella 1. Indici vegetazionali delle varietà Cometa e Red Mech a 17 ed 11 giorni dalla raccolta (g.d.r.).

11 g.d.r.

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Gli indici vegetazionali non risultano correlati significativamente ai dati produttivi nel caso di pooling dei dati di entrambe le varietà. Dal trattamento separato dei dati relativi alle due varietà, solo per la varietà Red Mech, nella prima data di campionamento, si è registrata una significativa correlazione tra dati produttivi e alcuni indici vegetazionali (Fig. 1): in particolare gli indici WDVI, PVI, SAVI, TSAVI e NDVI hanno mostrato R2 compresi tra 0,64 e 0,67. Il peso medio dei bulbi ha mostrato una buona correlazione con gli indici vegetazionali, ad eccezione del SAVI2, con valori di R2 maggiori di 0,5.

Figura 1. Grafici delle regressioni tra indici vegetazionali e produzione areica della Red Mech a 17 g.d.r.

Conclusioni Il presente lavoro mostra che la componente varietale della cipolla ha un peso significativo nell’integrazione tra i metodi convenzionali e gli VIs. Gli VIs hanno discriminato significativamente fra le varietà, ma solo per la Red Mech si sono evidenziate regressioni significative con le rese areiche ad una data di rilievo (17 giorni prima della raccolta). Dopo una settimana, pur rimanendo invariato il LAI delle due varietà (così come la biomassa epigea), sono invece variati significativamente gli Vis entro ogni varietà (per effetto della senescenza), ma non si sono registrate correlazioni fra gli VIs e le rese. Gli indici vegetazionali possono pertanto risultare validi strumenti per raccogliere informazioni utili sulla produttività delle colture, in funzione della varietà e della data di campionamento. Bibliografia Basso, B., et al. 2004. Remotely sensed vegetation indices: Theory and application for crop management. Rivista Italiana di Agrometeorologia: 36-53. Basso, B. et. al. 2011. Cultivar discrimination at different site elevations with remotely sensed vegetation indices Italian Journal of Agronomy 2011; volume 6 (1) Clevers, J. et. al.1994. A framework for monitoring crop growth by combining directional and spectral remote sensing information. Rem. Sens. Environ. 50: 161–170. Clevers, J., 1997. A simplified approach for yield prediction of sugar beet based on optical remote sensing data. Rem. Sens. Environ. 61 : 221–228. Zhao D. et al. 2007. Canopy reflectance in cotton for growth assessment and lint yield prediction. European Journal of Agronomy, 26:335–344.

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Poster

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Influenza Della Varietà Sulla Qualità Dei Frutti Di Fragola (Fragaria x ananassa)

Alessandro Roberta, Caracciolo Giuseppina, Prinzivalli Carlo, Sabatino Leo, D'Anna Fabio. Dip. dei Sistemi Agro-Ambientali, (S.Ag.A), Univ. di Palermo, IT, danna@unipa.it

Introduzione La fragolicoltura siciliana, per le particolari condizioni climatiche e pedologiche dell'area in cui si sviluppa, si distingue da quella delle altre regioni del meridione per la maggior precocità di maturazione dei frutti, accentuata dall’utilizzo delle piante fresche, permettendo di anticipare e di ampliare il calendario di raccolta da dicembre a maggio e di ottenere frutti di migliore qualità. In genere, con i fragoleti trapiantati con piante fresche, si evitano picchi di produzione e quindi si è in grado di effettuare una miglior gestione della manodopera aziendale. Purtroppo non tutte le varietà sono idonee all'impianto con questa tipologia di piante e l’attuale standard varietale della fragolicoltura siciliana risulta fortemente dipendente da varietà estere (Candonga®Sabrosa, Tudla®Milsei, Camarosa). È chiaro, quindi, che la ricerca di nuove cultivar a maturazione precoce, adatte ad essere impiegate anche con piante fresche, rimane un’esigenza di primaria importanza per l’attività di ricerca degli ambienti meridionali, in cui si inserisce il programma “Liste di orientamento varietale, Fragola”. Questo studio ha avuto lo scopo di individuare nuove accessioni, che mostrano una buona adattabilità all'areale siciliano per produttività, precocità di maturazione dei frutti e buone caratteristiche qualitative ed organolettiche, idonee all'utilizzo come piante fresche “cime radicate” da consigliare ai produttori siciliani. Metodologia Lo studio varietale è stato condotto in ambiente protetto, nel 2009/2010, presso i campi sperimentali di Marsala (TP). Il Progetto “Liste varietali” ha previsto la valutazione di nuove varietà, provenienti da diversi programmi di miglioramento genetico internazionali, utilizzando piante frigoconservate, fresche con pane di terra “cime radicate” e a radice nuda. Nel presente studio è stato osservato in particolare il comportamento produttivo e la qualità dei frutti delle varietà coltivate utilizzando piante fresche “cime radicate”. Si è operato su terra rossa mediterranea, a tessitura franco-sabbiosa, pH 8,4, con calcare attivo alto, ricco di sostanza organica, ben dotato di potassio scambiabile, di fosforo e azoto totale, coltivato nell’ultimo triennio a fragola e annualmente sottoposto a fumigazione pre-impianto. La tecnica colturale adottata è stata quella tipica della coltura protetta di Marsala (D’Anna et al., 2005). In estate, il terreno è stato lavorato, baulato e sistemato in prode alte 40 cm, poi pacciamate con film di PE nero, sotto il quale si è posto l’impianto di irrigazione a microportata con tubo di polietilene con fori distanti 20 cm. Ogni proda è stata geodisinfestata, in drip fumigation, con la miscela cloropicrina + 1,3dicloropropene alla dose di 18 g m-2 somministrata 30 giorni prima della piantagione. L’impianto è stato effettuato il 26/09/2009 con un’attecchimento pari al 95% per quasi tutte le varietà. Lo studio è stato effettuato in un campo parcellare predisposto per essere protetto con tunnel singoli realizzati con archi metallici zincati con campate larghe 4,5 m, alti 2,4 m e lunghi 70 m. La copertura del tunnel con film di PE è stata eseguita nella seconda decade di novembre. Durante il ciclo vegeto-produttivo sono stati apportati, tramite 17 interventi di fertirrigazione con concimi idrosolubili: 230 kg ha-1 di N, 160 kg ha-1 di P2O5, 270 kg ha-1 di K2O e 60 kg ha-1 di chelato di

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ferro. E’ stato adottato uno schema sperimentale a blocco randomizzato con unità elementare di 15 m 2 ripetuta 4 volte. In ciascuna parcella per ogni raccolta sono stati rilevati: la produzione commerciale, il peso medio ponderato di 20 frutti scelti a caso. Su un campione di 10 frutti scelti durante le raccolte effettuate in marzo ed aprile sono stati rilevati: il residuo secco rifrattometrico (°Brix), la consistenza della polpa dei frutti (g), il colore della superficie del frutto su due punti diametralmente opposti, la tonalità del colore attraverso l’indice Chroma, l'acidità del succo (meq/100 g s.f.), ed il contenuto in acido ascorbico (mg/100 g s.f). Si è inoltre calcolato, come indice di qualità dei frutti, il rapporto fra acidità titolabile e RSR. I dati sperimentali sono stati utilizzati per determinare: la produzione commerciale raccolta mensilmente e complessiva per pianta, il peso medio ponderato mensile e complessivo; il valore medio del residuo secco rifrattometrico e della consistenza della polpa, dell’acidità titolabile, della vitamina C, della brillantezza (L) e della tonalità del colore (Indice Chroma). I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (test di Duncan). Risultati A seguito delle analisi sperimentali effettuate sulle ventitre accessioni derivanti dall’attività di breeding nazionali ed estere, è stato possibile effettuare alcune considerazioni relativamente alla loro risposta quali-quantitativa, e quindi la loro idoneità alle condizioni pedoclimatiche dell’ambiente siciliano. Per ciò che concerne la produzione, tra le nuove varietà Aguedilla, Amiga, Coral e Macarena hanno mostrato standard produttivi ottimi (700-800 g), anche se non hanno raggiunto i livelli della varietà test Nora (818,5 g). Queste varietà hanno inoltre prodotto frutti con buon peso medio ponderato, anche se relativamente a quest’ultimo parametro le varietà migliori si sono confermate Candonga®Sabrosa, Aguedilla e Ventana. Scarsamente produttive si sono mostrate Albion, Fuentepina e Portola (<300g). Amiga, Kiewa e Palomar sono risultate le più precoci. Per quel che concerne la qualità dei frutti Amiga, Primoris, Coral hanno prodotto i frutti più consistenti (900-1000 g), Aguedilla quelli con il più elevato contenuto in solidi solubili totali (9,4 Brix), Fuentepina si è distinta per aver prodotto i frutti più dolci e consistenti. Amiga, Kilo, Nora e Festival hanno fornito i frutti con il più elevato contenuto in acido ascorbico (Viamina C). Infine le varietà con frutti più rossi e brillanti sono state Fuentepina e Aguedilla. Conclusioni In conclusione, tra le nuove accessioni emergono Coral®Rociera e Macarena per la buona adattabilità all’ambiente pedo-climatico siciliano. Per quel che concerne la qualità dei frutti, parametro fondamentale per poter competere a livello internazionale, definita dalla forma del frutto, colore, consistenza, contenuto in solidi solubili, sapore (residuo secco rifrattometrico/acidita totale), shelf life, contenuto in sostanza bioattive (es. Ac. Ascorbico) si sono distinte Fuentepina e Aguedilla per l'elevata consistenza e residuo secco rifrattometrico. Bibliografia D’Anna F., et al., 2005. Cultivar e selezioni di fragola per le aree meridionali. L’Informatore Agrario, n. 25: 45-50.

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Gestione e Impatto Ambientale in Tappeti Erbosi a base di Macroterme: il Progetto MACROTURF Giovanni Argenti1, Irene Seppoloni1, Camillo Zanchi1, Stefano Cecchi1, Nicolina Staglianò1, Marco Napoli1, Maurizio Serboli2, Romano Trojanis2 1 Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente Agroforestale – DiPSA, Univ. Firenze, IT, giovanni.argenti@unifi.it 2 Green Grass srl Soc. Agr., Largo 2 Giugno n°11 Cap 52100 Arezzo

Introduzione Negli ultimi decenni è aumentata l’importanza delle colture erbacee con finalità extraproduttiva e ambientale, come gli inerbimenti per la difesa antierosiva e i tappeti erbosi in diversi contesti (Cereti, 2002). In questo ultimo settore si notano però alcune criticità legate all’utilizzazione di risorse che spesso sono state selezionate in ambienti molto diversi da quelli riscontrabili nel nostro paese (Volterrani et al., 1996). Le essenze da tappeto erboso più utilizzate finora appartengono alle cosiddette specie microterme (Geren et al. 2009), specie per le quali la fase di maggiore crescita attiva si verifica durante il periodo più fresco della stagione vegetativa e che durante la stagione calda possono entrare in dormienza e subire danneggiamenti. Dato che dal punto di vista climatico l’Italia è considerata una regione di transizione, le specie microterme si trovano al limite dell’areale per cui in queste condizioni sarebbe auspicabile utilizzare specie macroterme che presentano un optimum di temperatura più elevato. Esiste quindi la necessità di aumentare le conoscenze relative alle potenzialità legate all’uso delle specie graminacee macroterme, fra cui quelle appartenenti ai generi Cynodon, Paspalum e Zoysia ritenute fra le più adatte agli ambienti mediterranei (Volterrani et al., 1997). Sulla base di queste considerazioni è stato avviato il progetto MACROTURF che ha come finalità quelle di effettuare un confronto di alcune accessioni di macroterme da tappeto erboso, di valutare la risposta di due specie ai fattori concimazione e irrigazione e di ottenere delle informazioni circa l’eventuale impatto ambientale di queste colture. Descrizione linee di attività previste suddivise per linee di ricerca o attività Il progetto MACROTURF è articolato sulle seguenti tre linee di ricerca: 1. Confronto di materiale vegetale per la costituzione di tappeti erbosi a base di graminacee macroterme: in questo ambito vengono confrontate specie e varietà di graminacee macroterme per la costituzione di tappeti erbosi, in particolare appartenenti alle seguenti specie: Cynodon dactylon (L.) Pers., Paspalum vaginatum Swartz e Zoysia japonica Steud. Come testimone verrà analizzato il comportamento una graminacea microterma ampiamente utilizzata negli ambienti di prova. Il confronto sarà ripetuto in maniera identica in due situazioni diversificate per tipo di suolo e per andamenti termopluviometrici, in modo da testare il comportamento delle specie selezionate in ambienti contrastanti. 2. Confronto di irrigazione e fertilizzazione sulla funzionalità di tappeti erbosi di graminacee macroterme: obiettivo della presente linea è verificare la risposta in termini di funzionalità ed efficienza di tappeti erbosi costituiti da graminacee macroterme in funzione di apporti differenziati di acqua di irrigazione e fertilizzanti. Per quanto riguarda l’irrigazione, si prevede la messa a confronto di tre livelli di restituzione del consumo idrico del tappeto erboso a percentuali calanti rispetto all’evapotraspirazione massima della coltura. Coerentemente con le prove di irrigazione, le stesse parcelle sperimentali saranno sottoposte a tre differenti livelli di concimazione, differenziate rispetto alla fertilizzazione ordinaria per diversi apporti di macronutrienti. 3. Valutazione dell’impatto ambientale delle acque di scolo di tappeti erbosi in relazione ai fattori agronomici irrigazione e fertilizzazione: obiettivo specifico della presente linea di ricerca, strettamente connessa con le attività della linea 2, è quello di misurare le asportazioni dei macroelementi della nutrizione minerale (N, P, K) dovute all’azione lisciviante delle acque di percolazione e quindi valutare

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l’impatto ambientale di tappeti erbosi di graminacee macroterme. L’acqua verrà prelevata da tubi drenanti interrati nella parcelle e in grado di captare l’acqua da superfici note isolate idraulicamente. Metodologia e primi risultati Le aree di prova individuate sono state Marciano della Chiana e Antria (AR). Nella prova di confronto varietale (eseguita in entrambe le aree sperimentali) le specie e varietà prese in esame, in un esperimento a blocchi randomizzati, sono: Cynodon dactylon Black Jack, C. dactylon Casinò Royale, C. dactylon La Paloma, Paspalum vaginatum Marina, P. vaginatum Sea Spray, Zoysia japonica Compadre e Z. japonica Zenith. La scelta della microterma di confronto è ricaduta su Lolium perenne Kokomo. Nella prova di confronto tra tecniche di gestione e per la valutazione dell’impatto ambientale (solo nell’area di Marciano) sono state utilizzate C. dactylon La Paloma e P. vaginatum Sea Spray. Per l’irrigazione, è prevista la restituzione del 100%, del 75% e del 50% dell’ETP calcolata periodicamente per l’area di prova. Per la concimazione è previsto invece di differenziare le dosi e i titoli dei macronutrienti apportati. In questa prova, inoltre, si prevede di valutare l’entità del rilascio dei macronutrienti contenuti nelle acque di drenaggio. Le acque di scolo vengono campionate da dreni interrati lungo le parcelle in un fosso longitudinale rivestito da un telo impermeabile. La metodologia di rilievo delle parcelle prevede l’impiego dei parametri generalmente utilizzati per giudicare le performance delle specie da tappeto erboso: emergenza, ricoprimento, infestazione, AEG, colore, durata del periodo vegetativo. La semina per entrambe le prove nell’area di Marciano della Chiana è stata effettuata il 18 maggio 2011, per l’area di Antria il 10 giugno 2011. Tabella 1. Emergenza delle diverse specie/varietà nella prova di Marciano della Chiana (AR) Numero medio di piante germinate (su 400 cm2) Specie/varietà 27/05/2011 10/06/2011 Lolium perenne Kokomo 103,6 a Cynodon dactylon Black Jack 4,0 b Cynodon dactylon Casino Royale 34,8 b Cynodon dactylon La Paloma 2,6 b Paspalum vaginatum Marina 0,2 b Paspalum vaginatum Sea Spray 0,8 b Zoysia japonica Compadre 0,3 b Zoysia japonica Zenith 0,1 b Valori contrassegnati dalla stessa lettera non sono significativamente diversi per p=0.05

104,0 a 64,3 a 70,9 ab 41,9 bc 11,7 c 20,1 c 5,6 c 6,3 c

I primi risultati, relativi alla emergenza (nel campo di Marciano), evidenziano una rapidissima capacità di germinazione del L. perenne nelle due date di rilievo (Tab. 1), mentre fra le macroterme la specie che ha evidenziato maggiore velocità di insediamento è stata C. dactylon, che al secondo rilievo ha incrementato notevolmente le proprie presenze. Emergenza più lenta è stata dimostrata dalle due varietà di P. vaginatum, mentre le varietà di Z. japonica hanno messo in luce la capacità di insediamento più ridotta fra tutte le specie saggiate. Bibliografia Cereti C.F. 2002. Tappeti erbosi e inerbimenti. In Coltivazioni erbacee. Foraggere e tappeti erbosi. Pàtron Editore. Geren H. et al. 2009. Performances of some warm-season turfgrasses under Mediterranean conditions. African Journal of Biotechnology 8:4469-4474. Volterrani M. et al. 1996. Valutazione dell’adattabilità di specie erbacee macroterme da tappeti erbosi alle condizioni ambientali dell’Italia Centrale. Italus Hortus, Vol. 3, n. 5, settembre-ottobre 1996. Volterrani M. et al. 1997. Warm season turfgrass adaptation in Italy. International Turfgrass Society Research Journal 8:1344 -1354.

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Il Contributo dell’Apparato Radicale delle Piante Coltivate nel Sequestro del Carbonio: L’Esempio Colza Marianna Bandiera1, Paola Lucchini1, Giuliano Mosca1, Teofilo Vamerali2 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, marianna.bandiera@unipd.it, paola.lucchini@studenti.unipd.it, giuliano.mosca@unipd.it 2 Dip. di Scienze Ambientali, Univ. Parma, IT, teofilo.vamerali@unipr.it

Introduzione Il contenuto di sostanza organica costituisce uno dei fattori essenziali della fertilità dei terreni coltivati. Contrariamente a quanto accade negli ecosistemi naturali, dove i nutrienti vengono efficacemente riciclati attraverso il rilascio di biomasse vegetali, negli ecosistemi agrari le pratiche agronomiche e l’asportazione delle produzioni vegetali possono condurre ad una progressiva perdita di fertilità (Sanchez et al., 1997). In questo contesto, lo studio del turnover radicale di colture agrarie, e in particolare delle specie a radice fittonante, la cui struttura principale risulta di più lenta degradazione rispetto alle radici fibrose, appare di primaria importanza al fine di comprendere il ruolo della radice nel sequestro del carbonio nel lungo periodo e nel rilascio dei nutrienti immobilizzati. Con questo esperimento si è inteso valutare il contributo delle radici fittonanti nell’apporto di sostanza organica (S.O.) e di nutrienti, utilizzando il colza come pianta modello per stimare la dinamica di degradazione dei tessuti vegetali. Metodologia Nel corso del 2008-2009, presso l’Azienda agraria sperimentale “L. Toniolo” dell’Università di Padova a Legnaro (Padova), sono state coltivate tre cultivar di colza – un ibrido CHH semi-nano (PR45D01, Pioneer), un ibrido CHH a taglia convenzionale (Excalibur, Dekalb) e una varietà a impollinazione libera (Viking, NPZ Lembke-Rapool) – a tre diverse densità (semina di precisione), i.e., 22, 44 e 63 piante m-2. A maturazione è stata determinata la biomassa aerea e radicale e alcuni parametri biometrici dei fittoni (diametro, lunghezza). Entrambe le porzioni sono state mineralizzate e analizzate all’ICPOES per la determinazione del contenuto di P e K. Per studiarne la dinamica di degradazione, fittoni di peso noto sono stati posti all’interno di e incubati nel terreno medio-limoso dell’Azienda, prelevando i campioni a distanza di 6, 11, 16 e 18 mesi. Altri fittoni sono stati suddivisi in tre porzioni concentriche, corrispondenti a cilindro centrale (Cil), parenchima corticale interno (Cor), parenchima corticale esterno + rizoderma (Riz), e sottoposti all’analisi delle frazioni fibrose (ADF – fibra acido-detersa, ADL – lignina acido-detersa, AIA – ceneri acido-insolubili) secondo il metodo Van Soest, allo scopo di valutare l’effetto della composizione in carboidrati strutturali sul ritmo degradativo. Dalla differenza tra le varie frazioni sono stati stimati i contenuti percentuali di cellulosa (ADF-ADL) e lignina (ADL-AIA). Risultati I risultati sperimentali hanno suggerito la possibilità di ottenere una maggiore biomassa radicale per unità di superficie con gli ibridi di recente costituzione a taglia convenzionale (Excalibur) e alle densità di semina più elevate (fino a 22 q ha-1 S.O., Fig. 1), senza modificare la resa in granella della coltura. Il ritmo degradativo della sostanza organica (% del peso iniziale) è stato pressoché identico tra i genotipi e tra le densità di semina. Quest’ultima non ha influenzato l’entità della lignificazione dei fittoni (Fig. 2), legata essenzialmente alla porzione anatomica – anche se alla densità di semina più elevata si sono ottenuti fittoni decisamente di più piccole dimensioni (-51% s.s.). A 6 mesi dall’interramento le radici avevano subito una diminuzione ponderale mediamente del ~70%, a circa un anno del 76%, e dopo 1 anno e mezzo di oltre il 90% (Fig. 3). Rispetto all’ibrido seminano a densità di 44 piante m-2 (valore minimo), la tesi Excalibur a 63 piante m-2 (valore massimo) ha presentato un apporto di S.O. quasi

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doppio a inizio esperimento, 3 volte superiore dopo 6 mesi dall’interramento e 4 volte a distanza di 1 anno. L’accumulo di nutrienti nella radice è stato favorito dalle alte densità di coltivazione (P: 2,7 kg ha-1; K: 24,5 kg ha-1, media varietale), in virtù della maggiore biomassa prodotta per unità di superficie, nonostante che a basse densità (22 piante m-2) i singoli fittoni ne contenessero quantitativi più elevati. Al termine del primo anno di incubazione, il 25% del P ma solamente il 4% del K erano ancora immobilizzati nei tessuti in decomposizione, verosimilmente per la maggiore biodegradabilità dei siti di accumulo del K: il 65% del K si trova infatti nel cilindro centrale e nella parte esterna del fittone mentre il 60% del P si trova nel parenchima corticale interno. 22 (B)

44 (B)

b b

Lignina

Cellulosa

Contenuto (% s.s.)

50 40 30 20 10

0 Excalibur

Viking

Fig. 1. Contributo dei fittoni nell’apporto di sostanza organica (S.O.) al terreno (stima su base ettaro, ±S.E.). Lettere maiuscole: differenze significative per gli effetti principali e . Lettere minuscole: differenze significative per l’interzione. Test Newman-Keuls, 0,05.

Fig. 2. Contenuto di carboidrati strutturali nel cilindro centrale (Cil), parenchima corticale interno (Cor) e parenchima corticale esterno+rizoderma (Riz) del fittone. Differenze significative per Lignina+Cellulosa (lettere maiuscole) e per singolo carboidrato (lettere minuscole) tra le porzioni anatomiche a parità di densità (effetto principale). Test Newman-Keuls, 0,05.

Conclusioni L’apparato radicale fittonante del colza svolge un ruolo importante nell’apporto di sostanza organica al suolo, valutabile nell’ordine di 0,06% nell’orizzonte arato (30 cm), anche se la degradazione di questo materiale è relativamente rapida. In ragione della stabilità dei ritmi degradativi tra le tesi, un miglioramento della dotazione organica del suolo si può ottenere attraverso tecniche agronomiche come la scelta varietale e la densità di semina che incrementano la biomassa radicale senza influenzare il risultato produttivo della coltura. Questo favorirebbe anche un rilascio più graduale di alcuni macronutrienti (e.g., K) accumulati in quantità rilevanti nella radice. Una opportuna modellizzazione del ritmo degradativo potrà fornire una stima di più lungo periodo della dinamica della sostanza organica radicale nel suolo. Fig. 3. Variazione di peso dei fittoni rispetto al valore iniziale (v.i.) durante il periodo di incubazione nel terreno (effetto principale ) (A) e andamento della temperatura media del suolo a 10 cm di profondità (B).

100

S.S. (% del v.i.)

PR45D01

Cil Cor Riz Cil Cor Riz Cil Cor Riz

PR45D01 Excalibur Viking

50 25 0

(A) 50 Temperatura (°C)

S.O. ( q ha-1)

20 15

63 (A)

40 30 20 10 0

(B)

Bibliografia Sanchez P.A. et al. 1997. Trees, soil, and food security. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B., 352:949-961.

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Riutilizzo Di Acque Reflue Urbane Fitodepurate Per L’Irrigazione Di Colture “No-Food” A.C. Barbera 1, M. Milani 2, 3, G.L. Cirelli 2, 3, A.Toscano 2, 3, C. Maucieri 1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, ac.barbera@unict.it, : carmelo.maucieri@hotmail.it 2 Dip. di Gestione dei Sistemi Agroalimentari ed Ambientali, Univ. Catania, IT, mirco.milani@unict.it, giuseppe.cirelli@unict.it, attilio.toscano@unict.it 3 Centro Studi di Economia Applicata all’Ingegneria Catania, IT

Introduzione L’impiego più efficiente delle risorse rinnovabili comporterà una riduzione dell'80-95%, entro il 2050, delle emissioni di gas ad effetto serra prodotte in Europa, determinando effetti positivi sul mutamento climatico in atto ed il conseguimento degli obiettivi energetici fissati dall'UE. In questo scenario la coltivazione di colture “no-food” per la produzione di biomassa destinata alla generazione di energia potrebbe rappresentare per le aree marginali del Meridione d’Italia una opportunità di sviluppo per l’agricoltura, poiché sarebbe in grado di raggiungere elevate rese in condizioni di adeguato rifornimento idrico. In queste regioni semiaride, caratterizzate da sempre più frequenti e lunghi periodi di siccità, la disponibilità di acque reflue depurate può rappresentare l’unica fonte di approvvigionamento idrico per il settore agricolo. In tale ambito è stata condotta a San Michele di Ganzaria (Sicilia Orientale) un’indagine sperimentale finalizzata alla valutazione della sostenibilità agronomica dell’impiego di acque reflue urbane fitodepurate per l’irrigazione di colture erbacee perenni “no food” Metodologia La sperimentazione, condotta in pieno campo, ha previsto la coltivazione di specie erbacee perennanti in parcelle organizzate secondo uno schema a blocchi randomizzati replicati tre volte. In tali parcelle sono state poste a dimora, piantine di Vetiveria zizanoides (L.) Nash (Chrysopogon zizanioides), di Miscanthus x Giganteus Greef et Deuter., e di Arundo donax (L.). Per tutte le specie è stata adottata una densità d’impianto pari a 4 piante m-2. Le colture sono state irrigate con acque reflue urbane trattate da un depuratore convenzionale ed affinate da un sistema di fitodepurazione a flusso sub-superficiale orizzontale. Le acque reflue sono state distribuite mediante un impianto di microirrigazione con microerogatori a labirinto prestampati in linea. Il campo sperimentale è stato attrezzato con una stazione meteorologica per la misura in continuo di: precipitazione, temperatura e umidità dell’aria, velocità del vento, radiazione solare ed evaporazione. L’irrigazione ha previsto la restituzione del 33%, 66% e 100% dell’evapotraspirato, per le parcelle di Vetiveria zizanoides e di Miscanthus x giganteus, ed il 66% e 100% dell’evapotraspirato per l’ Arundo donax. Il volume evapotraspirato dalle colture è stato calcolato mediante la formula di PenmanMonteith (ASCE-EWRI, 2004), implementata con i dati raccolti dalla stazione meteorologica. Gli interventi irrigui sono stati effettuati nel periodo maggio-ottobre 2009 e 2010. Durante la stagione irrigua le acque reflue fitodepurate sono state campionate con cadenza bisettimanale determinandone: pH, C.E., SST, BOD5, COD, N-NO2, N-NO3, N-NH4, Ntot e Ptot. Inoltre, è stata effettuata una caratterizzazione granulometrica (USDA, 1975) e chimico-fisica dei suoli coltivati, secondo i “metodi ufficiali di analisi chimica del suolo” del Ministero per le Politiche Agricole e Forestali (1999). Sulle specie erbacee sono stati eseguiti dei rilievi bio-agronomici finalizzati alla valutazione dei principali parametri biometrici e produttivi. Risultati Il suolo, di natura argillosa, ha evidenziato concentrazioni medie dei parametri chimico-fisici pressoché invariate tra i due campionamenti (inizio e fine ciclo); tuttavia è stato rilevato un aumento del rapporto C/N (da 13,5 a 20,1). Durante la stagione irrigua 2010, i volumi idrici somministrati sono stati pari a

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200, 400 e 600 mm rispettivamente nelle parcelle con restituzione del 33%, 66% e 100% dell’ET. Nel corso dell’indagine sperimentale per mezzo delle acque irrigue sono stati somministrati 33, 66 e 98 kg ha-1 di Ntot e 14, 27 e 41 kg ha-1 di Ptot rispettivamente nelle tesi irrigue 33%, 66% e 100% ET. La restituzione del 100% dell’evapotraspirato, nella media delle date di raccolta, ha determinato una produzione di biomassa secca pari a: 47 t ha-1 per l’Arundo donax, circa 29 t ha-1 per il Myscanthus x giganteus e circa 61 t ha-1 per la Vetiveria zizanoides. Per ciascuna specie la produzione di biomassa secca alla completa restituzione dell’evapotraspirato è risultata sempre significatamente più elevata rispetto agli altri trattamenti (66% e 33% ET); per l’Arundo per la restituzione del 66 % dell’ET la minore resa di biomassa secca è stata pari a circa 7 t ha-1, mentre per il Myscanthus e la Vetiveria la riduzione è stata pari al 42 e 59% ed al 21 e 59 % per 66 e 33 % di restituzione dell’ET rispettivamente per le due specie (fig.1). Relativamente alle date di raccolta, per tutte e tre le specie nella media dei trattamenti irrigui, la migliore data per lo sfalcio è risultata la prima (3 novembre 2010). Già 22 giorni di ritardo hanno comportato delle riduzioni dell’ordine del 19, 27 e 13 % rispettivamente per Arundo, Myscanthus e Vetiveria. Nell’ultima data di raccolta per Arundo e Vetiveria è stata rilevata una riduzione in biomassa secca di circa il 34% rispetto alla prima raccolta.

Figura 1: Produzioni in biomassa secca di Arundo donax, Myscanthus x giganteus e Vetiveria zizanoides per le tre tesi irrigue indagate (33%, 66% e 100% ET).

Conclusioni I risultati confermano l’interesse nell’uso di sistemi di fitodepurazione per il trattamento di acque reflue urbane ed il loro reimpiego nell’irrigazione di colture no-food per la produzione di biomassa. L’irrigazione con acque reflue urbane fitodepurate è particolarmente interessante in ambienti semiaridi, quali quello Mediterraneo, con disponibilità idrica pressoché nulla nel periodo primaverile-estivo. Come atteso, la restituzione totale dell’evapotraspirato ha determinato le produzioni più elevate per le tre specie allo studio alla prima data di sfalcio. Particolarmente interessante la risposta produttiva offerta dalla Vetivera che necessita di ulteriori approfondimenti prima di essere proposta come coltura erbacea da biomassa per gli ambienti semiaridi del bacino del Mediterraneo. Bibliografia ASCE-EWRI 2004. The ASCE Standardized Reference Evapotranspiration Equation. Technical Committee report to the Environmental and Water Resources Institute of the American Society of Civil Engineers from the Task Committee on Standardization of Reference Evapotranspiration. Ministero per le Politiche Agricole e Forestali 1999. Metodi ufficiali di analisi chimiche dei suoli Gazz.Uff.Suppl. Ordin.n.248 del 21/10/1999. USDA Soil Survey Staff, Soil Survey Manual, USDA, USA, 1975.

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Valutazione Bio-Agronomica di Varietà di Favino per l’Agricoltura Biologica Barrile Vincenzo1, Gresta Fabio2, Marchese Mario1, Tuttobene Rosalena1, Abbate Valerio1 1 Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, r.tuttobene@unict.it Dip. di Biotecnologie per il Monitoraggio Agroalimentare ed Ambientale, Univ. Reggio Calabria, IT, fgresta@unirc.it

Introduzione L’impiego delle specie leguminose è condizione necessaria per il corretto funzionamento di un sistema agricolo eco-compatibile. La loro presenza nei piani colturali aziendali consente la gestione ottimale della fertilità dei suoli, limita il ricorso a risorse energetiche non rinnovabili, riduce la necessità di intervenire a supporto delle colture in rotazione con operazioni talvolta in contrasto con gli equilibri che regolano la conservazione dei terreni agrari. Nelle aziende biologiche il regolamento stesso (1935/95) prevede che: “[...] la fertilità e l’attività biologica del suolo devono essere garantite mediante la coltivazione di leguminose, di concimi verdi o di vegetali aventi un apparato radicale profondo, nell’ambito di un adeguato programma di rotazione pluriennale “[...] e sancisce l’obbligo di utilizzo di sementi prodotte con metodo biologico (.per almeno una generazione)., Le sementi per il biologico provengono spesso da gruppi di agricoltori che praticano l’autoproduzione e lo scambio delle sementi e che sono attenti al recupero delle vecchie varietà; le grandi ditte sementiere che, solo in minima parte, sono impegnate nella produzione di sementi biologiche, pur fornendo sementi di elevata qualità, utilizzano spesso varietà derivate da programmi di miglioramento genetico finalizzati alla produzione di sementi per l’agricoltura convenzionale. Scopo del presente lavoro è stato la valutazione bio-agronomica di varietà di favino, specie a maggiore diffusione negli ambienti meridionali del nostro paese (Abbate et al., 2004; Abbate et al., 2006; Tuttobene et al., 2008; per l’impiego in agricoltura biologica. Metodologia La prova è stata svolta nell’annata agraria 2009-10, presso l’Azienda Sperimentale “Primosole” (CT) dell’Università di Catania. Sono state poste allo studio 8 varietà di favino (Vicia faba L. subsp minor). Le cv erano 5 di provenienza italiana (Vesuvio, Scuro di Torre Lama, Chiaro di Torre Lama, Sicania, Sikelia,) tutte iscritte al “Registro delle varietà delle specie di piante agricole”, 2 francese (Melodie, Irena) e una, spagnola (Prothabat 69). E’ stato adottato uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 4 ripetizioni e parcelle di 9 m2 (1,5 x 6 m) costituite da 3 file lunghe 6 m e distanti 0,50 m. La semina è stata effettuata il 24-11-2009 su terreno prevalentemente argilloso preparato mediante aratura e successivo amminutamento con erpice frangizolle a dischi; la densità di semina è stata pari a 40 piante m-2. Sono stati effettuati rilievi fenologici (al raggiungimento della fase sul 50% della parcella), biometrici e agronomici. I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza ed in presenza di significatività è stato adottato il test SNK. Durante il periodo della prova sono state registrate temperature e precipitazioni. Risultati Tra novembre 2009 e giugno 2010 la temperatura media è variata tra 11.1°C e 21.5°C, con punte minime di 5°C. Nello stesso periodo si sono verificate 370 mm di pioggia, l’85% dei quali distribuiti tra gennaio e marzo. L’emergenza si è verificata in media 38 giorni dopo la semina (Fig. 1). L’inizio della fioritura si è verificato in media a 105 gioni dalla semina: le cv più precoci sono state “Sicania” e “Sikelia,” fiorite a fine febbraio (93 d dalla semina), la più tardiva “Vesuvio”, fiorita il 17 marzo (114 d dalla semina). Con riferimento alla fase di allegagione, oltre a “Sicania” e “Sikelia,” (126 d dalla semina) si é distinta per precocità “Prothabat 69” (128 d dalla semina). “Sicania” e “Sikelia hanno concluso il ciclo biologico in 172 giorni, le altre cv in media a 183 giorni. La statura delle piante è risultata,nella media delle cv, pari a 106 cm; i due “Torrelama” hanno presentato i valori più elevati (118 cm), “Sicania e Sikelia”, nell’ordine, i più bassi (94 e 87 cm rispettivamente) (Fig. 2). La resa in granella (Fig. 3), è stata pari, nella media delle varietà a 0,83 t ha-1, la cv più produttiva è risultata “Prothabat 69” con 1,74 t ha-1, seguita da “Sicania e Sikelia” con 1,42 e 1,26 t ha -1 rispettivamente; le tre cv più produttive hanno presentato un peso assoluto dei semi superiore a 500 g (Fig. 4), mentre le altre varietà hanno presentato un peso 1000 semi compreso tra 389 g (Irena e Melodie nella media) e 266 g (Vesuvio).

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Fig. 2 - Statura (cm) Lettere diverse indicano differenze significative per p > 0.05 La linea tratteggiata indica il valore medio

Fig. 1 – Fenologia: Durata delle principali fenofasi

Fig. 3 - Resa in granella (t ha-1) Lettere diverse indicano differenze significative per p > 0.05 La linea tratteggiata indica il valore medio

Fig. 4 – Peso mille semi (1000 = g) Lettere diverse indicano differenze significative per p > 0.05 La linea tratteggiata indica il valore medio

Conclusioni Il massimo livello produttivo raggiunto dalle varietà di favino in prova (1,6 t ha-1) appare soddisfacente se confrontato con quello potenzialmente ottenibile in media in coltivazione tradizionale (3 t ha-1); le cv che hanno offerto le maggiori rese, Prothabat, di origine spagnola, Sicania e Sikelia, costituite per l’ambiente siciliano, sono caratterizzate da precocità di fioritura e di allegagione e da un peso assoluto dei semi superiore a 500 g. Non sono risultate adatte all’ambiente di prova e tanto meno alla coltivazione in biologico le due cv di provenienza francese (“Irena e Melodie”) e la cv “Vesuvio” che è tra le cultivar più tardive per fioritura tra le varietà studiate. Bibliografia Tuttobene R. et al. 2010. Valutazione delle caratteristiche biometriche e qualitative di due popolazioni siciliane di fava per produzioni tipiche. VIII Congresso Nazionale "La Biodiversità - una risorsa per sistemi multifunzionali" Lecce 21-23 aprile 2008, 450-452. Abbate V. et al. 2004. Raccolta, caratterizzazione e selezione di genotipi di Vicia faba L. Atti della conferenza “Ecotipi vegetali italiani: una preziosa risorsa di variabilità genetica”, Roma, 6-7 Ottobre, 2004. Abbate V. et al. 2006. Analisi della variabilità morfobioagronomica in popolazioni di fava “Locale di Modica”. Italus Hortus, 13, 2, 411-416.

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Upscaling di Indicatori Agro-Ecologici: Applicazione al Carbonio Organico del Suolo Luca Bechini1, Nicola Castoldi1, Alfred Stein2 1

Dip. di Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT, luca.bechini@unimi.it 2 Dept. of Earth Observation Science, Twente Univ., Enschede, NL, stein@itc.nl

Gli indicatori agro-ecologici sono variabili, calcolate in modo semplice sulla base di pochi dati facilmente disponibili, che possono fornire informazioni su altre variabili cui è più difficile avere accesso (Bechini e Castoldi, 2009). Gli indicatori sono quindi adatti per analizzare molti sistemi colturali o aziendali, e potenzialmente utili per l’upscaling, cioè per l’applicazione a scale più ampie rispetto a quella di campo. L’upscaling introduce incertezza perché, ingrandendo l’area studiata, si utilizzano input stimati invece che misurati. Obiettivi di questo lavoro (Bechini et al., 2011) sono stati lo sviluppo e l’applicazione di una metodologia per quantificare l’incertezza dell’upscaling degli indicatori agro-ecologici, usando dati relativi al Parco Agricolo Sud Milano (PASM). E’ stata utilizzata la banca dati SITPAS, contenente dati agronomici (relativi al periodo 1999-2003) al livello di particella catastale per 733 aziende agricole del PASM. L’analisi dei cluster condotta sul carico zootecnico e l’uso del suolo delle 733 aziende ha identificato 19 cluster (Tabella 1). Nel 20052006 è stato condotto un ulteriore monitoraggio dettagliato in sette aziende, identificate all’interno di sette cluster (A3, A4, SP1, C2, DE1, DE3 e DI1). Tabella 1. Risultati dell’analisi dei cluster sulle 733 aziende presenti nella banca dati SITPAS (A: az. con seminativi; SP: az. con suini e avicoli; C: az. con bovini da carne; DE: az. con bovini da latte a bassa intensità zootecnica; DI: az. con bovini da latte da alta intensità). Cluster A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 SP1 C1 C2 DE1 DE2 DE3 DE4 DI1 DI2 DI3 DI4

N. di aziende 30 57 76 74 119 41 59 13 13 34 22 63 31 26 7 28 19 15 6

Mais (%) 6 17 23 57 90 53 1 6 51 31 76 64 33 35 1 69 74 43 0

Riso (%) 0 1 62 2 0 0 98 1 0 12 0 0 50 1 0 6 0 0 0

Prati Frum. e (%) orzo (%) 71 6 6 42 3 2 3 11 2 1 35 4 1 0 0 2 5 28 38 10 11 8 21 8 10 1 52 10 99 0 16 3 22 0 55 0 100 0

Soia Bov. latte Bov. carne Suini Avicoli (%) (t p.v. ha-1) (t p.v. ha-1) (t p.v. ha-1) (t p.v. ha-1) 6 0,00 0,04 0,00 0,00 6 0,00 0,01 0,00 0,00 5 0,04 0,01 0,00 0,00 13 0,00 0,01 0,00 0,00 0 0,01 0,01 0,00 0,00 3 0,05 0,02 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 0,00 83 0,00 0,00 0,00 0,00 2 0,18 0,10 3,69 1,05 4 0,02 0,66 0,00 0,01 0 0,00 1,02 0,00 0,00 2 1,25 0,02 0,11 0,00 1 1,01 0,01 0,13 0,00 1 1,31 0,02 0,00 0,00 0 1,16 0,00 0,00 0,00 2 3,34 0,00 0,00 0,00 0 3,47 0,04 0,00 0,00 1 2,80 0,00 0,00 0,00 0 4,18 0,00 0,00 0,00

L’indicatore di gestione del carbonio organico (IOC) è stato calcolato come 7 Ax/Ar, dove Ax (kg C ha-1 yr-1) è il carbonio umificato apportato al suolo (calcolato in base alle restituzioni di residui colturali, alle applicazioni di ammendanti e ai loro coefficienti isoumici), mentre Ar (kg C ha-1 yr-1) rappresenta

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gli apporti raccomandati di C, stimati come la mineralizzazione di C che avverrebbe se quel suolo avesse una dotazione ottimale di C organico. La sufficienza (IOC=7) rappresenta l’equilibrio tra apporti e perdite di C. La metodologia sviluppata per l’upscaling suddivide gli input degli indicatori agroecologici in: 1) input aziendali di base (allocazione delle colture nello spazio e nel tempo, peso medio e consistenza di tutte le categorie di bestiame allevato); 2) input pedo-climatici; 3) input gestionali (operazioni agronomiche, rese colturali). Gli input gestionali devono essere specificati per ogni combinazione coltura tipo di suolo, per la quale è poi calcolato l’indicatore. Partendo da una situazione di riferimento (le sette aziende in cui tutti gli input sono misurati), è stato condotto sia l’upscaling in complessità (sostituzione di alcuni degli input misurati con input stimati), sia l’upscaling spaziale (inclusione di un numero crescente di aziende, non incluse nella situazione di riferimento, per le quali l’informazione è incerta). L’upscaling in complessità nelle sette aziende ha previsto sia l’uso di una stima esperta della gestione agronomica nel primo “upscaling step” (US1), sia l’uso di dati mediani del cluster per la stima delle proprietà pedologiche (US2). L’upscaling spaziale (US3, US4 e US5) ha previsto: il calcolo dell’indicatore nelle 302 aziende contenute nei sette cluster ai quali appartengono le aziende del caso di riferimento (US3); l’estensione dei calcoli alle 733 aziende del database (US4); il calcolo anche per 19 aziende “virtuali” (US5), descritte usando per ogni cluster le proprietà mediane degli input aziendali di base e pedologici, e la conoscenza dell’esperto per la gestione agronomica. Tra le aziende censite, due sole (una con molti prati stabili: DAI-EXT; l’altra con alto carico zootecnico: SWI-INT) superano la sufficienza (Tabella 2). Le altre aziende manifestano valori intermedi (DAI-INT) o molto bassi, segnale di un probabile decremento nel tempo del contenuto di sostanza organica del suolo. I valori più bassi si riscontrano nelle aziende senza allevamento o con bassa intensità zootecnica. Nell’upscaling in complessità (Tabella 2) si sono verificati in US1 aumenti o diminuzioni dell’indicatore rispetto al caso di riferimento (dovuti all’importanza e alla variabilità della gestione agronomica), mentre le variazioni tra US2 e US1 sono state più modeste, a causa di una ridotta variabilità pedologica nell’area studiata. L’upscaling spaziale ha consentito l’estensione dei calcoli a tutta l’area di studio (US4: Tabella 3). Il calcolo per le aziende “virtuali” (US5: Tabella 3) restituisce valori simili alla media di US4. L’upscaling introduce quindi incertezza nei valori dell’indicatore, rispetto al caso di riferimento in cui tutti gli input sono misurati. L’incertezza dipende dalla variabilità degli input nei sistemi studiati e dalla sensibilità dell’indicatore e va quindi valutata per ogni caso di studio. Tabella 2. Aziende di riferimento e valori dell’indicatore dopo l’upscaling in complessità. Cluster

Azienda

A3 A4 SP1 C2 DE1 DE3 DI1

RIC-POU CER-RIC SWI-INT MIX SWI-EXT DAI-EXT DAI-INT

Area colt. (ha) 112 52 26 43 73 139 60

Allevamento Ovaiole Suini Bovini carne Suini Bovini latte Bovini latte

Intens. zoot. (t p.v. ha-1) 0,16 0,00 5,69 0,31 1,22 0,86 1,88

Indicatore gestione C organico (IOC) Riferimento US1 US2 1,3 2,7 3,2 1,9 10,0 10,0 3,0 2,3 3,4 4,9 9,2 9,5 6,6 8,3

2,6 2,0 9,6 2,6 5,9 9,5 8,6

Tabella 3. Valori medi dell’indicatore per ogni cluster dopo l’upscaling spaziale (US3, US4 e US5) Cluster US3-US4 US5

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 SP1 C1 C2 DE1 DE2 DE3 DE4 DI1 DI2 DI3 DI4 7,6 2,5 2,8 2,9 3,5 5,1 0,8 2,6 5,5 4,4 4,0 6,0 4,7 7,3 9,9 7,6 8,5 8,3 10,0 7,3 2,6 2,8 2,8 3,8 5,1 0,8 3,3 5,7 4,5 3,9 6,2 4,8 7,0 9,9 8,4 6,5 8,4 10,0

Bechini L., Castoldi N., 2009. On-farm monitoring of economic and environmental performances of cropping systems: Results of a 2-year study at the field scale in northern Italy. Ecol. Ind., 9:1096-1113. Bechini et al., 2011. Sensitivity to information upscaling of agro-ecological assessments: application to soil organic carbon management. Agric. Syst., 104:480-490.

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Valutazioni Agronomiche Preliminari Di Specie Idonee Alla Fitodepurazione E Alla Produzione Di Biomassa Per Etanolo Di Seconda Generazione(1) Maurizio Borin, Giulia Florio Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Università degli Studi di Padova, Viale dell’Università n. 16, 35020 Legnaro (PD), Italia, maurizio.borin@unipd.it

Introduzione La crescente diffusione della fitodepurazione di acque reflue di varia origine può generare ingenti quantitativi di biomasse erbacee che potrebbero essere valorizzate per ottenere energia tramite fermentazione. Si verrebbero così a realizzare i presupposti per una produzione energetica decentrata e la valorizzazione di corpi idrici che altrimenti potrebbero richiedere trattamenti di finissaggio qualitativo. In questo contesto, è indispensabile far ricorso a sistemi di coltivazione estensivi, che utilizzino piante vigorose, rustiche e di elevata produttività. E’ opportuno orientare la scelta verso piante erbacee perennanti, in modo da non dover sostenere ogni anno i costi delle operazioni di lavorazione e di semina. A tal fine nel 2010 è stato avviato un progetto di ricerca con lo scopo di individuare specie idonee per conseguire contemporaneamente la finalità di depurazione e produzione di biomassa (Borin et al. 2011). Metodologia La prova sperimentale si svolge in un impianto parcellare presso l’Azienda Agraria Sperimentale “Lucio Toniolo” dell’Università degli Studi di Padova, a Legnaro (PD), e viene eseguita in 48 lisimetri con pareti in cemento, ciascuno con una superficie di 4 m2 (2 x 2 m), disposti su 2 “linee” separate di 24 parcelle. Tutti cassoni sono aperti inferiormente, in modo da permettere la percolazione dell’acqua, e sopraelevati di 1.3 m rispetto al piano di campagna, per impedire l’interferenza della falda. In 16 cassoni sono state posizionate altrettante piastre porose di ceramica a 0.9 m di profondità del terreno per permettere la raccolta delle acque di percolazione. La sperimentazione è stata avviata nel giugno 2010 con la messa a dimora delle seguenti specie: Arundo donax L., Canna indica L., Carex pseudocyperus L., Carex riparia Curtis, Claudium mariscus L., Glyceria maxima (Hartm.) Holmb, Iris pseudocorus L., Mischantus x giganteus Greef et Deu., Phalaris arundinacea L., Scirpus sylvaticus L., Symphytum officinale asperrimum L.. Tali specie sono state selezionate in base a test preliminari e alla loro potenzialità in termini di resa in biomassa e capacità di fitodepurazione. Le specie sono state messe a dimora con la densità di 4 piante/m2 ed è stato adottato uno schema a blocchi randomizzati replicati 4 volte. Successivamente al trapianto, il terreno all’interno dei cassoni è stato fertilizzato con una dose di liquame simulato corrispondente a 400 kg di azoto/ha e nel periodo da luglio a settembre 2010 sono state fornite irrigazioni di 40 mm due volte la settimana. Le piante sono state monitorate durante tutto il loro ciclo vegetativo e a novembre 2010 è stato eseguito uno sfalcio per valutare i caratteri bioagronomici delle singole specie. Per ogni tesi è stato prelevato un campione di biomassa, sottoposto a essicazione a 65°C, e in seguito ne è stata ottenuta la caratterizzazione chimica e la resa potenziale in etanolo, quest’ultima da parte del laboratorio di Biotecnologie del Centro Ricerche Trisaia ENEA. Infine durante il periodo di riposo vegetativo sono stati prelevati mensilmente campioni di acque di percolazione per valutarne la concentrazione dei principali agenti inquinanti (azoto totale, nitrati, fosforo totale e ortofosfato).

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Risultati Le specie hanno manifestato differenti capacità di assorbire acqua nei primi 0.5 m di terreno; M. x giganteus e S. sylvaticus risultano presentare la maggiore diminuzione di acqua in tale porzione di suolo. In termini di resa di biomassa secca, la specie più produttiva risulta A. donax . con 32.73 t/ha, seguita da M. x giganteus (16.33 t/ha) mentre le altre specie presentano tutte valori di 5 t/ha ca., così come visibile in Tabella 1. Specie A. donax C. indica C. pseudpcyperus C. riparia C. mariscus G. maxima I. pseudacorus M. x Giganteus Ph. Arundinacea S. sylvaticus S. officinale asperrimum

Resa biomassa secca (t/ha) 32.73 8.81 4.79 4.85 5.98 n.d. 6.17 16.33 n.d. 5.12 3.82

Umidità (%)

Cellulosa (%)

Lignina (%)

6.29±0.12 9.24±0.43 7.62±1.74 7.15±0.01 7.09±0.19 8.79±0.06 8.16±0.06 7.38±0.26 8.56±1.93 9.48±0.37 11.20±0.48

43.69±0.30 31.30±0.27 26.67±0.43 28.60±1.11 29.80±1.29 31.32±0.22 28.26±0.98 46.14±0.58 28.73±0.68 36.33±0.22 23.28±1.67

8.68±0.25 5.36±0.30 6.42±1.41 5.62±0.39 8.03±0.38 2.49±0.14 6.98±0.45 6.14±0.62 5.73±0.54 13.33±0.04 7.82±0.21

Tab. 1 – Rese medie in biomassa delle specie coltivate durante la stagione colturale 2010 e loro contenuto in fibra. Per quanto concerne la resa potenziale in etanolo, poiché la sua produzione è strettamente correlata alla quantità di cellulosa presente nella biomassa, risultano particolarmente idonee le specie che ne presentano elevate percentuali. Sotto tale aspetto emergono M. X giganteus, A. donax e S. sylvaticus. Circa la qualità dell’acqua di percolazione, considerando ad esempio la concentrazione di azoto totale come indicatore (Figura 1), si può vedere come S. officinale a., A. donax e I. pseudacorus diano i valori più bassi (mediana inferiore a 10 ppm) e all’opposto C. mariscus e C. pseudocyperus presentino i più elevati (mediana superiore a 20 ppm). 1 – A. donax 2 – C. indica 3 – C. pseudocyperus 4 – C. riparia 5 – C. mariscus 6 – I. pseudacorus 7 – S. officinale a. 8 – S. sylvaticus 9 – M. x Giganteus

Fig. 1 – Concentrazione Azoto totale (ppm) nelle acque di percolazione raccolte durante la stagione autunno-vernina 2010. Conclusioni Le prime indicazioni evidenziano A. donax e M. x giganteus quali specie nettamente più idonee alla produzione di biomassa; A. donax risulta anche avere le migliori prestazioni in termini di contenimento delle perdite azotate. Bibliografia Borin M. et al. 2011. Preliminary evaluation of macrophyte wetland biomasses to obtain second generation ethanol. 19th European Biomass Conference and Exhibition: From Research to Industry and Markets, 6-10 June 2011, Berlin, Germany Proceeding. In press. (1) Ricerca eseguita con finanziamento Mipaf - FITOPROBIO - Fitodepurazione produttiva di biomasse cellulosiche per l'ottenimento di etanolo di seconda generazione.

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Efficienza Produttiva, Energetica ed Economica di Sistemi Cerelicolo-foraggeri Lamberto Borrelli1, Cesare Tomasoni1 1

CRA-FLC Centro di Ricerca per le Produzioni Foraggere e Lattiero Casearie, Lodi, IT, lamberto.borrelli@entecra.it

Introduzione La sostenibilità ambientale è uno dei temi di maggiore rilevanza nell’analisi degli scenari futuri, in quanto è evidente il depauperamento delle risorse ambientali in atto, risorse che difficilmente potranno essere reintegrate. Negli ultimi decenni il dibattito circa l’accezione della sostenibilità ha oscillato fra le posizioni più diversificate in funzione agli interessi economici dei Paesi più industrializzati. La crescente esigenza di conciliare lo sviluppo economico e la tutela ambientale, specialmente nelle zone a spiccata vocazione agricola dove le condizioni pedo-climatiche hanno permesso un’elevata intensificazione e specializzazione dell’agricoltura, ha determinato la scelta di attivare percorsi finalizzati allo sviluppo di sistemi produttivi che tendono a investire le imprese agricole di un ruolo rilevante nella protezione e preservazione dell'ambiente in cui viviamo. Il principio dell'integrazione ambientale nelle politiche di sviluppo, così come previsto anche dai Regolamenti comunitari, a volte è percepito come un "limite" allo sviluppo medesimo. Le azioni di ricerca, formazione e informazione devono essere finalizzati ad affrontare i temi della sostenibilità ambientale nell'ottica di un ritorno economico, per le imprese agricole, a breve, medio e lungo termine. Lo scopo del presente lavoro è quello di valutare la sostenibilità dell’attività agricola mediante l’analisi produttiva, energetica ed economica di sistemi agricoli a diversa intensificazione colturale. In questo lavoro vengono presentati i risultati ottenuti in 25 anni di sperimentazione (1985-2009). Metodologia La prova di cui si riferisce è condotta, dal 1985, a Lodi (45°19’ N, 9°30’E – 81,5 m slm) e si articola sul confronto fra 5 ordinamenti colturali di tipo cerealicolo-foraggero: R1= annuale: loglio italico + mais trinciato; R3= triennale: loglio italico + mais trinciato – orzo trinciato + mais trinciato – mais da granella; R6= sessennale: loglio italico + mais trinciato (3 anni) – prato avvicendato (3 anni); PP= monocoltura di prato permanente; MM= mais da granella in monosuccessione. Ogni ordinamento è soggetto a due livelli di input, indicati come A e B, rispetto alle agrotecniche più comuni: concimazioni, lavorazioni e diserbi. L’input A fa riferimento ad interventi agronomici ritenuti nella realtà della prova come ordinari, mentre il B vede una riduzione del 30% rispetto all’input A dei diversi parametri considerati. La prova è in irriguo e tutti gli interventi colturali sono eseguiti con le normali macchine operatrici in dotazione ad un’azienda agraria. La ricerca è impostata con uno schema sperimentale su base annua a strip-split-plot con tre repliche e parcelle elementari di 60 m2; tutte le colture sono contemporaneamente presenti ogni anno in modo da annullare l’interazione coltura-annata all’interno degli avvicendamenti (Onofrii et al., 1993). L’ambiente di prova è caratterizzato da un suolo franco-sabbioso fine, con reazione sub-acida e dotazione media di N, buona di P e scarsa di K. Il clima è tipico della Regione Padana sub umida con precipitazione media annuale di 800 mm e temperatura media di 12,2 °C (Borrelli e Tomasoni, 2005). I diversi sistemi sono comparati in funzione del bilancio economico ed energetico computando il valore ed il contenuto energetico del prodotto agrario nonché l’energia direttamente occorrente per la produzione (mezzi tecnici, macchine, carburanti, lubrificanti, ecc); i costi diretti, riferiti all’attualità, sono quelli dei mezzi tecnici occorrenti per la produzione (Giardini et al., 1983). Il metodo utilizzato tiene conto solo dell’energia derivante da fonti non rinnovabili facendo la conversione energetica in base ai contenuti energetici specifici secondo quanto riportato da Pimentel, 1980, Pellizzi, 1992 e Jarach, 1985 (calcoli e dati non riportati per brevità). I risultati sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) utilizzando il sistema SAS.

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Risultati Nella tabella 1 sono riportati i valori medi annui per ettaro di unità foraggere latte (UFL), energia lorda dei prodotti agrari ottenuti (EL), quella impiegata (EI), i costi diretti, l’efficienza energetica (EE), ed il costo unitario delle UFL prodotte ( UFL-1) nei vari sistemi in esame durante i 25 anni di osservazione. Tabella 1. Valori medi annui di unità foraggere latte (UFL), energia lorda dei prodotti agrari (EL), energia impiegata (EI), costi di produzione, efficienza energetica (EE) e costo unitario delle UFL per i sistemi analizzati. Input

Rotazione

UFL ha-1 (A)

EL MJ ha-1 (B)

EI MJ ha-1 (C)

Costi ha-1 (D)

EE ((B-C)/C)

UFL-1 (D/A)

11921 f

192315 g

42552 e

1350 e

3,52 g

0,113 d

8587 h

220885 f

36014 f

1284 ef

5,13 ef

0,150 b

22477 a

494323 a

65637 a

2098 a

6,54 b

0,093 h

18826 c

392959 c

58607 b

1870 b

5,52 ed

0,096 g

15842 d

362883 d

50135 d

1697 c

6,04 c

0,111 e

9932 g

160232 h

36187 f

1206 f

3,42 g

0,121 c

7210 i

190154 g

31623 g

1188 f

5,01 f

0,165 a

20282 b

446521 b

53937 c

1822 b

7,29 a

0,090 h

16342 d

343893 de

49123 d

1637 c

5,76 cd

0,097 g

14234 e

328605 e

42363 e

1501 d

6,52 b

0,109 e

Medie seguite dalla stessa lettera non differiscono per Lsd test a P=0,05

Il sistema che produce più UFL è R1 nell’input A con 22477 unità ad ettaro mentre la stessa rotazione nell’input B ne produce il 90%, stessa situazione si ripropone per EL dei prodotti agrari; di contro risulta essere anche la più energivora e con i costi di coltivazione più alti. La maggiore efficienza energetica, calcolata secondo la formula (EL-EI)/EI, si riscontra sempre in R1 ma nell’input B infatti, la riduzione degli input agrotecnici migliora EE del 10% circa. Produrre UFL risulta più conveniente farlo con R1 con circa 9 centesimi di euro di costo per unità mentre con PP risulta più oneroso dell’80%. La riduzione degli input agrotecnici non migliora la competitività dei sistemi. Conclusioni I sistemi colturali hanno una fondamentale influenza sulla sostenibilità delle produzioni agricole. La rotazione più efficiente e competitiva è data dalla mono-successione caratterizzata da una breve durata, dalla presenza del mais e della doppia coltura. La riduzione degli input migliora l’efficienza energetica ma non la competitività. Bibliografia Borrelli, L., Tomasoni, C., 2005. Nota sulle caratteristiche pedo-climatiche dell’ azienda dell’Istituto Sperimentale per le Colture Foraggere di Lodi, Annali dell’I.S.C.F. vol. IX, Giardini, L. et. al. 1983. Studio del bilancio energetico in quattro rotazioni colturali eseguite per un decennio con diversi livelli di concimazione e di irrigazione. Nota I: energia della sostanza secca prodotta e del prodotto agrario utile. Riv. Agron., 17(2):261-278. Jarach, M., 1985. Sui valori di equivalenza per l’analisi energetica in agricoltura. Riv. Ing. Agr. 2:102-114. Onofrii, M. et al. 1993. Confronto tra ordinamenti cerealicolo-foraggeri, sottoposti a due livelli di input agrotecnico, nella pianura irrigua lombarda. I. Produzioni quanti-qualitative [Comparison among cereal-forage cropping systems, at two input levels, in the irrigated plain of Lombardy. I. Quanti-qualitative yields]. Riv. Agron. 27:160-172. Pellizzi, G., 1992. Use of Energy and Labour in Italian Agiculture. J. Agric. Eng. Res. 52: 111-119. Pimentel, D., 1980. Handbook of energy utilization in agriculture. CRC Press, Boca Raton, FL..

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Impiego di Reflui Zootecnici Bovini su Erba Medica Lamberto Borrelli, Cesare Tomasoni e Luigi Degano CRA-FLC Centro di Ricerca per le Produzioni Foraggere e Lattiero Casearie, Lodi, IT, lamberto.borrelli@entecra.it

Introduzione Un rilevante problema si pone nelle aziende zootecniche da latte molto intensive, dove le grandi quantità di reflui zootecnici se non adeguatamente gestite in quantità e modo di distribuzione, possono provocare effetti indesiderati da un punto di vista ambientale e produttivo. L’uso agronomico dei reflui dipende delle loro caratteristiche chimiche e fisiche e dalla natura pedologica del terreno interessato, in funzione della sua vulnerabilità e dalle esigenze della coltura su cui si intende distribuirli (Ceotto et al., 2006). L’obiettivo perseguito da questo lavoro è quello di verificare, sotto l’aspetto agronomico, gli effetti dell’impiego dei reflui zootecnici (liquame e letame) dell’azienda zootecnica bovina da latte sulla coltura dell’erba medica per la produzione di foraggio ad alto valore biologico. In questo lavoro si riporta una sintesi dei risultati di otto anni di sperimentazione riguardanti la coltura di erba medica. Metodologia La sperimentazione, in irriguo, è stata avviata sin dal 1995 nell’azienda sperimentale del CRA-FLC di Lodi (45°19’ N, 9°30’E – 81,5 m slm) e consiste nel confrontare l’impiego di reflui zootecnici (letame e liquame integrale) provenienti da allevamento bovino da latte in una rotazione sessennale che prevede 3 anni di loiessa + mais da trinciato e 3 anni di prato di erba medica. Per quest’ultima coltura, la distribuzione del refluo precedeva l’aratura a 30 cm di profondità in misura di 33 t ha-1 di letame e 48 t ha-1 di liquame, le dosi sono state calcolate in funzione dei capi mantenibili dalla rotazione stessa (4 UBA ha-1) mentre la composizione media dei reflui sul tal qual è stata pari a 0,61 % N, 0,53% P2O5 e 0,84 % K2O per il letame e di 0,31 % N, 0,16% P2O5 e 0,34% K2O per il liquame. La ricerca è stata impostata con uno schema sperimentale su base annua a strip-split-plot con tre repliche e parcelle elementari di 180 m2. Gli interventi colturali sono eseguiti con le normali macchine operatrici in dotazione a un’azienda agraria (Tomasoni et al. 2009). L’ambiente di prova è, da un punto di vista pedo-climatico, rappresentativo della Pianura Padana pedemontana alluvionale terrazzata, con suolo franco-sabbioso fine, della famiglia degli Hapludalf originatisi da sedimenti fluviali provenienti dalle Alpi in epoca pleistocenica. Da un punto di vista chimico la reazione è sub-acida con dotazione media di N, buona di P e scarsa di K. Il clima è tipico della Regione Padana sub umida con precipitazione media annuale di 800 mm e temperatura media di 12,2 °C (Borrelli e Tomasoni, 2005). Ai fini di questo lavoro è stato preso in considerazione il comportamento del prato avvicendato di erba medica inserito nella rotazione per un periodo di otto anni, per ognuno dei quali vi era la presenza contemporanea del medicaio di 1°, 2° e 3° anno. L’analisi statistica è stata eseguita sulla resa areica, la produzione di unità foraggere latte (UFL) e proteina grezza (PG) per ettaro e la persistenza come valore percentuale di copertura (COP) del medicaio valutato al terzo anno di coltura. Le analisi chimiche per la determinazione del valore nutrizionale del foraggio sono state effettuate con metodo NIRS (Berardo et al. 1993). Risultati Nella fig. 1 è riportato l’andamento delle rese dei medicai sottoposti al trattamento con letame e liquame bovino all’impianto e, come si può notare, all’inizio della prova non vi sono differenze di comportamento ma già al secondo anno i due trattamenti cominciano a differenziarsi. Con il passare del tempo la forbice produttiva si è allargata sempre di più sino ad avere, dopo otto anni, una produzione nel trattamento con liquame pari al 18% rispetto a quello con letame. A questo punto si è dovuto interrompere la serie per modificare il protocollo sperimentale ed escludere il trattamento con i reflui all’impianto del medicaio. Con la distribuzione del liquame prima della semina dell’erba medica si è

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verificata una forte difficoltà della coltura ad affermarsi dopo l’emergenza, probabilmente per mancata nodulazione radicale, la qual cosa ha portato a un deperimento dell’impianto. Nella figura 2 si riportano le rese del medicaio in funzione dell’anno dall’impianto. Nell’anno d’impianto (1) è stata osservata una produzione media di 8,5 t ha-1 di sostanza secca per la tesi letamata contro 5,5 t ha-1 per quella liquamata, il gap produttivo si manifesta anche negli anni successivi.

Nella tabella 1 sono riportati i risultati produttivi e qualitativi di sintesi rilevati durante il periodo esaminato e precisamente il contenuto percentuale di proteine grezze (PG), le unità foraggere latte unitarie (UFL), la resa annuale di sostanza secca, proteine grezze e UFL ad ettaro e la persistenza. Tabella 1. Valori qualitativi, produttivi e persistenza (COP) dell’erba medica nei due trattamenti Resa PG UFL COP Refluo PG UFL t ha-1 t ha-1 ha-1 % % kg-1 s.s. Letame 18,8 0,81 10,50 1,95 8118 74 Liquame 18,5 0,77 7,71 1,41 6179 35 P= ns <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 Il trattamento con i due tipi di reflui ha avuto influenza su tutti i parametri considerati ad eccezione del contenuto percentuale di PG. Nel trattamento con il liquame si riscontra una produzione media pari a circa 70% rispetto a quella ottenuta nel trattamento con il letame. A fine ciclo la persistenza del medicaio è ancora buona nella tesi letamata e nettamente inferiore in quella liquamata. Conclusioni I risultati della prova mostrano come l’impiego di reflui bovini, distribuiti all’impianto del medicaio, hanno un diverso effetto a secondo della tipologia di materiale utilizzato. Il letame non manifesta alcuna controindicazione e garantisce un buon insediamento e persistenza dell’impianto. L’uso del liquame bovino utilizzato nelle dosi dell’esperimento compromette invece l’insediamento della coltura i cui effetti negativi sono risultati cumulativi nel tempo. Bibliografia Berardo N. et al. 1993. Improved nutritive value of different forage species monitored by near infrared reflectance spettroscopy. Proc. XVII Int. Grass. Congr., 572-573. Borrelli L. e Tomasoni C. 2005. Nota sulle caratteristiche pedo-climatiche dell’ azienda dell’Istituto Sperimentale per le Colture Foraggere di Lodi, Annali dell’I.S.C.F. vol. IX, 43-49. Ceotto E. et al. 2006. Effect of integrated forage rotation and manure management systems on soil carbon storage. In: Petersen, S.O., (Ed.). 12th RAMIRAN Int. Conference Technology for Recycling of Manure and Organic Residues in a Whole-Farm Perspective. DIAS report Plant production no.123, 29-32. ISBN 87-88976-99-8. ISSN 1397-9884. Tomasoni C. et al. 2009. Effetti di avvicendamenti foraggeri e gestione dei reflui zootecnici sulla sostenibilità delle produzioni. Atti XXXVIII Convegno SIA (M. Bindi Ed.), Firenze 21-23 Settembre, ISBN 9788 8904 38707, pag. 19-20.

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Ottimizzare il Ciclo degli Elementi Nutritivi nelle Aziende Zootecniche Biologiche Giampaolo Bruno1, Dario Sacco1, Barbara Moretti1, Carlo Grignani 1 1

Dipartimento Agroselviter – Università degli Studi di Torino, Via Leonardo da Vinci 44, Grugliasco (TO), e-mail: giampaolo.bruno@unito.it

Introduzione Le aziende biologiche devono primariamente confrontarsi con la qualità olistica dei loro prodotti e l’aspetto di tutela ambientale è uno degli aspetti fondamentali. L’organizzazione di un ciclo produttivo caratterizzato da un’elevata autosufficienza alimentare e da un elevato grado di riciclo dei nutrienti è alla base della filosofia che anima l’agricoltura biologica, richiamata anche dai regolamenti che la disciplinano. L’impostazione del ciclo degli elementi nutritivi in aziende zootecniche biologiche è stata verificata analizzando i vincoli dimensionali cui le aziende biologiche con allevamento debbono attenersi: superfici necessarie per lo spandimento dei reflui prodotti dalla stalla, superfici necessarie per il soddisfacimento dei fabbisogni di alimenti, valutazione del grado di autoapprovvigionamento di lettiere e di fertilizzanti organici e calcolo del bilancio al campo dell’azoto: quest’ultimo elemento chiave nelle aziende biologiche zootecniche. Metodologia Nel presente lavoro sono stati utilizzati i risultati di un’indagine territoriale condotta in alcune aziende biologiche della pianura irrigua a Sud di Torino e quelli della piattaforma sperimentale di lungo periodo sui sistemi colturali biologici, ubicata nella stessa zona. L’indagine ha permesso di simulare una stalla di bovini di razza piemontese, allevati secondo la linea vacca - vitello. Nella piattaforma sono state misurate le produzioni e gli asporti delle colture inserite in ordinamenti colturali con prevalenza di prato con buon contributo di medica e trifoglio bianco (rotazione quadriennale: mais - frumento - prato – prato), tipica delle aziende zootecniche biologiche con ciclo chiuso di bovini, così da garantire un elevato grado di auto-approvvigionamento alimentare per la stalla. Il razionamento del bestiame per il calcolo dei fabbisogni di alimenti è stato formulato reimpiegando i prodotti aziendali in modo da soddisfare i fabbisogni in sostanza secca, proteine ed unità foraggere carne dei bovini mediante l’ausilio di dati bibliografici. La base della razione è il fieno per tutte le categorie, accompagnato da un’integrazione di farina di mais e di frumento per le vacche, oltre al pisello proteico (acquistato) limitatamente alla rimonta e ai capi all’ingrasso. Per la quantificazione degli effluenti prodotti dal bestiame e il loro contenuto di azoto si sono impiegati i valori riportati nel D.M. 7/4/2006 (“Direttiva nitrati”), così come recepito dalla Regione Piemonte. Per il dimensionamento della stalla si è fatto riferimento ad un singolo gruppo di rimonta, comprensivo anche dei vitelli ingrassati prodotti dalle vacche del gruppo medesimo, di seguito definito “modulo di stalla”. Il modulo è composto da 5 vacche, 2 manze -manzette e 4,8 vitelli all’ingrasso. Le voci utilizzate per il calcolo bilancio dell’azoto (EEA, 2005), sono in parte di derivazione sperimentale e, in parte bibliografica. Risultati Il bestiame del modulo di stalla, allevato con stabulazione libera su lettiera permanente richiede una superficie minima per lo spandimento di 2,3 ha per rispettare il limite di 170 kg di azoto /ha per anno (D. d. n. 1257/2010 della Regione Piemonte). Nel triennio 2007 - 2009 la produzione medie sperimentali di fieno è di 11,8 t t.q./ha (paragonabile a quella di sistemi colturali convenzionali) e con un tenore proteico elevato (14,8 %), mentre la resa di granella dei fumento (3,9 t t.q./ha) e di mais (8,6 t t.q./ha) è inferiore del 30% rispetto alla produzione convenzionale dell’areale di sperimentazione e mostra una forte interazione con l’anno.

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Si è assunto che la superficie coltivata dall’azienda sia quella necessaria a soddisfare il fabbisogno alimentare del gruppo di animali identificato come “modulo minimo di stalla”: tale superficie è stata calcolata essere pari a 4,0 ha. Dal confronto della suddetta superficie con quella necessaria per lo spandimento dei reflui (2,3 ha) si evidenzia che, negli allevamenti biologici di bovini della linea vaccavitello, i carichi unitari di azoto (pari a 98 kg/ha) sono molti inferiori ai limiti imposti dai regolamenti sulla zootecnia biologica. La produzione di paglie e stocchi non è sufficiente a soddisfare il fabbisogno ed è necessario acquistare circa il 25 % del fabbisogno. Nel caso in esame, così come accade frequentemente nella realtà agricola esaminata (Grignani, 1990), i prati avvicendati sono sotto-fertilizzati: le dosi di letame e di azoto distribuite al campo (calcolato ai sensi del D.M. 7/4/2006), nell’ipotesi che l’azienda non acquisti fertilizzante all’esterno, sono di 170 kg N /ha anno per il mais, 140 per il frumento e 62 per i prati. Con la distribuzione di questi ultimi quantitativi di azoto, verosimilmente, le produzioni dei prati sarebbero minori di quelle ottenute dalla piattaforma sperimentale, con il conseguente aumento della superficie necessaria per l’alimentazione del bestiame. Per mantenere un maggior equilibrio tra le superfici necessarie per l’alimentazione e quelle per lo spandimento si è ipotizzato che venga acquistato del fertilizzante per i prati avvicendati sino al raggiungimento dei 170 kg/ha di azoto anno (occorre acquistare il 43% in più del letame prodotto). Il bilancio dell’azoto, calcolato sul riparto colturale sopra descritto, evidenzia un saldo positivo (surplus) di 112 kg N/ha anno, grazie all’acquisto di letame e all’azotofissazione dell’erba medica, la cui presenza negli ordinamenti colturali biologici si conferma essere essenziale (Figura 1). Figura 1 Bilancio dell’azoto al campo. Conclusioni L’ottimizzazione del ciclo degli elementi nitritivi ha mostrato come, in aziende biologiche zootecniche, l’elemento che condiziona il dimensionamento della consistenza della stalla è la resa delle colture, prima ancora che i limiti di carico zootecnico imposti dalle normative sul biologico (170 kg N/ha anno). Il raggiungimento dell’obiettivo dell’autosufficienza alimentare (in questo caso impostato al 95%) non garantisce l’autosufficienza di paglia e di fertilizzanti ed è necessario ricorrere al loro acquisto. La quantità di azoto che si disperde nell’ambiente dal sistema risulta comunque elevata e pari a quella misurata su sistemi intensivi. Questo studio conferma come i sistemi zootecnici biologici, inseriti in contesti di agricoltura intensiva, sono competitivi con quelli convenzionali solo se la loro sostenibilità è strettamente legata ad un prezzo di un mercato che riconosca il valore aggiunto delle produzioni e al supporto dei finanziamenti pubblici. Bibliografia Grignani C. 1990. Relazione tra la vegetazione, tecniche colturali produzione nei prati permanenti della pianura piemontese. Rivista di Agronomia, Anno XXIV, 4, 349-356. EEA European Environmental Agency, IRENA Indicator Reporting on the integration of Environmental 2005. Agriculture and environmental in EU-15 – the IRENA indicator report. EEA report, No 6/2005.

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Influenza Della Tipologia Di Pianta e Della Concimazione Azotata Sulla Cv. Di Fragola Candonga®Sabrosa. Caracciolo Giuseppina, Alessandro Roberta, Moncada Alessandra, Parrinello Antonietta, D'Anna Fabio. Dipartimento dei Sistemi Agro-Ambientali, (S.Ag.A), Univ. Palermo, IT, danna@unipa.it

Introduzione La fragola coltivata assume un ciclo annuale: negli ambienti meridionali si ricorre ad impianti con piante fresche in grado di fornire un flusso produttivo dall’inverno alla primavera (dic-giu). La conoscenza della dinamica dell'assorbimento dei nutrienti è fondamentale per sincronizzare la disponibilità degli elementi nutritivi nel terreno con le esigenze specifiche della pianta (Tagliavini et al., 2009). A tal riguardo, studi condotti in Italia ed in Francia su fragola hanno evidenziato come i livelli di assorbimento dei principali elementi siano influenzati dalla produttività, dalla fertilità del suolo, dalla tecnica colturale e dal genotipo (Raynal-Lacroix et al., 1999; Tagliavini et al., 2009;). Il fabbisogno nutrizionale, quindi, deve essere definito sia sulla base della quantità disponibile di un determinato elemento che la pianta deve assumere per l'ottenimento della migliore performance produttiva e qualitativa, che del minor impatto ambientale dello stesso. L’azoto influenza l’attività vegeto-produttiva delle piante e la qualità dei frutti (colore, conservabilità, ecc). Nell’ottica della sostenibilità ambientale e dell’ottenimento di elevati standards sono state condotte delle prove per individuare la concimazione più idonea al fine di ottimizzare le potenzialità produttive delle due tipologie di piante fresche della cultivar attualmente più diffusa nell'areale siciliano Candonga®Sabrosa riducendo gli apporti azotati nel rispetto della buona pratica agricola. Metodologia La ricerca è stata condotta nell’annata agraria 2008-'09, presso l’Istituto ―Opera Pia, Castelnuovo‖, azienda sperimentale del Dip. S.Ag.A (ex DAAT) di Palermo. Il protocollo sperimentale ha previsto l’utilizzo di piante fresche ―cime radicate‖ e a ―radice nuda‖ e di 5 diverse dosi di azoto in fertirrigazione: 120; 170; 220; 270 e 320 Kg/ha. Si è operato su terra rossa di media fertilità a tessitura franco sabbiosa, a reazione sub alcalina (pH 7,4), con calcare attivo del 4,8 %; fosforo disponibile 40 ppm; potassio scambiabile 330 ppm; azoto totale 2,07 ‰; sostanza organica totale 3,75%. La coltivazione è stata effettuata in una serra a doppia navata (38 m x 16 m), con struttura in metallo con copertura in polimetacrilato nelle pareti e in PE additivato con EVA nel tetto. L’impianto è stato effettuato su un terreno coltivato nell’ultimo triennio a fragola e annualmente solarizzato. In estate il terreno è stato lavorato ed è stata interrata la sostanza organica (100 t/ha) e i concimi minerali (100 kg/ha P2O5 e 600 kg/ha S, con funzione di correttivo). Successivamente, è stata eseguita la sistemazione in prode alte 30 cm, la posa dell’impianto di irrigazione a microportata con tubo di polietilene con fori distanti 20 cm, sotto la pacciamatura con film plastico di PE trasparente ed il terreno è stato sottoposto a solarizzazione per 60 giorni (lug-ago). A Settembre il terreno è stato pacciamato con PE plastico nero. Le ―cime radicate‖ sono state messe a dimora nella terza decade del mese di settembre, a file binate, realizzando una densità di 8 piante/m2 mentre quelle a radice nuda nella seconda decade di ottobre con una densità di 9 piante/m2. Sono stati effettuati 10 interventi di fertirrigazione, in particolare: 330 Kg/ha di K2O , 4 g/m2 di chelato di ferro; la dose di azoto è variata in funzione della tesi (120, 170, 220, 270, 320 kg/ha). Il disegno sperimentale adottato é stato a parcella suddivisa (split-plot), con unità elementare di 4,6 m2 ripetuta 3 volte, in cui la tesi principale è stata la diversa dose di azoto e quella secondaria la tipologia di pianta. Su dieci piante di ciascuna parcella, a dicembre, gennaio e febbraio, sono stati rilevati il numero di germogli/pianta. In ogni raccolta sono stati pesati i frutti commerciali e di scarto ed è stato calcolato il peso medio ponderato di un campione di 20 frutti scelti a caso.

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Su un campione di 10 frutti scelti durante le raccolte di febbraio, marzo e aprile sono stati rilevati: il residuo secco rifrattometrico (RSR, °Brix), la consistenza della polpa (g) dei frutti, l'acidità del succo (meq/100 g di sostanza fresca), il contenuto in acido ascorbico (mg/100 g di sostanza fresca), il colore della superficie del frutto su due punti diametralmente opposti e l’indice Chroma per la tonalità. I dati sperimentali rilevati sono stati utilizzati per calcolare: la produzione commerciale a pianta mensile e totale, il peso medio ponderato mensile e generale; il valore medio del RSR (°Brix), della consistenza della polpa (g), dell’acidità titolabile (meq/100 g di sostanza fresca), dell'acido ascorbico (mg/100 g di s.f), la brillantezza (L) e la tonalità del colore del frutto (Indice Chroma). Come indice di qualità dei frutti, si è calcolato il rapporto fra acidità titolabile e RSR. I dati sono stati sottoposti all’ANOVA e le medie messe a confronto col test di Duncan. Risultati Le migliori risposte quali-quantitative sono state ottenute con dosi di N pari a 120 kg/ha. Si è osservato che a dosi minori di N corrispondono le migliori caratteristiche dei frutti, e cioè peso medio più elevato, polpa consistente, migliore rapporto zuccheri/acidi e colore dei frutti brillante e vivace. Al contrario, una migliore dotazione in vitamina C risulta favorita da dosi di concimazione azotata più elevate. Tipologia pianta fresca

Concimazione

Cima radicata a radice nuda 120 Kg/ha 170 Kg/ha 220 Kg/ha 270 Kg/ha 320 Kg/ha

Peso medio frutto (g)

Consistenza polpa (g)

RSR (°brix)

19,4 a 17,8 b

763,8 b 839,4 a

7,4 b 9,0 a

10,1 a 45,8 a 35,0 a 46,3 a 8,7 b 29,6 b 34,4 a 45,5 b

18,4 17,9 18,4 19,0 19,3

803,0 767,0 842,5 842,5 814,0

6,0 9,2 7,6 8,9 7,8

10,8 9,5 8,7 8,7 8,9

a b a a a

b c a a b

Interazione tipologia pianta x n.s * concimazione I valori contrassegnati da lettere diverse differiscono p

c a b a b

Acidità (meq/100 g)

a b b b b

Colore Vit C

53,0 34,5 39,0 40,0 32,5 *

a b b b c

33,8 34,8 34,7 33,9 35,9 *

Indice Chroma

c 45,6 bc b 46 b b 45,4 bc c 47 a a 45,5 bc *

Conclusioni In Sicilia la fragolicoltura rappresenta con i suoi oltre 300 ettari una fonte di reddito per le piccole e medie aziende diretto-coltivatrici. Il ricorso alla pianta fresca sia a radice nuda che con pane di terra (cima radicata)ha permesso vantaggi quali: risparmio delle spese di gestione, maggiore precocità di maturazione (20-50 gg), pezzatura del frutto più regolare e RSR più elevato durante tutto il periodo di raccolta. Candonga®Sabrosa sta dimostrando di essere la cultivar che meglio riesce ad esprimere le migliori caratteristiche di qualità in termini di forma, colore, sapore e lunga shelf-life. In conclusione, in presenza di terreni coltivati per molti anni con specie orticole in ambiente protetto, sottoposte ad intense e continue concimazioni con apporto basso o nullo di acqua piovana, che permetterebbe l’allontanamento dei sali residui nel terreno per lisciviazione, la somministrazione di basse dosi di azoto permette di ottenere produzioni uguali rispetto a dosi doppie o triple e frutti di qualità superiore, riducendo l’impatto ambientale e i costi di produzione. Bibliografia Raynal-Lacroix, C., et al. 1999. Fraisier—La fertilisation azotée. Infos-Ctifl. 49: 34–39. Tagliavini M., et al. 2009. Esigenze nutrizionali e Tecniche sostenibili di concimazione della fragola. Atti del Convegno Nazionale ―La Fragola presente e Futuro‖, 199-205. Tagliavini M., et al. 2005. Dynamics of nutriens uptake by strawberry plants (Fragaria x Ananassa Dutch) grown in soil and soiless culture. Eur. J. Agron, 23:15-25.

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Fissazione dell’Ammonio nei Minerali Argillosi dopo l’Applicazione di Liquami Bovini al Suolo Daniele Cavalli1, Pietro Marino1, Daniele Baronchelli1, Luca Bechini1 1

Dip. Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT, daniele.cavalli@unimi.it, pietro.marino@unimi.it, daniele.baronchelli@studenti.unimi.it, luca.bechini@unimi.it

Parte dell’ammonio applicato con i fertilizzanti al suolo può essere rapidamente fissato tra gli strati dei minerali argillosi ed essere di conseguenza temporaneamente non disponibile per le piante e i microrganismi del suolo. Questa frazione non scambiabile (o “fissata”), è successivamente almeno parzialmente rilasciata in forma solubile o scambiabile e influenza quindi l’efficienza dell’azoto. Gli scopi di questo lavoro condotto in laboratorio sono stati la misura e la simulazione della dinamica del C e dell’N minerale (nitrico, ammoniacale scambiabile e ammoniacale fissato) in un suolo francoargilloso dopo l’applicazione di due liquami bovini. L’incubazione di laboratorio ha previsto l’applicazione di due liquami bovini (Tabella 1) ad un suolo (sabbia 45%; limo 25%; argilla 30%; pH 6,8) usando un disegno a randomizzazione completa con tre repliche e adottando il metodo della “nursery”, che prevede misure distruttive nel tempo. Sono state ottenute 72 unità sperimentali corrispondenti ad 1 suolo 3 materiali (acqua + 2 liquami) 3 repliche 8 date di campionamento. Ogni unità sperimentale, composta da 100 g di suolo secco setacciato a 2 mm e preincubato per una settimana, ha ricevuto una quantità di liquame tale da apportare 100 mg N kg-1 di suolo secco (circa 400 kg N ha-1). L’incubazione è stata condotta ad un potenziale idrico del suolo di -50 kPa ed una temperatura di 25°C. All’inizio di ogni intervallo di incubazione, tre unità sperimentali per ogni materiale aggiunto sono state riposte in giare da 3 L a chiusura ermetica, insieme ad un becker contenente una soluzione di soda 0.5 M al fine di intrappolare la CO2 respirata. Al termine di ogni intervallo di incubazione (0,25, 1, 3, 6, 15, 29, 62 e 84 giorni dopo l’aggiunta dei materiali) sono state effettuate le misure di respirazione del C, concentrazione di N-NO3, N-NH4 scambiabile + solubile, e N-NH4 non scambiabile. Per ogni intervallo è stata calcolata: i) la respirazione netta di C sottraendo la CO2 prodotta nei controlli trattati con acqua da quella prodotta nei suoli liquamati; successivamente i valori ottenuti sono stati cumulati; ii) la concentrazione netta di N minerale nel suolo in forma scambiabile + solubile (MN); iii) la concentrazione netta di N ammoniacale in forma non scambiabile nel suolo. Caratteristiche dei liquami bovini utilizzati nella prova di incubazione. C tot. (g kg-1) N tot. (g kg-1) N-NH4 (g kg-1) Liquame SS (g kg-1) Manze 40 14,3 1,3 0,3 Bovine in lattazione 80 35,4 3,9 2,0 È stato utilizzato il modello CN-SIM (Petersen et al., 2005) che descrive il turnover della sostanza organica del suolo attraverso l’interazione di sette pool organici: sostanza organica aggiunta (AOM1 e AOM2), biomassa microbica (SMB1 e SMB2), e sostanza organica “nativa del suolo” (SMR, NOM e IOM). Per simulare i processi di fissazione e di rilascio dell’ammonio da parte dei minerali argillosi del suolo, al modello originale sono stati aggiunti due pool di azoto ammoniacale (Figura 1), rappresentanti l’ammonio fissato “recente” (NH4fixR) e fissato “nativo” (NH4fixN). Il modello modificato è stato sottoposto ad analisi della sensibilità e i parametri più sensibili sono stati calibrati usando i dati misurati.

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NO3–N

NH4–N Exc.

NH4–N fix. R

NH4–N fix. N

Schema del modello CN-SIM e dei pool minerali aggiunti (NH4fixR e NH4fixN). Poche ore dopo l’applicazione dei liquami, l’ammonio fissato rappresenta più dell’80% dell’ammonio applicato con i reflui. Negli 84 giorni successivi si è assistito ad un parziale rilascio dell’ammonio fissato, che è sceso al 20% circa dell’ammonio applicato con i reflui in entrambi i trattamenti liquamati (Figura 2c e 2f). Il modello originale (Figura 2) tende a sovrastimare sia l’immobilizzazione iniziale di azoto sia la successiva re-mineralizzazione, dovuta alla decomposizione dei pool organici SMB1, SMR e NOM. Inoltre, nel trattamento con liquame di bovine in lattazione (Figura 2d), la respirazione di C è sottostimata, al fine di ridurre la decomposizione dei pool organici e quindi l’eccessiva concentrazione di MN al giorno 84 (Figura 2e). Il modello modificato simula meglio le dinamiche di C ed N poiché le diminuzioni di concentrazione misurata di MN possono avvenire sia attraverso l’immobilizzazione microbica di N sia con un temporaneo sequestro di N da parte dei minerali argillosi. a

Liquame di bovine in lattazione e f

bovini.

Liquame di manze

Dinamiche del C e dell’N misurate e simulate dopo l’applicazione di due liquami

I risultati ottenuti evidenziano l’interesse di indagare ulteriormente il fenomeno, nell’ambito della fertilizzazione di suoli agrari con liquami bovini, al fine di migliorarne la comprensione meccanicistica e di fornire le basi per una corretta simulazione del processo. Una futura estensione dello studio al pieno campo potrà fornire un supporto per la formulazione dei piani di concimazione. Petersen B.M. et al., 2005. CN-SIM: a model for the turnover of soil organic matter. II. Short-term carbon and nitrogen development. Soil Biol. Biochem., 37:375-393.

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Variazione Della Funzionalità Xilematica In Bacche Di Uva Da Tavola In Funzione Dei Regimi Irrigui Adelaide Ciccarese1*, Giovanni Gentilesco2, Anna Maria Stellacci1, Pietro Rubino1 1

Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”, Via Orabona, 4 70126 Bari, Italy, adelaideciccarese@libero.it 2 CRA-UTV Unità di ricerca per l’uva da tavola e la vitivinicoltura in ambiente mediterraneo (Turi BA), Via Casamassima, 148 70010 Turi (BA), Italy

Introduzione La qualità dell’uva da tavola è strettamente legata al contenuto in cationi delle bacche e molti disordini di natura fisiologica e parassitaria che si verificano sia in campo che nella fase di conservazione sono spesso associati a basse concentrazioni di calcio nei frutti. Infatti, essendo il calcio un elemento poco mobile per via floematica, il suo accumulo nelle bacche tende ad arrestarsi in corrispondenza della fase d’invaiatura, come conseguenza della perdita di funzionalità del sistema vascolare xilematico. Alcuni autori hanno attribuito la riduzione della funzionalità xilematica ad un’interruzione fisica del flusso, altri alla diminuzione del gradiente di pressione idrostatica tra lo xilema del peduncolo e lo xilema della polpa (Bondada et al., 2005, Tyerman et al., 2004). Tuttavia, pochi studi hanno riguardato l’influenza dello stato idrico della coltura sulla funzionalità dello xilema. La gestione razionale dell’irrigazione può invece contribuire a modificare la forza dei diversi sink e indirizzare i flussi dei nutrienti, attraverso l’instaurarsi di un gradiente di traspirazione ottimale alla traslocazione degli elementi nutritivi verso le bacche. Pertanto, l’obiettivo del presente lavoro ha riguardato lo studio dell’influenza dello stato idrico della coltura sull’evoluzione della funzionalità del sistema vascolare xilematico e quindi l’individuazione del regime irriguo ottimale al fine di migliorare i flussi di acqua e nutrienti verso i frutti. Metodologia Un’attività di ricerca è stata condotta nel 2009 presso l’azienda sperimentale del CRA-UTV (Rutigliano - BA), su un vigneto ad uva da tavola, cv Italia, innestato su Vitis berlandieri x Vitis Riparia SO 4, con forma di allevamento a tendone a doppio impalco e condotto in semiforzatura tardiva. Il suolo risulta argilloso-limoso, caratterizzato da bassa fertilità chimico-fisica. Nella prova sono stati posti a confronto tre volumi stagionali di irrigazione, derivanti dalla restituzione del 120%, 80% e 40% della quantità di acqua persa per evapotraspirazione (ETc) al netto delle piogge utili (WR1, WR2 e WR3, rispettivamente), all’esaurimento della riserva idrica facilmente utilizzabile nello strato di terreno interessato dall’apparato radicale. I trattamenti sono stati disposti in campo secondo uno schema sperimentale a blocco randomizzato con tre ripetizioni. L’evapotraspirazione della coltura (Etc) è stata ottenuta stimando l’ETo mediante l’equazione di Penman-Monteith (FAO) ed utilizzando i coefficienti colturali definiti per l’uva da tavola negli ambienti mediterranei (Allen et al., 1998). Il metodo irriguo adottato è stato quello a micro portata di erogazione con le ali gocciolanti disposte lungo la fila e gocciolatori auto compensanti con una portata di 12, 8 e 4 l h-1 rispettivamente per le tesi WR1, WR2, WR3. Durante il ciclo colturale, a partire dall’allegagione fino alla raccolta sono state monitorate le cinetiche di accrescimento e maturazione e le dinamiche di accumulo dei cationi nelle bacche. Le misure di funzionalità xilematica nelle bacche sono state effettuate durante tutta la stagione di crescita dei frutti, in pre e post invaiatura. La valutazione della funzionalità xilematica è stata effettuata mediante la metodica di colorazione “passive dye infusion” (Bondada et al., 2005). A tal fine, prima dell’alba, sono stati prelevati alcuni grappoli ed immediatamente condotti in laboratorio. Le bacche sono state sottoposte ad un trattamento di colorazione, che permette di visualizzare in blu i vasi xilematici funzionali, protratto per circa sette ore per le bacche in pre invaiatura e per circa nove ore per quelle in post invaiatura. Dall’osservazione allo stereoscopio delle sezioni delle bacche colorate è stato

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possibile calcolare la percentuale di funzionalità xilematica come numero di fasci colorati in rapporto ai fasci presenti sulle sezioni del frutto. I dati raccolti sono stati sottoposti ad analisi della varianza; le medie sono state confrontate mediante test SNK alla probabilità di 0,05. Risultati e Conclusioni Il regime pluviometrico registrato nel 2009 si è differenziato rispetto all’andamento medio, con precipitazioni totali più elevate (805 mm contro 650 mm) e valori più alti registrati nei mesi di giugno (70 mm) e ottobre (120 mm). L’andamento termico ha invece rispecchiato quello medio pluriennale (T media pari a 15,4 °C). I volumi stagionali d’irrigazione sono stati pari a 2.800, 1.900 e 960 m3 ha-1 per le tesi 120%Etc, 80%Etc, 40%Etc, rispettivamente. La disponibilità idrica ha significativamente influenzato le cinetiche di accrescimento e maturazione delle bacche, facendo emergere in tutte le fasi fenologiche considerate i valori più bassi dei pesi medi delle bacche e i valori più alti del contenuto in solidi solubili totali nella tesi che ha ricevuto i minori volumi stagionali d’irrigazione (7,4 g e 19,9 °Brix, in confronto a valori medi di 8,8 g e 18,6 ° Brix osservati per gli altri trattamenti). La funzionalità dei fasci xilematici ha mostrato variazioni durante la stagione di crescita e in tutti i rilievi effettuati è stata significativamente influenzata dai regimi irrigui imposti (fig.1). Nelle prime settimane di accrescimento del frutto, la funzionalità xilematica ha assunto valori elevati e pari all’89% e al 79% rispettivamente nelle tesi WR1 e WR2, per ridursi a 45 giorni dopo la fioritura (DAF) al 60 e al 46% rispettivamente. La tesi che ha ricevuto i volumi idrici più bassi, invece, ha mostrato già a 20 DAF valori di funzionalità xilematica pari al 54% che si sono ridotti al 28% a 45 DAF e, già a 70 DAF, la perdita di funzionalità dello xilema è stata totale. In particolare, nelle tesi corrispondenti al 120 e 80% ETc, nel periodo compreso tra 51 e 70 DAF la funzionalità xilematica si è ridotta drasticamente passando dal 56% al 9% per la tesi WR1 e dal 46 al 3% per la tesi WR2. Dall’osservazione delle sezioni corrispondenti a questa fase fenologica è stato possibile notare, in entrambe le tesi, la presenza di vasi xilematici funzionali limitata solo alla parte prossimale della bacca. La totale disfunzione del sistema vascolare xilematico in queste tesi si è evidenziata circa a 110 DAF, quando dall’analisi delle sezioni delle bacche non sono risultati più visibili i fasci. La perdita di funzionalità xilematica del frutto durante la stagione di crescita ha contribuito a spiegare le dinamiche di accumulo del calcio nei frutti, come è stato anche riscontrato in frutti di actinidia da Xiloyannis et al. (2001), nei quali, in accordo con i risultati emersi dal presente lavoro, si è evidenziato un elevato tasso iniziale di accumulo dell’elemento, che poi tende gradualmente a diminuire fino ad arrestarsi circa 4 mesi dopo la fioritura. Recenti lavori hanno attribuito la perdita di funzionalità xilematica dopo la fase di invaiatura all’annullarsi del gradiente di potenziale idrico nel sistema di trasporto come conseguenza della perdita di funzionalità degli stomi. Questi risultati concorrono a spiegare sia la maggiore funzionalità xilematica osservata nelle tesi in cui si sono verificati i maggiori flussi idrici (120 e 80% ETc), che la più marcata riduzione di funzionalità emersa nella tesi stressata (40% ETc). Bibliografia Allen, R.F., et al. 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper n° 56, Rome, Italy. Bondada, B.R, et al. 2005. Functional xylem in the post-veraison grape berry. J. Exp. Bot. 46: 29492957. Xiloyannis C., et al. 2001. Water relations, calcium and potassium concentration in fruits and leaves during annual growth in mature kiwifruit plants. Acta Hort., 564: 129-134. Tyerman, S.D., et al. 2004. Direct measurements of hydraulic properties in developing berries of Vitis vinifera L. cv Shiraz and Chardonnay. Aust. J. Grape and Wine Res. 10: 170-181.

Figura 1: Andamento della funzionalità xilematica in funzione dei regimi irrigui nel corso del periodo di accrescimento e maturazione delle bacche (20-106 DAF).

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Studio Lisimetrico dell’Effetto del Regime Irriguo e della Fertilizzazione Organica sulla Lisciviazione dell’Azoto nella Regione Veneto Cocco E.1*, Polese R.1, Lazzaro B.2, Giardini L.1, Morari F.1 1

Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, elisa.cocco@studenti.unipd.it

Direzione Agro-Ambiente, Servizio Politiche Agro-Ambientali, Regione Veneto

Introduzione Gli elevati carichi di bestiame della zootecnia intensiva e il loro successivo impiego in agricoltura hanno aggravato l’inquinamento da nitrati nelle acque superficiali e sotterranee. La Direttiva Nitrati (91/676/EEC), allo scopo di salvaguardare le acque, ha fissato il limite di 170 kg N ha-1 per lo spargimento di reflui zootecnici nelle Zone Vulnerabili da Nitrati (ZVN). Questo limite sembrerebbe tuttavia penalizzare le zone agricole nelle quali le tecniche di gestione irrigua sono influenzate dalla presenza di falda superficiale. Un acquifero superficiale potrebbe favorire il processo di denitrificazione sia attraverso una riduzione della diffusione di O2 negli stati superficiali del suolo, sia tramite il mantenimento dell’N-NO3 lisciviato in orizzonti relativamente superficiali, dove possono realizzarsi condizioni favorevoli ad una elevata denitrificazione (Kliewer and Gilliam, 1995). Questo studio condotto in un impianto lisimetrico vuole quantificare le concentrazioni e le perdite di N verso l’acquifero in seguito all’applicazione di differenti dosi di concimazione organica e diversi regimi irrigui, compreso l’uso di una falda superficiale simulata. Materiali e metodi Lo studio della durata di due anni è stato condotto presso l’azienda agraria sperimentale dell’Università di Padova a Legnaro. Sedici lisimetri a drenaggio (larghezza 1x1 m, profondi 1,5 m) sono stati coltivati con mais (Zea mais L.) utilizzando un suolo medio limoso (sabbia 33%, limo 47%, argilla 20%).Al fine di identificare i modelli regressivi tra input azotato e lisciviazione sono stati comparati quattro regimi idrici (pioggia + irrigazione) con quattro differenti fertilizzazioni organiche. I regimi idrici sono stati 800, 1100, 1400 mm anno-1 in drenaggio libero (DL) e 1100 mm anno-1 con una falda mantenuta ad un metro di profondità (TA). Letame e pollina pellettata (C) sono stati incorporati nel terreno prima della semina alle dosi di 85, 170, 255, 340 kg N ha-1 anno e integrati con urea in copertura (60 kg N ha-1 a metà Maggio). Il piano sperimentale non ha previsto la presenza di ripetizioni al fine di massimizzare il numero di combinazioni allo studio. Sono stati monitorati i volumi d’acqua di drenaggio (alla prof. di 1,5 m) e i campioni analizzati per determinare N totale e N-NO3. Alla raccolta del mais è stato determinato il contenuto di azoto dei residui colturali e della granella. L’applicazione del test nonparametrico di Kruskal-Wallis ha permesso di testare le differenze qualitative dell’acqua di percolazione. La seguente equazione è stata applicata per calcolare un bilancio biennale semplificato: Nres = Nfertilizzazione +Npioggia e irrigazione – Nassorbito dal mais- Nlisciviato Risultati I valori mediani delle concentrazioni di nitrati nelle acqua di drenaggio sono state maggiori nella tesi meno irrigata, quella a 800 mm (Fig.1) in particolare per la tesi 255+60 kg N ha -1 e 340+60 kg N ha-1. Nelle tesi DL-1100 e DL-1400 la mediana per tutte le fertilizzazioni non eccede il limite di potabilità delle acque (11 mg l-1 N-NO3). In presenza della falda simulata (TA-1100 mm) il valore mediano è di circa 2 mg N-NO3 l-1 e il 75° percentile non supera i 5 mg N-NO3 l-1. L’azoto lisciviato varia da 20 kg N ha-1 in DL-800 mm per la concimazione più bassa a 55 kg N ha-1 in DL-1400 mm nel caso della concimazione più alta (Tab.1). Nres aumenta in funzione della concimazione e raggiunge il valore

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massimo in DL-800 rispetto a DL-1100 e DL1400. I lisimetri con la falda simulata raggiungono i valori massimi di Nres per le concimazioni superiori a 170+60 kg N ha-1. È noto che la presenza di una falda superficiale può incrementare Nres senza tuttavia aumentale Nlisciv ; poiché solo una piccola parte dell’azoto può essere confinata nella falda simulata (circa 8 kg N ha-1), una consistente parte può essere stata trattenuta nella zona insatura del suolo o persa per denitrificazione.

Fig. 1 – Concentrazione di N-NO3 nelle acque di percolazione (lettere significative con p<0.05).

Tab. 1 – Bilancio dell’azoto per il periodo 15/10/2008- 1/9/2010. DL=Drenaggio libero, TA= falda a 1 m di profondità

Conclusioni L’impatto della fertilizzazione organica sulla lisciviazione dei nitrati non pare rilevante fino alla dose di 255+60 kg N ha-1. I dati relativi ai lisimetri con falda suggeriscono che un adeguata gestione della falda può essere una via efficace per limitare l’inquinamento da nitrati. Quest’ultima osservazione risulta essere di particolare interesse per la media e bassa pianura della Regione Veneto, caratterizzata da ampie zone con acquiferi superficiali. Bibliografia Kliewer B.A. and Gilliam J.W. 1995. Water table management effects on denitrification and nitrous oxide evolution. J. Soil Sci. Am. 59:1694-1701.

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Effetto della Pacciamatura sulla Lattuga in Ciclo Estivo-Autunnale Eugenio Cozzolino1, Vincenzo Leone1, Pasquale Lombardi1, Filippo Piro2 1

CRA-CAT (Unità di Ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, Scafati (SA), IT, vincenzo.leone@entecra.it 2

CRA-ORT (Centro di Ricerca per l'Orticoltura, Pontecagnano (SA), IT

Introduzione La pacciamatura delle colture è un mezzo importante per un'agricoltura a basso impatto, riducendo le lavorazioni meccaniche, le perdite di nutrienti per dilavamento, le perdite di acqua per evaporazione, le malattie e i parassiti da agenti terricoli, l'impiego di diserbanti di sintesi. Il tipo di film più diffuso per pacciamatura, in polietilene nero a bassa densità, dello spessore di 35-60 micrometri, comporta l'inconveniente della rimozione a fine coltura e dello smaltimento tra i rifiuti speciali. I film Mater-Bi® (Novamont), ottenuti da amidi complessati con poliesteri, sono certificati biodegradabili e compostabili, e si possono incorporare nel terreno a fine coltura, compensando con il risparmio delle spese di rimozione il maggior costo rispetto a teli comuni in LDPE (Cozzolino et al., 2009; Cozzolino et al., 2010). In collaborazione con la Novamont Spa l’Unità di ricerca per le colture alternative al tabacco del CRA sta conducendo saggi di pacciamatura con teli Mater-Bi® su diverse colture. In questa nota si riportano i risultati di un saggio sulla lattuga in coltura estivo-autunnale in pien’aria condotto nel 2010 nell'ambito delle attività del Progetto “Centro Orticolo Campano”. Metodologia Il saggio è stato condotto nel 2010 nell'azienda sperimentale del CRA-CAT con la cultivar Ballerina (Rijck Zwaan) in ciclo estivo-autunnale, su un suolo franco-limoso di origine vulcanica, precedentemente coltivato a melone. Un telo Mater-Bi® nero di 18 micrometri di spessore è stato confrontato con un telo LDPE di 50 micrometri e un testimone non pacciamato, per il quale il controllo delle infestanti è stato ottenuto con due sarchiature. Il trapianto è stato eseguito il 30 agosto 2010 a file binate, per una densità di 11 piante/m2, impiegando un disegno a blocchi, con parcelle-fila di una bina lunghe 15 m e tre repliche. La coltivazione è stata condotta seguendo il disciplinare specifico di (http://www.sito.regione.campania.it/agricoltura/disciplinari/LATTUGA.pdf) produzione integrata della Regione Campania. Le lattughe sono state raccolte tra il 2 e il 18 novembre. Il peso fresco dei cespi è stato determinato su 11 piante per parcella; peso secco del cespo, misure di dimensione e misure di colore secondo scala cieLab (colorimetro Minolta) sono state eseguite su sei piante per parcella, con cinque osservazioni per cespo distribuite tra centro e periferia nel caso dei parametri di colore. I risultati sono stati riassunti quantitativamente con l'ambiente R (R Development Core Team, 2010) e le estensioni contribuite effects (Fox, 2003) e ggplot2 (Wickham, 2008). Risultati La pacciamatura ha ridotto di 15-16 giorni (+19%) la durata del ciclo colturale della lattuga Ballerina, ha fatto aumentare il peso del cespo intero (+9%) e pulito (+3%), ha attenuato il verde della tinta e aumentato la brillantezza del colore (Figura 1). Con il telo Mater-Bi® rispetto al telo LDPE sono stati ottenuti cespi più pesanti e compatti, con un colore più brillante. Conclusioni La pacciamatura ha migliorato la produzione della lattuga Ballerina, accorciando considerevolmente il ciclo colturale. La qualità dei cespi è risultata moderatamente migliore con il telo biodegradabile in Mater-Bi® nero da 18 micrometri rispetto al telo polietilenico nero di 50 micrometri. Il costo di impiego dei due tipi di teli è comparabile e per valutare la convenienza economica della pacciamatura

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della lattuga bisogna sommare la differenza tra il costo dei lavori di sarchiatura e il costo della pacciamatura al maggior valore del prodotto (anche in termini di pulizia).

Figura 1. Peso del cespo intero e pulito, diametro e altezza del cespo pulito, lunghezza del fusto e parametri di colore del sistema CIELab della lattuga Ballerina (Rijck Zwaan) e relativi contrasti per tre trattamenti di pacciamatura (MB = telo Mater-Bi® nero da 18 micrometri; LDPE = telo polietilenico nero da 50 micrometri). Stime medie con intervallo di confidenza al 95%.

Bibliografia Fox J. 2003. Effect Displays in R for Generalised Linear Models.Journal of Statistical Software, 8(15), 1-27. R Development Core Team, 2010. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org Wickham H, 2008. ggplot2: elegant graphics for data analysis. Springer New York. Cozzolino E., Leone V., 2009. Effetto di pacciamatura con film Mater-Bi® sulla qualità del pomodoro per l’industria. VII Convegno AISSA-Ancona 02-04/12. Cozzolino E., Leone V., Piro F., 2010. Effetti della pacciamatura su scarola autunno-vernina. XXXIX Convegno Nazionale Società Italiana di Agronomia, Roma, 20-22/9.

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Impiego di Sansa Olearia Compostata come Ammendante. Effetti su Suolo Giovanna Cucci, Giovanni Lacolla, Gianraffaele Caranfa Dipartimento di Scienze Agro-ambientali e territoriali, Università di Bari, Via Amendola, 165/A – 70125 Bari Tel: 080-5443005; E-mail: giovanna.cucci@agr.uniba.it

L’olivicoltura è molto importante nei paesi del Mediterraneo, sia in termini di ricchezza che di tradizione e l’estrazione dell'olio genera in un breve periodo di tempo (ottobre-febbraio) grandi quantità di reflui, che possono avere un notevole impatto sugli ambienti terrestri ed acquatici a causa della loro elevata fitotossicità. Il compostaggio della sansa olearia è una valida opzione che consentirebbe di superare alcuni problemi legati allo spargimento sul terreno dei reflui tal quali e di utilizzare la sostanza organica in essi contenuta (Casa et at., 2001). L'elevata purezza dei reflui del frantoio (privi di metalli pesanti e sostanze tossiche) garantisce la qualità e la competitività del compost fatto dalla trasformazione biologica di questi residui (Roig et al., 2006). Obiettivo della ricerca è stato quello di valutare gli effetti sul suolo dello spargimento di dosi crescenti di sansa olearia compostata come ammendante. La ricerca è stata condotta nel triennio 2008/2010 presso il Campus della Facoltà di Agraria di Bari su 3 colture in avvicendamento triennale (girasole, frumento, frumento), allevate in contenitori da 240 dm3, riempiti con terreno di medio impasto argilloso dislocati all’aperto, muniti di valvola sul fondo per la raccolta delle acque di percolazione. Sono stati messi a confronto 2 tipi di sansa olearia compostata, uno prodotto dalla Coop. Agricola Nuovo Cilento di S. Mauro Cilento (CC), l’altro prodotto presso l’Azienda Agostinelli di Rutigliano (CR). Con schema sperimentale a parcelle suddivise e 3 ripetizioni, sono stati messi a confronto i due tipi di compost (parcelloni) e nelle parcelle (singoli contenitori) il controllo non trattato (0), la concimazione minerale (Min) (120, 100 e 100 kg ha-1, rispettivamente di N, P2O5 e K2O), l’ammendamento con compost alle dosi di 15-30-45-60 Mg ha-1 di sostanza secca (15, 30, 45, e 60 rispettivamente) e l’integrazione di 30 Mg ha-1 con della dose di N impiegata per la tesi Min. A fine triennio da ciascuna parcella sono stati prelevati campioni di suolo per determinare i principali parametri di fertilità. I risultati ottenuti sono stati analizzati mediante la procedura GLM, SAS e per evidenziare le differenze tra le medie si è utilizzato il test SNK. Dall’esame dei risultati delle analisi del suolo, effettuate subito dopo un triennio dallo spargimento dei 2 tipi di sansa olearia compostata, dopo la raccolta del frumento del secondo anno, emergono effetti significativi positivi di entrambi gli ammendanti sulle proprietà chimico-fisiche del terreno. E’ stata osservata una differenza significativa positiva, sia per la quantità di sostanza organica accumulata che per il contenuto di azoto totale. Il maggiore contenuto di entrambi è correlato alla dose di sansa olearia compostata interrata, passando rispettivamente dal controllo (0 Mg ha-1) al terreno sottoposto a spargimento di 60 Mg ha-1 di compost, in media la sostanza organica è aumentata da 1,62 a 3,24 (g 100 g-1) e l’azoto totale da 0,94 a 2,24 g kg-1, in accordo con quanto riportato da Bonari et al., (2001) (Tab. 1). Dal punto di vista del valore fertilizzante, è emerso anche che lo spargimento di dosi crescenti di entrambi i compost su terreno ha effetto positivo sull’incremento del contenuto del fosforo assimilabile e potassio scambiabile (Tab. 1). Anche il contenuto in acqua disponibile in media è aumentato con lo spargimento di dosi crescenti di compost (+ 2% della terra secca) ed in misura maggiore con la distribuzione del compost CC (Fig. 1).

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Tabella 1. Variazioni del contenuto in sostanza organica, azoto totale, fosforo assimilabile e potassio scambiabile di un suolo ammendato con 2 tipi di sansa olearia compostata. Trattamenti Parametri fertilità Sanse compostate Sost. organica N totale P assimilabile K scambiabile (Mg ha-1) (g 100 g-1) (g kg-1) (mg kg-1) (mg kg-1) 0 1,62F 0,94F 17,84F 194,00F 15 2,30D 1,34D 22,00D 258,25E 30 2,72C 1,58C 24,09C 322,00D 45 3,04B 2,01B 26,81B 396,42B 60 3,24A 2,24A 29,32A 444,25A 30+ N 2,67C 1,55C 24,05C 362,16C Min 1,87E 1,09E 19,79E 255,66E Compost F 2,43A 1,15A 23,39A 318,00A C 2,56A 1,56A 23,44A 319,64A Strato (cm) 0-20 2,78A 1,74A 26,01A 388,43A 20-40 2,52B 1,57B 23,76B 349,64B 40-60 2,20C 1,30C 20,46C 318,82C Significatività Compost ns ns ns ns dosi ** ** ** ** strato ** ** ** ** Comp*dosi ** ** * ** Lettere diverse corrispondono a valori significativamente differenti tra loro per P 0,01 secondo il test SNK,

Acqua disponib. (% t s)

30+

Min A

A 12 C

B E

8 Compost Rutigliano (CR)

Compost Cilento (CC) Dosi sanse compostate (Mg ha-1)

Figura 1, Variazione del contenuto in acqua disponibile di un suolo ammendato con 2 tipi di sansa olearia compostata, Lettere diverse corrispondono a valori significativamente differenti tra loro per P 0,01 secondo il test SNK,

L’apporto al terreno di sansa olearia compostata favorisce nel tempo un incremento generale della fertilità, Pertanto l’utilizzazione agronomica di tale refluo agroindustriale è una risorsa strategica nella gestione integrata del sistema agricolo, Bonari et al, 2001, Studio degli effetti della distribuzione dei reflui di frantoio (AV,) in diversi terreni coltivati a soia, Proceedings of the XXXIV Congress SIA 97-98, Casa et al, 2001, Abbattimento della componente fenolica in reflui oleari: effetti sulla germinabilità del frumento duro, Proceedings of the XXXIV Congress SIA, 19-20,

Roig et al,, 2006 An overview on olive mill wastes and their valorisation methods, Waste Management, 26:960-969,

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Quantificazione e Simulazione Tridimensionali della Struttura di Macroaggregati Provenienti da Lavorazioni Differenti Nicola Dal Ferro1, Luigi Sartori2, Gianluca Simonetti1, Francesco Morari1 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, nicola.dalferro@unipd.it 2 Dip. Territorio e Sistemi Agro-forestali, Univ. Padova, IT, luigi.sartori@unipd.it

Le complesse interazioni che legano le lavorazioni alla distribuzione della porosità del suolo sono di fondamentale importanza per comprendere i processi che regolano, ad esempio, il contenuto e il movimento di acqua e soluti, l’erosione, il potenziale sequestro del carbonio del suolo, ecc. Recentemente sono stati proposti metodi alternativi di gestione del suolo (come la non lavorazione e la minima lavorazione), sebbene gli studi dei loro effetti sulla struttura abbiano fornito finora risultati discordanti. Pagliai et al. (2004), ad esempio, hanno evidenziato un aumento sia di micro- che macroporostà (0,5-50 µm e 50-500 µm) in suoli gestiti con tecniche di minima lavorazione rispetto a lavorazioni convenzionali, con un conseguente aumento della conducibilità idraulica. Per contro, Lipiec et al. (2006) hanno osservato come la non lavorazione incrementi la componente microporosa e contemporaneamente riduca l’infiltrazione superficiale. E’ perciò di estrema attualità la quantificazione della struttura del suolo, anche tramite tecniche innovative, come l’utilizzo di . In questa ricerca è stata quantificata la struttura di macroaggregati provenienti da un suolo medio-limoso lavorato secondo tecniche differenti (non lavorazione, lavorazione senza inversione degli strati e aratura convenzionale) in prove di lunga durata. I suoli analizzati (sabbia 43,4%, limo 41,5%, argilla 15,1%) provengono da un esperimento di lungo periodo condotto presso un'azienda agraria situata all'interno del bacino scolante della laguna di Venezia (Mira, VE). Su una superficie complessiva di 4,5 ha sono state confrontate tre tecniche di lavorazione: a) lavorazione convenzionale, secondo un’aratura superficiale alla profondità di 35 cm; b) minima lavorazione, con sostituzione dell’aratura mediante la tecnica della non inversione e successivo affinamento con erpice a dischi; c) non lavorazione con una seminatrice da sodo a dischi di precisione. Diciotto aggregati (8 cm3) raccolti nei primi 15 cm (6 repliche per trattamento) sono stati analizzati tramite porosimetro a mercurio (Thermo Finnigan Pascal 140 e 240) nell’intervallo di porosità 0,0074900 µm. I dati sono stati successivamente modellati con il network model Pore-Cor, il quale approssima la geometria di una struttura porosa (in questo caso gli aggregati) formata da 1000 pori uniti da un massimo di 3000 connessioni cilindriche. Il modello permette di visualizzare la struttura grazie a una ricostruzione stocastica tridimensionale e di generare cinque parametri che sono le reali proprietà della struttura creata (Matthews et al., 2010). Il modello permette di stimare anche la conducibilità idraulica del mezzo saturo e la tortuosità. Per ogni curva ottenuta da porosimetria a mercurio sono state modellate dieci generazioni stocastiche al fine di ottenere risultati conformi. La porosità totale degli aggregati non è variata significativamente tra le tesi gestite con aratura convenzionale e senza inversione degli strati (mediamente 38%), mentre si è riscontrata una tendenza alla diminuzione dei valori nella tesi non lavorata (33%). Le diverse lavorazioni, invece, hanno influito significativamente (p<0,05) sulle classi di porosità, con un aumento dei cripto- (0,0074-0,1 µm), ultramicro- (0,1-5 µm) e micropori (5-30 µm) nel suolo lavorato senza inversione degli strati e dei

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mesopori (30-75 µm) in quello lavorato convenzionalmente. Risultati simili sono stati riportati da Kay e Van den Bygaart (2002). I parametri simulati dal Pore-Cor (Tab. 1) confermano i risultati della porosimetria a mercurio: il , ovvero la stima della distribuzione della porosità, è inferiore nel suolo lavorato senza inversione degli strati. Lo stesso suolo è, inoltre, caratterizzato da un elevato grado di bimodalità ( ) e una bassa connettività dei pori ( ), caratteristiche che riducono la conducibilità satura simulata (Ks). Tesi Aratura convenzionale Lavorazione senza inversione degli strati Non lavorazione

Ks (m s-1)

Tortuosità

-0,68 a

0,71 b

3,71 a

0,26 a

22.528 a

1,26 10-2 a

2,93 b

-8,10 b

0,81 a

3,39 b

0,13 b

04.180 b

1,01 10-5 b

3,86 ab

-2,79 a

0,76 ab

3,79 a

0,17 b

16.934 a

-3

3,42 10 a

4,31 a

Parametri medi stimati dal modello Pore-Cor nei suoli lavorati in maniera differente. Le tesi differiscono significativamente (p<0,05) quando contrassegnate da lettere differenti.

Per contro, i suoli arati risultano caratterizzati da una struttura con alti valori di autocorrelazione tra pori della medesima classe ( ), indice di una struttura semplificata (Fig. 1), governata da flussi preferenziali ed elevata conducibilità idraulica.

Ricostruzioni stocastiche rappresentative dei tre suoli analizzati: (a) aratura convenzionale, (b) lavorazione senza inversione degli strati c) non lavorazione. Ogni struttura rappresenta i pori (cubici) uniti da connessioni cilindriche. La simulazione dell’intrusione di mercurio (in blu) nella tre ricostruzioni stocastiche evidenzia la diversa organizzazione della struttura.

Le tecniche di lavorazione hanno influito sulla struttura dei macroaggregati, con differenze significative soprattutto tra il suolo arato convenzionalmente e quello lavorato senza inversione degli strati. Nello specifico, la distribuzione dei pori si è differenziata in tutte le classi di porosità inferiori ai 75 µm. Il modello ha evidenziato, infine, che le diverse lavorazioni influiscono anche sull’organizzazione della struttura degli aggregati. Kay B.D. e Van den Bygaart A.J. 2002. Conservation tillage and depth stratification of porosity and soil organic matter. Soil Till. Res., 66:107-118. Lipiec J. et al. 2006. Soil porosity and water infiltration as influenced by tillage methods. Soil Till. Res., 89:210-220. Matthews G.P. et al. 2010. Measurement and simulation of the effect of compaction on the pore structure and saturated hydraulic conductivity of grassland and arable soil. Water Resour. Res., 46:W05501. Pagliai M. et al. 2004. Soil structure and the effect of management practices. Soil Till. Res., 79:131-143.

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Risposta Produttiva di tre C ultivar di Patata (Solanum tuberosum L.) a D osi C rescenti di Azoto. I. Di Mola (1), L. Ottaiano(1), M. Mori(1 ), A. Impagliazzo(1), M. Mazzei(2), P. Spigno(3). Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Università degli Studi d i Napoli Federico II - Via Univers ità, 100; 80055 Portici (Na). Tel 08125391 37; fax 0817755126; idad imo la@libero.it (2) HZPC Italia Via Petrarca 93, 80122 Na tel 081643425 fax 081643437 cell 3357366522 (3 ) Eureco srl. Centro di ricerca e servizi nei settori Agroalimentare, Amb ientale ed Energetico. Località "La Fagianeria" Piana di Monte Verna, 81015 Caserta. Tel. 0823 611228; fax 0823861782 (1 )

Introduzione La patata , in termini di superficie investita e di produzione, a livello mondiale occupa il quarto posto dopo riso, frumento e mais. La sua diffusione è da attribuire sia alla sua versatilità agronomica sia alle sue proprietà nutrizionali ; infatti, tra le principali colture a destinazione alimentare, la patata produce le più alte quantità di sostanza secca per unità di superficie e di tempo: carboidrati, proteine edibili, sali minerali, vitamine B e C (Ross, 1986). L’offerta mondiale di patata nel 2005, è stata di poco inferiore a 330 milioni di tonnellate, raccolte su una superficie di poco superiore a 19 milioni di ettari; il trend dell’ultimo decennio si conferma in lenta ma costante crescita (FAO 2005). L’obiettivo del lavoro è stato valutare la risposta produttiva di 3 varietà di patata, di cui 1 di nuova introduzione (Colomba) e 2 già iscritte a registro (Agata; Adora ), sottoposte a dosi crescenti di azoto.

Metodologia La prova è stata condotta in due siti sperimentali, Acerra e Nola, fortemente vocati alla coltivazione della patata; l’impianto è stato effettuato a marzo 2010 e la raccolta a giugno. Il piano sperimentale ha previsto, per le tre varietà testate (Agata; Adora; Colomba) , il confronto tra 4 livelli di concimazione azotata, 120, 150, 180 e 210 kg ha-1, il tutto ripetuto tre volte, per un totale di 36 parcelle. Il terreno di Acerra era a tessitura franco-sabbiosa e mostrava un contenuto di azoto totale del 1,71 g kg-1 , mentre a Nola il terreno aveva una tessitura sabbiosa e il contenuto di azoto totale era di 1,68 g kg-1. Alla raccolta, è stata valutata la produzione; i tuberi sono stati in tre differenti classi diametriche: tuberi con diametro inferiore a 40 mm, compreso tra 40 e 70 mm e superiore a 70 mm. Inoltre, ad inizio e fine della prova, sono stati effettuati campionamenti di suolo, per ogni parcella, a 2 diverse profondità (0-20; 20-40). I campioni di suolo sono stati sottoposti ad analisi per la determinazione di azoto organico, contenuto di nitrati e ammoniaca. Risultati Nel sito di Acerra (fig. 1), le varietà Agata e Colomba hanno fatto riscontrare, in media, i valori di produzione più elevati, invece, meno produttiva è risultata Adora. Tuttavia, quest’ultima ha mostrato AC ER R A

N O LA

12 DM S = 1,01

8 t ha

-1

t ha

DM S = 1,15

0 12 0 15 0 1 8 0 2 10 AG ATA

12 0 15 0 1 8 0 2 1 0 AD O R A

1 20 15 0 1 8 0 2 1 0

1 2 0 1 50 1 80 21 0

C O LO M B A

A GA TA

Figura 1 Produzione di tuberi Acerra

1 2 0 1 50 1 80 21 0 A DO R A

1 2 0 1 50 1 80 21 0 C O LO M B A

Figura 2 Produzione di tuberi Nola

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produzioni pressoché costanti intorno alle 7 t ha-1 a tutti i livelli di concimazione azotata . Al contrario, per le altre due varietà è stato evidenziato un trend crescente all’aumentare della dose di azoto, con un massimo di 10-11 t ha-1. Nel sito di Nola (fig. 2), la varietà più produttiva è risultata “Adora”, che si è attestata su valori medi di produzione simili a quelli di Acerra, ma con una risposta significativa all’incremento di azoto. Infatti, Adora, come anche Colomba, già alle dosi di 150 kg ha-1 ha fatto riscontrare la massima produzione. Al contrario Agata non ha manifestato differenze significative tra le tesi azotate. Dalla tabella 1, risulta che per entrambi i campi e per le tre varietà la maggior parte del peso in percentuale (circa 80%) è Tabella 1 % sul totale in peso Tabella 2 % sul totale numero rappresentato da tuberi con tuberi tuberi tuberi tuberi tuberi tuberi diametro compreso tra 40 e 70 <40 mm 40-70 mm >70 mm <40 mm 40-70 mm >70 mm mm, con valori leggermente ACERRA % % % % % % più alti nel sito di Nola. Dal Agata 10,7 83,1 6,2 40,8 57,8 1,4 confronto delle tre varietà si Adora 12,2 82,4 5,4 46,1 52,0 1,9 evince che “Colomba” in Colomba 9,0 80,6 10,4 36,9 60,5 2,6 entrambi i terreni presenta una NOLA Agata 7,4 85,3 7,3 32,9 65,0 2,1 percentuale in peso maggiore Adora 3,8 88,1 8,0 21,2 73,7 5,1 dei tuberi con diametro > di 70 Colomba 4,3 82,5 13,2 26,1 70,5 3,4 mm, a discapito di quelli con diametro inferiore ai 40mm. In termini numerici (tab. 2), nel campo di Acerra sono stati riscontrati, per tutte e tre le varietà, valori più elevati di tuberi con diametro inferiore a 40 mm; a Nola, invece, sono stati leggermente superiori i valori percentuali delle altre 2 categorie, rispettivamente 69,7% e 3,5% vs. 57,8% e circa 2% di Acerra. Infine, dalle analisi effettuate sui campioni di terre prelevati alla raccolta, è risultato che ad Acerra non ci sono state differenze nel valore di azoto totale né tra le varietà né tra le tesi azotate. Al contrario, a Nola sono stati riscontrati valori di azoto totale più elevati nelle tesi a maggiore concimazione azotata per tutte e tre le varietà. ACERRA N Tot

2.50

NOLA N Tot

g/kg

2.00 1.50 .

1.00 0.50 0.00 120 150 180 210 AGATA

120 150 180 210 CO LOMBA

120 150 180 210

120 150 180 210 AG ATA

ADOR A

120 150 180 210 C OLOMBA

120 150 180 210 ADOR A

Figura 3-4. Andame nto dell’azoto totale (valori medi delle due profondità, 0-20 e 20-40 cm) nel suolo di Acerra e Nola

Conclusioni Le produzioni in tutti e due i campi hanno raggiunto valori molto soddisfacenti. In particolare, Adora, varietà locale già affermata, ha mostrato una maggiore stabilità produttiva rispetto ad Agata e Colomba. Infine, i più elevati valori di azoto totale delle tesi maggiormente concimate del sito di Nola sono da attribuire, probabilmente, alla scarsa risposta produttiva all’incremento di azoto. Bibliografia FAO 2005: Potatoes in the 2005s : situation and Prospects of World Potato Economy. ROSS H. 1986. Potato breedings. Problems and perspectives, Berlin and Hamburg, Verlag Paul Parey: 132str.

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Prospettive Future per il Numero di Giorni Utili alla Lavorabilità in Campo Stanislao Esposito1, Massimo Scaglione 1, Sara Quaresima 1, Barbara Parisse1, Edmondo Di Giuseppe1, Marco Toderi2 1

CRA-CMA Unità per la Meteorologia e Climatologia Applicate all'Agricoltura, Consiglio per la R icerca e 2

Sperimentazione in Agricoltura, IT, stanis lao.esposito@entecra.it Dipartimento di Scienze Amb ientali e Produzioni Vegetali, Univers ità Politecnica delle Marche, IT

Introduzione Nell'ultimo decennio diverse ricerche hanno evidenziato cambiamenti nei regi i pluviometrici con una diminuzione delle precipitazioni totali, del numero di giorni di pioggia e una tendenza all’aumento dell’intensità delle precipitazioni e dei periodi siccitosi. (Brunetti et al, 2004; Esposito et al. 2006). A ciò va aggiunto anche l’incremento della temperatura che implica un significativo allungamento della stagione di crescita delle colture. Questi cambiament i del clima comportano un effetto importante sullo svolgimento delle diverse attività agricole che spesso devono essere tempestive, cioè avvenire entro un determinato periodo utile, in molti casi condizionato anche dalla variabilità dei recenti andamenti meteorologic i. Alcuni lavori relativi al Regno Unito (Cooper et al., 1997, Hughes and Hossel, 2008) ed al Nord America (Schnitkey G., 2010) hanno evidenziano un incremento di giorni a disposizione per i lavori di campo. In questa nota vengono presentati i primi risultati di alcune indagini, condotte nell’ambito del progetto di ricerca Agroscenari, ottenuti confrontando i giorni disponibili per l’aratura nel periodo 1971-2010 con quelli previsti utilizzando scenari climatici per il 2021-2050.

Metodologia Le aree di studio considerate in questo lavoro sono localizzate nella collina marchigiana (AN), nel Fortore beneventano (BN) e nel Destra Sele (SA), le colture sulle quali sono state fatte le elaborazioni sono frumento, mais e girasole, che risultano abbastanza diffuse nelle aree indicate. Le analisi sono state svolte utilizzando i dati di temperatura minima, massima e precipitazione stimati per il quarantennio 1971-2010 ai nodi della griglia (30x30 km) di Analisi Oggettiva del CRA-CMA, ricadenti nelle aree test. Sugli stessi nodi sono stati applicati i modelli di sviluppo fenologico e di bilancio idrico utilizzati dal CMA per il monitoraggio agrometeorologico. Per quanto riguarda le informazioni pedologiche si è fatto riferimento ai dati di tessitura dei suoli del programma AGRIT (Perini et al. 2004). Relativamente al calcolo dell’evapotraspirazione è stata utilizzata la formula di Hargreaves– Samani e nel bilancio del contenuto idrico del suolo sono stati conteggiati come giorni piovosi solo quelli con pioggia maggiore di 5 mm. Per le diverse colture, all’interno dell’intervallo temporale in cui ordinariamente viene effettuata la lavorazione principale, sono stati distinte 5 classi di lavorabilità: non lavorabile umido, non lavorabile secco, limite umido, limite secco e lavorabile (in tempera) in relazione a differenti livelli di potenziale di suzione (Bartolini, 2002). Lo stesso schema di calcolo è stato applicato ai dati climatici di scenario del trentennio 2021-2050 al fine di valutare gli effetti del cambiamento climatico sul numero di giorni lavorabili in campo rispetto agli anni precedenti. Le proiezioni di scenario a scala giornaliera prodotte nell’ambito di Agroscenari sono state generate a partire da cinque modelli climatici globali accoppiati oceano-atmosfera sulla base dei valori di emissione di anidride carbonica A1B, mentre il trentennio finale è stato composto sulla base delle frequenze ricavate dalla cluster analysis applicata alle proiezioni complessivamente generate tramite un Weather Generator a partire dai valori stagionali dei modelli globali (Tomozeiu et al. 2010). Risultati Nella tabella sottostante, a titolo di esempio, sono riportate le percentuali dei giorni disponibili per l’aratura (40 cm) del mais irriguo in omosuccessione nel periodo 1 set-30 nov in due aree test per

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ciascuna delle 5 classi di lavorabilità in rela zione al potenziale di suzione: Classi di lavorabilità

Potenziale Marche di suzione 1971(Kpa) 2000

(%) 19812010

20212050

< 10

7,2

6,2

10,6

confid. 8,8÷13, 1

10-60

57,5

50,5

44,6÷57,6 50,3

60-200

15,3

18,9

20,9

200-600

14,1

16,7

15,6

> 600

5,9

7,7

2,3

no umido limite umido in tempera limite secco no secco

Destra Sele (%) 197119812000 2010

20212050

int. confid.

8,8

7,8

8,7

6,9÷10, 5

48,5

41,6

35,6÷47,5

15,2÷25,7 13,6

10,6

22,7

18,1÷27,7

10,3÷20,1 17

17,6

22,3

17,3÷27,1

0,6÷4

15,5

4,7

2,3÷7,6

int.

10,3

Inoltre, nella tabella seguente è indicato il confronto tra le mediane del primo e ultimo giorno di tempera nelle Marche nel caso di una rotazione biennale mais-frumento. Relativamente alla stessa area, il grafico a destra mostra l’andamento del contenuto idrico del suolo nel nio 2002-2003 in relazione alle 5 classi di lavorabilità. Trentenni

Data med iana primo giorno di tempera mese giorno

Data med iana ultimo giorno Durata di tempera (gg) mese giorno

1971-2000 1981-2010 2021-2050

8 9 9

10 10 10

26 4 5

7 19 11

43 46 36 (24÷49)

Conclusioni I risultati mostrano come nello scenario climatico 2021-2050 vi è una tendenza alla diminuzione significativa delle classi di non lavorabilità rispetto ai trentenni precedenti per quanto riguarda il “no secco” in entrambe le aree ed un aumento per il “no umido” solo per le Marche. Nel caso della simulazione in omosuccessione del mais, effettuata per il destra Sele, si rileva un sensibile aumento della percentuale dei giorni di “tempera” passando dal 13,2 del trentennio 19712000 al 22,7 dello scenario 2021-2050. Per quanto riguarda l’analisi comparata tra i tre trentenni dei giorni di inizio e fine delle condizioni di tempera si evidenzia una riduzione delle durata del periodo di circa 10 giorni passando da 46 (1981-2010) a 36 (2021-2050). Queste prime indagini offrono lo spunto per futuri approfondimenti che riguarderanno l’utilizzo di ulteriori scenari climatici che tengano conto dei diversi parametri di input, come ad esempio l’aumento dei periodi siccitosi. Bibliografia

Barto lini L. 2002. Una metodologia per l'analis i della condizione di lavorabilità dei suoli. Riv. ing. agraria, 1, 3-10. Brunetti et al. 2004. Changes in daily precip itation frequency and distribution in Italy over last 120 years. J Geophys. Res. 109, D05102, doi:10.1029/2003JD004296. Cooper G. et al. 1997. The influence of a changed climate on soil workab ility and availab le workdays in Scotland. Journal of agriculture engineering research, 68: 253- 269. Esposito S. et al. 2006. Eventi estremi di precip itazione in Italia, Climagri - Camb iamenti Climatici e Agricoltura, CRAUCEA Roma, ottobre 2006, ISBN 88-901472 -6- 1. Hughes G., Hossel J. 2008. Adapting UK arab le agriculture to c limate change. HGCA conference 23- 24 January 2008 Arab le cropping in a changing climate. Perini L. et al. 2004. Atlante agroclimatico – agroclimato logia, pedologia, fenologia del territorio, UCEA, Roma. Schnitkey G., 2010. Working field days in Illino is. Farm economics: facts & opinions, FEFO 10-11, 4 june. Tomozeiu R. et al. 2010. C limate change scenarios of temperature and precipitation over five Italian regions for the period 2021-2050 obtained by statistical downscaling models. EMS Annual Meeting Abstracts Vol. 7, EMS2010- 401, 10th EMS/8th ECAC.

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La Produzione di Biomasse da Energia su Suoli Inquinati da Metalli Pesanti. M. Fagnano, M. Mori, A. Impagliazzo, N. Fiorentino, F. Quaglietta Chiarandà Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Università degli Studi di Napoli Federico II - Via Università, 100; 80055 Portici (Na). Tel 0812539129; fax 0817755129; fagnano@unina.it

Il crescente peggioramento della qualità dell’ambiente e la necessità di garantire una maggiore sicurezza all’approvvigionamento energetico hanno stimolato l’interesse verso fonti rinnovabili come ad esempio le biomasse da energia. Tali colture, però, non devono sostituire o entrare in competizione con le colture ad uso alimentare. In molti siti vicini alle aree industriali, i suoli presentano valori di inquinamento superiori ai limiti di legge risultando non idonei alle produzioni agro-alimentari. In questa ottica la coltivazione di specie da energia come la canna comune (Arundo donax L.) potrebbe essere promettente rendendo tali suoli economicamente produttivi e contribuendo alla loro bonifica attraverso i processi di fitoestrazione. La rimozione degli inquinanti dall'ambiente attraverso l’uso di piante specializzate rappresenta un campo di ricerca in crescita negli studi ambientali grazie ai differenti vantaggi che comporta, quali l'efficienza dei costi e la possibilità di raccogliere la biomassa prodotta delle colture per estrarre i contaminanti assorbiti come i metalli pesanti i quali non possono essere biodegradati. (Skinner et al., 2007; Malik, 2007). Lo studio è stato condotto ad Acerra (NA) su suolo inquinato da metalli pesanti con l’aggiunta di sostanze umiche e l’inoculo dei rizomi di Arundo donax con micorrize (Trichoderma spp.), al fine di aumentare la capacità di fitoestrazione e ripristinare la fertilità del suolo iniziale. Lo schema sperimentale utilizzato è stato a blocchi randomizzati con 4 trattamenti con 3 ripetizioni con la seguente combinazione fattoriale: rizomi non inoculati con Trichoderma e suolo non fertilizzato da Compost (NT-NC); rizomi inoculati con Trichoderma e suolo non fertilizzato da Compost (T-NC); rizomi non inoculati con Trichoderma e suolo fertilizzato da Compost (NT- C); rizomi inoculati con Tricoderma e suolo fertilizzato da Compost (T-C). L’impianto colturale è stato realizzato nel 2009, i rizomi sono stati raccolti da un ecotipo locale spontaneo, selezionati e trapiantati con un sesto di 0,6 m*0,6 m; ad inizio prova sono stati prelevati ed analizzati campioni di suolo lungo il profilo (0-20, 20-40, 40-60 cm) e sulla coltura sono stati effettuati rilievi produttivi alla fine di ciascun ciclo di crescita (1° e 2° ciclo). I dati produttivi ottenuti sono stati sottoposti ad analisi della varianza. I risultati nel 1° ciclo di crescita (Tab.1) mostrano che le tesi con Compost e Trichoderma hanno determinato produzioni significativamente più alte per la biomasse fresca e solo per il compost per la biomassa secca. Inoltre, non sono emerse differenze significative tra i trattamenti a confronto, per quanto concerne il diametro dei culmi (10,6 mm), l’altezza (339,2 cm) e contenuto di sostanza secca (39,0 %). Infine è possibile notare che dal trattamento con e senza compost non sono emerse differenze significative per il numero di culmi a m2, significativo, invece, nel trattamento con e senza Trichoderma. L’effetto positivo dei trattamenti con compost e Trichoderma è da ascriversi soprattutto alla combinazione tra i due fattori come si evince dall’andamento dell’interazione, che pur non risultando significativa, mostra chiaramente valori maggiori (37,8 della tesi T-C vs 31,5 t ha-1 della media delle altre tesi per la biomassa fresca e 11,0 vs 8,7 t ha-1 per la biomassa secca) con un incremento di circa il 17 ed il 21 % rispettivamente per la biomassa fresca e secca.

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Biomassa fresca

Biomassa secca

Culmi

t ha-1

n°/m2

Compost No compost

35,2 30,9

13,8 11,9

10,8 10,5

Trichoderma No trichoderma

35,4 30,7

13,6 12,0

11,4 9,8

Nel 2° ciclo di crescita è risultata significativa l’interazione dei fattori principali per la biomassa fresca e secca. In particolare, per la biomassa secca (fig. 1) il trattamento T+C ha fatto registrare valori significativamente più alti (28,8 t ha -1) rispetto agli altri trattamenti in cui né il compost e né il Trichoderma da soli hanno fatto riscontrare differenze di produzione rispetto al testimone (NC+NT). Sembrerebbe, quindi, che l’effetto residuo sia visibile solo laddove è presente l’interazione T+C e che in questo ciclo di crescita i fattori principali non abbiano effettuo residuo.

Peso secco t ha

-1

35.0

no compost

compost

30.0 25.0

20.0 15.0 10.0 5.0 0.0

no trichoderma

trichoderma

Infine, non sono emerse differenze significative tra i trattamenti a confronto, per quanto riguarda il diametro (22,8 mm), l’altezza dei culmi (521,4 cm), n°culmi/m2 (11,5) e la % di sostanza secca (42,2%). Dai risultati ottenuti è possibile evidenziare come le produzioni di Arundo donax, in un ambiente particolarmente fertile, già dai primi anni, raggiungono valori molto importanti. In particolare, l’utilizzo di Compost e Trichoderma sembra garantire buoni risultati nel primo anno ed, aspetto particolarmente importante, un effetto sinergico altamente positivo anche nel secondo anno. I primi risultati ottenuti, rappresentano, comunque, un arricchimento delle informazioni sulla filiera agro energetica; soprattutto perché riferiti al territorio campano con particolari problemi di inquinamento. Malik, A., 2007. Environmental challenge vis a vis opportunity: the case of water hyacinth. Environ. Inter. 33, 122-138. Skinner, K., et. al, 2007. Mercury uptake and accumulation by four species of aquatic plants. Environ. Pollut. 145, 234237

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Materiali Innovativi per la Pacciamatura: Effetti sulla Produzione e sui Consumi Idrici del Pomodoro Nunzio Fiorentino1, Massimo Fagnano1, Mario Malinconico2, Barbara Immirzi2 1

Dip Ingegneria Agraria ed Agronomia del Territorio, Univ. Napoli Federico II, IT nunzio.fiorentino@unina.it 2 Ist. Chimica e Tecnologia dei Polimeri, CNR-ICTP, IT

Introduzione Tra i materiali utilizzati per la pacciamatura, le plastiche rivestono ancora un ruolo predominante con un consumo mondiale di 0.65 Mt (Juët 2001). Tale cifra è preoccupante se si pensa che il riciclaggio di questi materiali è difficoltoso e che i costi dello smaltimento causano spesso comportamenti illegali come la combustione in pieno campo (Picuno e Scarascia-Mugnozza ). I pacciamanti biodegradabili potrebbero risolvere questi problemi perché interrabili direttamente alla fine del ciclo colturale oppure compostabili una volta rimossi. Questo lavoro ha come obiettivo la verifica degli effetti di un nuovo formulato pacciamante (chitosano e fibre vegetali in soluzione acidulata) in interazione con diverse tipologie di fertilizzazione su produzione ed asportazioni di pomodoro, sui flussi evapotraspirativi ed evaporativi e sull’accrescimento delle infestanti. Metodologia La prova è stata effettuata presso il DIAAT dell’Università di Napoli Federico II ed è composta da due esperimenti distinti effettuati in vasi di 4700 cm3. Nel primo, effettuato su pomodoro, sono stati confrontati trattamenti derivanti dalla combinazione fattoriale di 5 livelli di pacciamatura x 3 livelli di fertilizzazione x 3 repliche con disegno completamente randomizzato. Le pacciamature confrontate sono state: film di polivinilcloruro (PVC); film biodegradabile (MAT B); spray pacciamante biodegradabile dose 2 L m-2 (SPRAY 1) e dose 4 L m-2 (SPRAY 2); testimone non pacciamato (NO MULCH). Le fertilizzazioni confrontate sono state: UREA (130 kg N ha-1); compost (COM, 130 kg N ha-1) e zero (0N). Il secondo esperimento ha avuto come obiettivo la valutazione dell’evaporazione da un suolo franco-sabbioso (SANDY) e da uno argillo-sabbioso (CLAYEY). Le pacciamature confrontate sono le stesse descritte precedentemente, pertanto il numero di unità sperimentali è stato 30 (2 tipologie di suolo x 5 livelli di pacciamatura x 3 repliche). Gli esperimenti sono stati condotti in condizioni di campo ed il suolo è stato tenuto a capacità di campo pesando i vasi prima di ciascuna irrigazione per quantificare evapotraspirazione e evaporazione. Prelievi distruttivi di biomassa sono stati effettuati il 16/6, 22/7 e 2/8/2010. In tutte e tre le date sono state pesate e numerate le bacche (commerciabili e verdi) e la biomassa vegetativa (foglie + steli). I tessuti vegetali ed il suolo sono stati seccati in stufa ventilata a 60°C fino a peso costante e successivamente analizzati. Risultati Tutti i parametri produttivi presi in considerazione (Tab.1) hanno mostrato valori più alti con UREA mentre COM e 0N non sono stati differenti tra loro, probabilmente perché il compost non è stato in grado di sostenere la nutrizione della coltura. SPRAY 2, MAT B e PVC hanno mostrato i valori più elevati di biomassa totale (dati non riportati), frutti totali e commerciabili dimostrando che la dose di 4 L m-2 è in grado di fornire risultati comparabili con i tradizionali film plastici. SPRAY 1 non si è differenziato da NO MULCH probabilmente perché uno strato troppo sottile non è in grado di contenere la flora infestante che ha mostrato in media valori non diversi dai vasi non pacciamati (dati non riportati). E’ interessante notare che la percentuale di frutti commerciabili rispetto al totale è significativamente più elevata per SPRAY 2 che ha mostrato anche i valori più bassi di bacche non mature alla raccolta. Dalla figura 1 è possibile notare che al rilievo 1 (a) è visibile un effetto dello spray sul suolo sabbioso, mentre non sono state registrate differenze per il suolo argilloso. Dai rilievi successivi diventa ben chiaro l’effetto dello spray anche per il suolo argilloso per il quale risulta

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significativa la differenza tra i tassi di evaporazione di entrambe le dosi di spray rispetto al testimone non pacciamato (Fig. 1c e 1d), mentre per il suolo sabbioso, solo SPRAY 2 si differenzia da NO MULCH. E’ probabile che per i suoli sabbiosi, dotati di una maggiore macroporosità rispetto a quelli argillosi, siano necessarie dosi più elevate di pacciamante perché questo possa ridurre il flusso. Tabella 1. Effetto medio della fertilizzazione e della pacciamatura sulla produzione del pomodoro Frutti totali (g PF pt-1) 197.4 b 216.8 b 305.3 a 208.6 b 188.3 b 250.1 a 267.9 a 284.1 a

0N COM UREA NO MULCH SPRAY 1 SPRAY 2 MAT B PVC

Frutti commerciabili (g PF pt-1) 177.9 b 190.3 b 280.4 a 180.9 b 166.3 b 241.2 a 242.6 a 249.8 a

Frutti commerciabili (% PF) 90.1 87.8 91.9 87.0 b 88.9 b 96.0 a 89.7 b 88.1 b

Analogamente, anche per l’evapotraspirazione (dati non riportati), SPRAY 2 riesce a ridurre i flussi in modo significativo rispetto a NO MULCH. Ovviamente, i valori misurati per i film plastici restano notevolmente più bassi e ridotti del 18% e del 34% per MAT B e PVC rispettivamente. b

Evaporazione misura 1

200

160

120 80

c d

c de de

cd d

e 40

ef g

Clayey

Evaporazione misura 4 200

a ab

b c

120 80

a ab

Sandy

d e

e f

g H2O pot-1 day-1

160

Clayey

Evaporazione misura 3 200

120

Sandy

g H2O pot-1 day-1

Evaporazione misura 2

200

g H2O pot-1 day-1

160 120

b c

d 40

c d

Sandy

Clayey

Sandy

Clayey

indicano Conclusioni Il pacciamante spray nella dose 4 L m-2 si è rivelato capace di fornire produzioni di pomodoro non differenti dai film plastici. Per il suolo più argilloso la dose di 2 L m-2 è stata in grado ridurre i flussi idrici mentre un effetto simile è stato ottenuto sul suolo sabbioso solo con la dose doppia dimostrando la necessità di studi sull’interazione tra i pacciamanti spray e caratteristiche fisiche del suolo. Bibliografia Jouët J.P. 2001. Plastics in the world. Plasticulture;120 (2):108-26. Picuno P., Scarascia-Mugnozza G. 1994. The management of agricultural plastic film wastes in Italy. In: Proceedings of the international agricultural engineering conference, Bangkok (Thailand); 797- 808.

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Determinazione dell’Azoto nei Reflui Suini Tramite Spettroscopia NIR Roberto Fuccella1, Giovanni Cabassi2 , Pietro Marino Gallina1 1

Dip. Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT, roberto.fuccella@unimi.it CRA-FLC Centro di ricerca per le Produzioni Foraggere e Lattiero Casearie, Lodi, IT

La conoscenza della composizione azotata dei reflui zootecnici consente un miglioramento dell’affidabilità dei piani di concimazione ed è di conseguenza un elemento importante per ridurre il contributo della concimazione all’inquinamento delle acque da nitrati. La caratterizzazione dei reflui con analisi di chimica umida non risulta praticabile a causa sia dei costi sia delle tempistiche d’esecuzione ed occorre quindi sviluppare tecniche d’analisi rapide. La tecnica NIRS sembra essere tra le più promettenti (De Ferrari et al., 2007; Sørensen et al., 2007) ed è interessante esplorare il contributo che potrà essere espresso sia dagli strumenti da laboratorio sia da quelli portatili, in particolar modo per la caratterizzazione di matrici molto diluite. Nel presente lavoro sono state valutate le performance di due diversi spettroscopi NIR, uno da banco NIRMaster (Buchi - Italia) e l’altro portatile LAB PODTM (Polycromix - USA), basati su tecnologie costruttive e fasce di prezzo differenti. Il set campionario utilizzato per le calibrazioni era composto da 91 liquami suini raccolti da allevamenti Lombardi nel corso del 2010. Le variabili oggetto di studio sono state l’azoto totale (Ntot) e l’ azoto ammoniacale (Nam). I campioni tal quali, precedentemente omogeneizzati (25-50 µm), sono stati immediatamente caratterizzati con i metodi analitici standard (Kjeldahl per Ntot. e strippaggio in corrente di vapore per N-NH4) e successivamente conservati a -18° C fino all’acquisizione degli spettri NIR realizzata tramite due diversi spettroscopi le cui caratteristiche sono riportate in Tabella 1. Strumentazioni per l’acquisizione degli spettri NIR del set di liquami suini Strumentazione e costruttore Tecnologia Range spettrale risoluzione NIRMaster (Buchi - Italia) Interferometro a trasformata di Fourier 1000 - 2500; 8 cm-1 TM * LAB POD (Polycromix-USA) Interferometro MEMS 1000 - 1800; 12 nm * accoppiato con Sonda Mobillight e fibraottica QP600-2-VIS-NIR

Scan per spettro 64 80

Gli spettri sono stati acquisiti in modalità di riflettanza diffusa, a temperatura ambiente (20°C), presentando i campioni campione tal quali oppure miscelati con sabbia silicea pretrattata a 550 °C. Per la scansione, le miscele sabbia+liquame (55 g+20 ml) sono state poste in piastre Petri di vetro neutro. L’acquisizione degli spettri ha previsto tre repliche per ogni campione. Gli spettri medi sono stati elaborati con i software Matlab™ R2009b (The Mathworks, Inc.) e PLS Toolbox© v.5.8 (Eigenvector Research, Inc.). Nel pre-processamento, sono stati utilizzati l’Extended Multiplicative Scattering Correction (EMSC), la Standard Normal Variate (SNV), l’algoritmo di derivazione di Savitsky-Golay e la centratura della media. Successivamente si sono sviluppati i modelli di regressione ai minimi quadrati parziali PLS e la cross-validazione con 8 gruppi di cancellazione sorteggiati casualmente per 4 volte. La valutazione della qualità delle calibrazioni è stata eseguita in accordo alle indicazioni di Malley D.F. et al. (2004), sulla base dei valori del coefficiente R2 della funzione di regressione tra i valori stimati NIR e quelli di riferimento, l’errore di previsione RMSEP ( ), l’indice RPD (= dev.st. set di validazione/RMSEP) e l’indice RER (= range set di validazione/RMSEP) che forniscono un’indicazione del potere discriminante della calibrazione NIR nell’ambito del campione.

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In Tabella 2 vengono riportate le statistiche descrittive dei valori delle variabili oggetto di studio rilevati sul set campionario. La maggior parte dei campioni si presentava molto diluito con un basso contenuto di sostanza secca che portava a difficoltà nell’acquisizione del segnale direttamente in modalità di riflettenza diffusa. Questo era dovuto alla bassa concentrazione in particelle e solidi sospesi, che non permettevano al segnale di essere deviato verso il detector senza dover attraversare un cammino ottico troppo lungo nella matrice acquosa, la quale per i suoi elevati assorbimenti causava una completa estinzione del segnale. Il problema risultava particolarmente accentuato nel caso dello strumento Polycromix, dove l’acquisizione in riflettanza diffusa portava alla registrazione di spettri non utilizzabili, anche per il basso rapporto segnale/rumore. Per ovviare a questo problema sono state applicate due strategie: una miscelazione del campione con sabbia silicea per incrementare lo scattering; l’utilizzo di un transflettore con cammino di 1 mm (dati non riportati). I risultati delle calibrazioni in cross-validazione ottenute sui campioni dispersi in sabbia sono riportati in Tabella 3. Statistiche descrittive del contenuto di N nei reflui e deviazione standard metodi di riferimento Variabile u.m. media dev st min max dev. st. metodo riferimento Nam mg g-1 tq 1,66 0,90 0,49 4,58 0,05 Ntot mg g-1 tq 2,48 1,36 0,55 5,72 0,07 Risultati in cross-validazione Range (nm) Variabile 1000 - 2500 Nam. Ntot Polycromix 1000 - 1800 Nam. Ntot * RMSECV espresso in mg/g tq Strumento Buchi

R2 0,97 0,97 0,75 0,88

RMSECV* 0,15 0,23 0,44 0,52

RPD 6,0 5,9 2,0 2,6

RER 27,3 24,5 8,1 10,0

Valutazione Ottima Ottima Sufficiente Discreta

Per comprendere se le minori performance dello strumento polycromix fossero dovute alla sua minore estensione spettrale oppure alla minore risoluzione, sono state effettuate ulteriori calibrazioni con spettri ridotti (1000-1800 nm) dello spettroscopio Buchi. Dai risultati (Tabella 4) emerge che il range spettrale 1000-1800 nm è significativamente limitante per la stima dell’N, sia nella forma ammoniacale sia totale. A parità di range spettrale, i due strumenti hanno esplicato performance simili nel caso di Ntot mentre nel caso di Nam lo strumento Polycromix è risultato meno performante. Risultati in cross-validazione per lo strumento NIRMaster con spettro ridotto RMSECV* RPD RER Valutazione Range (nm) Variabile R2 1000 - 1800 Nam. 0,86 0,33 2,7 12,3 Discreta 1000 - 1800 Ntot 0,89 0,47 2,9 10,7 Discreta * RMSECV espresso in mg/g tq Strumento Buchi

Lo strumento da banco NIRMaster (Buchi) ha dimostrato ottime capacità predittive per entrambi le componenti azotate. Lo strumento portatile LABPODTM (Polycromix) ha consentito stime meno accurate ma che al momento attuale possono costituire la base per un miglioramento significativo nella gestione dei reflui zootecnici. De Ferrari G. et al., 2007. Proc. of the 12th Int. Conf. Auckland, New Zealand 10-15/04/2005, Ed. by G.R. Burling. Malley D.F. et al., 2004. Application in Analysis of soils. Am. Soc. of Agr., Crop Sci. Soc. of Am., Soil Sci. of Am. Madison, Wisconsis, USA. Near Infrared Spettroscopy in Agriculture.Agronomy Monograph n°44, 729-736 Sørensen, L.K. et al., 2007. Application of reflectance near infrared spectroscopy for animal slurry analyses. Soil Sci. Soc. Am. J., 71:1398-1405.

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Effetti dei cambiamenti climatici sull’evapotraspirazione delle colture Elisa Guerra1, Richard L. Snyder2, Francesca Ventura1*, Paola Rossi Pisa1 1

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali (DiSTA), Univ. Bologna, IT, francesca.ventura@unibo.it.; 2 Land Air Water Resources (LAWR) Dep., Univ. of California, Davis USA, rlsnyder@ucd.edu; * corresponding author

Introduzione L'agricoltura è strettamente legata al clima, in quanto sensibilmente dipendente dalle variazioni di temperatura e disponibilità di acqua. In particolare, gli effetti del cambiamento climatico sull’evapotraspirazione delle piante potrebbero avere impatti ambientali e socioeconomici di rilievo. I tassi di evapotraspirazione aumentano con le temperature, ma altri fattori, come l’umidità relativa dell’aria e la maggiore concentrazione di CO2 atmosferica, potrebbero in parte compensare l'effetto della temperatura sull’evapotraspirazione. Questo studio ha come obiettivi: stilare una relazione sintetica sui diversi coefficienti colturali (Kc) presenti in letteratura, sviluppare un programma per il calcolo dei Kc di varie colture, investigare sui possibili valori di evapotraspirazione futuri. Metodologia KcMod è un modello di calcolo che contribuisce a determinare i valori di Kc con metodologia single e dual per diverse colture. Le colture possono essere classificate in quattro categorie: colture di campo stagionali (1), colture di campo annuali (2), frutteti caducifoglie e vite (3), frutteti subtropicali ed uliveti (4). In base alla fase di crescita si identificano 4 valori di Kc: iniziale (AB), crescita rapida (BC), fase centrale (CD = maturazione) e finale (DE = senescenza). Il modello utilizza i dati agrometeorologici come input per il calcolo dell’ETo, tramite le equazioni di Penman-Monteith (1982) e di Hargraves-Samani (1985) quali: la radiazione solare (R s), la temperatura minima (Tn), la temperatura massima (Tx), la velocità del vento (u2), la temperatura del punto di rugiada (Td) e le precipitazioni (PCP). Il modello include correzioni per le precipitazioni (Ke) e l’irrigazione (Ki), in base all'equazione semplificata del modello di evaporazione dal suolo (Ventura et al., 2006). La pioggia giornaliera è considerata significativa se superiore al doppio di ETo, così come l’irrigazione. Per determinare i valori di dual e single Kc per una specifica coltura irrigua, si seleziona un consumo idrico massimo accettabile. Per i valori di K c (CD) la correzione si basa sugli effetti climatici dovuti a velocità del vento e umidità relativa (RH) sull’ETo, così come indicato dal Manuale FAO 56 (Allen et al., 1998). Altre correzioni effettuate riguardano la tipologia d’irrigazione (aspersione, micro irrigazione, irrigazione a goccia, ecc.), il grado di sviluppo delle chiome (grado di ombreggiamento in ciascuna delle fasi di crescita) e il contributo evapotraspirativo delle colture di copertura. Il programma calcola anche i gradi giorno (DD) con il metodo del triangolo (Zalom et al., 1983) e il metodo agronomico, per il quale le temperature minime (Tn) al di sotto della soglia inferiore (TL) sono impostate uguali alla soglia più bassa e le temperature massime (Tx) sopra la soglia superiore (TU) sono pari a Tx; i DD sono poi calcolati come la temperatura media meno la soglia inferiore. Risultati Si riportano alcuni dei grafici prodotti dal modello. La figura (1) illustra l’andamento dei Kc durante la stagione di crescita per le 4 diverse classi colturali. Si nota come per le colture erbacee stagionali (nell’esempio, il mais) sia presente una fase di crescita inziale, assente invece per le altre tipologie di colture.

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ETc

(mm d-1)

8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 22-feb

12-mag Dual Kc

Figura 1. Valori di coefficienti colturali tabulari (Kc) per le colture: mais, pascoli, drupacee, olivo.

31-lug

19-ott

Single Kc

Figura 2. Evapotraspirazione colturale (ETc) per il mais, mediante i metodi Dual e Single.

La figura (2) rappresenta l’andamento dell’evapotraspirazione colturale per una coltura irrigua (es. Mais). In particolare si osserva come i Kc, corretti per gli apporti idrici specifici, calcolati con il metodo Dual, rispetto al Single, siano più sensibili agli eventi di precipitazione e/o irrigazione, evidenziati da picchi, soprattutto durante la fase di crescita iniziale. Conclusioni I risultati ottenuti confermano che il database sui valori presenti in letteratura dei Kc è di aiuto per stabilire il metodo di misura e di stima più adeguato per le varie colture. Il modello sviluppato per il calcolo di valori quali l’ET0, i Kc e l’ETc, considera le correzioni dovute alle precipitazioni, all’irrigazione, alle condizioni standard di umidità relativa minima e velocità del vento. Utilizzando dati relativi a colture cresciute in microclima modificato sarà possibile stimare i possibili effetti sull’ETc dovuti a ipotetiche condizioni climatiche future. Bibliografia Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper no. 56, FAO of United Nations, Rome. 300 p, Allen, R.G., Walter, I.A., Elliott, R.L., Howell, T.A., Itenfisu, D., Jensen, M.E. and Snyder, R.L. 2005. The ASCE Standardized Reference Evapotranspiration Equation. Amer. Soc. of Civil Eng. Reston, Virginia. 192p. Ventura, F., Snyder, R.L. and Bali, K.M. 2006. Estimating evapotranspiration from bare soil using soil moisture data. J. Irrig. and Drain. Engng. 132(2): 153-158. Zalom FG, Goodell PB, Wilson WW, Bentley WJ (1983) Degree–Days: The calculation and the use of heat units in pest management. Leaflet n. 21373. Division of Agriculture and Natural Resources, University of California, Davis.

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Effetti Dei Concimi Organo-Minerali Sulla Resa e Sulle Caratteristiche di Qualità Della Patata Precoce Anita Ierna, Maria Grazia Melilli, Salvatore Scandurra, Isabella Di Silvestro, Alessandra Pellegrino Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, CNR, Sezione di Catania, IT, anita.ierna@cnr.it

Introduzione Il rilevante valore commerciale assunto dalle produzioni extrastagionali di patata fa sì che le relative coltivazioni vengano generalmente sostenute da elevati quantitativi di concimi minerali, soprattutto di quelli azotati. Le elevate dosi di azoto somministrate, tuttavia, hanno mostrato un’efficacia molto modesta ai fini produttivi, mentre hanno incrementato in misura significativa il contenuto in nitrati dei tuberi (Ierna, 2007). Nell’ottica di una maggiore attenzione per la salvaguardia dell’ambiente e della salute del consumatore è auspicabile lo studio di vie alternative alla tradizionale concimazione minerale in grado di aumentare l’efficienza nutrizionale e conseguentemente ridurre l’apporto di nutrienti. In tal senso la diffusione negli ultimi anni sul mercato dei concimi organo-minerali (Legge 748/1984 “Nuove norme per la Disciplina dei fertilizzanti” come prodotti ottenuti per reazione o miscela di uno o più concimi organici con uno o più concimi minerali semplici oppure composti) sembra aprire nuove prospettive. Precedenti ricerche condotte in Sicilia utilizzando la cv Timate hanno messo in evidenza i positivi effetti dell’utilizzo dei concimi organo-minerali sulla precocità, sulle rese, nonché sulla concentrazione in nitrati dei tuberi (Ierna e Mauromicale, 2003). Al fine di ampliare l’indagine a un maggior numero di varietà in coltura precoce, si è ritenuto opportuno avviare la presente ricerca con la quale ci si è proposti di valutare su alcuni recenti genotipi di patata adattabili alla coltura precoce gli effetti determinati dalla somministrazione di concimi organo-minerali sulla produzione areica e su alcune caratteristiche nutrizionali dei tuberi. Metodologia La prova è stata realizzata nel 2009 presso il campo sperimentale della Sezione di Catania dell’ISAFOM-CNR in territorio di Siracusa (37°03’ N, 15°18’ E, 15 m s.l.m.), in un’area altamente rappresentativa della pataticoltura extrastagionale in Sicilia. Sono stati confrontati due metodi di concimazione (minerale vs. organo-minerale) e cinque genotipi di patata (Arinda, Bionica, Ditta, ISCI 4F88 e Marabel). Bionica è una cultivar di recente costituzione altamente tollerante alle infezioni di peronospora, ISCI 4F88 è un nuovo genotipo italiano costituito dal CRA-CIN di Bologna adattabile alle colture precoci. Arinda, Ditta e Marabel sono tra le più diffuse cultivar nelle colture precoci dell’Italia meridionale (Mauromicale e Ierna, 1999). La concimazione, effettuata a parità di unità fertilizzanti (100, 40 e 200 di kg ha-1 di N, P2O5 e K2O ) corrispondenti alle asportazioni rilevate in un precedente studio (Mauromicale e Ierna, 1999), è stata realizzata nella tesi organo-minerale con Fertil MBS (all’impianto della coltura) fornito dalla SCAM srl, nella tesi minerale con perfosfato minerale, solfato di potassio e solfato ammonico (50% della dose di N) all’impianto e nitrato ammonico in copertura (50% della dose di N). È stato utilizzato un disegno sperimentale a parcelle suddivise con 3 ripetizioni, assegnando alla parcella intera la tesi di concimazione e alla sub-parcella il genotipo. La parcella elementare era di 9 m2 e comprendeva 48 piante. La “semina” è stata effettuata durante la prima decade di febbraio utilizzando tuberi interi posti a 0,25 m su solchi distanti 0,75 m. L’irrigazione è stata realizzata restituendo il 100% dell’ETc. In entrambe le tesi la lotta alle infestanti e la protezione fitosanitaria della coltura è stata realizzata con gli agrofarmaci autorizzati. Alla raccolta dei tuberi, effettuata a circa 120 giorni dall’impianto, sono stati rilevati il numero (N) e il peso fresco dei tuberi distinti nelle classi di calibro: <40 mm, 40-75 mm, >75 mm; i tuberi malformati, inverditi, spaccati sono stati considerati di scarto. Sono stati calcolati la produzione areica commerciabile (diametro 40-75 mm) (PAC) e il peso unitario medio dei tuberi (PUM). Su un campione rappresentativo di tuberi

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commerciabili è stato determinato il contenuto in sostanza secca (s.s.) in stufa termoventilata a 65 °C fino a peso costante (AOAC, 2008), il contenuto in acido ascorbico (AA) (AOAC, 2008) e il contenuto in fenoli totali (FT) per via spettrofotometrica con il metodo Folin-Ciocolteau (Slinkard e Singleton, 1997). I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza e le medie confrontate con la minima differenza significativa (MDS). I valori percentuali sono stati trasformati prima dell’analisi della varianza in valori angolari mediante la formula di Bliss arcsen %. Risultati Il decorso termopluviometrico durante lo svolgimento delle prova è risultato sostanzialmente conforme a quello ordinario ed ha consentito una regolare emergenza della coltura. La produzione areica commerciabile nella media dei genotipi allo studio è risultata significativamente più alta nella tesi che prevedeva la concimazione organo-minerale rispetto a quella minerale (28.9 t ha-1 vs 23.0 t ha-1); i più elevati incrementi sono stati registrati in Marabel (+ 48%), Bionica (+ 36%) e Ditta (+ 34%) (Tab. 1). La maggiore produzione areica è dipesa dal maggior peso unitario dei tuberi (98 vs 89 grammi). La concimazione organo-minerale ha incrementato significativamente il contenuto in AA di ISCI 4F88 e Marabel, ha ridotto il contenuto in fenoli totali in tutti i genotipi ad eccezione di Arinda, mentre non ha avuto alcun effetto sul contenuto in sostanza secca dei tuberi (Tab. 1). Tab. 1- Produzione areica commerciabile di tuberi, sue componenti, caratteristiche di qualità e significatività statistica all’analisi della varianza (NS= non significativo; *, ** e *** indicano rispettivamente significatività per P<0.05, P<0.01 e P<0.001. PAC N PUM s.s. AA FT (t ha-1) (N tub pianta-1) (g) (%) (mg 100 g-1 p.f.) (mg GAE 100 g-1 p.s.) Minerale Arinda 27,1 5,1 99,0 17,2 22,8 120 Bionica 27,5 6,1 86,7 19,0 22,8 346 Ditta 22,2 4,8 86,4 19,8 17,6 402 ISCI 4F88 23,2 4,1 105,5 21,7 17,6 397 Marabel 15,3 4,6 65,8 18,9 10,9 350 Media 23,0 4,9 88,7 19,3 18,3 323 Organo-minerale Arinda 28,7 5,9 90,6 18,4 20,9 186 Bionica 37,3 8,0 88,4 18,5 20,9 258 Ditta 29,7 5,5 102,0 19,0 17,6 310 ISCI 4F88 26,0 4,5 107,4 22,8 19,8 180 Marabel 22,6 4,6 101,0 17,8 13,5 290 Media 28,9 5,7 97,9 19,3 18,5 245 Concimazione (C) ®coltivazione Genotipo (G) (C) x (G) MDS inter (P=0.01)

*** *** ** 3,2

NS *** NS

* * * 3,2

NS *** NS

NS *** * 2,1

*** *** *** 17,3

Conclusioni I risultati, sebbene relativi ad un solo anno, sembrano mettere in evidenza che la concimazione organominerale in luogo di quella minerale sia in grado di aumentare la produzione areica e in taluni casi migliorare le caratteristiche nutrizionali dei tuberi. Tra i genotipi studiati, Marabel sembra avvantaggiarsi in modo particolare della concimazione organo-minerale. Bibliografia AOAC 2008. Association of Official Analytical Chemists. Official Methods of Analysis. http://www.aoac.org/. Ierna A. e Mauromicale G., 2003. Nuovi nutrimenti. Il Gazzettino della Patata, 5: 34-41. Ierna A. 2007. Azoto su patata precoce: la giusta dose riduce i nitrati. L’Informatore Agrario, 3: 54-57. Mauromicale G. e Ierna A., 1999. Patata primaticcia. Arti Grafiche Siciliane, Palermo pp. 275-297 Slinkard, K. e Singleton, V.L. 1997. Total phenol analysis: automation and comparison with manual methods. Am. J. Enol. Vitic., 28: 49-55.

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Efficacia della Concimazione Fosfo-Azotata in Carciofo Anita Ierna 1, Rosario Paolo Mauro 2, Giovanni Mauromicale 2 1

Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, CNR, Sezione di Catania, IT, anita.ierna@cnr.it 2 Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Università degli Studi di Catania, IT

Introduzione La concimazione minerale del carciofo si basa ancora oggi su criteri empirici, che prevedono elevati input azotati al fine di massimizzare le produzioni areiche. Tale aspetto, unitamente alla scarsa attenzione dei cinaricoltori verso la concimazione fosfatica, ed alla natura calcarea dei terreni di alcune aree cinaricole meridionali, costituiscono premessa per un impiego poco razionale dei concimi minerali, di quelli azotati in particolare. L , infatti, è strettamente dipendente dal livello di fosforo disponibile nel terreno (Zubillaga et al., 2002). parte, le relazioni tra concimazione azotata e fosfatica del carciofo, sono state scarsamente studiate, per cui tale pratica necessita ancora una piena razionalizzazione, anche al fine di ridurne il rischio di impatto ambientale. Il presente lavoro ha inteso valutare gli effetti di diverse dosi fertilizzanti di azoto e fosforo sulle caratteristiche più sostenibile della concimazione minerale. Metodologia La ricerca è stata realizzata nel biennio 2003-2004/2004-2005 in agro di Siracusa (37°03 18 ) su un terreno avente le seguenti caratteristiche: 30% argilla, 25% limo, 45% sabbia, 2% sostanza organica azoto totale, 68 kg ha-1 P2O5 assimilabile e 539 kg ha-1 K2O scambiabile. In uno schema a split-plot sono stati studiati gli effetti di 2 dosi di P2O5 (50 e 150 kg ha-1) e 4 di N (0, 150, 300 e 450 kg ha-1) sulle caratteristiche produttive di due genotipi di carciofo (il tradizionale Violetto di Sicilia, a propagazione agamica, e ibrido Opal F1, a propagazione gamica). a carciofaia (1 pianta m-2) è stato effettuato il 10 agosto 2003 a mezzo ovoli pre-germogliati (Violetto di Sicilia) o plantule allo stadio 3a - 4a foglia caulinare (Opal F1); al secondo anno la carciofaia è stata riattivata a mezzo irrigazione il 5 agosto 2004. La concimazione fosfatica (secondo le dosi allo studio) e quella potassica (200 kg ha-1 K2O) sono state effettuate della carciofaia, mentre quella azotata è stata effettuata a cadenza mensile (da agosto a dicembre e da marzo ad aprile), mediante fertirrigazione. In entrambi gli anni gli effetti dei fattori allo studio sono stati studiati attraverso le seguenti variabili: produzione areica di capolini (Y), fattore parziale di N) [rapporto tra produzione areica in sostanza secca (DM) delle tesi concimate con N e la relativa dose apportata], fattore totale di produttività (TFP) (rapporto tra la produzione areica in sostanza secca delle tesi concimate con N+P+K ed il totale delle dosi apportate) ed efficienza agronomica della concimazione azotata (NAE) (calcolata in rapporto al testimone non concimato, ed intesa come rapporto lla concimazione azotata e le relative dosi apportate). I dati acquisiti sono stati sottoposti ad ANOVA e le medie separate tramite test DMS. Risultati umento della dose di N da 0 a 300 kg ha-1 ha fatto registrare un significativo incremento di Y (da sortito la dose di N più elevata 11,1 a 16,4 t ha-1), mentre nessun effetto apprezzabile su (450 kg ha-1) (Tab. 1). La più alta dose di P studiata, pur non influenzando la capacità produttiva dei due genotipi (Tab. 1), ha migliorato la risposta di questi ultimi concimazione azotata da 150 a 300 kg N ha-1, ed ha spostato il picco di produzione da 450 a 300 kg N ha-1 (Fig. 1); essa ha altresì migliorato alcuni indici di efficienza della concimazione, quali PFN (+8%) e NAE (+150%) (Tab. 1). fino a 450 kg ha-1, ha fatto riscontro una progressiva in termini di PFN (-61%), TFP (-43%) e NAE (-43%) (Tab.

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1). dovuta alla crescente dose di N è risultata più evidente a P150 che non a P50 (Fig. 1B). In rapporto al genotipo, è emersa la superiorità di Opal F1 rispetto a Violetto di Sicilia, come è dato evincere dai più elevati valori di Y, PFN e TFP (Tab. 1). Opal F1 ha tuttavia rivelato una maggiore riduzione di PFN e TFP in risposta alla più elevate dosi di N (dati non riportati). Tabella 1. Effetti del livello di fosforo, di azoto e del genotipo sulla produzione areica e sugli indici di efficienza della concima DMS (P < 0,05). Y PFN TFP NAE (t ha-1) (kg ha-1 DM kg-1) (kg ha-1 DM kg-1) ( kg ha-1 DM kg-1) 14,3 a 14,5 a

6,4 b 6,9 a

3,3 a 3,1 a

1,0 b 2,5 a

N (kg ha-1) 0 150 300 450 Trend

11,1 c 14,0 b 16,4 a 16,3 a Q*

10,1 a 5,9 b 3,9 c Q ***

4,2 a 3,4 b 2,9 c 2,4 d L **

2,1 a 1,9 a 1,2 b Q ***

Genotipo Violetto di Sicilia Opal F1

11,6 b 17,3 a

5,2 b 8,1 a

2,4 b 4,0 a

1,7 a 1,8 a

(B)

-1

NA E

P roduz ione areic a (t ha-1)

(A)

DW kg -1 )

P2O5 (kg ha-1) 50 150

Figura 1. Produzione areica di capolini (A) ed efficienza agronomica della concimazione azotata (B) in rapporto DMS interazione (P < 0.05) rispettivamente 1,6 e 0,5.

Conclusioni I risultati esposti hanno permesso di accertare che, per effetto del più elevato apporto di fosforo (150 kg ha-1 di P2O5) è stato possibile ridurre la dose di N (da 450 a 300 kg ha-1) in grado di massimizzare la Opal F1 ha mostrato una superiore capacità produttiva ed una migliore risposta alla concimazione, rivelando così la sua maggiore idoneità per i sistemi colturali a bassi input. Nel complesso è emerso che, attraverso un più concimazione, è possibile migliorare la produzione delle carciofaie ed assicurare, nel contempo, un uso più sostenibile dei concimi azotati. Per contro, dai risultati emerge la necessità di migliorare la capacità produttiva e la risposta alla concimazione in Violetto di Sicilia, a a fronte della sempre più ampia diffusione delle moderne cultivar ibride e del crescente costo dei fertilizzanti. Bibliografia Zubillaga M.M. et al., 2002. Effect of phosphorus and nitrogen fertilization on sunflower (Heliathus annus L.) nitrogen uptake and yield. J. Agron. Crop Sci., 188: 267-274.

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Gestione Irrigua dei Processi di Lisciviazione Tramite l’Ausilio di un Modello Descrittivo Angela Libutti, Massimo Monteleone Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Univ. Foggia, IT, a.libutti@unifg.it

Introduzione In condizioni di salinità, principale obiettivo della gestione irrigua è garantire il bilancio tra la quantità di sali apportati con l’irrigazione e la quantità di sali allontanati con la lisciviazione. Inoltre, annualmente, il contenuto salino medio del suolo deve risultare al di sotto di un valore soglia, compatibile con la produttività delle specie agrarie che si intende coltivare. La lisciviazione rappresenta lo strumento essenziale per conseguire questi risultati. L’obiettivo del presente lavoro è quello di elaborare un modello statistico-descrittivo della lisciviazione dei sali in eccesso dal profilo colturale del suolo, la cui applicazione possa efficacemente indirizzare gli interventi di gestione irrigua finalizzati al controllo della salinità. Materiali e Metodi L’attività sperimentale è stata condotta nel triennio 2007-2010, presso un’azienda agricola ubicata in agro di Manfredonia (FG). Ciascun anno di sperimentazione (Y) è consistito in due stagioni colturali (S): una primaverile-estiva (S1), l’altra autunno-invernale (S2). Sono state coltivate le seguenti specie: pomodoro da industria e spinacio (Y1), zucchino e cavolo broccolo (Y2), peperone e frumento (Y3). Le colture sono state allevate su 3 adiacenti parcelle di 100 m2 ciascuna. In corrispondenza di ogni parcella, una vasca di 50 m2, profonda 0,7 m, impermeabilizzata ed allestita con dreni e cisterne di raccolta, ha permesso il recupero delle acque di drenaggio. I fabbisogni idrici delle colture sono stati soddisfatti dagli apporti irrigui d’acqua di falda salmastra (ECw da 4,7 a 5,8 dS m-1) o da quelli di pioggia. L’allontanamento dei sali apportati con l’acqua irrigua si è realizzata sia ad opera delle piogge che a seguito dell’esecuzione di interventi di leaching. Alle 3 parcelle sono corrisposti i seguenti trattamenti sperimentali: L0 assenza di leaching; L1 e L2 interventi di leaching rispettivamente con acqua salmastra e dolce, da eseguirsi al superamento di un valore soglia di ECe pari a 5,0 dS m-1. La misura dei volumi irrigui, di pioggia, di drenaggio e dei rispettivi contenuti in sali, ha permesso l’esecuzione del bilancio salino del suolo, dalla cui elaborazione è derivato un modello empirico di lisciviazione. Le variazioni, sia assolute che relative, del contenuto in sali del suolo sono state messe in relazione ai volumi di drenaggio, anch’essi espressi in termini sia assoluti che relativi. L’analisi della covarianza (ANCOVA) ha consentito di valutare l’effetto dei fattori sperimentali: anno (Y), stagione colturale (S) e trattamenti di leaching (L). La variazione assoluta del contenuto salino del suolo (∆S, t ha-1) è stata correlata linearmente con i corrispondenti volumi assoluti di drenaggio (D, m3 ha-1), in seguito ad una loro trasformazione logaritmica. Questo in considerazione del fatto che, inizialmente, le acque di drenaggio rimuovono più sali rispetto alle fasi successive per cui il processo di leaching diviene progressivamente più difficile all’aumentare del volume di acqua che attraversa il profilo del suolo. Allo stesso modo, il rapporto di salinità (SR, %) è stato espresso in funzione del rapporto di lisciviazione (RL, %). SR è la frazione di sali allontanati dalle acque di drenaggio (SOUT) rispetto alla somma di quelli già presenti nel suolo (S0) ed apportati (SIN) con l’irrigazione (entrambi in t ha-1); RL è la frazione di acqua lisciviata (D) rispetto alla somma (W) delle acque di pioggia (P) e di quelle irrigue (I) complessivamente apportate al suolo (entrambi in m3 ha-1). Risultati Determinazione del modello. Nel modello ∆S funzione di Dtrf (Fig. 1A) la stagione colturale (S) e l’anno (Y), hanno mostrato un’influenza altamente significativa sia sul valore della intercetta che su quello della pendenza. L’intercetta esprime l’ammontare totale di sali apportati al suolo dall’acqua

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SR (%)

-1

∆S (t ha )

20 irrigua; la pendenza corrisponde A 15 S1: ∆S = 13.28 - 1.07 * D all’ammontare dei sali allontanati dall’unità 10 di volume di acqua di drenaggio ed è un indice dell’efficienza del leaching. S1 ha 5 R2 = 0.98 RMSE = 1.71 t ha-1 mostrato un valore medio dell’intercetta 0 N. obs. = 72 superiore a S2, in quanto in S1 l’irrigazione -5 S2: ∆S = 1.92 - 2.60 * D delle colture è sistematica ed è sempre -10 effettuata con acqua salmastra, mentre in S2 -15 essa ha solo funzione di soccorso o è del 1 100 200 400 600 1000 2000 4000 tutto assente. Il coefficiente angolare D (m3 ha-1) relativo a S2 ha mostrato un valore più basso 100 B rispetto a S1, perché in S2 la lisciviazione è 80 normalmente operata dalle piogge, mentre in S1 dall’acqua salmastra. Nel modello SR 60 S2 funzione di RL (Fig. 1B) nessuna influenza è SR = 1.28 * RL 40 stata evidenziata da parte di S, Y e L, sia sul R2 = 0.99 valore dell’intercetta che del coefficiente S1 RMSE = 3.00 % 20 N. obs. = 72 angolare; perciò, il processo di leaching è stato descritto mediante un’unica retta di 0 0 10 20 30 40 50 60 70 regressione, passante per l’origine degli assi: RL (%) SR = α * RL; in cui il coefficiente empirico α, strettamente dipendente dalla tipologia di Figura 1 - Modello ANCOVA relativo al processo di lisciviazione eseguito considerando i valori rispettivamente assoluti (A) e relativi (B) suolo, ha assunto valore pari ad 1,28. delle variazioni di salinità del suolo in rapporto ai volumi di drenaggio. Applicazione del modello. Il modello così determinato è stato, quindi, applicato al contesto agro-ambientale di riferimento, assumendo un contenuto salino di equilibrio del suolo (S0) pari a 18,0 t ha-1 (corrispondente ad un valore soglia di ECe pari a circa 5,0 dS m-1) ed un apporto di sali pari a circa 32,0 kg ha-1 per unità di altezza (mm) di acqua salmastra apportata con l’irrigazione (corrispondente ad un valore di ECw pari a 5,0 dS m-1). • Scenario S0: volume stagionale irriguo di 500 mm; ne consegue: SIN = SOUT pari a 16,0 t ha-1 (lo stesso ammontare di sali in ingresso deve essere allontanato dal profilo colturale del suolo con la lisciviazione). Per chiudere in “pareggio” il bilancio salino annuale è quindi necessario un valore di SR = 100 * SOUT / (S0 + SIN) pari al 47%. Applicando il modello (SR = α * RL), la condizione di equilibrio salino del suolo è, dunque, assicurata da un valore annuale di drenaggio (D) pari al 37% del complessivo apporto idrico (W). Si rende pertanto necessario un apporto lisciviante efficace pari a circa 290 mm di acqua dolce. • Scenario S200: volume stagionale irriguo di 500 mm a cui si aggiunge la disponibilità di 200 mm di acqua salmastra a fini liscivianti; ne consegue: SIN = SOUT pari a 22,4 t ha-1. E’ quindi necessario adottare un valore di SR pari al 55%, a cui corrisponde un valore all’equilibrio di RL pari al 43%. Si rende pertanto necessario un apporto integrativo efficace di acqua dolce pari a circa 180 mm. • Scenario S400: volume stagionale irriguo di 500 mm a cui si aggiunge la disponibilità di 400 mm di acqua salmastra a fini liscivianti; ne consegue: SIN = SOUT pari a 28,8 t ha-1. E’ quindi necessario adottare un valore all’equilibrio di RL pari al 48% a cui corrisponde un apporto integrativo efficace di acqua dolce pari a circa 60 mm.

Conclusioni Il modello consente di determinare l’apporto integrativo di acqua dolce necessario per garantire condizioni di equilibrio salino del suolo; tale apporto si riduce a mano a mano che aumenta la disponibilità di acqua salmastra; se esso non venisse soddisfatto dalle piogge del periodo autunnovernino sarebbero imprescindibili apposite somministrazioni. E’ però del tutto evidente che sussiste una diretta competizione fra azione lisciviante delle piogge e sostegno idrico che le piogge medesime possono esplicare nei riguardi delle coltivazioni eventualmente praticate durante la stagione invernale.

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Produzione di Acheni in Nuove Linee di Carciofo a Propagazione Gamica Antonino Lo Monaco1, Rosario Paolo Mauro1, Gaetano Pandino1, Mario Marchese1, Ezio Portis2, Beatriz Terezinha Donida3 Giovanni Mauromicale1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie ed Alimentari, Univ. Catania, IT, lomonaco.antonino@libero.it 2 Dip. di Valorizzazione e Protezione delle Risorse Agroforestali, Univ. Torino, IT 3 Coop. Triticola, Erechim (Cotrel), RS-Brasil

Introduzione Tra le innovazioni recentemente proposte per promuovere avanzamenti sostanziali nella coltivazione del carciofo, la propagazione per ‘seme’ (achenio sotto il profilo botanico) in luogo della tradizionale propagazione agamica a mezzo carducci, ovoli o parti di ceppaia, appare quella più idonea a consentire un concreto ammodernamento nella gestione agronomica della coltura. La propagazione per ‘seme’ è resa possibile dall’impiego di genotipi (linee inbred, ibridi F1, varietà sintetiche) con struttura genetica ben determinata e sostanzialmente differenti dai cloni attualmente coltivati che, come è noto, a causa dell’elevata allogamia, sono notevolmente eterozigoti, e danno progenie con grande variabilità morfologica quando propagati per ‘seme’. Una volta costituiti i genotipi a propagazione gamica, è necessario mettere a punto un idoneo itinerario tecnico per la produzione di ‘seme’. Lo scopo di questa ricerca è stato quello di studiare alcune possibili strategie in tal senso, quali: l’isolamento spaziale delle piante durante la fase di fioritura e l’utilizzo di pronubi impollinatori e l’eliminazione dei capolini secondari. Metodologia Le prove sono state condotte nell’annata 2008/2009 in agro di Cassibile (SR) su terreno a tessitura argilloso-sabbiosa. Sono stati posti allo studio 3 genotipi (NP2, NP4, NP5) e l’isolamento spaziale delle piante, in confronto con piante allevate in pien’aria in libera impollinazione. Sulle piante allevate sotto isolatori è stata valutata anche l’influenza dell’eliminazione dei capolini di 2° e 3° ordine (piante con tutti i capolini vs. piante con capolino principale e capolini di 1° ordine). Le 3 linee di carciofo (NP2, NP4, NP5), sufficientemente uniformi sotto il profilo genetico, sono state ottenute mediante un lungo lavoro, dapprima di selezione massale e successivamente di autofecondazione controllata a partire da una popolazione brasiliana, denominata Nobre, molto eterogenea. L’eliminazione di capolini secondari e terziari, ove prevista, è stata effettuata in corrispondenza dello stadio D (Foury, 1967). L’isolamento delle piante è stato realizzato, a mezzo di rete antibombi (7x3mm), 3-4 giorni prima dell’antesi; l’introduzione dell’impollinatore Bombus terrestris è avvenuta 2 giorni dopo l’antesi del capolino principale. E’ stata valutata la produzione di acheni (g pianta-1) e le variabili ad essa connesse. Sugli acheni prodotti all’interno degli isolatori sono stati rilevati anche in contenuto di umidità e la germinabilità dopo 3 mesi dalla raccolta. Risultati La produzione di acheni è risultata significativamente influenzata dal genotipo avendo oscillato tra 48,9 (NP4) e 99,5 (NP5) g pianta-1. Tale variazione è risultata dipendente dal numero di semi prodotti per pianta (r=0.973***), atteso che il peso 1000 acheni non ha subito oscillazioni significative per effetto del genotipo (Tab. 1). Il numero di acheni per pianta è dipeso dal numero di acheni per capolino, il quale, a sua volta, è risultato dipendere dalla percentuale di allegagione (Tab.1). In rapporto all’ambiente di coltivazione, pur non emergendo differenze significative a livello di produzione di acheni, il numero di acheni raccolto nelle piante allevate sotto isolatori è risultato significativamente superiore a quello delle piante coltivate in piena aria (1913 vs. 1404 per pianta). Anche in questo caso,

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le variazioni sono dipese dalla variazione nella percentuale di allegagione (39 vs. 29%). Gli acheni prodotti hanno mostrato una percentuale di umidità compresa tra il 3.5% (NP5) ed il 5.1% (NP4) ed una germinabilità che ha oscillato tra il 75 (NP4) ed il 91% (NP5) (Tab. 2). L’eliminazione dei capolini di 2° e 3° ordine non ha significativamente influenzato la produzione di seme per pianta (dato non riportato).

Produzione acheni (g pianta-1)

Numero acheni pianta-1

Peso 1000 acheni (g)

Numero capolini pianta-1

Numero acheni capolino-1

Indice di allegagione (%)

Genotipo NP2 NP5 NP4

82.5 99.5 48.9

ab a b

1643 2168 1165

b a c

51 47 46

a a a

4.4 4.9 4.0

a a a

37 447 292

ab a b

35 39 28

ab a b

a a

1913 1404

a b

46 50

a a

4.5 4.3

a a

413 329

a b

39 29

a b

Ambiente Isolamento spaziale Pien’ aria

85 69

Tabella 1. Produzione di acheni e variabili connesse. Valori seguiti da lettere diverse nell’ambito della stessa variabile e del medesimo fattore sperimentale sono significativamente diversi secondo il test HSD di Tukey (P 0,05)

Genotipo NP2 NP5 NP4

Umidità (%) 4.3 3.5 5.1

a a a

Germinabilità (%) 87.4 90.9 75.4

Tabella 2. Caratteristiche degli acheni in rapporto al genotipo.

a a b

Lettere diverse nell’ambito della stessa colonna corrispondono a valori significativamente diversi secondo il test HSD di Tukey (P 0.05). Conclusioni I risultati ottenuti hanno dimostrato l’idoneità dell’ambiente siciliano alla produzione di ‘seme’ di carciofo e la piena rispondenza di B. terrestris ad essere utilizzato quale impollinatore. Il ‘seme’ prodotto ha mostrato un basso contenuto in acqua ed una germinabilità accettabile se confrontato con i valori riportati nella letteratura per il carciofo. La differente risposta del genotipo manifestata da una minore produzione di seme e germinabilità dello stesso in NP4, rispetto a NP2 e NP5, può essere attribuita, verosimilmente, al differente livello di omozigosi raggiunto all’interno delle linee e/o di vitalità del polline, che ricerche in corso stanno appurando. Bibliografia Foury C. 1967. Etude de la biologie florale de l’artichaut (Cynara scolymus L.) application a la selection. Ann. Amélior. Plantes, 17:357-373.

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Contenuto In Elementi Minerali Nel Tubero Di Patata Precoce Coltivata In Regime Biologico E Convenzionale Sara Lombardo1, Gaetano Pandino1, Carmelo Gennaro2, Giovanni Mauromicale1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari, Univ. Catania, IT, sara.lombardo@unict.it

Regione Siciliana - Assessorato Regionale delle Risorse Agricole e Alimentari, Analisi e Servizi per la Certificazione in Agricoltura (A.S.C.A.), U.O.S. Ispica (RG), IT

Introduzione Il buon valore commerciale assunto dalla patata precoce in Italia, unitamente alle peculiarità agronomiche e ambientali (Mauromicale e Ierna, 1999), fa sì che la relativa coltivazione sovente venga sostenuta da notevoli input colturali (concimazioni, irrigazioni e trattamenti con agrofarmaci), spesso utilizzati senza tenere conto delle effettive esigenze della coltura. Recentemente anche per la patata precoce ha preso corpo la coltivazione in regime biologico, atteso il crescente interesse del consumatore per tale tipologia di prodotto. Attualmente, in Sicilia sono stimati circa 800 ha di patata precoce coltivata in regime biologico. Malgrado in un futuro non molto lontano sia prevedibile un maggiore sviluppo del settore, appaiono carenti in letteratura le informazioni relative alle caratteristiche nutrizionali della patata precoce prodotta in coltura biologica. In questo ambito, abbiamo avviato una caratterizzazione chimico-nutrizionale dei tuberi di patata precoce in risposta al regime di coltivazione (biologico vs. convenzionale). Nella presente nota, si riporta la variazione del contenuto in alcuni elementi minerali che, peraltro, potrebbe essere utile per differenziare le produzioni biologiche di patata precoce da quelle convenzionali. Metodologia La sperimentazione è stata realizzata nel 2008 in agro di Ispica (RG), area di recente acquisizione per la pataticoltura extrastagionale in Sicilia, mettendo a confronto due tipologie di coltivazione (biologica vs. convenzionale) e tre varietà: Ditta, ampiamente diffusa negli areali pataticoli biologici nord-europei, Arinda e Nicola, abbastanza diffuse in coltura precoce (Mauromicale, 2011). La “semina” è stata effettuata nella prima decade di gennaio, utilizzando tuberi interi ed adottando uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni. Per la coltura biologica la tecnica colturale, ivi comprese la concimazione e la lotta fitosanitaria, è stata conforme alle disposizioni normative comunitarie, mentre per quella convenzionale sono stati seguiti i criteri in uso nelle colture extrastagionali. La raccolta dei tuberi è stata effettuata a circa 120 giorni dalla “semina” (disseccamento del 70-80% delle piante per parcella). In laboratorio, su un campione rappresentativo di tuberi ( 35-70 mm) è stato valutato il contenuto in alcuni macro- e micro-elementi minerali (AOAC, 1995). I dati acquisiti, espressi in g 100g-1 o mg 100g-1 di sostanza secca (s.s.), sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) e le medie confrontate con il test di Student-Newman-Keuls. Risultati Il regime di coltivazione ha significativamente influenzato il contenuto in macro- e micro-elementi minerali del tubero di patata precoce. Tuttavia, l’entità degli effetti è apparsa dipendere dalla varietà utilizzata. Arinda ha, infatti, assicurato in regime biologico un più elevato contenuto in K, Mg, Mn e Zn (1,0 g 100g-1 s.s., 31,2, 0,33 e 0,29 mg 100g-1 s.s., rispettivamente), unitamente ad un più basso tenore in Na e Ca (48,6 e 2,2 mg 100g-1 s.s., rispettivamente), rispetto alla coltivazione convenzionale. Ditta, per contro, eccetto che per il contenuto in Zn (0,1 mg 100g-1 s.s., in media), non ha rivelato differenze statisticamente significative tra i due sistemi di coltivazione (fig. 1). Nicola, al pari di Ditta, non ha fatto registrare variazioni significative in rapporto al regime di coltivazione per il contenuto in Ca e Mg, mentre ha mostrato un più basso tenore in K e Mn in regime biologico (fig. 1).

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Fig. 1 - Contenuto in macro- e micro-elementi minerali dei tuberi di patata precoce in rapporto all’interazione “regime di coltivazione x varietà”. n.r. indica non rilevato. Conclusioni I risultati acquisiti hanno permesso di ottenere indicazioni interessanti sulla variazione del contenuto in elementi minerali del tubero di patata precoce in risposta al regime di coltivazione (convenzionale vs. biologico). A tal riguardo, come peraltro già dimostrato in ciclo ordinario (Warman e Havard, 1998), sembra emergere anche per la patata precoce la possibilità di differenziare il prodotto biologico da quello convenzionale sulla base del profilo in elementi minerali. Nel complesso, il regime biologico, rispetto al sistema produttivo convenzionale, ha infatti determinato un aumento significativo del contenuto in Mg e Zn, mentre per il tenore in Na e Ca è stato rilevato trend opposto. L’influenza del regime di coltivazione sul profilo in elementi minerali è apparsa, tuttavia, dipendere dalla varietà utilizzata. Ulteriori ricerche appaiono, quindi, necessarie per meglio definire gli effetti di altri fattori (e.g. condizioni pedo-climatiche) sul profilo in elementi minerali dei tuberi di patata precoce provenienti dalla coltura biologica. Bibliografia AOAC 1995. Official Method 975.03: Metals in Plants. Association of Official Analytical Chemists, Arlington (VA). Mauromicale G., 2011. Coltura extrastagionale. In: “La patata”. Collana Coltura & Cultura, Bayer CropScience S.r.l., Milano (IT). Mauromicale G., Ierna A., 1999. La patata primaticcia. In: “Fisionomia e profili di qualità dell’orticoltura meridionale”. Arti Grafiche Siciliane, Palermo, 275-297. Warman P.R., Havard K.A. 1998. Yield, vitamin and mineral contents of organically and conventionally grown potatoes and sweet corn. Agr. Ecosyst. Environ., 68:207-216.

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Riposta Ormonale e Assimilativa del Pomodoro Coltivato in Ambiente Salino. Lovelli S., Sofo A., Scopa A., Di Tommaso T., Perniola M. Dipartimento di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell'Ambiente, Università della Basilicata, IT, stella.lovelli@unibas.it; adriano.sofo@unibas.it; antonio.scopa@unibas.it; tditommaso@unibas.it; michele.perniola@unibas.it

I processi di salinizzazione dei suoli rappresentano una delle principali cause di diminuzione delle produzioni agrarie in numerose aree del mondo. I meccanismi che regolano l’espansione fogliare e la crescita dell’apparato radicale durante il processo di adattamento a condizioni di salinità sono tuttora poco chiari, infatti, esistono differenti opinioni sulle funzioni svolte dall’Acido Abscissico (ABA) e sul suo ruolo nei processi di ripartizione degli assimilati in condizioni di stress salino. L’esperimento ha riguardato lo studio delle modifiche indotte a livello fogliare dalle condizioni di stress salino sui processi di scambio gassoso. Inoltre si è indagato su come si modifica la concentrazione di acido abscissico (ABA) nei tessuti della pianta (principalmente foglie e radici) in risposta alle condizioni di stress imposte. La prova sperimentale è stata condotta a Potenza (40°N, 15°E) presso la Facoltà di Agraria dell’Università della Basilicata in una serra condizionata di metallo e vetro (24°/16° C), in contenitori in PVC del volume di circa 250 litri. La prova è stata condotta su piante di pomodoro da industria, cv “Perfect Peel”, trapiantate il 20 maggio 2010 ed allevate in fuori suolo con il sistema floating system. E’ stata impiegata la soluzione nutritiva Hoagland, (EC= 2,2 dS m-1; pH= 6,0). Le piante di pomodoro sono state sottoposte a due livelli di salinità, rispettivamente 10 e 15 dS m -1 mediante aggiunta di NaCl. Lo schema sperimentale ha previsto un controllo mantenuto a 2,2 dSm-1. Ogni trattamento sperimentale è stato replicato tre volte disponendo i contenitori secondo uno schema a blocchi randomizzati. I dati di assimilazione netta, traspirazione, conduttanza stomatica e concentrazione di CO2 intercellulare (Ci) sono stati raccolti per tutte le piante dei tre trattamenti sperimentali a confronto in condizioni di elevata intensità luminosa (PAR> di 2000 µmol m-2 s-1) tra le 12:00 e le 14:00, su foglie mature apicali e ben esposte alla radiazione, mediante un sistema di misura portatile del tipo aperto (Li-Cor, Inc. mod.6400). 37 giorni dopo il trapianto sono stati prelevati campioni di foglie e radici per la determinazione del contenuto in acido abscissico (ABA). La concentrazione in acido abscissico è stata eseguita previa estrazione in acqua, attraverso un saggio immunoenzimatico (Phytodetek ABA Enzyme immunoassay Test Kit; Quarrie et al., 1988). La produzione di sostanza secca (SS) è stata ottenuta facendo essiccare i campioni in stufa ventilata a 75°C sino al raggiungimento del peso costante. I risultati della prova sperimentale sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA), le differenze significative sono state evidenziate attraverso il test di Duncan con la soglia di significatività del 5 e del 1%. L’assimilazione netta a livello fogliare non è variata in maniera significativa nel trattamento salato intermedio (S10), mentre è diminuita del 23% nel trattamento salato più severo (S15) rispetto al controllo, rispettivamente 24,1 e 31,3 µmolCO2m-2s-1 (Tabella 1). La conduttanza stomatica è diminuita considerevolmente, in modo proporzionale al livello di salinità imposto, infatti a fine ciclo è diminuita del 19% nel trattamento S10 e del 61% nel trattamento S15, rispetto al controllo non stressato (Tabella 1). Le condizioni di salinità imposte hanno determinato una riduzione della sostanza secca accumulata del 78% nel trattamento più stressato (Figura 1a) e la sostanza secca allocata nelle diverse porzioni della pianta è risultata diversa nei trattamenti salinizzati rispetto al controllo. Il rapporto tra la sostanza

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secca radicale e quella apicale è aumentato di circa il doppio nel trattamento intermedio (S10) e di circa tre volte nel trattamento più salato (S15) rispetto al controllo (Figura 1b). Tabella – 1 Assimilazione netta (A), traspirazione (T), conduttanza stomatica (gs), concentrazione intercellulare di CO2 (Ci), efficienza d’uso dell’acqua (WUE) e concentrazione fogliare di acido abscissico, misurata a fine prova (37 giorni dopo il trapianto su piante di pomodoro sottoposte a stress salino).

Trattamenti

Controllo (EC = 2,5 ds m-1) S10 (EC = 10 dSm-1) S15 (EC = 15dSm-1)

WUE

ABA

µmolCO2 m-2s-1

mmolH2O m-2s-1

molH2O m-2s-1

µmolCO2 mol-1

µmolCO2 mmolH2O-1

ng g pf-1

31,3 a

10,6 A

0,6 A

292 A

2,9 B

34 b

29,4 ab 24,1 b

9,7 A 5,8 B

0,5 B 0,2 C

272 A 204 B

3,2 B 4,3 A

264 a 312 a

Le medie seguite da lettere diverse sono statisticamente differenti tra loro secondo il test di Duncan per P< 0,05 (lettere minuscole) e per P< 0,01 (lettere maiuscole),

Le condizioni di salinità hanno determinato un consistente aumento del contenuto in ABA, sia delle foglie, che delle radici, In particolare nel trattamento più severo la concentrazione di ABA è risultata maggiore nei tessuti radicali rispetto alle foglie (Figura 1 c), I risultati ottenuti, anche in accordo con altri autori (Albacete et al,, 2008), hanno mostrato che su coltura di pomodoro l’ABA può svolgere un ruolo importante nei meccanismi che controllano la ripartizione della sostanza secca durante l’adattamento a condizioni di salinità,

Figura 1 –Sostanza secca epigea ed ipogea (a), rapporto tra la sostanza secca radicale e la sostanza secca epigea (b) e concentrazione di ABA misurate nelle diverse porzioni di piante di pomodoro nei tre trattamenti a confronto,

Ancora oggi, nonostante innumerevoli sforzi, il fattore che controlla i processi di crescita, l’espansione cellulare ed il ruolo che questi fenomeni giocano sui meccanismi di tolleranza alla salinità rimangono irrisolti, Resta ancora da indagare se la ridotta espansione cellulare è una conseguenza negativa delle modifiche metaboliche indotte dalla salinità, oppure se essa è uno dei fenomeni attivi di adattamento alle condizioni di salinità, I risultati dell’esperimento condotto hanno evidenziato che il pomodoro, da un punto di vista fisiologico durante la prima fase di adattamento alla salinità (quando l’effetto osmotico prevale) risponde modificando le relazioni idriche (dati non mostrati) e diminuendo, nel caso di elevata concentrazione di sali, gli scambi gassosi, in particolar modo la fotosintesi, Conseguentemente sono fortemente rallentati anche i processi di accrescimento, Inoltre, il pomodoro sembra mettere in atto in risposta allo stress salino meccanismi di tipo adattativo come la diversa allocazione della sostanza secca tra le porzioni epigee ed ipogee della pianta, Nella risposta alle condizioni di stress, cruciale è il ruolo svolto dall’accumulo di un fitormone, l’acido abscissico (ABA), nei tessuti della pianta, in particolare nelle radici, L’apparato radicale in termini di sostanza secca allocata e concentrazione di ABA, evidentemente, gioca un ruolo di primo piano nel meccanismo di risposta ed adattamento alla salinità di questa coltura, Albacete et al, 2008, Hormonal changes in relation to biomass partitioning and shoot growth impairment in salinized tomato (Solanum lycopersicum L,) plants, J, Exp, Bot, 59:4119-4131.

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Effetti Agronomici e Ambientali di Ammendanti Organici in Sorgo da Foraggio Paola Lucchini(1), Marianna Bandiera(1), Giuliano Mosca (1), Paolo Mantovi(2), Paolo Carletti(3), Aliosha Malcevschi(4), Loris Manicardi(4 ), Teofilo Vamerali T(4) (1)

Dipartimento di Agronomia Amb ientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, (paola.lucchini@studenti.unipd.it, marianna.bandiera@unip id.it, giuliano.mosca@unipd.it) (2) CRPA, Reggio Emilia (p.mantovi@crpa.it) 3) Dipartimento di Biotecnologie Agrarie, Univ. Padova, IT, (paolo.carletti@unip d.it) (4) Dipartimento di Scienze Amb ientali, Univ. Parma, IT, (aliosha@unipr.it, teofilo.vamerali@unipr.it)

Introduzione La sostanza organica (S.O.) rappresenta il principale fattore di fertilità dei terreni coltivati, agendo da riserva di nutrienti e migliorando le proprietà fisiche e biologiche (Clapp et al., 2005). Ad oggi, il contenuto di S.O. di molti terreni agrari si è ridotto sensibilmente a causa di un’agricoltura di tipo intensivo, cosicché per ripristinare la fertilità e ma nere elevati livelli produttivi si rende necessario l’apporto di grandi quantitativi di materiali organici. L’apporto di ammendanti organici può limitare il declino produttivo dei terreni, permettendo allo stesso tempo di riciclare matrici organiche di scarto (Clapp et al., 2005). Obiettivo di questo studio, nell’ambito del progetto Life Seq-Cure, è stato quello di valutare: i) gli effetti agronomici dell’apporto di 10 t ha-1 di C organico proveniente da matrici di diversa origine, in un terreno povero di S.O, sull’accrescimento e la produttività del sorgo da foraggio ; ii) l’impatto di tali ammendanti sul contenuto e la biodisponibilità di metalli pesanti nel suolo.

Materiali e Metodi La sperimentazione è stata condotta in serra presso l’azienda sperimentale Stuard di S. Pancrazio (Parma) nel 2010 e ha previsto la comparazione degli effetti di tre ammendanti organici in raffronto ad un testimone non trattato (T). Le matrici utilizzate sono state: i) compost misto maturo (CP), derivato da compostaggio di RSU, residui di manutenzione del verde pubblico e scarti vegetali agro-industriali; ii) separato solido da digestato vegetale (CZ), che utilizza insilato di mais e scarti vegetali di origine agro-industriale; iii) separato solido di liquame suino (S). Gli ammendanti sono stati miscelati ad un terreno medio-limoso caratterizzato da un basso tenore di sostanza organica (1,43%), raggiungendo un tenore finale di ~1,9%. L’ibrido Grazer N di sorgo da foraggio (Sorghum bicolor × Sorghum sudanense) è stato seminato il 13 aprile 2010 in vasi di grosse dimensioni (h = 35 cm, = 40 cm) (n = 3) alla densità di 258 semi m-2. Durante il ciclo di coltivazione sono stati eseguiti tre sfalci e misurata la biomassa prodotta. Alla raccolta è stato valutato l’ac cimento radicale campionando le radici con carotaggio e misurando la lunghezza radicale tramite analisi d’immagine, e determinati il contenuto biodisponibile (estrazione con DTPA secondo Lindsay-Norwell) e totale di metalli pesanti tramite ICPOES (Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectroscopy). A inizio e fine esperimento sono stati misurati il contenuto di sostanze umiche (acidi e fulvici) (metodo Walkley-Black) e dei principali nutrienti (N -NO3 , P). Sono state inoltre eseguite delle analisi sul contenuto di sostanza organica solubile (DOM) e le sue dimensioni molecolari apparenti (gel-filtrazione). Risultati L’apporto di ammendanti ha influenzato significativamente sia la coltura che il suolo. Rispetto al controllo non ammendato, che ha prodotto 8,31 t s.s. (stima su base ettaro) di foraggio, nelle tesi ammendate la resa è stata ampiamente superiore, e ha raggiunto il maggiore incremento con l’apporto di compost (+26%). L’andamento produttivo ha seguito lo stesso ordine della disponibilità di N a inizio prova, CP>S>CZ>T, indicando che la quantità di nutrienti e la loro disponibilità giocano un ruolo fondamentale a livello agronomico a parità di C apportato. Anche la lunghezza radicale è aumentata

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significativamente, ma solo per compost e digestato (+31 e +32%, rispettivamente) ovvero per le matrici a più elevato contenuto di acidi umici, verosimilmente per l’azione auxino-simile che alcune frazioni umiche sono in grado di esercitare. Per quanto riguarda i metalli pesanti, inquinanti che frequentemente possono contaminare matrici organiche di scarto, le concentrazioni nel terreno della maggior parte degli elementi considerati non si sono differenziate tra le tesi. Sebbene in nessun caso siano stati superati i limiti imposti dal D.lgs 152/2006, Co, Cr e Cu sono risultati più presenti nella tesi CZ (+4 ,9%, +6,9% e +6 ,7%, rispettivamente). Anche la biodisponibilità di alcuni elementi è aumentata in seguito all’impiego di ammendanti: complessivamente (somma di Cd, Cu, Ni, Pb, Zn), valori superiori al testimone sono stati riscontrati nelle tesi S (+8%) e CZ (+4%) (Figura 1A). In particolare, l’impiego della frazione solida del liquame suino ha i ntato la biodisponibilità di Cu (+5%) e Ni (+11%); il Ni è risultato più biodisponibile anche nelle tesi CP e CZ (+8 e +11%, rispettivamente). È noto che la mobilità di molti metalli (es. Cu, Ni) è influenzata dalla DOM e dalla distribuzione dei suoi pesi molecolari (de Zarruk et al., 2007), tramite la formazione di ng et al., 2007). Le classi molecolari rilevate nel presente esperimento sono risultate omogenee tra le matrici organiche e il controllo, ma i valori di DOM sono stati in generale più elevati nei terreni ammendati, soprattutto nella tesi S (Figura 1B). Quindi, la maggiore biodisponibilità di metalli riscontrata nella tesi CZ non può dipendere esclusivamente dal contenuto di DOM, ma verosimilmente anche dalle frazioni umiche. 0,125

mmolkg-1ss

0,120

0,115 0,110

0,105 0,100 0,095 CP

CZ Tesi

Figura 1 . Biodisponibilità di metalli (somma di Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) (± E.S.) (A) e cromatogramma della DOM (B) nelle quattro tesi a confronto. Le lettere ind icano differenze significative tra le tes i (test di Newman-Keuls, P = 0,05).

Conclusioni L’impiego di ammendanti organici in agricoltura consente di riciclare validamente residui solidi urbani derivanti da una corretta raccolta differenziata, scarti vegetali delle industrie di trasformazione, e i liquami dell’allevamento animale, potendo migliorare il contenuto di sostanza organica di terreni degradati. Dal punto di vista agronomico, il loro effetto dipende essenzialmente dalla disponibilità di nutrienti, e di azoto in particolare. Inoltre, il tipo e il grado di maturazione della sostanza organica apportata influenza no la presenza di acidi umici e fulvici e della DOM, fattori in grado di esercitare un ruolo sia ecologico (es. accrescimento radicale) che ambientale (apporto e biodisponibilità di metalli pesanti) atti a influenzare positivamente la produttività delle piante coltivate. Nel presente studio sostanza organica matura e maggiormente umificata (compost) è risultata essere il tipo di ammendante più favorevole sotto i diversi aspetti considerati e allo stesso tempo più stabile alla degradazione, avendo subito nell’arco di un anno una riduzione del 4% rispetto al 10% delle altre matrici. Bibliografia

Clapp et al., 2005. Chemistry of soil organic matter. emical processes in soils. Co -editors: Tabatabai and Sparks. Madison Wis. Soil Science Society of America: 1- 150. de Zarruk et al., 2007. Fluorescence fingerprints and Cu2+ - complexing ab ility of ind ividual molecular size fractions in soil- and waste-borne DOM. Chemosphere, 69: 540-548. Weng et al., 2002. Complexation with dissolved organic matter and solubility control of heavy metals in sandy soil. Environmental Science & Technology, 36: 4804-4810.

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Primi Studi sull’Effetto di Acque di Vegetazione Olearie Trattate sulla Germinazione di Maucieri C.*1, Barbera A.C.1, Ioppolo A. 1, Cavallaro V. 2 e Spagna G. 1 1

Università degli Studi di Catania – DISPA - Via Valdisavoia 5, 95123 Catania. Tel. 095-234465. Fax. 095234449. *Email: carmelo.maucieri@hotmail.it

CNR Istituto per i Sistemi Agricoli e FOrestali del Mediterraneo(ISAFOM) sede di Catania. Z.ind. Blocco Palma1, str. le V.Lancia, 95121 Catania. Tel.095 – 291681. Fax 095 – 292870.

Lo smaltimento delle acque di vegetazione (AV) dell’industria olearia è un problema tipico dei Paesi mediterranei dove, durante la breve e spesso piovosa stagione autunno-invernale della raccolta, vengono prodotti più di 30x106 m3 di acque reflue olearie (Boukhoubza et al., 2009). Tra le diverse classi di composti costituenti la frazione organica di questo refluo, una particolare attenzione meritano i polifenoli. Tali composti, oltre ad esercitare un’attività antimicrobica (Obied et al., 2005), esplicano un’azione fitotossica e, specialmente i polifenoli solubili in acqua, sono anche responsabili di fenomeni di inibizione della germinazione dei semi. Numerosi sono in letteratura i sistemi proposti per la detossificazione delle acque reflue olearie, ma ancorchè tutti i sistemi proposti sono tecnicamente realizzabili, solo alcuni risultano economicamente proponibili. Tra questi ultimi, per la semplicità nell’impiego ed il basso costo, risulta interessante l’adsorbimento dei polifenoli su carbone attivato (Galiatsatou et al., 2002; Michailof et al., 2008). Scopo del lavoro è stato quello di verificare il ruolo del carbone attivato e dell’idrossido di calcio in dosi e combinazioni diverse nella detossificazione delle AV; è stato inoltre valutato mediante un biosaggio, l’effetto delle AV trattate sulla germinabilità di seme di . Il piano sperimentale ha previsto il trattamento delle AV (estrazione centrifuga a due fasi) con carbone attivato (CA) 10-20-30-40-60 e 80 g l-1 ed idrossido di calcio (Ca(OH)2) di tipo tecnico a 2, 3, e 4 g l-1. In precedenti prove è stato individuato il tempo ottimale di contatto tra refluo ed assorbente. Le AV in presenza di carbone attivato e/o idrossido di calcio sono state poste in agitazione per 60 minuti a 20°C, centrifugate e quindi sottoposte a filtrazione. Nelle AV tal quali e nei filtrati sono stati misurati i polifenoli totali presenti (espressi in g l-1 di acido gallico). Per le prove di germinabilità sono stati valutati i seguenti trattamenti: l’acqua distillata (test), le acque di vegetazione tal quali (AV), quelle trattate con 40, 60 e 80 g l-1 di Carbone attivato (40CA, 60CA e 80 CA), con idrossido di Calcio a 2, 3 e 4 g l-1 (2Ca(OH)2, 3Ca(OH)2 e 4Ca(OH)2) con CA ed idrossido di Ca(OH)2 nel rapporto 20:1 (40CA+, 60CA+ e 80CA+). Le prove di germinabilità sono state condotte per un periodo di 19 giorni, impiegando per ogni replica 50 semi di cv. Jolly. Durante tale periodo sono stati rilevati i semi germinati a cadenza giornaliera. I dati di inibizione della germinazione e dell’allungamento radicale sono combinati mediante l’indice di germinazione secondo la seguente formula:

100

dove Gc e Gt esprimono rispettivamente il numero medio di semi germinati nel campione e testimone; Lc ed Lt la lunghezza della radichetta (mm). I risultati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) e sono stati considerati significativi per valori di P < 0,05.

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I risultati ottenuti mostrano un abbattimento dei polifenoli residui nelle AV crescente all’aumentare del quantitativo di carbone attivato impiegato. Il miglior abbattimento, pari a circa il 95 % si ottiene con la dose massima di 80 g l-1, mentre per dosi di 10, 20, 30, 40 e 60 g l-1 di adsorbente gli abbattimenti sono stati rispettivamente pari a circa 20, 40, 50, 65 e 90 % (Figura 1). Sommando alle dosi maggiori di carbone attivato (40, 60 e 80 g l-1) dosi variabili di idrossido di calcio (2, 3 e 4 g l-1) facendo si che il rapporto CA/idrossido di calcio si mantenesse pari a 20:1 gli abbattimenti in polifenoli sono aumentati, rispetto al trattamento con solo CA, di circa 5, 3 e 0 % rispettivamente. L’idrossido di calcio ha inoltre innalzato il pH delle AV, nella media dei trattamenti, a valori di circa pH 6,7. L’indice di germinazione è risultato pari a zero in corrispondenza del trattamento con le acque di vegetazioni non trattate (Figura 2). I semi posti a germinare con le acque trattate hanno presentato una risposta articolata; rispetto al trattamento con solo CA, la presenza di idrossido di calcio (rapporto 20:1), ha significativamente aumentato l’indice di germinazione con incrementi del 36, 75 e 46% rispettivamente per 40, 60 e 80 g l-1 di CA.

indice di germinazione (%)

120 100 80 60 40 20

Fig.1 - Polifenoli residui in AV trattate con Carbone attivato con o senza aggiunta di idrossido di calcio

)2 2

Ca (O

Ca (O 4

CA 3

a( O

2C 40 CA +

H a( O

3C CA +

CA +

a( O

Fig.2 - Indice di germinazione di semi di lolium

I risultati ottenuti permettono di poter affermare che l’impiego di specifici carboni attivati per la detossificazione delle AV dai polifenoli rappresenta un efficace trattamento. L’effetto del trattamento è funzione della dose crescente di adsorbente impiegato, determinando un significativo abbattimento di circa il 95% dei polifenoli. E’ da segnalare come la presenza di idrossido di calcio, pur non modificando significativamente la capacità di detossificazione dell’adsorbente rispetto ai composti fenolici, agendo sull’innalzamento del pH induce un significativo incremento nella germinazione dei semi di Lolium. Boukhoubza F. et al. 2009. Application of lime and calcium hypochlorite in the dephenolisation and discolouration of olive mill wastewater. J. of Environmental Management 91 124–132 Galiatsatoua P. et al. 2002. Treatment of olive mill waste water with activated carbons from agricultural by-products. Waste Management 22:803–812 Michailof C. 2008. Enhanced adsorption of phenolic compounds, commonly encountered in olive mill wastewaters, on olive husk derived activated carbons. Bioresource Technology 99:6400–6408 Obied H.K. et al. 2005. Bioactivity and analysis of biophenols recovered from olive mill waste. J Agric Food Chem 53:823–837 Seed Science and Technology (international rules for Seed Testing 1996 volume 24 supplement rules 1996 ISSN 02510952)

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Emissioni di Ammoniaca a Seguito dello Spandimento di Fertilizzanti Organici e Minerali Stefano Monaco1, Dario Sacco1, Majid Rostami2, Carlo Grignani1 1

Dip. di Agronomia, Selvicoltura e e Gestione del Terrotorio, Univ. Torino, IT, stefano.monaco@unito.it 2 Dep. of Soil Science, University of Malayer, Malayer, Iran

Introduzione L’utilizzo in agricoltura di fertilizzanti chimici e effluenti zootecnici è la causa principale di emissione di ammoniaca (NH3) in atmosfera (Hutchings et al., 2009). Il tasso di emissione ed i quantitativi totali di NH3 emessi sono legati a diversi fattori, tra cui le condizioni climatiche al momento della distribuzione, le caratteristiche del suolo ed il tipo di fertilizzante utilizzato (Meisinger et al., 2001). Al fine di valutare l’emissione potenziale di fertilizzanti e ammendanti si ricorre spesso a misure in ambiente controllato con camere ventilate. Il presente articolo mette a confronto l’emissione potenziale di NH3 dovuta alla distribuzione al suolo di effluenti zootecnici diversi e delle diverse caratteristiche fisico-chimiche del suolo che riceve lo spandimento. Metodologia Il tasso di emissione di NH3 ed i quantitativi totali emessi sono stati misurati in laboratorio per liquame bovino, liquame suino e nitrato ammonico in soluzione distribuiti in superficie e liquame bovino incorporato, utilizzando la tecnica delle camere ventilate. L’esperimento è stato effettuato utilizzando due suoli provenienti dall’orizzonte lavorato di due suoli agrari, uno a tessitura franco-sabbiosa e pH subalcalino (suolo TF) ed uno a tessitura franco-limosa e pH subacido (suolo Po). L’esperimento è stato condotto su un volume di 1.1 l di suolo setacciato, portato alla capacità di campo e posto in camere (vasi cilindrici di 3.1 l dotati di tappo a chiusura ermetica). Le camere sono state fertilizzate apportando un quantitativo di azoto (N) pari a 85 kg ha-1. I suoli fertilizzati sono stati posti nel sistema di misura composto da dieci linee collegate ad una pompa ad aspirazione per fornire il flusso di aria ed ad un analizzatore foto-acustico (Fig. 1) come descritto da Monaco et al. (2011). Il flusso di aria all’interno della camera è stato impostato a 2 l min-1 mentre la temperatura all’interno della cella climatica nella quale sono state effettuate le misure è stata di 25°C. Le misure sono state ripetute in tre diverse sessioni che rappresentavano tre ripetizione (schema sperimentale a blocchi randomizzati), ciascuna della durata di circa 96 ore.

Figura 1. Schema del sistema di misura a camere ventilate.

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Risultati Le emissioni totali di NH3 durante il periodo di misura sono state calcolate integrando i tassi di emissione misurati e riportati come percentuale di azoto ammoniacale apportato con il fertilizzante (Fig. 2). L’analisi statistica ha evidenziato differenze statisticamente significative tra i trattamenti, con il liquame bovino che emette i quantitativi maggiori di NH3, seguito da liquame suino e il nitrato ammonico in soluzione. L’incorporazione del liquame bovino ha causato una riduzione molto evidente dei tassi di emissioni che sono risultati essere quasi nulli. Altre ricerche hanno dimostrato che l’incorporazione dell’effluente zootecnico è molto efficace nel ridurre le emissioni di NH3 (Rodhe et al., 2006). I tassi di emissioni sono molto elevati subito dopo la distribuzione e decrescono molto velocemente nelle prime ore (dati non riportati). Per questo motivo i quantitativi maggiori di perdite avvengono nelle prime 6-8 ore. Nel trattamento con nitrato ammonico, i quantitativi totali di NH3 emessi sono stati maggiori nel suolo subalcalino (i.e. suolo TF). Tuttavia, la più alta infiltrabilità del suolo TF rispetto al suolo PO controbilancia l’effetto del pH nei trattamenti con effluente zootecnico.

1,0

Suolo TF Suolo PO

N-NH3/TAN

0,8 0,6 0,4 0,2 0 Liquame bovino

Liquame suino

NH4NO3

Liquame incorporato

Figura 2. Emissioni totali di NH3 espressi come rapporto con l’azoto ammoniacale (TAN) apportato. Conclusioni I risultati del presente lavoro dimostrano che i quantitativi di NH3 emessi dipendono dal tipo di fertilizzante e dal suolo. Il maggior contenuto in sostanza secca del liquame bovino rispetto al suino rallenta la sua infiltrazione nel suolo causandone una maggior emissione. L’incorporazione del liquame bovino si conferma una tecnica molto efficace nel contenimento delle perdite di NH3 in atmosfera. Tuttavia, tale operazione deve essere effettuata entro le primissime ore dopo la distribuzione. Bibliografia Hutchings et al., 2009. Animal Husbandry and Manure Management. EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guide Book 2009 Chapter 4B. Copenhagen: European Environmental Agency. Meisinger JJ et al. 2001. Construction and validation of small mobile wind tunnels for studying ammonia volatilization. Applied Engineering in Agriculture, 17: 375-381. Monaco S. et al. 2011. Laboratory assessment of ammonia emission after soil application of treated and untreated manures. The Journal of Agricultural Science. In press, DOI:10.1017/S0021859611000487. Rodhe L. et al., 2006. Nitrous oxide, methane and ammonia emissions following slurry spreding on grassland. Soil Use and Management, 22: 229-237.

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Coltivazione di Pioppo, Robinia ed Eucalipto con e senza Irrigazione. M. Mori(1), M. Fagnano(1), A. Impagliazzo(1), I. Di Mola(1), M. Di Candilo(2), F. Quaglietta Chiarandà(1) (1) (2)

Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Università degli Studi di Napoli Federico II - Via Università, 100; 80055 Portici (Na). Tel 0812539137; fax 0817755137; mori@unina.it Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura. Centro di ricerca per le colture industriali CRA – CIN Via di Corticella, 133, 40128 Bologna BO Italia

Introduzione L’utilizzo delle biomasse a fini energetici è una delle possibili strategie per ridurre le emissioni di CO2, limitando così il contributo diretto al ben noto fenomeno dell’effetto serra. La tecnica di coltivazione di specie arboree con turni brevi di ceduazione per la produzione di biomassa lignocellulosica ha avuto diffusione soprattutto a seguito delle prime crisi petrolifere. La loro principale valenza agronomica ed economica consiste soprattutto nell’elevato tasso di crescita, nell’adeguata capacità di ricaccio della ceppaia e - soprattutto negli ambienti mediterranei - in un’ampia adattabilità e tollerabilità a condizioni ambientali sub-ottimali, sia dal punto di vista pedoclimatico, che sotto il profilo delle avversità biotiche in modo da garantire un grado di rusticità il più alto possibile (Sage e Tucker, 1995; Pei et al., 1997). Al fine di migliorare l’impiego di queste specie in differenti condizioni ambientali di disponibilità della risorsa idrica, è stata valutata la risposta produttiva di Short Rotation Forestry, Pioppo (Populus spp.), Robinia (Robinia pseudoacacia) ed Eucalipto (Eucaliptus spp.), a bassi input (senza irrigazione) e alti input energetici (con irrigazione). Metodologia Lo studio è stato condotto a Bellizzi (SA) presso l’azienda sperimentale “Torre Lama” dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, su un suolo franco-argilloso, con un contenuto di sostanza organica di 1,4 % e pH neutro. Lo schema sperimentale utilizzato è stato di tipo split-plot. L’impianto colturale è stato realizzato nel 2009 con un sesto di 3,0 x 0,50 m; ad inizio della prova e alla fine del 2° ciclo di crescita sono stati prelevati ed analizzati campioni di suolo lungo il profilo (020, 20-40, 40-60 cm) per monitorare le variazioni di accumulo di carbonio ed azoto in seguito alla coltivazione. Le lavorazioni principali del terreno sono consistite in un’aratura profonda a 40 cm seguita da una fresatura ed una successiva concimazione fosfo-potassica con solfato di potassio (30%) e perfosfato semplice (20%), entrambi somministrati in quantità pari a 150 kg ha -1. La concimazione azotata è stata effettuata (tranne per la Robinia) al momento del trapianto ed in copertura con urea al 46%, per un totale di 100 kg ha-1. Sia nel primo che nel secondo anno di crescita le parcelle sono state sottoposte alle ordinarie tecniche di coltivazione utilizzando pratiche a basso input ambientale. In particolare, il primo anno di crescita è stato considerato di adattamento, per cui le parcelle delle tesi a confronto hanno ricevuto lo stesso volume irriguo, con cadenza decadale, a partire dal momento del trapianto; solo dal 2° anno di crescita in poi sono state differenziate le tesi irrigue. Da protocollo sperimentale era stato considerato un turno di taglio biennale, pertanto il primo è stato effettuato il 20/12/2010 ed i relativi rilievi produttivi hanno riguardato: biomassa totale, altezza e diametro fusti. Risultati Dall’analisi statistica non sono risultati significativi né l’interazione né l’effetto principale irrigazione, ma solo la specie.

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Probabilmente la quantità di pioggia caduta nel periodo maggio-agosto 2010 (116.8 mm del 2010 vs 74.0 mm del 2009 e 63.7 mm del 2008), nonché la distribuzione piuttosto uniforme degli eventi piovosi in tale periodo ha permesso di compensare il deficit idrico delle colture non sottoposte ad irrigazione.

Specie Robinia Pioppo Eucalipto

Tabella 1- Dati produttivi delle SRF, anno 2010-2011 Biomassa fresca Biomassa secca SS Altezza t ha-1 t ha-1 % cm 25,7 b 16,0 b 62,1 a 350,3 b 26,3 b 12,6 b 47,8 b 415,6 ab 80,7 a 34,4 a 42,5 b 471,7 a

Diametro basale cm 5,5 b 6,1 ab 7,9 a

I risultati ottenuti (tab. 1) mostrano come le produzioni di biomassa fresca e secca siano statisticamente più alte per l’Eucalipto (circa 81 e 34 t ha-1) rispetto alla Robinia ed il Pioppo (rispettivamente 26 e 16 e 26 e 13 t ha-1). Tali performance produttive dell’Eucalipto sono dovute sia ad una maggiore altezza che ad un maggior diametro basale. Al contrario la % di S.S. risulta essere superiore nella robinia rispetto alle altre due specie. Per ciò che concerne i risultati relativi alle analisi del suolo, è risultata significativa l’interazione profondità x anno sia per il contenuto di sostanza organica che per il contenuto di azoto nitrico (tab. 2). In particolare, è possibile notare, per entrambi i parametri chimici considerati, una diminuzione di quasi il 14% nello strato superficiale e mediamente del 21% nello strato 20-40 cm; al contrario alla profondità maggiore (40-60 cm) non è stata riscontrata alcuna variazione significativa, probabilmente sia perché il processo di mineralizzazione è meno spinto negli strati più profondi sia perché l’apparato radicale non ha ampiamente colonizzato questo strato come quelli più superficiali. Tabella 2- Interazione profondità x anno (SO e N-NO3) N-NO3 (ppm) Profondità (cm) SO (%) Anno Anno 2009 2011 2009 2011 0-20 1,79 a 1,55 b 8,50 a 7,33 bc 20-40 1,64 ab 1,28 c 8,00 ab 6,42 cd 40-60 0,98 d 0,98 d 6,25 d 6,75 cd Conclusioni Nelle condizioni della prova, l’Eucalipto sembra mostrare produzioni interessanti ed economicamente sostenibili al contrario del pioppo e della robinia che, almeno al primo taglio non sembrano raggiungere produzioni importanti. Tuttavia, è rilevante osservare che la robinia ha un minore contenuto in acqua, il che potrebbe renderla più idonea per l’utilizzo a fini energetici. Dalle analisi dei suoli non sembra che nei primi due anni le piante si approfondiscano diffusamente ad una profondità radicale superiore ai 40 cm. Bibliografia Sage R.B., Tucker K. 1995. Integrated flora management and pest control in short rotation coppice. In: Wood fuel. The green debate. Harwell Laboratories, Oxford. Pei et al. 1997. Variation in populations of Melampsora willow rust and the implication for design of short rotation coppie plantations. Aspect of Applied Biology, 49:91-96.

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Dinamica delle Riserve di Carbonio Organico del Suolo in Ambiente Mediterraneo Agata Novara(1), Tommaso La Mantia(2), Vito Barbera(1), Luciano Gristina(1) 1

Dip. dei Sistemi Agro-Ambientali, Univ. Palermo, IT, novaraagata@unipa.it 2

Dip. di Colture Arboree, Univ. Palermo, IT

Il cambio d’uso del suolo è considerato tra le cause responsabili dell’incremento di anidride carbonica atmosferica (Watson et al., 2000). Globalmente, circa 20 Pg di Carbonio sono stati rilasciati all’atmosfera per effetto del cambio d’uso del suolo e della copertura del suolo negli ultimi 250 anni (Scholes and Noble, 2001). Gli effetti del cambio d’uso del suolo sulle riserve di carbonio e il sequestro di carbonio variano fortemente tra i diversi ecosistemi e regioni climatiche. In particolare, i suoli delle regioni aride presentano uno scarso contenuto in carbonio (Lal, 2002), principalmente a causa della limitata disponibilità di acqua che riduce la produttività delle piante e dell’alta temperatura del suolo che incrementa la velocità di mineralizzazione della sostanza organica. Incrementare le conoscenze su scala regionale riguardanti le riserve di carbonio nel suolo e le sue relazioni con i fattori edafici e climatici potrebbe essere importante per identificare le classi e i cambi d’uso del suolo che sono di particolare interesse per valutare le perdite e i guadagni di carbonio organico. Obiettivo del presente studio è stata l’analisi delle dinamiche delle riserve di carbonio organico nei suoli in un ambiente mediterraneo. Sono stati analizzati gli effetti della copertura e dei cambi d’uso del suolo sulle riserve di carbonio organico nelle diverse frazioni fisiche del suolo e sulle emissioni di anidride carbonica dal suolo. Le variazioni nelle riserve di carbonio organico in seguito ai cambi d’uso del suolo sono state valutate applicando un sistema di siti a coppia che ha consentito di quantificare le riserve di carbonio nel 1972 e nel 2008. Lo studio è stato effettuato nella riserva naturale Grotta di Santa Ninfa, in Sicilia, dove sono stati selezionati 15 siti a coppia (Tabella 1) ed analizzati gli effetti dei 5 differenti cambi d’uso del suolo sul carbonio organico contenuto nel campione di suolo tal quale e nelle singole frazioni (2000–1000 µm, 1000–500 µm, 500–250 µm, 250–63 µm, 63–25 µm, and <25 µm). Dopo aver incubato in laboratorio i campioni di suolo è stata misurata l’anidride carbonica emessa dai suoli sottoposti a diversa utilizzazione. Tabella 1. Descrizione dei cinque cambi d’uso del suolo analizzati Cambio Argilla Limo Sabbia Uso del Tipo pedologico d’uso suolo (FAO) del suolo g kg-1 1972 1 Haplic cambisol 320 400 280 Vigneto Vertic gleyic 2 300 350 350 Seminativo gypsiric cambisol Mollic gypsiric 3 200 450 350 Gariga cambisol 4 Gypsiric cambisol 200 450 350 Gariga 5 Gypsiric cambisol 200 450 350 Seminativo

Uso del suolo 2008 Seminativo Vigneto Eucaliptus

Seminativo

Gariga

Vigneto

Gariga Vigneto

Oliveto Seminativo

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I risultati mostrano che la conversione da vegetazione naturale a vigneto e uliveto comporta una perdita in carbonio organico rispettivamente del 23% e del 25 %; la conversione da vigneto a seminativo riduce le riserve del 9%, mentre il processo inverso comporta un guadagno del 105%. Inoltre, è stato osservato un incremento del 40% delle riserve di carbonio a seguito della conversione da seminativo a rimboschimento con eucalipto (figura 1).Nell’area di studio è stata stimata, nel trentennio considerato, una riduzione del carbonio organico nel suolo per effetto ai cambi d’uso del suolo pari al 63%, corrispondente a 58 Mg ha-1. Il contenuto di carbonio è stato fortemente influenzato dall’uso del suolo (p 0,001). Tra i differenti usi del suolo, il più alto contenuto di carbonio nei primi 40 cm di profondità è stato riscontrato nel rimboschimento con eucalipto (122 ± 30 Mg ha-1), seguito da gariga a timo (112 ± 22 Mg ha-1), vigneto (71 ± 11 Mg ha-1), uliveto (53 ± 13 Mg ha-1) e seminativo (65 ± 31 Mg ha-1). Il contenuto di carbonio sul campione di suolo tal quale mostrò una significativa correlazione negativa con la quantità di anidride carbonica emessa; tra gli usi del suolo l’afforestamento con eucalipto, emettendo meno anidride carbonica e immagazzinando più carbonio, risultò l’uso del suolo più efficace nel sequestrare carbonio. Per quanto concerne la distribuzione del carbonio organico nelle varie frazioni, la maggior parte del carbonio è stato riscontrato nelle frazioni con diametro inferiore a 250 µm, ma le maggiori perdite si verificano a carico del carbonio organico contenuto nelle frazioni con diametro maggiore di 250 µm (Figura 2).

Figura 2 Variazione percentuale del carbonio organico del suolo (SOC)

Figura 1 Distribuzione del Carbonio organico del suolo nelle sei diverse frazioni

I risultati del presente lavoro evidenziano che i cambi d’uso del suolo, il tipo di copertura vegetale e le pratiche di gestione, controllando le proprietà biogeochimiche e fisiche di un suolo, potrebbero risultare utili per ridurre le emissioni di anidride carbonica e sequestrare carbonio. Lal R. 2002. Soil carbon dynamics in cropland and rangeland. Environ. Pollut., 116, 353–362. Scholes RJ. Et al. 2001. Storing carbon on land. Science, 294, 1012–1013. Watson RT. et al. 2000. Land Use, Land-use Change, and Forestry (A Special Report of the IPCC), Cambridge University Press, Cambridge (2000).

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Un Indicatore Sintetico per Approfondire le Dinamiche Agroambientali delle Aree Agricole a Partire da Uso e Capacità d’Uso del Suolo a Scala Territoriale. Andrea Porro1, Giancarlo Graci1 e Stefano Bocchi1 1

GeoLab, Dip. di Produzione Vegetale, Facoltà di Agraria, Univ. degli Studi di Milano, IT, andrea.porro@unimi.it, giancarlo.graci@unimi.it e stefano.bocchi@unimi.it

L´agrobiodiversità è un carattere fondamentale degli agroecosistemi, cioè ecosistemi modificati dall’uomo con l´agricoltura al fine di ottenerne beni e servizi. La disciplina che indaga i processi di modifica e sviluppo dei sistemi agrari a scala paesaggistica è ancora agli inizi e prende il nome di Landscape Agronomy (LA). LA non solo analizza e studia come il territorio sia modellato dalle pratiche agricole e dai sistemi di produzione, ma anche come le scelte gestionali rispondano alle dinamiche territoriali (urbanizzazione, degrado, valorizzazione delle risorse etc). Purtroppo, la mancanza di indicatori specifici per studiare la struttura dell’agrobiodiversità a scala territoriale, secondo le categorie gamma e delta proposte da Whittaker (1972) affrontandone anche le dinamiche spaziali e temporali (Stoms e Estes, 1993). L’indicatore proposto nel presente lavoro nasce dall’idea di sviluppare ed integrare il valore informativo contenuto nella Carta dell’Utilizzo Agroforestale (dati SIARL 2008 e 2009) con quello della Carta di Capacità d’Uso del Suolo (LCC) allo scopo di salvaguardare la matrice suolo (Martin e Saha, 2009) e mettere in evidenza situazioni di insufficiente coerenza d’uso agronomico o cambio d’uso irreversibile con peso diverso in funzione della classe LCC (suolo di classe 1 sottratto per urbanizzazione o infrastrutturazione). Lo scopo di questo lavoro è di proporre un indicatore (indice di coerenza agronomica) in grado di valutare l’adeguatezza della scelta del sistema colturale attuato o della sottrazione, tenendo in considerazione le caratteristiche di capacità d’uso del suolo su cui insiste ed è pensato come strumento in grado di evidenziare aree a maggiore criticità agroambientale. Attraverso l’uso di un sistema cartografico si è operato alla valutazione delle combinazioni uso del suolo/capacità d’uso del suolo (Sarangi A. e , 2004) creando una matrice di punteggi che, unitamente ad una valutazione qualitativa, ha portato a una classificazione delle stesse combinazioni secondo tre classi di coerenza: coerente, parzialmente incoerente, incoerente. Viene quindi valutata la superficie occupata da ciascuna classe di coerenza all’interno della cella di analisi (5 ha), ponderata con valori di riferimento tra 0 e 1, sulla base della superficie occupata in ogni singolo esagono da ognuna delle tre classi di coerenza. I valori restituiti dal calcolo dell’indicatore sono compresi in 5 classi discrete tra 0 e 1, se prossimi all’unità indicano un alto livello di coerenza, mentre al decrescere del valore dell’indicatore viene meno la coerenza tra classe di uso agroforestale e agronomico e capacità d’uso dello stesso. In particolare, l’indicatore si concentra sulle classi di rischio parzialmente incoerente e incoerente, mentre non considera il vincolo economico nella scelta della copertura, infatti tutti gli usi agricoli sono considerati coerenti con le classi LCC. In particolare, le classi di rischio “parzialmente incoerente” rappresentano situazioni di possibile rischio di abbandono di un terreno o di una gestione non agronomicamente attenta della risorsa, mentre le situazioni di rischio severo (incoerente) rappresentano sia abbandono sia perdite vere e proprie. L’indicatore è stato calcolato per tutta la pianura lombarda e rappresentato su una mappa, che permette di distinguere le aree che mostrano un abbinamento non ottimale tra suolo e copertura (Pileri , 2009).

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In fig. 1 è riportata la proiezione su un layer GIS dell’indicatore calcolato per l’uso agricolo 2008 nell’area di pianura compresa entro la provincia di Bergamo, mostra come le dinamiche di maggiore incoerenza si concentrino ai piedi dell’arco prealpino ed in corrispondenza delle aree di margine dei comuni periurbani e lungo le direttrici di scorrimento est-ovest. L’aggregazione in esagoni di 5 ha permette inoltre di superare i limiti che l’eccessiva frammentazioni delle parcelle catastali impone alle analisi classiche, permettendo una più semplice interpretazione delle dinamiche in atto, che sono riportate ad una scala che si avvicina alla dimensione della SAU di una azienda agricola italiana media. In tabella 1 sono inoltre riportati per l’indicatore calcolato sia il numero di esagoni per ciascun di valori sia la massima superficie che potrebbe essere coinvolta nella situazione di incoerenza. Il Figura 1: valore di coerenza per la provincia di BG anno 2008 confronto diacronico con gli altri anni (2009 e 2010) su cui è stato calcolato l’indicatore non ha mostrato significative variazioni, nei di incoerenza e il significato di questa situazione ha portato alla formulazioni di alcune ipotesi ancora da verificare, quali la limitata serie temporale disponibile o un trend di perdita di suolo agrario quasi costante nel corso dell’ultimo triennio. Per approfondire queste ipotesi alcuni confronti tra dato cartografico e dati in campo sono in corso di realizzazione per effettuare una migliore calibrazione dell’indicatore. Tabella 1: valore dell’indicatore per il 2008 su tutta la Lombardia

0,0-0,2 0,2-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1,0

1,709 2,916 8,181 22,594 221,251

8,545 14,580 40,905 112,970 1,106,255

Le nuove discipline come la LA richiedono uno sforzo di elaborazione non solo teorico ma anche tecnico in termini di strumenti in grado di analizzare ed efficacemente rappresentare le dinamiche che concernono l’uso territoriale delle risorse rinnovabili e non con particolare riferimento al suolo, come recentemente richiamato dalla UE. Col presente lavoro si è messo a punto e applicato a scala regionale un indicatore sintetico capace di mettere in risalto situazioni di rischio di perdita e di cattivo uso secondo criteri agroecologici. Martin D., Saha S.K. 2009. Land evaluation by integrating remote sensing and GIS for cropping system analysis in a watershed. Current Science. Vol. 96 Issue 4:569-575. Pileri P. 2009. Studio e messa a punto di un sistema informativo ambientale per stimare il valore ecologico delle coperture del suolo nel territorio della pianura lombarda .Rapporto interno. Sarangi A. . 2004. A decision support system for soil and water conservation measures on agricultural watersheds. Land Degradation & Development. Vol. 15 Issue 1:49-63. Stoms, D.M., and J.E. Estes. 1993. A remote sensing research agenda for mapping and monitoring biodiversity. International Journal of Remote Sensing 14:1839-1860. Whittaker, R. H. 1972. "Evolution and Measurement of Species Diversity". Taxon, 21 (2/3): 213-251.

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Un Approccio Innovativo alla Sostenibilità dei Sistemi Colturali nello Scenario Europeo della “Knowledge Based Bio-economy” (KBBE): Legume Futures, l’Utilizzo di Leguminose come Agroecological Services Aurelio Pristeri, Demetrio Tortorella, Antonella Scalise, Giovanni Preiti, Fabio Gresta, Antonio Gelsomino, Michele Monti Dip. di Biotecnologie per il Monitoraggio Agro-alimentare ed Ambientale, Univ. Mediterranea di Reggio Calabria, IT, aurelio.pristeri@unirc.it

Il ruolo che le leguminose svolgono sia come fonte di alimenti proteici di origine vegetale, sia per gli effetti benefici sull’ambiente agricolo è noto da millenni ed è stato studiato a lungo in passato. Nonostante il consistente declino della coltivazione subito nell’ultimo mezzo secolo in Europa (FAOSTAT, 2007), negli ultimi decenni, le leguminose hanno acquistato un importante ruolo nell’ambito delle politiche comunitarie. Ne è prova il numero di misure atte a: favorire le rotazioni colturali; evitare l’utilizzo di mangimi di origine animale; e favorire la produzione biologica ed integrata in agricoltura. Il rinnovato interesse dell’Unione Europea a promuovere la produzione interna di leguminose è dovuto anche al deficit produttivo che la porta a dipendere da Paesi extracomunitari (Argentina, Brasile) per l’approvvigionamento di alimenti proteici vegetali da destinare soprattutto all’alimentazione zootecnica (UNEP & WHRC, 2007). Inoltre, il sempre maggiore interesse dei consumatori nei confronti di prodotti ottenuti da agricoltura biologica ed integrata ha reso le leguminose strategiche nell’ottica dello sviluppo di sistemi agricoli che tengano conto della sostenibilità ambientale. Nell’ambito del FP7 è stato approvato un Collaborative Project “Legume-supported cropping systems for Europe” (Legume Futures). Nel presente lavoro ne vengono illustrati gli obiettivi e la struttura. Con riferimento alle sfide individuate per la ricerca europea in ambito KBBE, il progetto Legume Futures (per approfondimenti si rimanda al sito: www.legumefutures.eu) si propone di affrontare il tema dell’uso sostenibile delle bio-risorse in ambito agricolo. In particolare sono affrontati in chiave agro-ecologica lo studio e la valutazione di sistemi colturali il cui elemento di innovazione è rappresentato dall’utilizzo delle leguminose come fornitrici di “agroecological services”. Da parte dei 14 Partner sono stati costituiti 18 casi studio rappresentativi di diverse “agroecological zones” (Europa Settentrionale, Centrale, dell’Est e bacino del Mediterraneo). I casi studio avranno il compito di generare informazioni e dati sui sistemi colturali food e no-food esistenti nelle diversificate condizioni agro-ambientali. L’insieme delle informazioni prodotte permetterà di valutare non solo la produttività delle colture, ma anche il contributo agro-ecologico delle leguminose nella protezione delle risorse ambientali (qualità del suolo e cambiamenti climatici). Il risultato finale del lavoro consisterà nella definizione per ogni zona agro-ecologica di nuovi sistemi colturali basati sulle rotazioni ed atti a ridurre l’impatto ambientale dei sistemi agricoli europei. Legume Futures è suddiviso in 7 Work Packages (WPs) articolati in modo tale che i risultati generati dai casi studio, attraverso gli esperimenti in corso, ed i dati messi a disposizione dai diversi Partners (WP1 e WP3), verranno organizzati e rielaborati per essere utilizzati nella calibrazione di modelli di simulazione per la valutazione dell’impatto ambientale e delle ricadute socio-economiche dei sistemi basati sulle leguminose (WP4 e WP6). I risultati dei modelli verranno successivamente rielaborati per la definizione di nuovi sistemi colturali sostenibili (WP3). La qualità e la visibilità dei risultati sono

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assicurate attraverso l’azione del WP5 che si occupa anche di gestire il flusso di informazioni provenienti dai Gruppi di stakeholders locali che confluiscono nello Stakeholders Forum del Progetto. Lo Stakeholders Forum, ha assunto la funzione di indirizzare/calibrare le attività del progetto verso le esigenze degli agricoltori e delle associazioni di consumatori (Fig. 1).

Fig. 1. Organizzazione e struttura del progetto LEGUME FUTURES Il Dipartimento BIOMAA dell’Università Mediterranea di Reggio Calabria, unico Partner italiano di LEGUME FUTURES, è coinvolto nel Progetto attraverso le competenze agronomiche e di chimica del suolo. Il caso studio italiano di Legume Futures si caratterizza per l’utilizzo delle leguminose in consociazioni con i cereali nell’ambito di sistemi colturali erbacei tipici dell’ambiente mediterraneo. In particolare, nel triennio 2010-2013, presso l’Azienda sperimentale dell’ARSSA di San Marco Argentano (CS) le specie favino (var. Sikelia) e pisello proteico (var. Hardy) saranno consociate con la varietà di orzo polistico Aldebaran adottando disegni additivi e sostitutivi in confronto con le rispettive colture pure in avvicendamento con una coltura cerealicola. Le leguminose consociate con i cereali saranno, inoltre, valutate come cover crops invernali in precessione ad una ortiva di pieno campo. In quest’ultimo caso il trifoglio subterraneo (var. Clare) sarà consociato con il frumento duro (var. Simeto) e ne sarà utilizzata la capacità autoriseminante per costituire nell’anno successivo la cover crop invernale prima del trapianto primaverile dell’ortiva (peperone). In aggiunta alle performance produttive delle specie leguminose e cerali nelle diverse combinazioni di consociazione e del vantaggio produttivo rispetto alle singole colture pure (in particolare leguminose), sarà valutato anche l’impatto ambientale dei diversi sistemi utilizzati con particolare riguardo al ciclo biogeochimico dell’azoto, saranno indagate le variazioni delle forme minerali di azoto dal suolo, la capacità di azotofissazione biologica, l’emissione dal suolo di gas ad effetto serra (N2O, CH4, CO2). Infine verrà effettuata una misura della diversità microbica e dell’attività biologica del suolo. FAOSTAT 2007. FAO Statistics database (FAOSTAT) FAO Rome. http://faostat.fao.org/. UNEP & WHRC 2007. Reactive nitrogen in the Environment: Too much or too little of a good thing. United Nation Environment Programme, Paris.

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Risposta Di Chenopodium quinoa Willd. All’Irrigazione Con Acqua Salina Maria Riccardi, Cataldo Pulvento, Antonella Lavini, Riccardo d’Andria, Davide Calandrelli, Angela Balsamo, Giovanni Romano. CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Napoli, IT, maria.riccardi@isafom-cnr.it

Introduzione La salinizzazione dei suoli è una problematica che interessa già molte aree del mondo, si pensa che entro i prossimi 25 anni possa causare la perdita del 30% degli attuali terreni agrari, valore destinato a salire fino al 50% entro il 2050 (Ashraf, 1994) anche in seguito al rapido incremento della popolazione. Una delle possibilità che l’agricoltura mediterranea ha per adattarsi a tale cambiamento è quella dell’introduzione di nuove colture che rispetto a quelle tradizionali presentino una migliore adattabilità e una maggiore resistenza a fattori abiotici avversi. Chenopodium quinoa Willd. è una pianta originaria degli altopiani andini (Perù, Bolivia e Cile), dove era coltivata già 5000 anni fa (Wilson, 1990, Mujica et al., 2001; Pearsall, 1992), presenta una notevole tolleranza ad una vasta gamma di stress abiotici quali: gelo, salinità (Garcia et al., 2003) e siccità (Vacher, 1998), nonché una capacità di crescere su terreni marginali (Maughan et al., 2009;. Jacobsen et al., 2009) fornendo rese agronomicamente accettabili anche in condizioni limitanti. Grazie al suo adattamento a condizioni difficili, è considerata una coltura alternativa di potenziale introduzione in Europa (Jacobsen, 1997), quindi, lo scopo del presente lavoro è stato quello di valutare la risposta produttiva di tale specie in seguito ad irrigazione con acqua salina in un ambiente mediterraneo del sud Italia. Metodologia Presso il centro sperimentale del CNR-ISAFoM sito in Vitulazio (CE) è stata condotta una prova sperimentale biennale (2009-2010) in pieno campo testando una varietà di Quinoa, Q52, fornita dal prof. Sven Erik Jacobsen dell'Università di Copenhagen. In un disegno sperimentale a blocchi completamente randomizzati sono stati confrontati due trattamenti: un controllo (Q100) con restituzione del 100% dell’acqua necessaria a riportare a capacità idrica di campo lo strato di suolo esplorato dalle radici (0.00-0,36 m) e un corrispondente trattamento (Q100S) irrigato con acqua salina (ECw~22 dS m-1). La semina e la raccolta nel 2009 sono state effettuate il 20 maggio e il 24 agosto rispettivamente mentre nel secondo anno il 21 aprile e il 29 luglio. L’irrigazione è stata effettuata settimanalmente a partire dal momento in cui l’umidità del suolo è risultata prossima al 50% dell’acqua disponibile e i volumi irrigui sono stati computati attraverso rilievi gravimetrici effettuati 24 ore prima di ciascun adacquamento, considerando una profondità di 0-0,36 m lungo il profilo di suolo. Durante la stagione di crescita, a cadenza bisettimanale, sono stati effettuati rilievi sui principali parametri vegetativi. La produzione in granella è stata determinata al momento della raccolta. Risultati e conclusioni Nel 2009 sono state registrate numerose e abbondanti piogge nei primi mesi dell’anno che hanno ritardato le operazioni colturali necessarie per la preparazione del letto di semina. Inoltre, l’evapotraspirato (ET0, calcolato con il metodo Penman Monteith) e le temperature minime e massime, sono risultate superiori alle medie poliennali durante il periodo maggio-giugno, in corrispondenza delle fasi di sviluppo vegetativo della coltura. Nel 2010, invece, le temperature minime e massime sono risultate superiori a quelle poliennali durante il mese di luglio in corrispondenza delle fasi riproduttive (Fig.1).

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Nel 2009 la conducibilità elettrica (ECe), riferita all’estratto in pasta satura, nello strato di suolo 0,000,36 m è passata da valori di 0,75 dS m-1 ad inizio ciclo a circa 16 dS m -1 a fine ciclo per il trattamento salino. Nel 2010, invece, a fine ciclo è stato registrato, per lo stesso trattamento, un valore di ECe di circa 11 dS m-1 più basso rispetto a quello del primo anno. Tale fenomeno è legato ai minori volumi irrigui (minore quantità di sale fornita) e alle abbondanti piogge che hanno svolto azione lisciviante conducendo i sali negli strati di suolo più profondi (dati non riportati). La Quinoa Q52 nell’ambiente di prova ha manifestato una notevole resistenza allo stress salino, infatti, non sono ci sono state significative differenze né in termini produttivi né di accrescimento tra i trattamenti a confronto. La produzione è risultata mediamente di 3,1 t ha-1 con un peso dei 1000 semi di 2,4 g nel 2009; 2,3 t ha-1 e un peso dei 1000 semi di 2,6 g nel 2010. La maggiore produzione registrata nel primo anno probabilmente è dovuta alle minori temperature registrate durante le fasi riproduttive rispetto al secondo anno. In entrambi gli anni è stato raggiunto un indice di raccolta del 40%. I risultati ottenuti suggeriscono che la Quinoa Q52 può essere coltivata con successo nell’ambiente considerato anche impiegando acque per l’irrigazione con elevata conducibilità. Fig. 1 - Andamento di alcuni parametri climatici nel biennio 2009-2010 rispetto alla media poliennale di 34 anni (1976-2010). Sono riportate le temperature minime (Tmin) e massime (Tmax), le precipitazioni e l’evapotraspirazione potenziale ET0.

Ringraziamenti La ricerca è stata eseguita con il finanziamento del progetto UE SWUP-MED (Sustainable Water Use Securing Food Production in Dry Areas of the Mediterranean Region). Bibliografia Ashraf M.,1994. Breeding for salinity tolerance in plants. Crit. Rev. Plant Sci. 13: 17-42. Garcia M. et al., 2003. Evapotranspiration analysis and irrigation requirements of quinoa (Chenopodium quinoa) in the Bolivian highlands. Agricultural Water Management 60: 119-134. Jacobsen S. E. 1997. Adaptation of quinoa (Chenopodium quinoa) to Northern European agriculture: studies on developmental pattern. Euphytica 96: 41-48. Jacobsen S.E. et al., 2009. Does root-sourced ABA play a role for regulation of stomata under drought in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Scientia Horticulturae 122: 281-287. Maughan P.J. et al., 2009. Characterization of Salt Overly Sensitive 1 (SOS 1) gene homoeologs in quinoa (Chenopodium quinoa Wilid.). Genome 52: 647-657. Mujica A. et al., 2001. Capitulo I. Origen y descripción de la quinua. In: Mujica A. et al. (Eds.), Quinua (Chenopodium quinoa Willd.): Ancestral cultivo andino, alimento del presente y futuro. FAO, Santiago, Chile. Pearsall D.M., 1992. The origins of plant cultivation in South America. In Cowan, C. W., Watson, P.J., (Eds.), The origins of agriculture, Washington DC, Smithsonian Institute Press, 173-205. Vacher J. J., 1998. Responses of two main Andean crops, quinoa (Chenopodium quinoa Willd) and papa amarga (Solanum juzepczukii Buk.) to drought on the Bolivian Altiplano: Significance of local adaptation. Agriculture, Ecosystems & Environment. 68: 99-108. Wilson H.D., 1990. Quinua and Relatives (Chenopodium sect. Chenopodium subsect. cellulata). Economic botany. 44: 92-110.

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Indici di Efficienza d’Uso dell'Acqua in Mais per la Stima delle Variazioni di Resa in Relazione all’Evoluzione del Clima Ezio Riggi1, Francesca De Lorenzi2, Maria Riccardi2, Antonello Bonfante2, Giovanni Avola1 1

CNR – Istituto per i Sistemi Agricoli e forestali del Mediterraneo – UOS Catania, ezio.riggi@cnr.it 2 CNR – Istituto per i Sistemi Agricoli e forestali del Mediterraneo – Ercolano (NA)

Introduzione A fronte della crescente richiesta di risorse idriche per fini civili e produttivi e degli scenari di variazione delle condizioni climatiche, lo studio delle relazioni fra produttività ed evapotraspirazione nelle colture diviene elemento strategico per la salvaguardia degli aspetti quantitativi e qualitativi della produzione primaria, soprattutto per le aree in cui la disponibilità idrica è limitata e/o di scarsa qualità quali quelle dell’ambiente Mediterraneo soggetto ad una notevole variabilità climatica (IPCC, 2007). In questo contesto, alcuni degli indici più comunemente riscontrati in letteratura, quali l'efficienza d’uso dell'acqua (WUE) ed il coefficiente di risposta produttiva all’acqua (Ky - che mette in relazione il decremento relativo di produzione rispetto a quella potenziale massima [1-Ya/Ym] ed il deficit di evapotraspirazione relativo [1-ETa/ETm]), forniscono strumenti utili per la caratterizzazione dei genotipi e delle pratiche colturali, anche al fine di valutare l’adattabilità delle colture all’evoluzione in atto nel clima. Il mais, una delle colture più coltivate al mondo con 159 milioni di ettari ed una produzione di 819 milioni di tonnellate annue (FAO, 2009), occupa un posto di rilievo nei sistemi colturali irrigui. I cambiamenti climatici possono influenzare la produzione maidicola modificandone significativamente le produzioni ed indirettamente le aree interessate alla coltivazione (Southworth et al. 2000). La localizzazione delle superfici destinabili a mais può infatti variare venendo a modificarsi le condizioni termo pluviometriche in aree oggi vocate che, per converso, potrebbero riscontrarsi in aree attualmente inidonee alla coltivazione. Il presente articolo, nato nell’ambito del Progetto di ricerca “AGROSCENARI” (finanziamento MIPAAF D.M. 8608/7303/2008), è stato preparato sulla base di una vasta consultazione bibliografica di sperimentazioni condotte su mais in diversi areali della maidicoltura mondiale, e riassume valori di WUE e Ky calcolati nelle diverse prove sperimentali. Materiali e metodi Il database comprende dati provenienti dalla consultazione di letteratura internazionale, proceedings e report tecnici di sperimentazioni condotte negli ultimi 4 decenni. Le prove sono state realizzate in condizioni di crescita diversificate, per clima, tipi di suolo, genotipi e pratiche colturali adottate. Per essere inclusi nel database, i risultati delle sperimentazioni dovevano fornire informazioni sulla evapotraspirazione reale (ETa) e la relativa produzione in granella (Ya). Per quanto attiene al valore della WUE, lo stesso è stato calcolato dal rapporto fra il valore di Ya e di ETa di ciascuna tesi studiata. Per il calcolo del coefficiente di risposta produttiva all’acqua (Ky) si è fatto riferimento ai valori di resa massima (Ym) ed evapotraspirazione massima (ETm) individuati in ciascuna delle prove descritte al fine del calcolo del deficit di resa e del corrispondente deficit di evapotraspirazione. Alle serie così ottenute è stata applicata una funzione lineare, con intercetta pari a 0, il cui coefficiente di regressione rappresenta il Ky per l’intero ciclo colturale. Risultati In tabella 1 vengono riportate le principali informazioni su 31 sperimentazioni condotte in 4 continenti e 10 diverse nazioni descritte nella bibliografia consultata per le quali è stato possibile calcolare gli indici di efficienza d’uso dell'acqua riferiti all’intero ciclo colturale. I valori di WUE hanno mostrato un’ampia variabilità, non solo in relazione ai diversi areali di coltivazione, ma, nell’ambito del

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medesimo ambiente, anche in funzione degli anni di prova, risultando compresi tra 0,6 e 3,1 kg m-3. Per oltre il 58% dei casi studiati (fig. 1), la WUE ha superato il valore massimo del range riportato da Doorenbos e Kassam (1979), compreso a 0,8 – 1,6 kg m-3. Il coefficiente di risposta produttiva all’acqua è, invece, variato tra 0,4 e 2,6. Tuttavia, in circa il 70% dei casi riportati, il Ky ha fatto registrare valori superiori all’unità, e pari ad 1,30 nel valore mediano, prossimo all’1,25 indicato da Doorenbos e Kassam. L’indice così calcolato permette di stimare la suscettibilità della resa al deficit di evapotraspirazione registrato di cui risulta, pertanto, mediamente superiore del 30%. Tuttavia, per entrambi gli indici, la variabilità riscontrata in relazione ad aspetti genotipici, ambientali e colturali, impone il ricorso a calibrazioni per l’applicazione a fini predittivi delle variazioni di resa in risposta a cambiamenti climatici. Tabella 1 – WUE e Ky nelle diverse sperimentazioni consultate.

Bibliografia Doorenbos, J., Kassam A. H. 1979. Yield response to water. Paper 33. F.A.O. Rome Italy. IPCC, 2007: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: Cambridge University Press, Cambridge Southworth J et al. 2000. Consequences of future climate change and changing climate variability on maize yields in the Midwestern United States. Agric Ecosys Environ 82:139–158

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Pomodoro Da Industria Per Una Coltivazione “Low input” Domenico Ronga1, Stella Lovelli2, Massimo Zaccardelli3, Enrico Francia1, Domenico Perrone3, Nicola Pecchioni1. 1

Dip. di Scienze Agrarie e degli Alimenti, Univ. Modena e Reggio Emilia, IT, mimmo.ronga@libero.it; nicola.pecchioni@unimore.it; enrico.francia@unimore.it

Dip. di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell'Ambiente, Univ. Basilicata, IT, stella.lovelli@unibas.it

CRA-ORT Azienda Sperimentale di Battipaglia, IT, massimo.zaccardelli@entecra.it; domenico.perrone@entecra.it

Introduzione Nel settore agroindustriale sorge, oggi, la necessità di ripristinare i meccanismi ecologici per ridare vita e fertilità a un sistema che attualmente si trova sfruttato e sbilanciato nelle sue parti funzionali. Nasce, quindi, l’esigenza di gestire le colture assecondando i cicli biologici e le interazioni dell'agroecosistema, e non più intervenendo nell’azienda agraria con input e azioni svincolate da ogni ciclicità. E' stato nostro obiettivo valutare in una zona vocata del Sud Italia, l'impatto di una coltivazione a basso input, come il regime biologico, su varietà di pomodoro da industria di tipologie distinte, a confronto con un regime di coltivazione convenzionale (Steven R. et al., 1994; Drinkwater L. E. et al.,1995). Metodologia Nella primavera-estate del 2010 sono stati allestiti due campi sperimentali in Campania, uno ad indirizzo convenzionale presso l’Azienda Sperimentale del CRA-ORT di Battipaglia (SA) e uno ad indirizzo biologico presso l’Azienda biologica “Morella”, situata nella Piana del Sele, sempre a Battipaglia, distante 6 km dalla precedente. Le tesi a confronto, pianificate secondo uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre repliche erano costituite, per entrambi gli ambienti, da sei genotipi commerciali di pomodoro da industria: AUGURIO F1, WALLY RED F1, ALICAN F1, AUSPICIO F1, REGENT F1, SIBARI. Le sei cultivar sono state trapiantate il 30 aprile 2010, adottando una densità d’investimento di 30,000 piantine per ha, con sesti di 127 x 40 x 40 cm. Per entrambi i campi, ogni parcella era costituita da tre bine, ognuna di 20 piante. La tecnica culturale e, dove prevista, la difesa fitosanitaria, sono state attuate secondo quanto indicato nei disciplinari di produzione e di lotta integrata della Regione Campania, per il sistema convenzionale mentre, per il sistema biologico, sono stati impiegati prodotti consentiti dalla specifica legislazione. Ogni quindici giorni, è stato determinato il LAI e la sostanza secca. Alla raccolta, è stata valutata la produzione dei frutti verdi e maturi da ogni parcella. Su un campione di 100 frutti maturi sono stati eseguiti una serie di rilievi biometrici e qualitativi (peso medio, consistenza, omogeneità di pezzatura, resistenza a scottature, resistenza a spaccature, resistenza a sovramaturazione, omogeneità di colorazione e incidenza di danni fitopatologici e abiotici). Per ogni parcella, sono state raccolte 12 piante dalla bina centrale (area di saggio 4 m2). Allo scopo di valutare la qualità e l’attitudine alla trasformazione industriale dei frutti, un campione di essi, per ogni parcella, è stato sottoposto ad analisi del residuo ottico (°Bx) e del pH. I dati sono stati sottoposti ad analisi della varianza e le medie sono state separate mediante il test di Tukey utilizzando il programma SYSTAT. Risultati I risultati evidenziano un parametro ben differenziato tra i due sistemi di coltivazione, quale la produzione, ed uno qualitativo molto simile tra i due, quale il °Brix. Per quanto riguarda la produzione commerciale in biologico, le sei cultivar non sono risultate statisticamente differenti tra loro, e hanno fornito una produzione media di 36,5 t/ha, con punte di 41,2 t/ha. In convenzionale, la produzione Sono state registrate commerciale è risultata statisticamente differente tra le sei cultivar (P

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punte di 104 t/ha (Sibari), con una produzione media di 78,8 t/ha. Al contrario della produzione, la qualità merceologica delle varietà testate, intesa come °Brix, non è risultata differente tra i due sistemi, attestandosi su dei buoni livelli. Il grado zuccherino, seppure spesso con valori leggermente più elevati nel bio (media di 4,2 contro il 3,9 del convenzionale), non è risultato comunque statisticamente differente tra i due sistemi. Buono è risultato anche il pH, con medie di campo identiche (4,4) tra i due sistemi. I restanti parametri dimostrano una tendenza generale a medie di campo superiori nel convenzionale rispetto al biologico, ma soprattutto ad una maggiore variabilità tra le diverse varietà nel primo sistema rispetto al secondo.

TIPOLOGIA

METODO

Produzione commerciale t/ha

TIPOLOGIA

METODO

Tabella - Risultati della produzione e della qualità delle cultivar di pomodoro Produzione commerciale t/ha

AUGURIO F1

30,5

4,1

AUGURIO F1

78,6

3,6

WALLY RED F1

34,7

3,7

WALLY RED F1

74,1

3,9

ALICAN F1

39,5

4,1

ALICAN F1

79,2

3,7

AUSPICIO F1

39,9

4,4

AUSPICIO F1

77,7

4,6

REGENT F1

41,2

4,6

REGENT F1

58,9

3,8

SIBARI

Cultivar

Media DMS P

0,05

° BRIX

Cultivar

° BRIX

33,3

4,5

104,0

4,1

36,5 b

4,2 a

78,8 a

3,9 a

9,3

1,2

21,2

0,9

T = tondo - L = lungo - B = biologico - C = convenzionale DMS = minima differnza significativa, Valori medi contrassegnati con le stesse lettere non differiscono statisticamente per P 0,05 (Tukey test)

Conclusioni Gli input esterni risultano un fattore altamente discriminante per la produzione tra i due sistemi in prova, Ciò è probabilmente dovuto alla più efficiente concimazione azotata nel sistema convenzionale, È da tenere comunque presente l'andamento stagionale negativo di luglio, quando le abbondanti precipitazioni hanno assoggettato la coltura a forti attacchi di Septoria (Septoria lycopersici) e Alternaria (Alternaria porri f,sp, solani, Alternaria alternata), difficilmente controllate dai principi attivi a disposizione nella conduzione in biologico, Queste fitopatie, compromettendo la durata del ciclo colturale, sono tra le cause principali del divario tra i due sistemi di coltivazione, Va comunque ricordato che questi risultati sono correlati alle condizioni di clima e di suolo dei due ambienti che hanno ospitato le prove, Le indicazioni ottenute possono, comunque, essere di aiuto nella scelta dei materiali da impiegare e delle tecniche da adottare, non solo per gli operatori della filiera del pomodoro da industria campani, ma anche per gli addetti del settore di altri importanti areali produttivi del Mezzogiorno (Puglia, Basilicata, Lazio), Considerando che queste informazioni sono il risultato di un solo anno di sperimentazione, con il prosieguo della ricerca sarà importante valutare il rendimento agronomico e qualitativo delle cultivar in più anni di coltivazione e/o estendendo il numero di varietà in prova, Bibliografia Steven R, et al, 1994, Conventional, low-input and organic farming system compared, California Agriculture, 48(5):1419, September-October 1994, Drinkwater L, E, et al 1995, Fundamental differences between conventional and organic tomato agrosystem in California, Ecological Applications, 5(4):1098-1112, November 1995,

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Effetti della Modalità di Utilizzazione sulla Produttività e sull’Azotofissazione Simbiotica del Trifolium squarrosum Allevato in Purezza o in Consociazione con Avena sativa Sergio Saia, Paolo Ruisi, Giuseppe Di Miceli, Alfonso Salvatore Frenda, Dario Giambalvo, Gaetano Amato Dipartimento dei Sistemi Agro-Ambientali, Università degli Studi di Palermo, IT, amato@unipa.it

Introduzione Il trifoglio squarroso è una specie originaria del bacino del Mediterraneo, coltivata oggi in diverse aree del mondo per la produzione di foraggio fresco, fieno o insilato sia in coltura pura che in consociazione. È una specie di potenziale interesse per gli ambienti meridionali, principalmente per l’elevata resa in unità foraggere, ma per la quale, ancora oggi, non si dispone di informazioni sufficienti in merito alle più appropriate tecniche di gestione, al suo grado di sociabilità ed al suo valore agronomico. La presente ricerca è stata finalizzata a valutare la risposta della coltura, in termini di resa, qualità e azotofissazione simbiotica, al variare della modalità gestionale, sia nella coltura pura che nella consociazione con una graminacea foraggera tipica degli ambienti meridionali (avena). Metodologia La ricerca è stata condotta nel biennio 2005-07 in un’area rappresentativa dell’interno collinare siciliano (az. Pietranera, S. Stefano Q., AG). È stato adottato uno schema sperimentale a parcella suddivisa con 4 ripetizioni, avente come fattore principale la coltura (trifoglio squarroso in purezza; avena in purezza; consociazione, con rapporto 0,5:0,5, tra le due specie) e come fattore secondario la modalità gestionale (T1, T2, T3 e T4 con taglio a foraggio a 90, 98, 106 e 114 giorni dalla semina, rispettivamente, e successivo taglio a fieno del ricaccio; T5, solo taglio a fieno). Il taglio a fieno è stato sempre effettuato alla spigatura dell’avena. La semina è stata effettuata a file distanti 20 cm (alterne per la consociazione), utilizzando le densità ordinarie per l’ambiente di prova. In ciascuna parcella è stato distribuito solfato ammonico arricchito isotopicamente alla dose di: 80 kg N ha-1 (con arricchimento isotopico 15N di 1,3297 atom%) nell’avena in purezza; 40 kg N ha-1 (2,2930 atom%) nella consociazione; 8 kg N ha-1 (10 atom%) nel trifoglio in purezza. Sulle colture pure e sulla consociazione, distintamente per specie, è stata valutata la produzione di sostanza secca nei singoli tagli, il relativo contenuto in azoto e la concentrazione isotopica. È stato utilizzato il metodo dell’Avalue (Fried e Broeshart, 1975) per calcolare la percentuale di azoto derivante dal processo di azotofissazione biologica (% Ndfa) della leguminosa. Infine, attraverso il calcolo del Land Equivalent Ratio (LER) è stata stimata l’efficienza biologica della consociazione al variare della modalità gestionale adottata. L’analisi statistica dei dati rilevati e calcolati è stata realizzata in accordo con lo schema sperimentale adottato. Risultati La produzione complessiva della consociazione è risultata simile a quella dell’avena in purezza e significativamente superiore rispetto a quella del trifoglio in purezza (Tab. 1). La produttività complessiva del trifoglio in coltura pura è apparsa maggiore quando la coltura è stata sottoposta a taglio a foraggio (in particolare nelle epoche intermedie, T2 e T3); l’erbaio monofita di avena e la consociazione hanno fornito le rese massime con il solo taglio a fieno (T5), mentre nelle tesi con taglio a foraggio (T1-T4) le rese, in generale, si sono progressivamente ridotte al posticipo del taglio. Nella consociazione, il contributo del trifoglio alla produttività del miscuglio è apparso modesto (in media, 20%), variando tuttavia ampiamente con la modalità gestionale [dal 7% (T1) al 32% (T3)]; pertanto il taglio a foraggio è apparso in grado di attenuare l’elevata competitività espressa dalla componente

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Tab. 1. Produzione di sostanza secca, quantità di azoto complessivamente accumulato, e percentuale di azoto fissato biologicamente (Ndfa) (dati medi del biennio). Per la consociazione (A + T), i valori tra parentesi indicano l’incidenza percentuale della leguminosa. A, avena; T, trifoglio squarroso. Medie seguite da lettere diverse sono significativamente differenti per P 0,05. Trattamento T1 T2 T3 T4 T5 Media Interazione

A 12,0 12,3 10,0 10,2 15,7 12,1 a

Produzione (t s.s. ha-1) A+T T media 12,8 (19) 9,8 11,5 b 12,3 (20) 10,2 11,6 b 10,8 (32) 10,3 10,4 c 10,6 (25) 9,1 10,0 c 15,3 (7) 8,9 13,3 a 12,4 a (20) 9,7 b P<0,0001 DMS0,05=0,95

A 146 166 146 141 154 150 c

Azoto accumulato (kg ha-1) A+T T media 181 (30) 212 180 b 176 (29) 230 190 a 185 (43) 240 190 a 176 (38) 237 185 ab 156 (16) 190 166 c 175 b (32) 222 a P=0,0003 DMS0,05=17,3

Ndfa (kg ha-1) T 170 a 183 a 186 a 185 a 145 b 174

graminacea. Le asportazioni di azoto per unità di superficie sono risultate significativamente superiori nel trifoglio rispetto all’avena in purezza (+48%, in media); valori intermedi sono stati osservati per la consociazione. Le differenti modalità gestionali hanno indotto variazioni, nel complesso, contenute nell’avena in purezza, mentre nel trifoglio e nella consociazione sono stati osservati valori nettamente più bassi nella coltura sottoposta al solo taglio a fieno (T5) rispetto a quelle a duplice utilizzazione (T1T4). Il trifoglio in purezza ha fissato notevoli quantitativi di N dall’atmosfera, con differenze statisticamente significative tra le tesi sottoposte a taglio a foraggio (mediamente 181 kg N ha-1) rispetto alla tesi sottoposta a solo taglio a fieno (145 kg N ha-1); considerando che la %Ndfa non è variata per effetto della modalità gestionale (in media, circa 80%), le differenze nei quantitativi di azoto fissato sono da ricondurre essenzialmente alla diversa quantità di azoto accumulato dalla coltura nei differenti trattamenti. Nel complesso, la consociazione avena-trifoglio squarroso è apparsa più efficiente rispetto agli omologhi sistemi di colture pure (LER totale sempre > 1), senza differenze statisticamente apprezzabili tra i trattamenti in valutazione. Tuttavia, tale risultato non è apparso imputabile ad un uso bilanciato delle risorse tra le componenti associate, ma piuttosto a un vantaggio per la componente graminacea, che ha mostrato valori di LER parziale sempre superiori a 0,7 (Fig. 1). La gestione con il taglio a foraggio ha migliorato l’equilibrio tra le componenti, in particolare quando l’utilizzazione è stata realizzata in epoca ritardata (T3 e T4).

Fig. 1. Land Equivalent Ratio parziali del trifoglio (LERtr) e dell’avena (LERav) calcolati sulla base della produzione epigeica complessiva. Le linee oblique tratteggiate indicano valori di LER totale (LERtot) pari a 1,0 e 1,1. La linea obliqua continua rappresenta la condizione teorica di uso equivalente delle risorse tra le componenti associate.

Conclusioni La ricerca ha evidenziato una buona potenzialità del trifoglio squarroso per i sistemi foraggeri degli ambienti mediterranei in virtù della sua produttività (maggiore se gestita con la duplice utilizzazione foraggio-fieno) e dei notevoli quantitativi di azoto fissato biologicamente (anche superiori a 180 kg ha-1). L’avena in consociazione ha mostrato, nel complesso, una eccessiva competitività nei confronti della leguminosa (verosimilmente sarebbero da preferire altre specie più lente nelle fasi iniziali del ciclo, quali la loiessa), comunque attenuabile attraverso la scelta di appropriate strategie gestionali. Bibliografia Fried M., Broeshart H. 1975. An independent measurement of the amount of nitrogen fixed by a legume crop. Plant Soil, 43:707-711.

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Risposta Fisiologica E Attivazione Di Marcatori Genetici In Due Cultivar Di Zea mais L. In Risposta Alla Combinazione Di Stress Salino Ed Idrico. Elia Scudiero 1, Cristian Forestan 1, Franco Meggio 1, Serena Varotto 1, Pietro Teatini 2, Antonio Berti 1, Francesco Morari 1 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. di Padova, IT, elia.scudiero@studenti.unipd.it 2 Dip. di Metodi e Modelli Matematici per le Scienze Applicate, Univ. di Padova, IT

Introduzione I fattori abiotici di stress sono tra le cause principali nella riduzione delle produzioni agronomiche. Tra gli stress abiotici, quello salino può ridurre fortemente la resa delle colture agrarie. Tecniche di proximal sensing hanno permesso di sviluppare in passato degli indici vegetazionali per individuare l’incidenza della salinità sullo stato fisiologico delle colture (es. Peñuelas et al. 1997; Wang et al. 2002). Questo tipo di stress però si confonde molto spesso con lo stress idrico (Poss et al. 2006). L’utilizzo combinato di tecniche di proximal sensing ed analisi genetiche potrebbe aprire nuove possibilità nell’individuare lo specifico stress a cui la coltura è sottoposta. L’obiettivo di questo studio era studiare la risposta fisiologica di due accessioni di mais alla combinazione di stress idrico e salino in modo da poter trovare degli indicatori specifici per ciascuna tipologia di stress. Metodologia Le varietà di mais impiegate erano un ibrido commerciale (PR32P26, Pioneer Hi-Bred) e la linea pura omozigote B73. Le piante sono state allevate in vaso su suolo torboso. Il mais è stato seminato l’8 giugno 2010 e a partire da 30 giorni dall’emergenza è stato sottoposto a due regimi idrici differenziati (al 75% e al 25% dell’acqua disponibile– A e B) con cinque livelli di salinità (1, 5, 10, 15, 30 dS m-1). Durante il ciclo di stress sono stati effettuati tre rilievi (a 6, 15 e 30 giorni dall’inizio dell’irrigazione) misurando alcuni parametri fisiologici: altezza, numero foglie, valori SPAD (Minolta SPAD), valori di NDVI (Crop Circle, Holland Scientific), conduttanza stomatica, fotosintesi e fluorescenza (Li 6400 Li Cor Inc.). Nell’ultima foglia sviluppata completamente sono state inoltre determinate le concentrazioni degli ioni principali (Cromatografo ICS - 900. Dionex) e l’espressione di alcuni geni marcatori di stress tramite Real Time RT-PCR. Le variazioni nell’espressione di questi geni sono state calcolate come induzione o riduzione rispetto ai valori di espressione dei controlli negativi. A termine dell’esperimento sono stati infine analizzati il LAI, il peso secco e le concentrazioni degli ioni principali nella parte aerea e nelle radici . Risultati Le piante hanno evidenziato una risposta graduale allo stress salino ed una più drastica allo stress idrico, con una riduzione della biomassa aerea superiore al 20%. Anche la concentrazione salina ha determinato una riduzione di sviluppo della parte epigea, particolarmente marcata nell’ibrido PR32P26 con disponibilità idrica ottimale. Nella stessa accessione sottoposta a stress idrico e, ancor più, nella linea pura B73, gli effetti dello stress salino sono stati meno evidenti dato che le piante manifestavano già uno stato di sofferenza iniziale per la carenza idrica (PR32P26) o per l’ipersensibilità alla salinità naturalmente presente nel substrato (conducibilità elettrica in pasta satura, ECe = 1.18dS m-1) in B73. L’indice NDVI e i valori SPAD non hanno mostrato correlazioni significative in funzione sia dello stress idrico che di quello salino. All’aumentare dell’apporto salino nel suolo è stato osservato in entrambe le accessioni un corrispettivo aumento della concentrazione di Cl- nella parte aerea delle piante e una diminuzione del rapporto K:Na a livello radicale (Fig. 1).

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Figura 1. Relazione tra ECe e (a) concentrazione di ioni Cl nella parte aerea e (b) rapporto ionico K:Na a livello radicale.

L’analisi dei dati di conduttanza stomatica (gs) e fluorescenza ( PSII) hanno evidenziato una diversa risposta dei due genotipi alla concentrazione di sale nel terreno in condizioni di assenza di stress idrico. In particolare B73 ha mostrato una graduale riduzione dei parametri fisiologici di gs (da 0,4 a 0,3 mol H2O m2 s-1) e PSII (da 0,24 a 0,17) all’aumentare della concentrazione salina già dopo 6 giorni. All’opposto, l’accessione PR32P26 ha evidenziato una migliore capacità nel tollerare i crescenti livelli salini nel breve periodo (6 gg), con una riduzione proporzionale dei parametri gs (da 0,42 a 0,06 mol H2O m2 s-1) e PSII (da 0,24 a 0,08) solo dopo 15 giorni. I risultati ottenuti nelle condizioni di stress combinato invece non hanno evidenziato differenze significative. I risultati preliminari delle analisi di espressione genica hanno messo in luce in entrambi i genotipi la correlazione tra severità dello stress e l’espressione di alcuni di geni marcatori di stress (Heat Shock Protein70 e C3H2-like Zinc Finger DNA Binding Protein). La figura 2 mostra infatti l’induzione di questi due geni nelle piante trattate rispetto al controllo non stressato e i valori di induzione sono maggiori nelle piante in cui lo stress è più severo.

Figura 2. Analisi di espressione dei geni HSP70 (a) e C3H2-like Zinc Finger DNA Binding Protein (b) nelle piante sottoposte a stress.

Conclusioni L’analisi di espressione genica ha mostrato delle interessanti potenzialità per l’individuazione precoce di stati di stress, in particolare se associata ai classici rilievi fisiologici sulla coltura. Meno promettenti sono risultate le tecniche di proximal sensing negli stadi iniziali di sviluppo. Ringraziamenti Esperimento finanziato dall’Università di Padova, Progetto Strategico "GEO-RISKS”, WP4. Bibliografia Peñuelas J. et al. 1997. Visible and Near-Infrared Reflectance Assessment of Salinity Effects on Barley. Crop Sci., 37:198– 202. Poss J.A. et al. 2006. Estimating Yields of Salt- and Water-Stressed Forages with Remote Sensing in the Visible and Near Infrared. J. Environ. Qual., 35:1060– 1071. Wang D. et al. 2002. Biophysical properties and biomass production of elephant grass under saline conditions. Journal of Arid Environments, 52:447–456.

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Effetti Della Porosità Sui Meccanismi Di Protezione Del Carbonio Organico Del Suolo (SOC) Gianluca Simonetti1, Emanuele Lugato1, Serenella Nardi2, Ornella Francioso3, Antonio Berti1, Luigi Giardini1, Francesco Morari1 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD), IT, gianluca.simonetti@unipd.it 2

Dip. di Biotecnologie Agrarie, Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD), IT.

Dip. Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Viale Fanin, 40 40127 Bologna, IT.

Introduzione L’evoluzione della struttura e il turnover del carbonio organico del suolo (SOC) sono fenomeni strettamente interconnessi. La SOC agisce come legante per le particelle minerali, costituendo un elemento fondamentale nella genesi degli aggregati (Christensen, 2001) e nel mantenimento della microporosità del suolo. La dimensione dei pori e il loro grado di interconnessione, d’altra parte, regolano l’accessibilità spaziale dei microorganismi alla SOC e la diffusione di ossigeno nel sistema suolo, che rappresentano fattori rilevanti nella protezione del carbonio. I pori più piccoli presenti nei microaggregati (53–250 µm) sono più efficienti dei pori più grandi presenti nei macroaggregati (>250 µm) nell’escludere spazialmente i microorganismi e i loro enzimi dalle fonti di carbonio presenti. L’obiettivo di questo studio è stato quello di isolare e identificare i meccanismi di protezione del SOC, con particolare riferimento ai meccanismi di protezione fisica associati alla porosità. Metodologia La sperimentazione è avvenuta in una prova di lunga durata stabilita nel 1964 a Legnaro (PD) presso l’azienda sperimentale dell’Università di Padova. La prova considera la combinazione fattoriale di tre tipi di suolo (argilloso, sabbioso, torboso ) con sei tipi di fertilizzazione (minerale, organica o mista) organizzati in due blocchi randomizzati (36 lisimetri). In questo studio sono stati esaminati i seguenti tipi di fertilizzazione: testimone - 0, letamica – F2 (40 t ha-1 a-1), minerale – M2 (200 N -100 P2O5 - 240 K2O kg ha-1 a-1). Lo strato superficiale del suolo (0-20 cm) è stato campionato a giugno 2008 e sono stati isolati macroaggregati da 1 a 2 mm previa setacciatura a secco. Questi macroaggregati sono stati successivamente separati in tre frazioni stabili all’acqua (Water Stable Aggregates, WSA) - 2000-250 µm, 53-250 µm e <53 µm, secondo la metodica riportata da Lugato et al. (2010). Sui WSA e i macroaggregati di partenza sono state determinate la distribuzione della porosità (pore size distribution, PSD) e la porosità totale (TP) con la tecnica dell’intrusione di mercurio nel range 0,0035 (cryptopori) 75 µm (mesopori). Le sostanze umiche (HS) dei diversi WSA sono state caratterizzate con l’analisi elementare, la gel filtrazione in gel sephadex (>100 kDa – HF1 , 100-10 kDa – HF2 e <10 kDa – HF3) e la spettroscopia 13C-NMR allo stato solido. L’integrazione delle aree delle diverse risonanze del 13C è stata utilizzata per l’analisi statistica. Risultati Le diverse classi di WSA hanno mostrato differenze significative per la TP e la PSD. I microaggregati (53-250 µm) e le frazioni limo-argillose (<53 µm) del suolo argilloso sono caratterizzati dalla maggiore porosità totale, costituita principalmente da micro e ultramicropori. Nel suolo sabbioso la classe dei

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Factor 1

mesopori evidenzia differenze significative (p<0,01) fra le diverse fertilizzazioni, con valori più alti in M2 (0,20 cm3 cm-3) rispetto a F2 (0,13 cm3 cm-3) e 0 (0,15 cm3 cm-3). L’applicazione dell’analisi dei componenti principali (PCA) ha consentito l’estrazione di quattro fattori che spiegano l’89% della varianza totale. Il primo e il secondo componente (69% della varianza totale) sono correlati con la maggior parte dei parametri qualitativi (HC, HF2, HF3 e composti aromatici) e i cryptopori, rispettivamente, il terzo fattore (14% della varianza totale) con i mesopori, gli ultramicropori e il contenuto di composti carbonilici e zuccheri negli estratti umici, il quarto fattore (10% della varianza totale) con i micropori. Il grafico Factor 3 relativo ai fattori 1 e 3 (Figura 1) consente di identificare l’interazione fra i composti carbonilici (carbonyl-C) degli HS e le frazioni limo-argillose del suolo argilloso (A - 53 µm). I carboidrati e i composti di natura proteica (anomeric-C e O,N-alkyl-C) hanno dimostrato un’interazione con le frazioni WSA del suolo sabbioso (S - 250 and S 53-250 µm). La relazione fra le frazioni WSA del suolo sabbioso e i carboidrati indica la presenza di sostanza organica non mineralizzata, ricca in cellulose e emicellulosa. Conclusioni La porosità del suolo può essere utilizzata come un utile indicatore della potenzialità di sequestro di carbonio atmosferico, proprietà connessa a specifici meccanismi di protezione del SOC, in particolare di natura fisica. Il quantitativo di SOC può essere incrementato e protetto in modo efficace specialmente nel suolo argilloso, in particolare nelle frazioni WSA dei microaggregati e nelle frazioni limo-argillose. Il suolo sabbioso ha evidenziato una correlazione con composti organici labili dimostrando processi di umificazione limitati. Bibliografia Christensen B.T., 2001. Physical fractionation of soil and structural and functional complexity in organic matter turnover, Eur. J. Soil Sci. 52, pp. 345-353. Lugato E. et al 2010. Distribution of organic and humic carbon in wet-sieved aggregates of different soils under longterm fertilization experiment, Geoderma 157, pp. 80–85.

Ringraziamenti Ricerca realizzata nell’ambito del PRIN 2007 “Influenza della gestione dell'agroecosistema sull'evoluzione quanti-qualitativa della sostanza organica del suolo e potenzialità di sequestro di CO2 in sistemi agrari di pieno campo”.

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Confronti tra Metodologie per lo Studio della Granulometria del Suolo Gianluca Simonetti1, Elisa Cocco1, Marco Bittelli2, Antonio Berti1, Francesco Morari1 1

Dip. di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Viale dell’Università 16, 35020 Legnaro (PD), IT, gianluca.simonetti@unipd.it

Dip. di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Viale Fanin, 40 40127 Bologna, IT, marco.bittelli@unibo.it

Introduzione La distribuzione granulometrica delle particelle (con terminologia anglosassone Particle Size Distribution, PSD) è una delle proprietà fisiche che maggiormente condiziona la fertilità del terreno ed è un’analisi fondamentale in ambito agronomico. La determinazione della PSD si base normalmente sulla setacciatura abbinata ai metodi per sedimentazione (pipetta e idrometro). Nell’ultimo ventennio la tecnica della diffrazione al laser (con terminologia anglosassone, Laser Diffraction, LD) ha introdotto notevoli vantaggi in termini di risoluzione e velocità di analisi. Ad oggi però la LD è ancora poco diffusa nell’ambito agronomico e delle scienze del suolo per le notevoli differenze ottenibili nella misurazione delle diverse frazioni. Infatti, i risultati analitici evidenziano delle sottostime della frazione argillosa quando misurata con la tecnica LD rispetto ai tradizionali metodi di sedimentazione. L’obiettivo principale di questo lavoro è quindi verificare la possibilità di mettere in relazione queste due tecniche tramite la derivazione di relazioni funzionali tra le frazioni ottenute. Metodologia In un sito sperimentale situato a sud della Laguna di Venezia sono stati prelevati 45 campioni di suolo a differente granulometria e sono state condotte analisi di PSD con il metodo dell’idrometro (ID) e con la tecnica LD. Per l’analisi con l’ID si è seguita la metodologia descritta da Gee and Or (2002), senza i pretrattamenti per eliminare i carbonati e la sostanza organica. Il metodo LD è stato condotto con l’analizzatore Mastersizer 2000 (Malvern Instruments) nel range tra 0.02 e 2000 m. Lo strumento dispone di un laser a elio-neon a 632 nm e un diodo laser a luce blu a 445 nm. L’angolo di diffrazione e la sua intensità vengono misurati da sensori elettrici con angolazioni variabili rispetto al fascio laser. I campioni sottoposti ad analisi LD sono stati trattati con esametafosfato di sodio e sonicatura. Si sono confrontate misure con o senza sonicatura per verificare l’effetto di quest’ultima sulla dispersione del campione. Le percentuali in peso delle varie frazioni granulometriche ottenute con il metodo LD sono state comparate con quelle ricavate con il metodo dell’idrometro tramite analisi di regressione. Si sono considerate relazioni lineari, iperboliche e logaritmiche, che sono state comparate sulla base del valore dell’Akaike Information Criterion (AIC) (Burnham e Anderson, 2002). Risultati Il confronto tra le tecniche ID e LD (figura 1 a,b,c) ha evidenziato un’elevata correlazione nella classe delle sabbie (> 50 m), mentre la frazione dei limi mostra un comportamento non lineare con una tendenza asintotica per elevati valori, similarmente a quanto riscontrato da Eshel et al. (2004). Il contenuto di argilla viene sottostimato nella tecnica LD rispetto alla tecnica ID, come evidenziato da diversi autori (es. Eshel et al., 2004). Pieri et al. (2006), su campione mineralizzato, hanno ottenuto una relazione prossima al rapporto 1:1 confrontando la tecnica LD con il metodo della pipetta, ma l’insieme delle condizioni sperimentali non consentono un confronto diretto con l’analisi della tessitura apparente qui riportata. L’utilizzo degli ultrasuoni ha migliorato la correlazione per limi e sabbie, ma non per le argille (figura 2 a,b,c).

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Figura 2: Correlazioni fra la tecnica ID e la tecnica LD con campione sonicato per le tre classi: (a) argilla, (b) limo, (c) sabbia.

Conclusioni I risultati di questo studio hanno evidenziato che la tecnica LD sottostima il contenuto di argilla rispetto alla tecnica ID. Come inoltre evidenziato da altri Autori (Pieri et al., 2006) le differenze sperimentali sono dovute all’assunzione di sfericità delle particelle che determina divergenze a seconda delle leggi fisiche utilizzate. Usando l’equazione di Stokes i foglietti argillosi sedimentano meno velocemente rispetto alla velocità di sedimentazione di una sfera equivalente e, quindi, la frazione argillosa viene sovrastimata. Utilizzando la legge di Mie, su cui si basa il metodo LD, la non sfericità origina un angolo di diffrazione minore e, conseguentemente, determina una sottostima della frazione argillosa. E’ quindi importante poter ottenere relazioni significative che permettano il confronto tra i due metodi e, di fatto, la comparabilità con database basati sui metodi tradizionali di sedimentazione. Bibliografia Burnham K. P., & Anderson D. R. 2002. Model selection and multimodel inference: a practical information-theoretic approach. 2nd Edition. Springer-Verlag, New York, New York, USA. 488 pp. Eshel et al. 2004. Critical Evaluation of the Use of Laser Diffraction for Particle-Size Distribution Analysis, Soil Science Society of America Journal vol. 68 May-June, 736-743 Gee G.W. and D. Or, 2002. Particle Size Analysis, In: Dane J.H and Topp G.C., Methods of Soil Analysis, Part 4, Physical Methods, SSSA, Madison, WI. Pieri L. et al. 2006. Laser diffraction, transmission electron microscopy and image analysis to evaluate a bimodal Gaussian model for particle size distribution in soils. Geoderma, 135, 118-132.

Ringraziamenti Esperimento finanziato dall’Università di Padova, Progetto Strategico "GEO-RISKS”, WP4

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Impiego di Formulati Commerciali Biostimolanti nella Coltivazione e Difesa di Peperone e Zucchino in Regime Biologico. Massimo Zaccardelli1, Domenico Ronga2, Giovanni Ragosta1, Catello Pane1 1

CRA-Centro di Ricerca per l’Orticoltura, Azienda Sperimentale di Battipaglia, Battipaglia IT. massimo.zaccardelli@entecra.it; gio.ragosta@libero.it; catello.pane@entecra.it.

Dip. di Scienze Agrarie e degli Alimenti, Univ. Modena e Reggio Emilia, IT, mimmo.ronga@libero.it.

Introduzione In questi ultimi anni si è registrato un notevole incremento dell’impiego di preparati biostimolanti a base di microrganismi antagonisti/promotori di crescita delle piante (Trichoderma spp., micorrizze, batteri del genere Pseudomonas e Bacillus) o a base di estratti naturali (sostanze umiche, amminoacidi, microelementi ecc.), nella coltivazione di specie ortive e arboree sia in convenzionale che in biologico (Lugtenberg et al., 1991; Narasinga Rao BS, 2003). Non sempre però questi preparati danno risultati soddisfacenti, visto che vengono consigliati un pò su tutte le colture agrarie e senza distinzione tra i diversi ambienti di coltivazione. Di fatto, soprattutto se si considerano i preparati a base di microrganismi, le interazioni di questi ultimi con le piante possono essere molto specifiche e, quindi, risultare benefiche solo con alcune specie – se non addirittura varietà – e in determinate condizioni ambientali (Tucci et al., 2011). Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare l’efficacia di cinque formulati commerciali biostimolanti, quattro a base di microrganismi e uno a base di sostanze vegetali, nella stimolazione della crescita e nella difesa di peperone e zucchino coltivati in regime biologico. Metodologia I preparati commerciali a base di microrganismi impiegati su peperone e zucchino sono stati Micosat F, a base di micorrizze (Glomus coronatum e G. Caledonium), batteri (Bacillus subtilis e Pseudomonas spp.), streptomiceti (Streptomyces spp.) e Tricoderma (Trichoderma harzianum e T. viride); Root Shield, a base di Trichoderma harzianum; Contans WG, a base di Coniothyrium minitans; Serenade, a base di Bacillus subtilis. Il quinto formulato, a base di estratti vegetali, è stato Plant Sprint. Come controllo, sono state utilizzate piante non trattate con i suddetti preparati. Lo schema sperimentale adottato è stato a blocchi randomizzati con tre repliche, per il peperone e due repliche, per lo zucchino; ogni parcella aveva una superficie di 3 m2, nel caso del peperone e di 10 m2, nel caso dello zucchino. Le prove sono state condotte nella primavera-estate 2010 presso l’Azienda Biologica “San Felice”, sita a Cicerale (SA). Le varietà in prova sono state “Corno di Toro”, per il peperone e “Peppone”, per lo zucchino. I trapianti sono avvenuti il 13 maggio, adottando sesti di impianto di 70 x 35 cm, per il peperone e di 100 x 100 cm, per lo zucchino. I preparati biostimolanti sono stati somministrati al trapianto sia alle piantine che al terreno, seguendo le indicazioni delle ditte; dopo quasi un mese (8 giugno) è stato eseguito un secondo trattamento al terreno lungo le file delle piante. Durante il ciclo sono stati eseguiti sopralluoghi per rilevare l’eventuale incidenza di malattie e di piante malate o morte. Ad ogni raccolta, per ogni parcella, è stato registrato il numero di frutti prelevati e il loro peso unitario ed è stata misurata la loro lunghezza e il diametro. Al termine è stata eseguita l’analisi della varianza di tutti i dati rilevati e le medie sono state separate con il test di Duncan. Risultati Per il peperone sono state osservate differenze statisticamente significative tra i diversi trattamenti per quanto riguarda la produzione totale di frutti (sia in termini di peso che di numero), risultata più elevata

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per il trattamento con Plant Sprint, con oltre 300 g m-2 (Tabella 1). Tuttavia, dal punto di vista statistico, questa produzione non è stata diversa da quella proveniente dal controllo non inoculato, mentre significativamente più bassa è stata la produzione di frutti raccolti dalle tesi trattate con gli altri quattro preparati, tutti a base di microrganismi. Durante il ciclo molte piante di peperone sono morte a causa di attacchi di Sclerotium rolfsii e Phytophthora capsici. Per quanto riguarda i rilievi biometrici sui frutti, sono state osservate alcune differenze tra i diversi trattamenti (Tabella 1). Per lo zucchino, non sono state riscontrate differenze statisticamente significative per la produzione di frutti, sebbene i migliori risultati sono stati registrati con Plant Sprint (2,6 kg m-2) (Tabella 2). Tabella 1. Risposta produttiva del peperone cv. Corno di Toro ai trattamenti con formulati commerciali biostimolanti. I valori seguiti dalla stessa lettera non sono statisticamente differenti. Produz. commerciale Scarto Diametri (cm) Uniformità (1-5) Peso Trattamenti bacca PezzaEquato-2 -2 Forma g m-2 n. m g m Polare n. m-2 (g) tura riale Micosat F 1,1 55,8 b 56,67 0,1 b 2,72 14 4,7 4,2 ab 3,5 cd Rootshield 2,2 143,5 ab 61,93 0,5 ab 29,93 14,2 4,8 3,4 bc 3,9 cb Contans WG 2,8 149,7 ab 53,73 0,4 ab 16,33 11,9 4,6 3,0 c 3,2 d Serenade 0,5 35,4 b 45 0,0 b 0,00 8,4 3,1 4,5 ab 4,5 a Plant Sprint 4,7 322,5 a 59,83 0,3 ab 20,41 12,4 5,1 4,8 a 4,6 a Controllo 4,7 270,8 ab 55,4 0,4 a 24,01 12,3 4,8 3,7 abc 3,9 bc P= 0.05 n.s. * n.s. * n.s. n.s. n.s. * * Medie 2,6 162,9 55,4 0,3 15,5 12,2 4,5 3,9 3,9 Tabella 2. Risposta produttiva dello zucchino cv. Peppone ai trattamenti con formulati commerciali biostimolanti. I valori seguiti dalla stessa lettera non sono statisticamente differenti. Frutto Trattamenti Micosat F Rootshield Contans WG Serenade Plant Sprint Controllo P= 0.05 medie

Numero totale 17,4 15,8 13,1 17,8 20,3 18,0 n.s. 17,0

Lunghezza media (cm) 12,2 b 14,2 ab 14,1 ab 13,3 ab 14,5 ab 14,8 a * 13,8

Produzione totale (Kg m-2) 2,0 1,8 1,5 2,1 2,6 2,2 n.s. 2,0

Conclusioni I risultati evidenziano come nessuno dei preparati biostimolanti testati sia stato capace di influenzare positivamente produzione e difesa di peperone e zucchino, almeno nelle condizioni alle quali si è operato. In particolare, è stata evidenziata l’inefficacia di questi formulati nel controllo di Sclerotium rolfsii e Phytophthora capsici. I formulati a base di antagonisti, anche se posseggono un’elevata efficacia in ambiente controllato, in applicazioni di difesa in pieno campo o in coltura protetta non sempre rispettano le attese (Ngugi et al., 2005). Probabilmente, la complessa interazione piantamicrorganismi tellurici-ambiente è la causa principale della variabilità di risposta. Bibliografia Lugtenberg B.J.J., de Weger L.A. and Bennett J.W., 1991. Microbial stimulation of plant growth and protection from disease. Current Opinion in Biotechnology 2: 457-464. Narasinga Rao BS, 2003. Bioactive phytochemicals in Indian foods and their potential in health promotion and disease prevention. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition 12: 9-22. Ngugi H.K., Dede S., Delaplane K.S., Savelle A.T., Scherm H., 2005. Effect of flower-applied Serenade biofungicide (Bacillus subtilis) on pollination-related variables in rabbiteye blueberry. Biological Control 33: 32-38. Tucci M., Ruocco M., De Masi L., De Palma M., Lorito M., 2011. The beneficial effect of Trichoderma spp. on tomato is modulated by the plant genotype. Molecular Plant Pathology 12:341-354.

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Sessione IV Agricoltura in aree marginali

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Il Contesto Agronomico del Fitorimedio: Metodi e Risultati di un Decennio di Ricerche Teofilo Vamerali1, Luca Marchiol2, Marianna Bandiera3, Guido Fellet2, Nicholas M. Dickinson4, Giuliano Mosca3 e Giuseppe Zerbi2 1

Dip. di Scienze Ambientali, Univ. Parma, IT, teofilo.vamerali@unipr.it Dip. di Scienze Agrarie e Ambientali, Univ. Udine, IT, marchiol@uniud.it, guido.fellet@uniud.it, zerbi@uniud.it 3 Dip. Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Univ. Padova, IT, marianna.bandiera@unipd.it, giuliano.mosca@unipd.it 4 Dep. of Ecology, Lincoln University, NZ, Nicholas.Dickinson@Lincoln.ac.nz 2

Introduzione Nella sua accessione più frequente con il termine di fitorimediazione si fa riferimento all’asportazione della biomassa di piante superiori che hanno assorbito e traslocato metalli pesanti (MP) o nutrienti alla porzione aerea (fitoestrazione). Molti degli studi di settore sono iniziati dopo la scoperta di svariate piante iperaccumulatrici, ma la ridotta biomassa epigea di queste specie e il numero limitato di metalli che possono assorbire ha suggerito di estendere l’indagine anche alle piante agrarie coltivate (Vamerali et al., 2010). A partire dal 1998, un gruppo di ricerca multidisciplinare appartenente alle Università di Udine, Padova, Milano, Pisa, Firenze e Parma, ha svolto più di 10 anni di ricerche nel settore del fitorimedio, studiando le potenzialità delle piante da biomassa. In questo lavoro, viene presentata una sintesi delle attività svolte dai ricercatori agronomi, che hanno individuato positività e criticità del processo fitoestrattivo, suggerendo alcuni interventi agronomici migliorativi. Metodologia La sperimentazione agronomica è stata svolta dalle Università di Udine e Padova, sia a livello di cella climatica, che di vaso, fino a giungere alla complessa ma più realistica sperimentazione in situ. Inizialmente sono stati svolti test di germinazione in specie Brassicaceae (Brassica juncea L. Czern, B. carinata A. Braun, B. rapa L., Sinapis alba L., Raphanus raphanistrum L., Raphanus sativus L. var. oleiformis) in presenza di livelli crescenti di concentrazione in soluzione di Cd e Cr. In cella climatica (idroponica) è stata valutata anche la crescita vegetale nei primi stadi di sviluppo e determinato l’accumulo di MP attraverso tecnologia ICP-OES. La sperimentazione in vaso e in situ è stata svolta utilizzando due matrici fortemente inquinate da diversi metalli pesanti. È stato considerato dapprima il terreno di una ex-marcita lombarda (Carpiano, Milano). Successivamente lo studio ha riguardato le ceneri di pirite individuate presso il sito di interesse nazionale ‘Laguna di Grado e Marano e corsi d’acqua limitrofi’ a Torviscosa (Udine), che sono state scaricate negli anni ’60-70 dopo i processi di arrostimento dei minerali piritici per l’estrazione dello zolfo. La particolare stratigrafia del suolo – uno strato di 0,8 m di ceneri coperto 0,15 m di terreno di riporto non inquinato – ha consentito di confrontare l’efficacia di due modalità di lavorazione del terreno, aratura e ripuntatura in colture erbacee di pieno campo (colza, rafano, erba medica, girasole, orzo) e in pinte legnose (pioppo bianco, pioppo nero e tremulo, e salice bianco). In situ, sono stati raffrontati anche gli effetti di concimazioni organiche e minerali in girasole e sorgo, mentre in vaso, su rafano, è stata sperimentata l’applicazione di ormoni vegetali (IBA, acido idol-butirrico), acidi umici e di un nuovo chelante a rapida biodegradabilità (EDDS, acido etilen-diammino-disuccinico). Risultati Le specie Brassicaceae saggiate, indipendentemente dal genotipo, non hanno subito riduzione del potenziale germinativo in presenza di Cd e Cr, neppure ai più alti livelli di concentrazione in soluzione (100 e 50 mg L-1, rispettivamente per Cd e Cr), ma è stata ben evidente la contrazione della velocità di

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germinazione e di accrescimento. B. juncea ha confermato le sue caratteristiche di accumulatrice di Cd, e il rafano ha dimostrato una maggiore capacità di accrescimento. Mentre in soluzione è stato evidenziato un incremento di concentrazione di Cd e Cr nei tessuti proporzionale alla frazione di metallo in soluzione, nel sito di Carpiano, con una presenza totale di 89 mg Cd kg-1 s.s. di suolo, i.e., 45 volte oltre il limite di legge (D.L. 152/2006), per la maggior parte delle specie non sono stati superati i 5 mg kg-1, eccezion fatta per barbabietola e trifoglio bianco che hanno superato 15 mg kg-1 s.s.. Per gli altri metalli, interessanti concentrazioni per quasi tutte le specie saggiate sono stati raggiunti da Cu (massimo 15 mg kg-1) e Zn (~250 mg kg-1) in girasole. Nonostante le particolari condizioni di fertilità del sito di Carpiano (0,37% di N, 6,9% S.O.) è stata osservata una marcata fitotossicità a livello epigeo e radicale in quasi tutte le specie, ad accezione del rafano che ha raggiunto biomasse addirittura maggiori rispetto ad un terreno medio-limoso dell’Università di Padova (Legnaro) usato come controllo non inquinato. Le asportazioni complessive di diversi metalli pesanti (somma), in gran parte costituite da Zn, Mn e Cu, hanno raggiunto valori massimi di ~8 kg in colza (valore su base ettaro) a Carpiano, e solamente 0,33 kg in rafano nelle ceneri di pirite a Torviscosa a causa della marcata fitotossicità (Vamerali et al., 2011a). Per le essenze legnose, concentrazioni di metalli più elevate sono state riscontrate nelle foglie rispetto al legno di neoformazione, con valori frequentemente superiori a quelli delle colture erbacee (in media 1,4 ), ma talora notevolmente inferiori (Zn e Mn) (Vamerali et al., 2009). Possibili interventi migliorativi del processo fitoestrattivo possono derivare dalla maggiore crescita vegetale in seguito a: i) sovrapposizione alla matrice contaminata di un sottile orizzonte di terreno non inquinato (almeno 5-7 cm); ii) mantenimento della stratigrafia del suolo attraverso l’adozione della ripuntatura in sostituzione dell’aratura. Nelle ceneri di pirite, l’effetto della concimazione sulla produttività epigea è stato ampiamente positivo, ma la tipologia di fertilizzazione (organica vs. minerale) sembra un fattore specie-specifico (Marchiol et al., 2007), mentre per tutte le specie seminate a bassa densità con seminatrice di precisione, risulterebbe utile l’incremento della densità oltre i limiti considerati agronomicamente ottimali. Sono altresì positivi per la fitoestrazione gli apporti al suolo di piccole quantità di acidi umici (0,1%) che favoriscono lo sviluppo epigeo e radicale (Bandiera et al., 2009), effetto che non è stato invece riscontrato dopo applicazione di IBA al suolo e alla pianta, verosimilmente per la difficoltà di individuare i dosaggi più appropriati e a causa delle proprietà chelanti di questo fitoregolatore (Vamerali et al., 2011b). L’elevata affinità dell’EDDS per il Cu può invece favorirne l’assorbimento e la traslocazione, facendo attenzione che solo le applicazioni in prossimità della raccolta sono scevre da intensa lisciviazione di MP (Bandiera et al., 2010). Conclusioni La fitoestrazione di MP raramente è una tecnica di bonifica efficiente; i tempi richiesti per rimuovere anche la sola frazione biodisponibile nel suolo (BCS, Bioavailable Contaminant Stripping) superano le decine o centinaia di anni in funzione del livello di inquinamento. Zinco e Cu (e Mn) sono gli unici metalli che le piante da biomassa possono asportare in quantità rilevanti. Nella famiglia Brassicaceae si possono individuare specie da biomassa particolarmente adattabili ai siti inquinati da MP (es. rafano), e nella scelta delle specie più appropriate l’accrescimento dell’apparato radicale può rappresentare un criterio determinante. Molti degli strumenti sperimentati per migliorare la fitoestrazione (auxine, acidi umici, EDDS) migliorano l’assorbimento dei metalli a scapito di una dannosa contrazione di biomassa. Il futuro della phytoremediation deve oggi considerare anche la possibilità di fitostabilizzare i metalli nelle radici delle piante (fittoni, radici delle specie legnose) e ridurre la mobilità dei MP nel suolo tramite applicazione di ammendanti inorganici. Bibliografia Marchiol et al., 2007. Plant Physiol. Biochem., 45: 379-387. Bandiera et al., 2009. Desalination, 247: 79-92. Bandiera et al., 2010. Plant Biosystems, 144 (2): 490-498. Vamerali et al., 2009. Environmental Pollution, 157 (3): 884-891. Vamerali et al., 2010. Environmental Chemistry Letters, 8: 1-17. Vamerali et al., 2011a. Chemosphere, 83(9): 1241-1248. Vamerali et al., 2011b. Chemosphere, 84(2): 213-219.

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Oral presentation

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L’Approccio Tipologico per la Pianificazione Pastorale in Ambiente Montano Giovanni Argenti1, Giampiero Lombardi2, Veronica Sarateanu 3 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente agroforestale , Univ. Firenze, IT, giovanni.argenti@unifi.it 2 Dip di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del Territorio, Univ. Torino, IT, giampiero.lombardi@unifi.it 3 Grasslands and Forage Crops Department, Banat's University, Timisoara, RO, vera_s_vera@yahoo.com

Introduzione L’approccio tipologico per la caratterizzazione delle risorse pastorali e la pianificazione del loro utilizzo a livello territoriale, diffuso soprattutto in ambito alpino, prevede come elemento di base la conoscenza della vegetazione al fine di individuare il tipo pastorale. Esso è definibile come un insieme di facies simili caratterizzato da 1-(2) specie dominanti (dette specie indicatrici) a elevata frequenza, ovvero presenti almeno nel 95% dei rilievi (Cavallero et al., 2007). Le facies sono a loro volta definibili come unità vegetazionali omogenee sotto il profilo vegetazionale, ecologico e gestionale, differenti tra loro per alcune specie abbondanti, che possono rappresentare entità in equilibrio dinamico tra di loro (Argenti et al., 2009). Tale approccio consente di individuare i tratti distintivi tra diversi tipi di pascolo sulla base delle specie prevalenti e delle caratteristiche stazionali. Inoltre una tipologia pastorale riporta una serie di schede di riferimento per ogni tipo individuato, con le principali caratteristiche pastorali (vegetazione, produttività, capacità di carico, ecc.). Questo lavoro riporta, per alcuni casi di studio in diversi comprensori montani, i principali risultati dell’approccio tipologico nella pianificazione pastorale. Figura 1. Scheda per il tipo pastorale nardeti per il Comelico

Caratteristiche pastorali Appetibilità Bassa Carico 2-4 UBA ha-1 per 30 giorni mantenibile I nardeti presentano una buona percentuale di specie scarsamente appetite dal bestiame tra cui il nardo stesso, l'attitudine foraggera del tipo pastorale è comunque suscettibile di miglioramento, in alcuni casi si può anche verificare la presenza di un buon ricaccio Pratiche pascolabile a fine stagione. La dislocazione dei nardeti rende in genere difficili gli pastorali interventi di miglioramento, sarebbe comunque opportuno dove possibile effettuare lo spargimento dei liquami stallini per migliorare le condizioni di fertilità generale e anticipare l'utilizzazione pastorale alla prima metà di luglio Periodo di Luglio e, in presenza di ricaccio, a fine agosto pascolamento Produttività 2,5 t sostanza secca ha-1 anno-1

Metodologia I comprensori analizzati sono stati due nella montagna italiana (in Piemonte e Veneto) e uno in quella rumena. Il rilievo della vegetazione è stato effettuato tramite analisi fitopastorale (Daget e Poissonet, 1969) che ha consentito l’individuazione, per ogni area, dei tipi pastorali presenti. Inoltre è stato eseguito il calcolo del valore pastorale medio e, sulla base di questo, del carico animale mantenibile. In alcuni comprensori la vegetazione è stata anche caratterizzata dal punto di vista ecologico utilizzando gli indici di Landolt (1977). I fattori contemplati da ecologici Landolt sono otto e per ognuno di essi ogni specie è descritta da un numero variabile tra 1 e

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5 indicante la maggiore o minore necessità riguardo ad un determinato fattore ecologico. In questo modo è possibile descrivere lo spazio ecologico occupato da ogni formazione tramite i principali parametri stazionali in grado di influenzare la vegetazione erbacea (Lonati, 2005). Risultati e conclusioni I risultati ottenuti con l’approccio tipologico hanno permesso di caratterizzare la vegetazione pastorale presente in ogni comprensorio. L’utilizzazione della cluster analysis ha consentito l’individuazione dei diversi tipi di vegetazione esistenti e la loro caratterizzazione botanica e gestionale sulla base dei parametri rilevati. Tutte le informazioni sono riassunte in una scheda descrittiva: a titolo di esempio è riportata quella per le formazioni a Nardus stricta del comprensorio del Comelico (Veneto) dove sono presentate le più importanti caratteristiche utili per la descrizione e il riconoscimento della formazione e anche i parametri gestionali utili per una corretta utilizzazione delle risorse (Fig. 1).

Relativamente alla caratterizzazione ecologica dei tipi, in Fig. 2 viene riportata la rappresentazione degli indici di Landolt per due diversi tipi nelle Alpi Cozie (Piemonte). La formazione A (Trifolium alpinum e Carex sempervirens) è di tipo oligotrofico e presenta valori degli indici ridotti per quanto riguarda la fertilità del terreno (N), l’aerometria del suolo (D), e l’umidità del substrato (U) rispetto alla formazione B (festuceto meso-eutrofico a Festuca gr. rubra e Agrostis tenuis) nella quale i valori sono nettamente più elevati a indicazione di formazioni maggiormente esigenti. Il basso valore di T nel tipo A è da ricondurre alla scarsa termicità di tale formazione collocata ad alta quota, mentre il tipo B si trova ad altitudini meno elevate. Conclusioni L’approccio seguito ha consentito una sintetica caratterizzazione delle risorse pastorali nei comprensori studiati, sia dal punto di vista vegetazionale che delle possibilità di utilizzazione. La disponibilità di uno strumento di questo genere si rivela assai utile nella pianificazione delle aree marginali montane, in quanto aumenta la conoscenza delle risorse naturali e la possibilità della loro gestione conservativa. Bibliografia Argenti G. et al. 2009. I pascoli del Comelico. Guida alla conoscenza delle risorse pastorali. Grafica Znoymo, Pontassieve (FI), pp 97. Cavallero A. et al. 2007. I tipi pastorali delle Alpi piemontesi. A. Perdisa Editore, Bologna, 467 pp. Daget P. e Poissonet J. 1969. Analyse phytologique des prairies – Applications agronomiques. CNRS, doc. N. 48, 67 pp. Landolt E. 1977. Ökologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora Veröffentlichungen des Geobotan Institut der Eidig Techn Hochschule, Stiftung Rübel, Zürich, 208 pp. Lonati M. 2005. Analisi di gradienti ecologici in formazioni pascolive mediante gli indici di Landolt: un esempio in Valle Maira. L’Italia Forestale e Montana 5:629-640.

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Analisi delle Dinamiche Ambientali per Ottimizzare le Strategie di Destocking in Kenya Andrea Porro1, Giancarlo Graci1, Stefano Bocchi1 1 GeoLab, Dip. di Produzione Vegetale, Univ. degli Studi di Milano, IT andrea.porro@unimi.it, giancarlo.graci@unimi.it e stefano.bocchi@unimi.it

Introduzione Il termine destocking, che indica genericamente un alleggerimento delle scorte, è in ambito zootecnico quell’intervento effettuato da parte degli allevatori costretti, per far fronte a crisi di varia natura, a vendere gli animali a prezzi bassi (Oxby, 1989). Secondo Aklilu e Wekesa (2001), il termine si può anche riferire ad acquisti di animali da parte di un’agenzia esterna impegnata nella distribuzione di carne nell’ambito di programmi di soccorso alimentare. Il sistema pascolivo tradizionale delle aree più povere del mondo deve oggi affrontare una duplice sfida: quella del cambiamento climatico e quella dei mercati. Un nuovo approccio scientifico riconducibile a quella che è stata definita “nuova ecologia per i pascoli” (Campbell et al., 2000), affronta questa complessa problematica a partire dall’analisi degli ecosistemi a pascolo, la cui vulnerabilità è elevata e la produttività foraggera estremamente variabile nel tempo e nello spazio. È possibile salvaguardare la risorsa pascolo e il reddito degli allevatori ottimizzando le strategie di destocking in considerazione di due principali esigenze decisionali: la prima più legata a questioni territoriali (dove vendere), la seconda più legata alla variabilità nel tempo (quando vendere). La migliore scelta richiede un dinamico sistema di monitoraggio in grado di indicare tempestivamente (sistema di early-warning) la condizione di crisi probabile sulla base dell’andamento della produzione foraggera. NDVI e GIS sono oggi gli strumenti più appropriati per il monitoraggio su scala regionale della dinamiche (crescita e sviluppo) di vegetazione (pascoli, praterie, foreste, colture) utili per individuare condizioni di deficit e di stress dell’agroecosistema (Illius e O’Connor, 1999). Il presente studio si propone di (i) definire il rapporto tra dinamiche ambientali (condizione pascoli e comportamento) e prezzi e volume di bestiame scambiato per alcuni mercati del Kenya e (ii) di valutare l’applicabilità dei sistemi GIS come DSS (Decision Support System). Metodologia Un GIS è stato sviluppato utilizzando i dati forniti dal servizio GIS dell’ILRI (International Livestock Research Institute), da GIS Data Depot e da Africover FAO. Le aree di gravitazione dei mercati del bestiame (Moyale, Wajir e Nairobi) sono state calcolate sviluppando un modello di gravità, in base all’equazione di Huff (Huff, 1964) proposta da diversi Autori (Evenett e Keller, 2002), utilizzando le serie di dati presenti come layer GIS (Faina e Lopez-Rodriguez, 2006). I dati relativi ai mercati sono ottenuti dalla LINKS (Livestock Information Network Knowledge System), attraverso la revisione di dati grezzi. È stato scelto il bestiame bovino (razza Boran, presente in tutto il Kenya) come indicatore. L’analisi è stata effettuata dal gennaio 2005 al maggio 2006, standardizzando i dati di mercato alla risoluzione temporale di dieci giorni, in accordo con la scala dei dati NDVI. Per questa analisi sono stati raccolti i dati per i soli mercati di Nairobi, Wajir e Moyale. Questa decisione è dovuta sia alla disponibilità dei dati e la posizione geografica dei mercati. I dati NDVI sono ottenuti da ADDS (Africa Data Dissemination Service). I valori di NDVI sono stati rilevati dal NOAA AVHRR (risoluzione originale di 1,1 km2) e il set di dati è stato ricampionato come una serie a valore di NDVI massimo con risoluzione spaziale 8 km2 e temporale 10 giorni. L’analisi statistica dei dati raccolti è stata svolta mediante l’applicazione di tecniche di regressione multipla per individuare tra il Figura 1. Output del modello volume degli animali scambiati e l’NDVI il migliore proxy del prezzo. gravitazionale dei mercati.

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Risultati Utilizzando il modello GIS (Figura 1) è stata elaborata per ciascun mercato l’area di gravitazione definita da un valore di probabilità superiore al 50%, che indica il possibile confine di scelta di un venditore di recarsi a quel mercato, sulla base di volume scambiato, distanza e prezzo. L’NDVI mostra un massimo da maggio a giugno in Wajir e Moyale, e da aprile a maggio a Nairobi, e minimo da gennaio a febbraio e da luglio ad agosto per ciascuna area (Figura 2).

Figura 2. Andamento NDVI, prezzi e volume animali nell’ordine per Wajir, Moyale e Nairobi. L’analisi di regressione lineare multipla effettuata sui singoli mercati mostra un accordo con l’ipotesi che l’influenza maggiore sulla variazione del prezzo di scambio di capi di bestiame è dovuto alla fluttuazione nella vegetazione rappresentata dall’NDVI. L’analisi dei RSS (somma dei quadrati dei residui) è utilizzata anche per testare la bontà del modello di regressione lineare multipla attraverso il coefficiente di regressione. L’evidenza dei risultati (Tabella 1) un R2 = 0.43 per il mercato di Moyale, 0.85 per il mercato di Nairobi e di 0.82 per Wajir.

Tabella 1. coefficiente della regressione (Y= prezzo) e Significatività con < 0.05 per Volume animali scambiati e NDVI. Volume NDVI Sig. Volume Sig. NDVI R2

Nairobi 0.231 0.298 0.099 0.035 0.43

Moyale 0.106 0.385 0.442 0.007 0.85

Wajir 0.226 0.318 0.181 0.062 0.82

Conclusioni Per le zone dell’Africa dove la pastorizia è una delle tradizionali attività economiche, oggi sottoposte a nuove condizioni ambientali ed economiche, diventa sempre più importante sviluppare nuove politiche sito-specifiche basate su un’aggiornata e organizzata conoscenza, integrando informazioni sulla posizione-condizioni dei pascoli, sull’ambiente, sull’evoluzione del mercato, in modo da consentire indicazioni di early-warning, soprattutto in condizioni di crisi (siccità). Bibliografia Aklilu Y., Wekesa M., 2001. Livestock and livelihoods in emergencies: lessons learnt from the 1999-2001 emergency response in the pastoral sector in Kenya. OAU-IBAR, Nairobi. Campbell B.M., Doré D., Luckert M., Mukamuri B., Gambiza J., 2000. Economic comparisons of livestock production in communal grazing lands in Zimbabwe. Ecological Economics, 33, 413-438. Evenett S.J., Keller W., 2002. On theories explaining the success of gravity equation. Journal of Political Economy, 110, 281-316. Faina J.A., Lòpez-Rodrìguez J.L., 2006. Market access and human capital accumulation: the European Union case. Applied Economics Letters. 13, 563-567. Huff D.L., 1964. Defining and estimating a trading area. Journal of Marketing. 28, 34-38. Illius A.W., O’Connor T.G., 1999. On the relevance of nonequilibrium concepts to arid and semi-arid grazing systems. Ecological Applications. 9, 798-813. Oxby C., 1989. African livestock keepers in recurrent crisis: policy issues arising from the NGO response. ACORD, Drylands Programme, International Institute for Environment and Development. London.

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Utilizzo Del Modello Di Simulazione SALTMED Per Simulare La Risposta Produttiva Di Chenopodium Quinoa Willd. Allo Stress Idrico E Salino Cataldo Pulvento 1, Ragab Ragab 2,Maria Riccardi 1, Antonella Lavini 1, Ken Blyth 2, Riccardo d’Andria 1. 1

CNR-Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM), Ercolano (NA) aldo.pulvento@isafom-cnr.it 2 CEH-Center for Ecology and Hydrology, Wallingford OX10 8BB, UK.

Introduzione I cambiamenti climatici e gli stress abiotici multipli influenzano la produttività primaria degli agroecosistemi limitando la produzione agricola per fini alimentari. Le piante rispondono e si adattano agli stress mettendo in atto meccanismi di tipo fisiologico e morfologico. Una delle possibilità che l’agricoltura mediterranea ha per adattarsi a tali cambiamenti è quella di valutare nelle aree interessate da tali problematiche l’adattabilità di nuove colture, come Chenopodium quinoa Willd., uno speudocereale di origine andina che rispetto alle tradizionali presenta maggiore resistenza ai fattori abiotici avversi; in particolare la quinoa tollera bene lo stress idrico e salino ed è interessante dal punto di vista alimentare per l’assenza di glutine e l’elevato valore nutrizionale delle proteine contenute nei suoi semi. Lo studio del’adattabilità delle colture in un determinato ambiente sottoposte a determinate pratiche colturali, comporta però la realizzazione di complesse e dispendiose prove sperimentali di campo che rappresentino ed evidenzino i principali processi che avvengono all’interno delle componenti acqua, pianta e suolo del agroecosistema considerato. Per questo negli ultimi anni la ricerca cerca di dare una rappresentazione globale dei meccanismi naturali che governano gli ecosistemi agrari attraverso lo sviluppo modelli di simulazione che possano rappresentare tali ecosistemi mediante approccio integrato. Un modello di crescita di una coltura è un insieme di relazioni matematiche che descrivono il funzionamento del sistema acqua-suolo-pianta- atmosfera in un dato ambiente (Geerts et al 2008). In questo lavoro sono stati utilizzati i dati sperimentali monitorati durante una prova di campo effettuata su quinoa, per calibrare e validare un modello di simulazione che possa successivamente essere usato come utile strumento previsionale di gestione agronomica della coltura considerata in differenti condizioni colturali. Metodologia Nel biennio 2009-2010 è stata condotta una prova sperimentale in pieno campo presso la stazione sperimentale del CNR - Istituto per I Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFoM) sita in Vitulazio (CE) nella parte bassa del bacino idrografico del fiume Volturno (14°50' E e 40°07' N; 25 m.s.l.m., per valutare l’adattabilità della quinoa alle condizioni pedoclimatiche dell’Italia centromeridionale e la sua tolleranza all’effetto combinato dello stress idrico e salino. Durante il biennio sono stai messi a confronto in un disegno sperimentale a blocchi randomizzati, tre livelli irrigui a piena (100%) e parziale (50%, 25%) restituzione dell’acqua necessaria a riportare lo strato di suolo esplorato dalle radici a Capacità Idrica di Campo(C.I.C); per ogni livello irriguo adottato sono stati differenziati un trattamento non salino (Q100, Q50, Q25) e un trattamento a concentrazione nota di Sali (Q100S, Q50S, Q25S). I parametri relativi al sistema acqua-pianta-suolo, monitorati durante il ciclo produttivo della quinoa sono stati utilizzati per calibrare e validare un modello di simulazione integrato in grado di rappresentare l’agroecosistema considerato nel suo insieme; per gli obiettivi preposti, è stato scelto SALTMED (Ragab, 2002 , Ragab et al. 2005a & b), un modello di simulazione dinamico integrato, fisicamente basato in grado di simulare, con “passo” giornaliero, i processi idrologici che avvengono all’interno del suolo e la crescita delle colture durante le varie fasi fenologiche. Per la calibrazione di SALTMED sono stati utilizzati i dati del 2009 relativi alla tesi con piena restituzione idrica con acqua non salina (Q100); la calibrazione è stata effettuata in base ai dati produttivi e all’umidità del suolo

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durante il ciclo colturale. I principali dati utilizzati come input del modello sono stati: dati meteorologici dell’ambiente considerato necessari per la risoluzione dell’equazione di PenmanMontheit modificata FAO (quaderno FAO 56) ; volumi irrigui, salinità dell’acqua irrigua, ed eventuali fertilizzanti apportati con le irrigazioni; parametri colturali relativi all’altezza massima della pianta, profondità massima radicale, data di semina o trapianto, lunghezza di ciascuna fase di accrescimento della pianta; caratteristiche fisico-chimiche e proprietà idrauliche di ogni orizzonte del profilo di suolo considerato; tipo e quantitativi di fertilizzanti apportati alla coltura, e parametri di decomposizione, temperatura del suolo, profondità di aratura, attingimento di N; parametri di accrescimento colturale relativi a effetti della temperatura, della radiazione intercettata, respirazione, contenuto di azoto delle foglie, e attingimento radicale. Per la calibrazione inoltre sono stati stimati, partendo da dati da letteratura i coefficienti colturali (Kc) e il valore di potenziale matriciale del suolo ( 50)al quale l’attingimento idrico radicale viene ridotto del 50%. Risultati Il modello, calibrato manualmente secondo procedura “trial and error” ha simulato per il trattamento Q100 una produzione di 3 t ha-1, valore uguale a quello osservato in campo. Per quanto riguarda l’umidità del suolo, i valori simulati dal modello hanno mostrato un’ottima correlazione con quelli osservati in pieno campo mediate metodo termo termo-gravimetrico come testimoniato dal valore dell’indice di determinazione (R2) pari a 0,90 e 0,85 rispettivamente per gli strati di suolo 0-0.12m e 0,12-0,36m. Una volta calibrato il modello è stato validato per la produzione, confrontando i dati simulati con quelli misurati nei due anni di prova in pieno campo per i diversi trattamenti irrigui imposti. La correlazione tra i dati simulati e quelli misurati ha mostrato un valore di R2 pari a 0,9603 distribuendosi attorno ad una retta con pendenza pari a 0,9451; inoltre la differenza tra i dati simulati e quelli osservati ha determinato un valore dell’indice RMSE (scarto quadratico medio) pari a 0,2 e un valore ci CRM (indice di massa residua) di -0,025. Conclusioni La valutazione di SALTMED, indica una buona ha simulato in maniera adeguata la risposta della quinoa sottoposta a stress idrico e salino. Gli indici statistici utilizzati per la valutazione indicano una buona capacità previsionale delle produzioni da parte del modello. Bibliografia Geerts S., 2008. Deficit irrigation strategies via crop water productivity modeling: Field research of quinoa in the Bolivian Altiplano. Dissertationes de Agricultura K.U. –Leuven. Ragab, R., et al. 2005a. A holistic generic integrated approach for irrigation, crop and field management: 1. The SALTMED model and its application using field data from Egypt and Syria. International Journal of Agricultural Water Management, 78 (1-2) 67-88. Ragab, R., et al. 2005b. A holistic generic integrated approach for irrigation, crop and field management: 2. The SALTMED model validation using field data of five growing seasons from Egypt and Syria. International Journal of Agricultural Water Management, 78 (1-2) 89-107. Ragab R. e Prudhomme C., 2002. Climate change and water resources management in arid and semi arid regions: prospective and challenges for the 21st century. J. of Biosystems Engineering 81, 3-34.

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Poster

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Reperimento e Caratterizzazione Morfologica di Ecotipi Salentini di Pisum sativum L. Rita Accogli1, Riccardo Panna1, Francesco Raimo2, Silvano Marchiori1, Luigi De Bellis1 1

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche e Ambientali (Di.S.Te.B.A.) – Università del Salento, via Prov.le per Monteroni, 73100, Lecce e-mail: rita.accogli@unisalento.it 2 CRA-Unità di ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, via P. Vitiello n° 108, 84018, Scafati, Salerno

Introduzione Da anni ormai la perdita di biodiversità intraspecifica pone a rischio la grande ricchezza varietale derivata dalle millenarie attività di domesticazione e di miglioramento genetico in situ. La maggior parte delle varietà locali non hanno qualità particolari e sono coltivate solo da anziani agricoltori che amano ancora gustare i sapori di un tempo ormai passato. Con l’abbandono delle campagne, tali varietà si estinguono rapidamente. Si ritiene che l’erosione genetica abbia interessato più del 75% delle varietà locali (Hammer et al. 1992), perciò numerose istituzioni che si sono attivate per il recupero di materiale genetico e per implementare programmi di caratterizzazione e di nuova diffusione. Nel Salento, la coltivazione delle specie orticole ha originato ecotipi e varietà locali gelosamente custodite dai coltivatori, perché meglio adattate alle condizioni pedoclimatiche microambientali. Le leguminose da granella sono tra le specie meritevoli di recupero e utilizzazione, per il loro potere nutritivo e salutistico nell'alimentazione umana e del bestiame ma anche per il loro impiego (a basso input economico) nella riconversione delle aree marginali (Raimo et al. 2009). Per quanto riguarda, in particolare, il pisello (Pisum sativum L.) la superficie agricola nazionale ha mantenuto un valore costante, viceversa nell’ultimo decennio, in provincia di Lecce, la superficie è in forte calo e la produzione media per ettaro è sempre inferiore alla media nazionale (Raimo et al., 2010). Obiettivo di questo lavoro è una prima valutazione delle caratteristiche morfometriche delle sementi fornite dagli agricoltori, al fine di definire i caratteri botanici che indirizzano all’identificazione delle stesse varietà. Metodologia In fase preliminare, è stata effettuata un’indagine per individuare agricoltori “custodi”, depositari non solo delle sementi, ma anche di esperienze pluriennali nelle tecniche di coltivazione. Nell’ambito delle varietà locali di pisello, l’interesse è stato focalizzato su due varietà di antica denominazione e coltivazione come “pisello nano di Zollino” e “pisello riccio di Sannicola”; sono state reperite ed esaminate anche altre varietà locali che non hanno mai avuto una denominazione ma comunque, di antica presenza e provenienti da comprensori tra loro poco distanti. Data l’elevata diversità fenotipica fra le accessioni, si è proceduto ad individuare i requisiti di identità e omogeneità varietale per poi valutarne la produttività. Il materiale genetico è stato messo in coltura per la produzione di granella e per ottenere popolazioni sulle quali monitorare: caratteri morfometrici dei principali organi delle piante (fusto, foglie, fiori, baccelli, semi), andamento delle principali fasi fenologiche, rese produttive. A questo scopo, nell’Orto Botanico del Di.S.Te.B.A., sono state impiantate parcelle sperimentali aventi una superficie di 10 m2. La semina è stata effettuata nella I decade di dicembre 2010. Per rilevare le onde fenologiche degli stadi vegetativi e riproduttivi di ciascuna varietà, sono state utilizzate le chiavi di identificazione BBCH (Weber et Bleiholder, 1990) (Feller et al., 1995) Risultati Per ciascuna delle due varietà il numero di accessioni è stato elevato, a testimonianza dell’interesse dei coltivatori del comprensorio di Zollino e del comprensorio di Sannicola a mantenerne il loro germoplasma. In Tab. 1, viene riportato l’elenco delle accessioni collezionate, con relativo peso di 1000 semi e calibro della granella. L’analisi morfologica dei semi ha evidenziato un’elevata diversità intra-varietale, dovuta probabilmente a scarsa accuratezza nella selezione delle sementi o a facile ibridazione con varietà di recente introduzione. Forma, colore e dimensioni dei semi sono stati rilevati nei campioni di partenza, al fine di poterli riscontrare anche nelle generazioni successive.

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nessuna denominazione

Denominazione "pisello riccio di Sannicola"

Denominazione "pisello nano di Zollino"

Tab. 1 –Accessioni di pisello, peso di 1000 semi e dimensioni medie della granella. Peso 1000 semi Calibro granella (%) Anno (g) ± Dev. Campione Comune Custode <5 5–7 produzione Stand. >7 mm mm mm 16 81 3 1 Zollino Calò P. 2010 150 ± 9 2 60 38 2 Martano Dell'Annunziata 2007 180 ± 5 18 81 1 3 Zollino Chiriatti L. 2010 154 ± 3 5 93 2 4 Zollino Calò 2010 144 ± 16 10 86 4 5 Zollino Pellegrino 2010 182 ± 7 1 47 52 6 Zollino Marti 2010 215 ± 5 23 75 2 7 Zollino Gaetani V. 2009 129 ± 6 1 47 52 8 Soleto Ancora 2010 241 ± 5 18 79 3 9 Soleto Stanca C. 2009 143 ± 14 10 11 12 13 14

Tuglie Tuglie Sannicola Alezio Tuglie

Parabita

16 17 18 19 20 21 22

Sannicola Tuglie Tuglie Tuglie Tuglie Tuglie Sannicola

Otranto

Andrano

Vitigliano

Surbo

Cavallino

0 0 1 0 0 0

52 0 64 69 65 51

48 100 35 31 35 49

263 ± 9 294 ± 4 214 ± 6 136 ± 6 172 ± 6 145 ± 4 187 ± 7

0 0 0 11 4 11 1

77 70 100 68 70 74 50

23 30 0 21 26 15 49

2009

148 ± 5

2010

223 ± 10

15 0

83 79

2 21

2010

146 ± 20

2010

267 ± 8

38 4

62 73

0 23

2010

195 ± 8

Bernardi Bernardi Cataldi Pisanello M. Mottura A. Az. Ag. Camerelle Bernardi G. Stefanelli G. Quintana S. Palumbo L. Cataldi L. Stefanelli G. Lombardi D.

2007 2007 2010 2009 2010

206 ± 5 279 ± 10 188 ± 9 170 ± 9 208 ± 10

2010

197 ± 9

2009 1982 2010 2010 2010 2010 2010

D'Alba R. Coop N. Contadina Cogli L. Rosario Gatto R. Toraldo D.

Conclusioni L’analisi dei caratteri morfometrici porterà all’organizzazione di descrittori in grado di identificare le varietà in esame inoltre, lo studio della biodiversità con i marcatori molecolari consentirà di procedere alla certificazione del materiale, per una eventuale tracciabilità e per la tutela del germoplasma locale.

Bibliografia Hammer et al.,1992 – Seed from the past. A catalogue of crop germplasm in north-central Italy. I.G.V.- CNR Bari Raimo F., et al., 2009 – Risultati produttivi ottenuti in un triennio di sperimentazione su ecotipi di cece reperiti nel Salento. IV Convegno Nazionale “Piante Mediterranee. Le potenzialità del territorio e dell’Ambiente” Marina di Nova Siri (MT), 7-10 ottobre 2009 Raimo F. et al., 2010 – Dati fenologici e produttivi di genotipi di pisello rilevati nel Salento. Atti VIII Congr. “La Biodiversità – Risorsa per Sistemi Multifunzionali”, Lecce, 21-23 aprile 2008. pp: 373-375 Weber E., Bleiholder H. 1990 - Erläuterungen zu den BBCH-Dezimal-Codes für die Entwicklungsstadien von Mais, Raps, Faba-Bohne, Sonnenblume und Erbse – mit Abbildungen. Gesunde Pflanzen 42,308-321. Feller C. et al., 1995 (a): Phänologische Entwicklungsstadien von Gemüsepflanzen. II. Fruchtgemüse und Hülsenfrüchte. Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 47 (8), 193-206.

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Dinamica spazio-temporale dei nitrati nella soluzione circolante di suoli coltivati a seminativo evolutisi da sedimenti fluvio-marini Giorgia Brecciaroli1, Stefania Cocco1, Alberto Agnelli2, Marco Toderi1, Roberto Orsini1, Martina Perugini1, Pier Paolo Roggero3, Giuseppe Corti1 1

Dipartimento di Scienze Ambientali e Produzioni Vegetali, Università Politecnica delle Marche, Ancona 2 Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali, Università degli studi di Perugia 3 Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria, Università degli studi di Sassari

Introduzione La conoscenza delle caratteristiche e della dinamica della soluzione tellurica permette di monitorare il movimento dei nutrienti nel suolo e di valutare le relazioni tra sistema colturale, produttività agraria e qualità delle acque superficiali e profonde, tutti fattori che cambiano in base al tipo di suolo. In ambito agrario, la pedodiversità dipende dalle proprietà fisico-chimiche ereditate dal substrato pedogenetico, dalle interazioni con gli agenti atmosferici e dalle pratiche agricole. Nei suoli agrari originatisi su terrazzi alluvionali del Pleistocene, la pedodiversità spaziale può essere rilevante, influenzando qualità e captazione delle soluzioni telluriche. Dal momento che i fattori che controllano i flussi di percolazione delle soluzioni nel suolo sono numerosi e interconnessi tra loro, la valutazione di quanto dei nutrienti e/o inquinanti nelle acque superficiali e di falda sia attribuibile piuttosto che ad altre attività antropiche pedologiche e agronomiche. Purtroppo, però, g della sua composizione chimica in ambienti agrari sono ancora pochi (e.g. Starr & Timlin, 2004). In questa ricerca sono state esaminate le modificazioni quantitative e qualitative della soluzione tellurica in suoli evolutisi su sedimenti fluvio-marini coltivati a seminativo di (circa 10 ha) ma interessata da elevata pedodiversità. Metodologia La ricerca è stata condotta negli anni 2009 e 2010 in un'area rappresentativa della pianura marchigiana. A seguito di osservazioni geomorfologiche, trivellate manuali e apertura di mini-profili sono state individuate quattro aree relativamente omogenee dal punto di vista podologico, avvicendamenti frumento duro-pisello (profili 1 e 2) e pisello-mais-frumento (profili 3 e 4). In ogni area è stato scavato un profilo (profondità di circa 1,8 m) i cui orizzonti sono stati descritti e campionati. Per ogni orizzonte è stata determinata la densità apparente, la tessitura apparente (in esametafosfato) e la tessitura reale (dopo rimozione di cementi organici e ferrici). In ogni profilo è stata allestita una stazione di monitoraggio delle soluzioni telluriche costituita da lisimetri a disco installati a tre livelli a partire dalla profondità immediatamente sottostante quella delle lavorazioni meccaniche (40 cm). Le soluzioni telluriche e l cqua di pioggia (raccolta con apposito contenitore) sono state campionate dopo ogni evento piovoso utile alla captazione (quattro ore consecutive di pioggia). Sulle soluzioni è stata determinata la concentrazione di NO3 mediante cromatografo isocratico (Dionex®). Risultati Nei profili 1 e 2 sono stati individuati degli orizzonti di tipo dense-pan, la cui natura particolarmente dura e una tessitura fine limitava la permeabilità al di sotto di un metro di profondità, riducendo di molto la possibilità di contatto tra soluzioni telluriche e acqua di falda e, quindi, le perdite di NO3 per lisciviazione. Nel profilo 3, la captazione di soluzioni telluriche è stata sporadica e di scarsa entità probabilmente per una maggiore presenza di sabbia che ha indotto una relativamente minore capacità idrica di campo; in questo suolo, sarebbe stato quindi favorito il drenaggio e il passaggio in falda delle soluzioni telluriche. Nel profilo 4 il campionamento delle soluzioni è stato possibile in misura maggiore che nel profilo 3 per la presenza di uno strato limoso alla profondità di circa 1,5 m che ha

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rallentato il drenaggio. Il massimo di concentrazione di NO3 (Fig. 1) in autunno Ă¨ stato associato alla mineralizzazione della sostanza organica tipica di questo periodo, a cui ha fatto seguito il dilavamento dovuto al surplus idrico generato dallo squilibrio tra precipitazioni ed evapotraspirazione. Elevate concentrazioni di NO3 sono state osservate anche su mais o immediatamente dopo la concimazione azotata del frumento. Tuttavia, nei profili 1 e 3 le dinamiche di concentrazione di NO3 sembrano essere indipendenti dalle pratiche agricole, mentre nel profilo 4 la concentrazione di NO3 Ă¨ spiegabile con le pratiche agronomiche (lavorazioni, concimazioni, erpicature presemina). Profilo 2 Pisello

Frumento

NO3- (mg L-1)

22-apr-09 01-mag-09 02-giu-09 24-giu-09 13-ott-09 19-ott-09 25-ott-09 03-nov-09 08-nov-09 11-nov-09 12-dic-09 21-dic-09 27-dic-09 03-gen-10 07-gen-10 14-gen-10 28-gen-10 05-mar-10 11-mar-10

Profilo 4 Pisello Mais

Frumento

NO3- (mg L-1)

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 22-apr-09 01-mag-09 02-giu-09 24-giu-09 13-ott-09 19-ott-09 25-ott-09 03-nov-09 08-nov-09 11-nov-09 12-dic-09 21-dic-09 27-dic-09 03-gen-10 07-gen-10 14-gen-10 28-gen-10 05-mar-10 11-mar-10

NO3- (mg L-1)

Suolo nudo

Pisello

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Profilo 3 Pisello Mais

Suolo nudo

Fig. 1. Concentrazioni di NO3

Suolo nudo

Frumento

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

22-apr-09 01-mag-09 02-giu-09 24-giu-09 13-ott-09 19-ott-09 25-ott-09 03-nov-09 08-nov-09 11-nov-09 12-dic-09 21-dic-09 27-dic-09 03-gen-10 07-gen-10 14-gen-10 28-gen-10 05-mar-10 11-mar-10

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Suolo nudo

22-apr-09 01-mag-09 02-giu-09 24-giu-09 13-ott-09 19-ott-09 25-ott-09 03-nov-09 08-nov-09 11-nov-09 12-dic-09 21-dic-09 27-dic-09 03-gen-10 07-gen-10 14-gen-10 28-gen-10 05-mar-10 11-mar-10

NO3- (mg L-1)

Profilo 1 Frumento

+ pioggia,

TL a 70 cm,

TL a 95 cm

TL a 120 cm

Conclusioni I dati rilevati dimostrano che le variabili geomorfologiche e pedologiche possono essere utili ai fini individuazione delle fonti di inquinamento da nitrati anche in pianura. Infatti, la dinamica della concentrazione di NO3 nell falda al di sotto di suoli agricoli derivati da sedimenti fluviomarini non dipende solo dai NO3 associati alle pratiche colturali svolte sui suoli sovrastanti. Nello NO3 riscontrata nelle falde profonde potrebbe essere associata a lisciviazione dalle circostanti aree collinari e non a pratiche agricole di pianura perimetrate come zone a una penalizzazione per le vulnerabili da NO3. Ne consegue aziende agricole di pianura alla quale non fa riscontro un significativo miglioramento della qualitĂ Bibliografia Starr J.L. & Timlin D.J. 2004. Using high-resolution soil moisture data to assess soil water dynamics in the vadose zone. Vadose Zone J. 3:926-935.

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Effetti di Tecniche Ecosostenibili di Gestione del Terreno sulla Fertilità dei Suoli Olivetati nella Collina Interna Siciliana: Primi Risultati Valeria Cavallaro1, Andrea Scoto2, Isabella Di Silvestro1, Alessandra Pellegrino1, Antonio C. Barbera3 1

Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, Catania, IT, valeria.cavallaro@cnr.it 2 Responsabile Servizio Agricoltura e Sviluppo Rurale della Provincia Regionale di Enna, Enna, IT, agricoltura@provincia.enna.it 3 Dip. di Scienze delle produzioni agrarie e alimentari , Univ. di Catania, Catania, IT, ac.barbera@unict.it

Nelle aree interne siciliane una parte considerevole dell’attività agricola interessa prevalentemente comprensori collinari e montani caratterizzati da rilevanti fenomeni di erosione con conseguente riduzione della fertilità dei suoli. Tali problemi sono stati aggravati dall’abbandono delle tecniche di sistemazione tradizionali, da errate tecniche di lavorazione meccanica, dalla mancanza di un’adeguata copertura del suolo durante il periodo autunno-vernino. In queste aree pertanto, riveste un’importanza fondamentale l’individuazione di modelli colturali ecocompatibili a basso impatto idrologico ed energetico, in grado di assicurare il mantenimento della fertilità dei suoli. E’ormai ampiamente riconosciuto che la presenza di un’adeguata copertura vegetale può ridurre notevolmente i fenomeni di ruscellamento ed erosione dei suoli, aumentare l’infiltrazione incrementando la disponibilità di acqua per le colture, evitare la perdita degli strati superficiali più fertili di terreno. Le specie da impiegare tuttavia, dovrebbero permettere di coniugare le esigenze di mantenere una sufficiente copertura del suolo durante il periodo piovoso e di contenerla durante il periodo siccitoso. Sulla base di queste considerazioni, in un’area rappresentativa della collina interna siciliana, coltivata ad olivo, è stata condotta una prova volta a rilevare gli effetti di 4 diversi tipi di copertura vegetale sulle più importanti caratteristiche chimico fisiche del terreno. La prova è stata effettuata nell’azienda ‘Zagaria’, di proprietà della provincia di Enna, sita nei pressi del Lago di Pergusa (667 s.l.m.-EN), nell’annata agraria 2009-2010. L’azienda ospita una delle collezioni di germoplasma di olivo più rappresentative a livello nazionale e internazionale con un’ampia base di germoplasma siciliano (100 genotipi) e circa 300 accessioni italiane e straniere e costituisce pertanto un territorio privilegiato per la sperimentazione. Per questo lavoro sono stati posti allo studio gli effetti sulle caratteristiche chimico-fisiche del terreno di 4 diversi tipi di copertura vegetale sulla parte di terreno che presentava una pendenza compresa tra il 15 e il 25% : nessuna copertura-testimone, sovescio effettuato con favino interrato alla fioritura, copertura stabile con erbaio di medica, inerbimento naturale. Su terreno pianeggiante a confronto col testimone è stato posto solo il trattamento che prevedeva il sovescio. Il terreno su cui è stata effettuata la prova nel complesso è risultato all’analisi granulometrica sabbioso, limoso (Classificazione USDA) con una percentuale di scheletro pari in media al 31%. Oltre all’analisi granulometrica sono state effettuate le seguenti determinazioni: azoto totale, fosforo assimilabile (metodo Olsen), potassio assimilabile, sostanza organica (Metodo Walkley e Black), pH, conducibilità. La metodologia di campionamento e le analisi sono state condotte secondo i metodi ufficiali di analisi dei suoli riportati nel D.M. n.185 del 13/09/1999.

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Tra i primi risultati ottenuti merita particolare attenzione quanto segue. Il contenuto di azoto totale ha mostrato valori compresi tra un minimo di 0.66 (testimone su terreno in pendenza) ad un massimo di 1.90 g/Kg (testimone su terreno pianeggiante). I maggiori incrementi rispetto al testimone sono stati registrati nel terreno in pendenza per effetto della coltivazione con la medica e col sovescio (+58% e del +41% nell’ordine). Il contenuto di sostanza organica ha mostrato valori alquanto ridotti compresi tra un minimo di 0.31% (erbaio di medica) e un massimo di 1.30 % (terreno in pianura nel quale era stato effettuato il sovescio). I maggiori incrementi di sostanza organica (+22% nel terreno pianeggiante e +40% nel terreno in pendenza) rispetto al terreno nudo (1.07% e 0.55%) sono stati registrati non solo per effetto del sovescio con favino (Tab.1) ma anche semplicemente con la protezione del terreno esercitata dall’effetto coprente delle specie spontanee. Non sono state osservate differenze nel contenuto di fosforo pari in media a 0.66 ppm in rapporto ai fattori allo studio. Tabella 1 Principali caratteristiche chimico-fisiche del terreno Trattamenti allo studio

Conducibilità (µS cm)

Azoto totale (g/Kg) Terreno in pendenza

Testimone

6.37

0.81

Erbaio di medica

6.40

Sovescio Terreno inerbito naturale

Sostanza organica (%)

Fosforo assimilabile (ppm)

0.66

0.55

0.67

0.80

1.18

0.31

0.66

6.40

0.67

1.07

0.77

0.66

6.03

0.63

0.84

1.12

0.65

Terreno pianeggiante Testimone

6.27

0.63

1.90

1.07

0.67

Sovescio

6.25

0.74

1.26

1.30

0.66

I primi risultati ottenuti hanno evidenziato la scarsa dotazione in azoto e sostanza organica che caratterizza gli ambienti della prova e che è tipica di molte aree collinari interne della Sicilia. In queste condizioni si hanno severe diminuzioni nella fertilità dei suoli e una riduzione dell’attività dei microrganismi nel terreno. La copertura del terreno durante i mesi invernali insieme al positivo apporto di azoto delle leguminose ha comportato significativi aumenti nella dotazione di sostanza organica specie negli appezzamenti collocati nelle zone in pendenza. AA.VV. 1999 Metodi ufficiali di analisi chimica del suolo. Gazz. Uff. Suppl. ordin. n. 248 del 21/10/1999. Bombino G, Tamburino V., Zimbone S. M, 2008 Problematiche e prospettive della gestione dei suoli olivetati, in: Gulisano G. E Marcianò C., , Kalìt Editrice, Reggio Calabria (ITA), ISBN: 978-88-903483-6-5.

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Sostenibilità Agro-Ambientale di Sistemi Colturali Estensivi nella Collina Interna Toscana Stefano Cecchi1, Camillo Zanchi2 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente Agroforestale, Univ. Firenze, IT, stefano.cecchi@unifi.it 2 Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente Agroforestale, Univ. Firenze, IT, camillo.zanchi@unifi.it

Introduzione Nella collina interna toscana i sistemi colturali caratterizzati dalla coltivazione di cereali autunnovernini sono per lo più basati su tecniche di agricoltura convenzionale contraddistinte da arature profonde con inversione degli strati e successivi affinamenti per la preparazione del letto di semina. Queste lavorazioni intensive, possono favorire il compattamento del suolo e la riduzione del contenuto di sostanza organica e contribuiscono notevolmente ai processi di erosione idrica, che rappresenta la principale forma di degrado e perdita di fertilità del suolo negli agro-ecosistemi collinari in ambiente mediterraneo (Pisante, 2002). L’applicazione di tecniche di agricoltura conservativa in agro-ecosistemi caratterizzati da elevato rischio erosivo, per effetto della riduzione (minima lavorazione) o dell’assenza (semina su sodo) delle lavorazioni del terreno, può determinare la riduzione dei processi idrologico-erosivi e di degradazione della sostanza organica (Pisante, 2007), contribuendo a una gestione sostenibile delle risorse ambientali e una riduzione dei rischi ecologici. Inoltre, le agrotecniche conservative consentono il rispetto dei Criteri di gestione obbligatori e delle Buone condizioni agronomiche ambientali imposti con l’applicazione della “condizionalità” alle aziende agricole che usufruiscono di aiuti comunitari, e quindi raggiungere gli obiettivi prioritari fissati dalla CE con la Riforma della PAC (Reg/CE 1782/03). Metodologia Al fine di valutare la sostenibilità agro-ambientale di sistemi colturali estensivi in aree collinari ad elevato rischio erosivo, nel periodo 2006-2009 sono state realizzate prove sperimentali sulla lavorazione conservativa del suolo applicata alla coltivazione di cereali autunno-vernini presso l’azienda agricola Montepaldi (240 m s.l.m.; 673272 E, 4837327 N) dell’Università di Firenze a San Casciano Val di Pesa (FI). Su un versante ad elevata pendenza (16-18%) di circa 1,4 ettari di superficie, caratterizzato da suolo franco argilloso limoso con frequente presenza di scheletro (15-20%), sono stati allestiti due campi sperimentali costituiti ciascuno da 24 parcelle di 300 m2 organizzate secondo uno schema sperimentale a blocchi randomizzati, sui quali sono state realizzate due tipi di rotazione biennale: frumento tenero-riposo non lavorato e frumento tenero-veccia (Vicia villosa) con funzione di coltura da copertura. La lavorazione conservativa del suolo è stata effettuata con una macchina combinata portata (Zanchi et al., 2003) che effettua, con un unico passaggio, la semina direttamente su strisce di terreno distanti 2530 cm, smosso da un ripper alla profondità di 15-20 cm ed affinato da una fresa per i primi 3-5 cm di spessore. La semina è stata effettuata a file binate per entrambe le colture. Le semine sono state precedute da una operazione di diserbo costituita da un trattamento disseccante eseguito con Glifosate alla dose di 3 litri ha-1, seguito dalla trinciatura di tutta la superficie. Per la coltivazione del frumento tenero sono stai messi a confronto tre livelli di concimazione azotata: 110 kg ha-1 (100%), 55 kg ha-1 (50%) e 0 kg ha-1 (0%), quest’ultimo per le parcelle interessate dalla rotazione con la veccia. La concimazione azotata 100% è stata eseguita distribuendo 40 kg ha -1 di N alla semina e 70 kg ha-1 di N con due concimazioni in copertura di 35 kg ha -1 ciascuna. La concimazione azotata 50% è stata invece eseguita distribuendo 20 kg ha-1 di N alla semina e 35 kg ha-1

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di N con una sola concimazioni in copertura. Tutte le parcelle hanno ricevuto una concimazione fosfopotassica in presemina corrispondente a 90 kg ha-1 di P2O5 e 45 kg ha-1 di K2O. Per tutti e tre i cicli colturali oggetto delle prove sperimentali le semine sono state eseguite nella terza decade di ottobre, mentre la raccolta del frumento è avvenuta nella seconda decade di luglio. La valutazione del rischio di erosione idrica del suolo del sistema colturale oggetto delle prove sperimentali è stata eseguita per mezzo del Sistema Esperto di valutazione dell’erosione dei suoli, messo a punto e validato da Zanchi et al. (2010) per la previsione con l’applicazione del modello USLE/RUSLE dell’erosione nei sistemi colturali attuati nell’agro-ambiente degli otto Comuni del Chianti fiorentino e senese (http://erosione.arsia.toscana.it). Risultati In tabella 1 vengono riportati i valori medi relativi alle principali caratteristiche bioagronomiche e qualitative delle tesi a confronto. Relativamente al dato produttivo, in tutti i cicli colturali esaminati non sussistono differenze statisticamente significative tra le tesi con concimazione azotata 100%, 50% e 0%, le quali hanno fornito nel triennio di prove sperimentali produzioni unitarie analoghe e mediamente inferiori a 2 t ha-1. Per quanto riguarda la massa ettolitrica, i risultati evidenziano che la produzione 2007-2008, caratterizzata da valori superiori di tale parametro, ha beneficiato di condizioni climatiche più favorevoli a conferma di quanto emerso per il dato produttivo. Tabella 1 – Produzioni unitarie, massa ettolitrica ed erosione nelle parcelle coltivate a frumento Produzione N 100% (t ha-1) Produzione N 50% (t ha-1) Produzione N 0% (t ha-1) Massa ettolitrica N 100% (kg) Massa ettolitrica N 50% (kg) Massa ettolitrica N 0% (kg) Erosione (t ha-1 anno-1)

2006-2007 1,62 1,61 1,87 72,7 70,6 72,4 3,1

2007-2008 1,92 2,00 1,89 76,6 77,8 77,6 2,9

2008-2009 1,89 1,87 1,79 74,3 75,2 74,8 2,4

La valutazione quantitativa dei processi idrologico-erosivi sulle parcelle sperimentali ha evidenziato come la superficie di terreno lavorato inferiore al 50% ha determinato valori unitari di erosione idrica delle superfici coltivate a frumento compresi tra 2,4 e 3,1 t ha-1 anno-1, ampiamente al disotto del tasso di erosione massima ammissibile determinato dal Sistema Esperto (4,5-5,5 t ha-1 anno-1). Conclusioni Sulla base dei risultati del triennio di prove sperimentali, la strategia proposta per la coltivazione di cereali autunno-vernini in ambienti collinari marginali dal punto di vista produttivo e vulnerabili ai processi idrologico-erosivi, basata su processi colturali a bassi input chimici ed energetici, è risultata funzionale per la messa a coltura di aree agricole marginali in un contesto di vincoli e obiettivi agroambientali imposti dalla Politica Agricola Comunitaria. Bibliografia Pisante M. 2002. Tecniche agronomiche conservative per la riduzione dei processi di degradazione del suolo. In: Atti Convegno Nazionale Desertificazione: la nuova emergenza del bacino del Mediterraneo. Catania-Caltagirone-Palermo, 22-25 maggio 2001, 3-9. Pisante M. 2007. Agricoltura Blu, la via italiana all’agricoltura conservativa. Principi, tecnologie e metodi per una produzione sostenibile. Edagricole. Zanchi C. et al. 2003. A prototype for soil conservation tillage: comparison with the traditional tillage. In: Journal of Agriculture and Environment for International Development, Vol. 97, n.1/2, 27-45. Zanchi C. et al. 2010. La carta del rischio erosivo per l’uso sostenibile del territorio agricolo del Chianti. In: Agricoltura e erosione del suolo in Toscana. Felici Editore, 91-134.

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Valutazione Agronomica di Genotipi Siciliani di Dactylis glomerata L.1 Copani Venera, Giorgio Testa, Alessandra D. Cosentino Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie ed Alimentari, Università di Catania, IT, v.copani@unict.it

Introduzione L’utilizzazione foraggera di Dactylis glomerata L. e di altre graminacee poliennali in ambiente mediterraneo asciutto richiede la disponibilità di varietà caratterizzate da elevata capacità di sopravvivenza ai severi stress idrici e termici estivi, ma dotate di buona attitudine alla produzione nella stagione autunno-vernina, quando le disponibilità idriche non sono generalmente un fattore limitante. Ai fini della costituzione di varietà dotate delle richieste caratteristiche di adattamento, le popolazioni locali possono ovviamente costituire un affidabile materiale genetico di base (Piano et al., 1997). Nell’area mediterranea queste popolazioni afferiscono soprattutto alle sspp. glomerata L. e hispanica (Roth) Nyman. Nel biennio 2008-2010 nove genotipi della sottospecie glomerata, caratterizzati da gradi diversi di dormienza estiva (Fontana et al., 2010a) ed elevato polimorfismo (Fontana et al., 2010b), selezionati da una più vasta collezione di germoplasma reperito nel territorio siciliano in contesti bioclimatici alquanto diversi, sono stati valutati per le caratteristiche biologiche ed agronomiche. Metodologia La ricerca è stata condotta presso l’azienda didattico-sperimentale della facoltà di Agraria dell’Università di Catania (Piana di Catania, 10 m slm, 37° 25’ Lat. N, 15° 30’ Long. E) su terreno argilloso profondo, di origine alluvionale (Tipic e/o Vertic Xerofluvents, classificazione USDA). I nove genotipi siciliani di Dactylis glomerata L. (1 – Augusta; 4 – Ferla; 24 – S. Michele di Ganzaria; 46 – Bronte; 56 – Fornazzo; 63 – Castell’Umberto; 65 – Gioiosa Marea; 81 – Villapriolo; 98 – Riesi) (Tab. 1) sono stati posti a confronto con tre cv commerciali2: Medly, originaria del sud della Francia, molto resistente alla siccità, non dormiente; Porto, portoghese, non dormiente, molto resistente alla siccità, Kasbah (Dactylis hispanica Roth.), australiana ma originaria del Marocco, resistente alla siccità e a dormienza estiva. Nell’autunno 2008 è stato effettuato il trapianto (dei genotipi siciliani) e la semina (delle cv testimoni) in vaso; il trasferimento in pieno campo è avvenuto il 3 aprile 2009. I cespi sono stati posti alla distanza di 80 cm tra le file e sulla fila, in parcelle della dimensione di 5,5 m2. Nel corso del primo anno le piante sono state irrigate con 200 mm di acqua durante la stagione estiva anche al fine di evidenziare la dormienza. Sono stati rilevati i principali caratteri biologici e biometrici e la produzione dei singoli sfalci. I caratteri rilevati nel corso dell’anno sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) (Snedecor and Cochran, 1989), utilizzando il programma CoStat versione 6.003 (Cohort Software) relativo al disegno sperimentale adottato (Blocco randomizzato con tre ripetizioni). La significatività delle differenze è stata saggiata con il metodo di separazione delle medie di StudentNewman-Keuls (SNK) La dormienza estiva è stata stimata secondo la scala proposta da Volaire e Norton (2006). Risultati I genotipi siciliani relativamente alla dormienza estiva hanno fatto accertare un ventaglio di situazioni, dalla completa cessazione dell’attività vegetativa (genotipi 1, 24, 81, 98), alla riduzione marcata di questa (genotipi 4,46) o poco rilevante (genotipi 56, 63, 65). La spigatura è stata più precoce nei 1 2

Ricerca condotta con il contributo finanziario della Ricerca d’Ateneo 2009. Il seme delle cv testimoni è stato fornito dalla dott.ssa Florance Volaire dell’INRA di Monpellier, Francia, Agronomy

and Environment Department UMR SYSTEM (Analysis of Mediterranean and Tropical Crop Systems).

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genotipi dormienti (tra 98 e 119 giorni dal I gennaio) rispetto a quelli caratterizzati da scarsa riduzione dell’attività vegetativa estiva (tra 120 e 133 giorni). Il genotipo siciliano “Ferla” si è distinto per la maggiore altezza della pianta (102,7 cm). Nel primo anno la produzione di biomassa derivante dai due tagli estivi (7 luglio e 4 agosto) è stata pari a 44,5 g cespo-1e quella del secondo anno (due tagli nell’autunno 2009, tre nella primavera 2010 più uno estivo di cinque genotipi) è stata di 72,4 g cespo-1. I genotipi caratterizzati da dormienza estiva hanno fatto accertare una produttività simile a quella della cv dormiente Kasbah (tra 14 e 41 g il primo anno e tra 27 e 54 g il secondo). La produzione dei cespi dei genotipi caratterizzati da una certa attività vegetativa estiva si è attestata su valori più alti (tra 33 e 41 g il primo anno e tra 25 e 103 g il secondo); i genotipi con basso indice di riduzione dell’attività vegetativa estiva hanno prodotto tra 54 e 65 g cespo-1 il primo anno e tra 86 e 112 g il secondo. Nel secondo anno solo cinque genotipi, i due testimoni Medly e Porto ed i genotipi siciliani 56, 63 e 65 hanno consentito uno sfalcio estivo (4 agosto). Tabella 1 – Caratteri biologici, biometrici e produzione media del trattamento irriguo. Attività Produzione Genotipo vegetativa I anno estiva* (g cespo-1) 1 - Augusta C 18,1d 4 - Ferla R 33,6c 24 - San M. di Ganzaria C 33,3c 46 - Bronte R 41,3bc 56 - Fornazzo R 54,1b 63 - Castell'Umberto R 63,8b 65 - Gioiosa Marea R 65,2b 81 - Villapriolo C 28,1c 98 - Riesi C 13,8d Kasbah C 22,8d Medly M 89,9a Porto M 69,6b Media 44,5 *M= mantenimento; C= cessazione; R= riduzione ** giorni dal 1 gennaio 2010 *** rilievo del II anno

dei cespi rilevati nel biennio di prove nella Produzione II anno (g cespo-1) 54,2c 25,3c 31,2c 102,9ab 85,6b 112,4a 90,0b 32,0c 26,6c 54,3c 134,3a 124,3a 72,7

Spigatura** Altezza (giorni) pianta*** (cm) 119b 75,7c 119b 102,7a 119b 74,6c 119b 73,3c 120b 70,3c 133a 73,2c 124ab 69,5c 98c 65,2c 119b 76,4c 102 71,0c 99c 76,7c 128a 91,0b 117 76,6

Conclusioni In accordo con Volaire e Norton (2006) l’obiettivo agronomico principale è quello di sviluppare germoplasma per la produzione foraggera in aree dove si verifica regolarmente l’aridità estiva. Di norma la completa dormienza è associata ad un potenziale produttivo basso, lo studio effettuato lascia intravedere la possibilità di selezionare cultivar semidormienti nelle quali questo carattere sia associato a livelli di produttività molto vicini a quelli delle cv commerciali non dormienti. Bibliografia Fontana S.G. et al., 2010a. Dormienza estiva in popolazioni siciliane di Dactylis glomerata L.. XXXIX Convegno Società Italiana di Agronomia, Roma, 20-22 settembre 2010, 101-102. Fontana S.G. et al, 2010b. Caratterizzazione molecolare mediante fAFLP di germoplasma siciliano di Dactylis glomerata L.. XXXIX Convegno Società Italiana di Agronomia, Roma, 20-22 settembre 2010, 103-104. Piano E. et al., 1997. Selezione di genotipi di Dactylis glomerata L. per l’ambiente mediterrraneo. Rivista di Agronomia 31, 1 Suppl. 233-236. Volaire F. and Norton M. 2006. Summer Dormancy in Perennial Temperate Grasses. Annals of Botany, 98: 927-933.

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Sistemi Colturali ed Erosione nella Collina Interna Siciliana Salvatore Luciano Cosentino, Giovanni Scalici, Riccardo Ambra, Santo Virgillito Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie ed Alimentari (DISPA) Università degli Studi di Catania, Via Valdisavoia 5 – 95123 cosentin@unict.it

Introduzione La Sicilia è interessata da sempre a fenomeni erosivi di vasta portata a causa dell’orografia del suo territorio, principalmente collinare (60%) e montano (20%). Per studiare e quantificare l’erosione del suolo, anche in relazione ai sistemi colturali praticati nell’isola o di possibile nuova introduzione, il DISPA dell’Università di Catania, dal 1996, ha messo a punto un impianto sperimentale per la raccolta dei deflussi superficiali sito in un’area collinare della provincia di Enna. (Cosentino et al., 2004, Cosentino et al., 2006). Metodologia Nel periodo compreso tra il 2009 e la primavera del 2010, avvalendosi dell’impianto sperimentale per la raccolta dei deflussi superficiali (550 m s.l.m., 37°21’ Lat. N, 14°16’ Long. E), costituito da 12 parcelle ognuna di 320 m2, posto su una pendice esposta a nord-ovest, con una pendenza del 27%, sono stati studiati gli effetti di dodici sistemi colturali (Tab. 1) sul processo erosivo e sulle conseguenti perdite di elementi nutritivi. Per ciascuna parcella, in occasione degli eventi piovosi che hanno determinato deflusso superficiale, sono state quantificate le perdite di terreno asportato per erosione, il contenuto di azoto nitrico e fosforo totale (spettrofotometro Hach DR/2010) nelle acque di deflusso. A conclusione di ogni ciclo colturale è stata quantificata la produzione della biomassa e del prodotto utile.

Fig. 1 – Entità delle piogge erosive e dell'erosione nella media dei sistemi colturali nel periodo considerato.

Risultati Nel corso del periodo è stata rilevata una altezza di pioggia pari a 1579,10 mm, distribuita su 54 eventi piovosi superiori ai 7 mm; 17 eventi piovosi (31% del totale) hanno determinato erosione del suolo. Le piogge erosive si sono concentrate prevalentemente da gennaio a maggio, con gli effetti più rilevanti tra gennaio e marzo (Fig. 1). Nella media di tutti i sistemi colturali è stata registrata una erosione pari a 4,05 t ha-1 anno-1 (Tab. 2). Relativamente agli effetti dei sistemi colturali sull’erosione, le colture annuali avvicendate con lavorazione del terreno convenzionale (sistema 4, 10,31 t ha-1 anno-1) hanno determinato le maggiori asportazioni di sedimenti. Per contro, l’erosione più bassa si è avuta nelle parcelle occupate dalla coltura poliennale (sistema 1, 0,61 t ha-1 anno-1) e in quelle con colture annuali seminate su sodo (sistema 10, 1,23 t ha-1 anno-1). La semina su sodo effettuata a partire dal 2004-2005 nei sistemi colturali 9 e 10 ha mitigato nel primo caso l’effetto erosivo delle colture annuali avvicendate e nel secondo ha confermato l’effetto antierosivo esercitato dall’erba medica presente fino al 20022003 (sistema 10, Cosentino et al., 2007). Relativamente alle rese del frumento, nel 2009 la monosuccessione del cereale ha determinato una bassa resa (sistema 9, 0,3 t ha-1 s.s.) rispetto al cereale in successione alla brassica carinata (sistema 5 e 7,

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rispettivamente 1,1 e 2,3 t ha-1 s.s.). Identico andamento si è registrato nell’anno 2010 (sistema 2, 3). Per quanto riguarda le perdite di azoto nitrico e di fosforo totale nelle acque di deflusso, queste sono variate tra 2,99 kg ha-1 (sistema 4) e 0,58 kg ha-1 (sistema 8) per NO3-N e tra 1,08 kg ha-1 (sistema 9) e 0,20 kg ha-1 (sistema 8) per il fosforo totale (Tab. 2). Tab.1 – Sistemi colturali allo studio e relative rese (t ha-1 s.s.) nel periodo considerato. 2009 2010 1 medicago arborea 2 maggese lavorato frumento 2,2 3 brassica carinata 0,2 frumento 2,5 4 brassica carinata 0,6 orzo 1,7 5 frumento 1,1 sulla 3,7 6 sorgo 5,3 maggese lavorato 7 frumento 2,3 favino 2,6 8 erba medica 1,7 erba medica 4,0 9 frumento (su sodo) 0,3 sulla (su sodo) 6,5 10 sorgo (su sodo) 5,0 favino (su sodo) 2,6 11 favino 3,4 brassica carinata 1,7 12 arundo donax arundo donax 0,5 Tab. 2 – Perdite di terreno per erosione (t ha-1 anno-1), contenuto di nitrati (kg ha-1) e fosforo (kg ha-1) in soluzione nel deflusso in relazione al sistema colturale dal 2009 al 2010. Sistema Perdite di NO3-N Fosforo colturale terreno per acque di totale erosione deflusso acque di deflusso (n) (t ha-1 anno-1) (kg ha-1) (kg ha-1) 1 0,61 2,10 0,79 2 2,11 1,33 0,43 3 3,07 1,38 0,49 4 10,31 2,99 0,77 5 3,40 1,45 0,24 6 7,48 1,50 0,32 7 4,09 1,63 0,29 8 1,76 0,58 0,20 9 6,77 1,29 1,08 10 1,23 1,10 0,53 11 4,76 1,14 0,84 12 2,99 1,94 0,41 media 4,05 1,54 0,53

Conclusioni La prova ha messo in evidenza che l’erosione del suolo è fortemente influenzata dalla copertura vegetale e dalle lavorazioni del suolo. Da questo punto di vista le colture poliennali svolgono un ruolo significativo ai fini del suo contenimento; un effetto positivo sulla riduzione dell’erosione si ottiene anche riducendo le lavorazioni del suolo. I sistemi colturali che riducono l’entità dell’erosione del suolo riducono anche le perdite di nutrienti per erosione e pertanto contribuiscono alla salvaguardia della fertilità. Bibliografia

Cosentino S., et al. 2004. Proc. ESA. Copenaghen, 11-15 July. 977-978. Cosentino S., et al. 2006. Proc. IX Congress of the European Society for Agronomy. Warsaw, 4-7 September. 519-520. Cosentino S., et al. 2007. Il contributo della ricerca agronomica all’innovazione dei sistemi colturali mediterranei. Atti XXXVII Conv. SIA. Catania, 13-14 settembre. 37-38. Cosentino S., et al. 2008. Sod seeding and soil erosion in a semi-arid Mediterranean environment of South of Italy. Italian Journal of Agronomy, vol. 3; p. 47-48.

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Gestione Irrigua su Sistemi Colturali Maidicoli in Zona Vulnerabile da Nitrati della Provincia di Oristano Giacomo De Sanctis1, Roberto Lai2, Clara Demurtas1, Luca Gennaro1, Luigi Ledda1-2, Giovanna Seddaiu1-2, Pier Paolo Roggero1-2 1

Centro Interdip. Nucleo di Ricerca sulla Desertificazione, Univ. di Sassari, IT, gdesanctis@uniss.it 2 Dip. Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale, Univ. di Sassari, IT, pproggero@uniss.it

Introduzione Per il raggiungimento degli obiettivi della Direttiva Nitrati (91/676/EEC) il controllo dell’irrigazione gioca un ruolo fondamentale insieme ad una corretta gestione della concimazione azotata (Trevisan et al., 2000). La ricerca ha l’obiettivo di valutare le diverse opzioni di gestione colturale per minimizzare le perdite di nitrati in sistemi colturali intensivi delle ZVN attraverso sperimentazioni di campo e utilizzo di modelli di simulazione di sistemi colturali. In questo lavoro sono riportati i risultati preliminari relativi al bilancio idrico associato a opzioni di gestione dell’irrigazione in sistemi colturali maidicoli in una ZVN della Sardegna. Metodologia La sperimentazione è stata svolta presso un’azienda zootecnica di bovini da latte situata nella zona vulnerabile da nitrati del comune di Arborea (OR). La temperatura media annua della serie storica rilevata dalla stazione di Oristano è di poco inferiore ai 17° C e la media annuale delle precipitazioni è di 600 mm. I suoli presentano una tessitura con percentuale in sabbia di circa il 95%, scheletro assente, sono ricchi di sostanza organica (in media 25 g kg-1 nei primi 40 cm di suolo) e sono classificati come Psammentic Palexeralfs (USDA, 2006). La modalità di fertilizzazione adottata è quella stabilita dai disciplinari della Direttiva Nitrati per le aree ZVN (170 kg ha-1 di azoto da reflui zootecnici + soddisfacimento del fabbisogno residuo della coltura con concime minerale). La produzione del mais, le temperature, le precipitazioni e i volumi irrigui sono stati misurati mediante rilievi in campo mentre la radiazione giornaliera è stata stimata con l’algoritmo di Hargreaves et al. (1985). Le caratteristiche chimico-fisiche del suolo sono state determinate su 16 profili pedologici e le costanti idrologiche del terreno stimate in accordo con Saxton e Rawls (2006). Approfondimenti sulla capacità di campo sono stati condotti anche attraverso misurazioni del contenuto idrico con il DIVINER 2000 calibrato con metodo gravimetrico, ripetute a distanza di poche ore, dopo aver portato il suolo a valori di umidità prossimi alla saturazione. Il valore volumetrico al di sotto del quale il decremento di umidità del suolo è irrilevante dal punto di vista agronomico è stato considerato come capacità di campo. L’evapotraspirazione colturale è stata calcolata con il modello DSSAT v.4.5 (Jones et al., 2003; Hoogenboom et al., 2009 ) a seguito di una calibrazione colturale avvenuta sulla base di dati rilevati in campo. Inoltre, attraverso le simulazioni di scenari irrigui è stata valutata la possibilità di riduzione dei volumi irrigui mantenendo costante la produttività del mais. Risultati I valori di capacità di campo, determinati mediante la prova d’irrigazione, sono stati prossimi al 20% in volume (Figura 1) a cui corrisponde un potenziale matriciale m= 20 kPa. Come già riscontrato in Gijsman et al. (2003), questo risultato conferma la notevole sottostima in terreni con altissima percentuale di sabbia del calcolo della capacità di campo ottenuta con le funzioni pedotransfer (circa 10% vol. a m= 33 kPa). Nonostante ciò, il modello proposto da Saxton e Rawls (2006) indica una sensibile riduzione della conducibilità idrica del suolo a contenuti idrici notevolmente più elevati della capacità di campo e corrispondenti ai riscontri in campo. L’integrazione di risultati ottenuti mediante i dati misurati in campo e simulati con il modello DSSAT indicano un chiaro margine di miglioramento dell’efficienza di utilizzazione dell’acqua irrigua durante i mesi estivi (particolarmente in luglio ed

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agosto) (Figura 2). Attraverso le simulazioni è stato stimato che una diminuzione del 25% dei volumi irrigui durante le annate 2009 e 2010 non avrebbe modificato significativamente la produzione di biomassa totale (rispettivamente 23,9 ± 1,8 e 23,5 ± 0,5 per le due annate).

Figura 1. Curva di ritenzione idrica del suolo misurata con il DIVINER 2000 dopo aver portato il contenuto idrico, al momento 0, a valori prossimi alla saturazione. Figura 2. Pioggia, irrigazione, surpus idrico ed evapotraspirazione attuale durante la coltura del mais.

Conclusioni I risultati mettono in evidenza l’importanza strategica dell’ottimizzazione della gestione irrigua al fine di limitare il surplus idrico e di conseguenza il rischio di lisciviazione di nitrati nei sistemi maidicoli in ZVN. Tuttavia, questa considerazione non può essere disgiunta da una gestione della fertilizzazione che comporti una massimizzazione dell’efficienza delle concimazioni azotate al fine di raggiungere gli obiettivi della Direttiva Nitrati. Ringraziamenti La presente attività di ricerca è stata sostenuta dalla Regione Autonoma della Sardegna attraverso una borsa di Ricerca co-finanziata con fondi a valere sul PO Sardegna FSE 2007-2013 sulla L.R. 7/2007 “Promozione della ricerca scientifica e dell’innovazione tecnologica in Sardegna”. Il dispositivo di campo è stato realizzato nell’ambito del PRIN 2007 “ZVN” e del progetto Mipaaf “Agroscenari”.

Bibliografia Gijsman et al., 2003. Wading through a swamp of complete confusion: how to choose a method for estimating soil water retention parameters for crop models. Eur. J. Agron, 18, 77-106. Hargreaves G.L. et al., 1985. Irrigation water requirement for the Senegal River Basin. J. Irrig. Drain. Eng., 111, 265275. Hoogenboom G. et al., 2009. Decision Support System for Agrotechnology Transfer Version 4.5 [CD-ROM]. University of Hawaii, Honolulu, HI. Jones J.W. et al., 2003. The DSSAT cropping system model. Eur. J. Agron., 18, 235-265. Saxton K.E., Rawls W.J., 2006. Soil Water Characteristic Estimates by Texture and Organic Matter for Hydrologic Solutions. Soil Sci. Soc. Am. J., 70, 1569-1578. Soil Survey Staff, 2006. Keys to Soil Taxonomy. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC. Trevisan M. et al., 2000. Nonpoint-sources agricultural hazard index: a case study of the province of Cremona, Italy. Environ. Manag., 26, 577-584.

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Problematiche di Conservazione della Fertilità del Suolo nei Sistemi Cerealicoli della Collina Interna Mediterranea Claudia Di Bene1, Elisa Marraccini1,2, Marta Debolini1, Mariassunta Galli1, Enrico Bonari1 1

Land Lab, Institute of Life Sciences, Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa, IT, c.dibene@sssup.it 2 Cemagref, UMR Métafort, Aubière, F

Introduzione Negli ultimi anni, i sistemi agricoli collinari mediterranei hanno subito una semplificazione dei processi produttivi con conseguente abbandono delle aree marginali e passaggio da sistemi policolturali a sistemi a cereali autunno-vernini prevalenti, fenomeno che si è esteso anche ad areali più vocati (MPAAF, 2008). Questi cambiamenti possono determinare una perdita delle funzioni del suolo (Pagliai 2007). Assunto che la sostanza organica del suolo (SOM) rappresenta un indicatore fondamentale della sostenibilità dei sistemi collinari, nel presente lavoro è stato stimato l’andamento della SOM in alcuni sistemi rappresentativi delle aree collinari interne dell’Italia centrale. Per questi comprensori gli studi disponibili si riferiscono prevalentemente alla fine degli agli anni ‘90 (Bonari et al., 1999; De Falco et al., 2000), mentre quelli più recenti si riferiscono a sistemi più intensivi o specializzati (Grignani et al., 2007; Farina et al., 2011). Obiettivo della presente ricerca è stato quello di stimare l’entità del fenomeno a scala territoriale anche in vista di eventuali suggerimenti da attivare in sede di pianificazione dello sviluppo rurale a livello provinciale. Metodologia L’area di studio, compresa tra i Comuni di Cinigiano e Scansano (GR), è caratterizzata da condizioni pedo-climatiche simili (terreni tendenzialmente argillosi e piovosità media annua di 800 mm), ma con sostanziali differenze in termini di sistemi produttivi e di tipologia gestionale (Tab. 1): a Cinigiano sono principalmente presenti aziende cerealicolo-zootecniche bovine, mentre a Scansano prevalgono aziende foraggero-zootecniche ovine. Tabella 1. Principali caratteristiche delle aziende intervistate (media ± errore standard). Area di studio SAU media Cereali autunno-vernini Carico animale (ha) (%) (UBA/ha) Cinigiano 41 ± 6 52 ± 2. 5 0.7 ± 0.01 Scansano 72 ± 17 51 ± 0.5 1.8 ± 0.01

Lunghezza rotazione (anni) 4.1 ± 0.5 2.2 ± 0.3

L’indagine è stata condotta su un campione rappresentativo degli ordinamenti produttivi dell’area, individuato all’interno di aziende con un peso dei cereali autunno-vernini sulla SAU 40% questi per un totale di 17 sistemi colturali. Il bilancio della SOM è stato effettuato secondo il modello di HéninDupuis e clacolato come: (A k1)/(M k2) dove A è la quantità di apporti organici (Mg ha-1 anno-1), k1 è il coefficiente isoumico del materiale organico apportato (kg kg-1), M è il pool di SOM (Mg ha-1) e k2 è il coefficiente di mineralizzazione della SOM. Il k2 è stato stimato con l’equazione riportata in Bechini et al. (2011) che tiene conto della temperatura media annua, del contenuto di argilla e di calcare totale, corretto dal fattore gestionale. Le proprietà chimico-fisiche del terreno sono state ricavate dalla carta dei suoli della Regione Toscana; il pool di SOM è stato stimato con l’equazione M = da 104 p, dove da è la densità apparente (g cm-3) e p è la profondità di aratura (cm). I dati annui medi dei bilanci della SOM per ciascun sistema colturale sono stati comparati usando il test di Kruskal-Wallis (P 0.05) con il programma R. Risultati I risultati evidenziano come i bilanci della SOM delle aziende siano generalmente in deficit e come l’entità sia influenzata dalla tipologia di allevamento praticato (bovino o ovino) e dalla lunghezza della

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rotazione. Il campione non presenta differenze significative nella presenza/assenza di zootecnia e nella diversa percentuale di cereali autunno-vernini nell’avvicendamento (Tab. 2). Ciò può essere spiegato dalla variabilità tipica dei dati aziendali (Tab. 2) e dal fatto che in questo studio sono state considerate aziende con SAU a cereali 40%. Dall’interazione tra la durata della rotazione e presenza/assenza della zootecnia si sono osservate differenze statisticamente significative che sottolineano come la presenza di rotazioni medio-lunghe e di zootecnia garantisca un bilancio annuo della SOM sostanzialmente in pareggio (-28 kg ha-1). Da notare come in assenza di zootecnia il bilancio della SOM risulti indipendente dalla lunghezza della rotazione. Analizzando le voci del bilancio, si osserva che la quantità di SOM apportata al suolo non è statisticamente diversa tra i sistemi considerati, ad eccezione, come ovvio, del confronto presenza/assenza di zootecnia. Pertanto, il deficit stimato nel bilancio della SOM è attribuibile alla mineralizzazione, che per le simili condizioni agro-pedologiche tra le aree sembrano legate a fattori gestionali (k2 corretto), come l’aratura profonda (30-40 cm) e gli avvicendamenti a colture autunno-vernine dominanti. Tabella 2. Confronti tra i sistemi colturali: apporti organici, mineralizzazione e bilancio della sostanza organica su base annua. Dati (media ± errore standard; ns indica P>0.05). Apporti organici Mineralizzazione SOM Bilancio SOM (kg ha-1) (kg ha-1) (kg ha-1) Cinigiano 499±139 -861 ±136 -363 ±218 Area di studio ns ** ns Scansano 571±83 -1609 ±179 -1038 ±215 Presenza 681 ±119 -1170 ±230 -490 ±275 Zootecnia * ns ns Assenza 310 ±70 -1167 ±113 -857 ±90 Bovino 738 ±225 -634 ±205 -103 ±272 Tipologia allevamento ns * * Ovino 625 ±109 -1707 ±230 -1083 ±300 di 3 anni 598 ±125 -919 ±130 -320 ±182 Lunghezza rotazione ns * *** < di 3 anni 400 ±78 -1628 ±224 -1228 ±167 > del 50% 573 ±138 -915 ±303 -341 ±379 % Cereali autunno-vernini ns ns ns Tra il 40% e il 50% 510 ±112 -1275 ±151 -765 ±178 Presenza zootecnia 769 ±157 -797 ±176 -28 ±206 Rotazione 3 anni ns ns ** Assenza zootecnia 300 ±103 -1132 ±149 -832 ±137 Presenza zootecnia 476 ±110 -2043 ±189 -1566 ±81 Rotazione < 3 anni ns * * Assenza zootecnia 323 ±114 -1213 ±208 -890 ±139

Conclusioni I sistemi colturali analizzati hanno evidenziato un rischio di impoverimento della SOM compreso tra 363 e -1038 kg ha-1 anno-1 che non sembra variare tra sistemi più o meno orientati alla cerealicoltura (SAU a cereali 40%), mentre sembra essere legato alle pratiche aziendali. In tal senso, possibili strade per incrementare gli apporti e ridurre le perdite di SOM nei sistemi della collina interna mediterranea potrebbero essere: l’introduzione di colture di copertura, nel caso di cereali ringranati, e, nel rispetto della topologia dei suoli, la riduzione della profondità di aratura fino ad arrivare alla lavorazione minima. Questi risultati preliminari saranno integrati anche con quelli di aziende foraggero-zootecniche per una migliore caratterizzazione del fenomeno a scala comprensoriale a supporto dell’identificazione di adeguate misure agro-ambientali nella revisione locale delle politiche post-2013. Bibliografia Bechini L. et al. 2011. Sensitivity to information upscaling of agro-ecological assessments: Application to soil organic carbon management. Agr. Syst, in press, doi:10.1016/j.agsy.2011.03.005. Bonari E. et al. 1999. La scelta del sistema colturale negli ambienti collinari dell’Italia centro-occidentale. Nota II. Aspetti economici, energetici ed ambientali. Riv. Agronom, 4:220-228. De Falco E. et al. 2000. Valutazione di sistemi colturali sostenibili nella collina lucana. Riv. Agronom, 34:337-344. Farina F. et al. 2011. Soil carbon dynamics and crop productivity as influenced by climate change in a rainfed cereal system under contrasting tillage using EPIC. Soil Till. Res, 112:36-46. Grignani C. et al. 2007. Production, nitrogen and carbon balance of maize-based forage systems. Eur. J. Agron, 26:442453. MPAAF (2008). Rapporto ambientale, 116 pp. Pagliai M. 2007. La vita nel suolo. p. 19-37. Quaderni Georgofili-V Sezione Centro Ovest. Felici Editore.

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Salvaguardia Delle Risorse Genetiche Nelle Aree Marginali: L’Esperienza Del Progetto SAFENUT. Vittorio Di Giammatteo1, Daniela M. Spera1, Donato Silveri2, Barbara Di Giovanni3, Loretta Bacchetta3 1

Consorzio di Ricerche Applicate alla Biotecnologia – CRAB (Italy) Agenzia Regionale per i Servizi di Sviluppo Agricolo – ARSSA (Italy 3 Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile – ENEA (Italy) 2

Introduzione Le popolazioni autoctone sono spesso caratterizzate da un’elevata adattabilità alle condizioni pedoclimatiche locali richiedendo ridotti input chimici e sono depositarie di un background epigenetico di notevole interesse per le attività di miglioramento genetico. Nel corso dei secoli, il lavoro di selezione svolto da generazioni di agricoltori ha creato una pluralità di varietà, con adattamento ottimale alle particolari condizioni di vita del proprio ambiente. Il ruolo dell’agricoltore, considerato spesso come protagonista passivo dedito all’attività di produzione, ha riscoperto in questi ultimi anni una valenza diversa, quello di detentore, conservatore e talvolta ‘breeder’ delle risorse genetiche (Bacchetta et al., 2008a; b). Questa ricchezza genetica conservata per il legame affettivo e spesso per le particolari qualità organolettiche ed agronomiche, rappresenta una fonte preziosa non solo in termini genetici (caratteri di adattabilità e resistenza in specifici ambienti), ma anche come espressione di cultura e tradizioni locali. La riproduzione selezionata di varietà ad alta produttività fa scomparire tutto ciò che non soddisfa le attuali esigenze di una maggiore redditività, con il conseguente abbandono di ecotipi ritenuti poco “redditizi”, condannati all’estinzione e la perdita irrimediabile di una preziosa eredità. Tali concetti sono sostenuti tra le priorità della Comunità Europea con la direttiva 98/95/EC e con programmi specifici (AGRI GEN RES) di salvaguardia delle risorse genetiche a tutela del ‘save farmers’ seeds to farmers’ hands’. Il Progetto AGRI GEN RES SAFENUT, incentrato sulla salvaguardia, caratterizzazione e conservazione delle risorse genetiche di nocciolo (Corylus avellana) e mandorlo (Prunus dulci), si prefigge – tra gli altri - l’obiettivo di individuare ecotipi di nocciolo ed entità genetiche particolarmente esposte a rischi di scomparsa, in modo da ampliare la base genetica esistente e valorizzare le economie locali. Metodologia Il progetto SAFENUT ha coinvolto 11 Istituti di Ricerca in 6 Paesi Europei (Italia, Spagna, Portogallo, Francia, Slovenia, Grecia) che partecipano per oltre il 90% alla produzione comunitaria di nocciole e mandorle. Sono state coinvolte anche varie associazioni di produttori. La strategia seguita ha previsto differenti azioni: 1) centralizzazione del germoplasma disponibile; 2) standardizzazione dei descrittori specifici e “passportdata”; 3) reperimento della massima diversità genetica possibile; 4) caratterizzazione molecolare (microsatelliti) e biochimica (contenuto di acidi grassi, tocoferolo, sostanze minerali, fenoli) del germoplasma; 5) creazione di una “core collection” europea per nocciolo e mandorlo; 6) recupero della memoria storica e degli usi popolari nei differenti Paesi Europei; 7) sviluppo del database europeo SAFENUT come risultato finale che sintetizza e rende fruibili le informazioni ottenute facilitando il reperimento e l’utilizzo del germoplasma. Risultati Il primo risultato è stato la centralizzazione del germoplasma che ha interessato le collezioni di nocciolo e mandorlo a livello europeo. Tredici collezioni di nocciolo sono state censite tra i partner ed una lista di 197 cloni e 58 selezioni di nocciolo è stata completata per verificare i possibili errori e le

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duplicazioni di materiale genetico. Centottanta varietà di mandorlo sono mantenute in collezioni spagnole, greche, portoghesi ed italiane. Sono state classificate e valutate dal punto di vista morfologico 65 cultivar di nocciolo utilizzando 48 descrittori della pianta, della fioritura e del frutto. Un lista più contenuta di descrittori è stata realizzata per la valutazione di ecotipi conservati nelle aziende. Il gruppo di lavoro di SAFENUT è stato impegnato, inoltre, nella caratterizzazione del materiale genetico disponibile. Ogni anno, varietà tradizionali ed ecotipi “selezioni on farm” in ogni Paese partner, sono state inserite in un programma di caratterizzazione molecolare con marcatori SSR. Più di 240 varietà di mandorlo e 295 accessioni di nocciolo sono stati quindi valutati per verificare l’identità genetica. Tenendo conto dell’importanza nutraceutica delle due specie, particolare enfasi è stata data alla caratterizzazione biochimica valutando il contenuto in acidi grassi, tocoferoli, fenoli e sostanze minerali in 110 accessioni di entrambe le specie. Nelle Fig. 1 e 2 è riportata la variabilità in contenuto totale, e Vitamina E del germoplasma europeo analizzato. Un altro risultato importante del progetto europeo SAFENUT interessante al fine di migliorare l’efficienza nell’utilizzo delle risorse genetiche conservate è stato quella della definizione di una ‘core collection’(Upadhyaya et al., 2006).

Fig 1 Contenuto totale in acidi grassi

Fig. 2 Variabilità del contenuto in Vitamina E

Conclusioni Il nocciolo e il mandorlo sono due specie mediterranee di rilevante importanza nell’ambito delle coltivazioni di frutta secca, non solo per il loro interesse economico ma anche per loro valenza sociale, essendo colture coltivate da millenni. L’elevata quantità di informazioni morfologiche, biochimiche e molecolari raccolte durante gli anni di attività hanno permesso di riorganizzare e di incrementare la conoscenza sulle potenzialità delle risorse genetiche conservate con ricadute importanti sui programmi di “breeding’’ europei e nazionali ai fini di una maggiore competitività dei nostri prodotti. Bibliografia Bacchetta L. et al., 2008 a. First results of SAFENUT: a European project for the preservation and utilization of hazelnut local geneti resources Acta Horticulture 845, pp 66-60 Bacchetta L.et al., 2008b. In vitro propagation of traditional hazelnut varieties as a tool for valorization and preservation of genetic resources. HortScience, April 2008; 43: 562 – 566. Upadhyaya Hd et al., 2006. Efficient use of crop germplasm resources: identifying useful germplasm for crop improvement throught core and mini-core collections and molecular marker approaches. Agrawal R.C. et al., 2007. Genebank Information Management System (GBIMS). Computers and Electronics in Agricolture 59: 90-96. Brown AHD , 1989. The case for core collections. In The use of plant Genetic resources. Edited by Brown AHD, Frankel OH et al., Cambridge UK: Stralinger P. Cambrige University Press: 1989:135-156. Glaszmann JCet al., 2010. Accessing genetic diversity for crop improvement. Current opinion in Plant Biology 13: 167173. Tree Nuts Rapporto Europeo, 2010. Europa-27

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Modelli di Classificazione per la Caratterizzazione Pastorale a Scala Territoriale Camilla Dibari1, Marco Moriondo2, Giovanni Argenti1, Stefano Targetti3, Marco Bindi1 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell’Ambiente Agroforestale, Univ. Firenze, IT, camilla.dibari@unifi.it, giovanni.argenti@unifi.it, marco.bindi@unifi.it 2 CNR-IBIMET, via Caproni 8, Firenze, IT, marco.moriondo@cnr.it 3 Dip. di Economia e Ingegneria Agrarie, Univ. Bologna, IT, stefano.targetti@unibo.it

Introduzione L’importanza ambientale delle risorse pastorali, riconosciuta a livello europeo (EEA, 2004), rende necessario il loro monitoraggio anche a vasta scala, soprattutto in zone più vulnerabili come quelle di alta montagna. La caratterizzazione pedo-climatica di queste aree risulta tuttavia molto onerosa con metodiche tradizionali, pertanto in alcuni studi sono stati impiegati metodi innovativi (tecniche GIS, telerilevamento e modelli di classificazione) per analizzare le formazioni pastorali sulla base delle principali caratteristiche ambientali di un territorio (Everitt et al., 2006; Reeves et al., 2006). Il presente studio ha l’obiettivo di caratterizzare a scala territoriale le risorse pastorali dell’arco alpino italiano tramite l’utilizzo di tecniche GIS e modelli di classificazione al fine di individuare i principali parametri topo-pedo-climatici capaci di discriminare la presenza delle risorse pastorali da altri usi del suolo e di identificare i tipi pastorali aventi maggior interesse produttivo nell’area di studio. Materiali e metodi Le zone dell’arco alpino destinate alle risorse pastorali sono state estratte dai codici corrispondenti ai pascoli, praterie naturali, cenosi erbacee transizionali e brughiere riportati dalla carta CORINE Land Cover. L’individuazione dei tipi pastorali presenti nell’area di studio si è invece basata su analisi bibliografiche e sull’acquisizione sia di rilievi pastorali specifici svolti in Piemonte (Cavallero et al., 2007) e Veneto (Argenti et al., 2009) sia sull’estrazione – per le restanti regioni alpine – dei codici della Carta della Natura prodotta da ISPRA, riferiti agli habitat secondo la classificazione europea CORINE Biotopes. Tali cartografie sono state georeferenziate ed omogenizzate fra di loro in ambito GIS in modo da ottenere informazioni sulle tipologie delle risorse pastorali presenti in tutte le regioni alpine ad eccezione della Lombardia. I pascoli alpini rilevati sono stati aggregati fra loro in modo da analizzare quelli più diffusi sull’arco alpino e quelli aventi una maggiore rilevanza dal punto di vista produttivo fino ad ottenere sette “macro” tipi pastorali sui quali si è concentrato lo studio: arbustetirodoreti, praterie xeriche e xeriche orientali, nardeti, curvuleti, selserieti, firmeti, pascoli pingui. Tali macro-tipi costituiscono circa l’84% della superficie interessata da tutte le formazioni pascolive presenti sulle Alpi italiane. I dati climatici e topografici sono stati estratti dal database prodotto nell'ambito del progetto WORLDCLIM. Tale database contiene informazioni riguardanti la quota, l’esposizione e la pendenza, nonché la precipitazione e la temperatura (massima, minima e media) mensili riferite al periodo 1950-2000 per tutte le aree della terra ad una risoluzione spaziale di 1km x 1km. I dati mensili sono stati utilizzati per caratterizzare le aree pascolive da un punto di vista idrico, determinando le precipitazioni stagionali, le temperature massime del mese più caldo (luglio) e le temperature minime del mese più freddo (gennaio). Sulla base dei dati pedologici di tessitura e profondità, estratte dal database dei suoli europeo EUSOILS, e degli andamenti termo-pluviometrici medi è stato inoltre calcolato il deficit idrico medio annuo secondo il modello proposto da McCabe e Markstrom (2007). Gli strati informativi prodotti, sono stati quindi integrati in un sistema informativo territoriale al fine di estrarre per ciascun tipo pastorale le relative caratteristiche pedo-topo-climatiche. Il dataset ottenuto è stato inizialmente utilizzato per calibrare il modello di classificazione Random Forest (Breiman, 2001 - RF) al fine di poter individuare le variabili ambientali capaci di discriminare il pascolo da altri usi del suolo. Il modello RF, dopo la fase calibrazione è stato poi applicato all'intera

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area di studio. La mappa probabilistica della presenza di aree pascolive derivata è stata inizialmente convertita in una classificazione binaria di presenza/assenza attraverso l’analisi della curva ROC (Receiver Operating Characteristics) ed il risultato ottenuto è stato confrontato con la distribuzione osservata delle aree pascolive per validarne la procedura. In una seconda fase, RF, calibrato solo sulla banca dati relativa ai sette tipi pastorali, è stato utilizzato per discriminare la presenza di ciascun tipo pastorale nell'ambito delle aree classificate come pascolive. Per entrambe le classificazioni, è stata identificata l'importanza relativa di ogni parametro nel processo di classificazione di RF, mentre l’accuratezza della classificazione è stata valutata analizzando l'errore complessivo (% dei pixel correttamente classificati sul numero totale dei pixel). Risultati e conclusioni Le simulazioni hanno prodotto risultati piuttosto soddisfacenti nella determinazione delle zone Figura 1. Correlazione fra rappresentatività dei tipi pastorali espressa come a pascolo, (errore numero di pixel (asse X) e percentuale di errore di classificazione (asse Y) complessivo: 9%), mentre la discriminazione dei tipi pastorali presenta errori maggiori (errore medio: 34%) con accuratezze variabili in funzione dei tipi. Gli errori di classificazione minori sono stati ottenuti per i tipi maggiormente rappresentati come le praterie xeriche e i nardeti (13% e 16%, rispettivamente), mentre i pascoli ricchi e gli arbusteti, scarsamente rappresentati, si attestano su valori di errore molto più alti (rispettivamente 84% e 67%) (Fig.1). In entrambe le classificazioni, l’analisi dell’importanza relativa dei diversi fattori nel processo classificatorio indica che tutte le variabili pedo-topo-climatiche prese in esame sono ugualmente determinanti per la classificazione, ad eccezione del bilancio idrico annuo il cui contributo non risulta essere decisivo. L’utilizzo di modelli di classificazione integrati a sistemi GIS si è rilevata molto soddisfacente per la caratterizzazione a scala territoriale delle risorse pascolive delle Alpi. La discriminazione dei tipi pastorali è invece ancora in fase di perfezionamento. Il risultato ottenuto suggerisce che la strategia di calibrazione di RF debba essere parzialmente modificata, mirando dove possibile ad una più equa rappresentazione dei differenti tipi pastorali in fase di allenamento. Altre strategie, come l'utilizzo di ulteriori variabili esplicative (pH del suolo) o l'applicazione di altri modelli predittivi saranno inoltre considerate. Bibliografia Argenti G. et al. 2009. I pascoli del Comelico. Guida alla conoscenza delle risorse pastorali. Grafica Znoymo, Pontassieve (FI), pp 97. Breiman L. 2001. Random forests. Machine Learning, 45(1): 5-32. Cavallero A. et al. 2007. I tipi pastorali delle Alpi piemontesi. Alberto Perdisa Ed., Bologna. EEA 2004. High nature value farmland. Characteristics, trends and policy challenges. European Environment Agency, Copenaghen. Report 1/2004. Everitt J.H. et al. 2006. Evaluation of High-Resolution Satellite Imagery for Assessing Rangeland Resources in South Texas. Rangeland Ecol Manage 59:30–37. McCabe G.J. e Markstrom S.L. 2007. A monthly water-balance model driven by a graphical user interface. U.S. Geological Survey Open-File Rep. 2007-1088, 6 pp. Reeves M.C. et al. 2006. Applying Improved Estimates of MODIS Productivity to Characterize Grassland Vegetation Dynamics. Rangeland Ecol Manage 59: 1–10.

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Determinanti della Produzione dell’Orzo in Ambienti Siccitosi del Bacino del Mediterraneo Enrico Francia1, Alessandro Tondelli2, Fulvia Rizza2, Franz W. Badeck2, William T.B. Thomas3, Fred van Eeuwijk4, Ignacio Romagosa5, A. Michele Stanca1,2, Nicola Pecchioni1 1

Dip. Scienze Agrarie e Alimenti, Univ. Modena e Reggio Emilia, Reggio Emilia, IT, enrico.francia@unimore.it 2 CRA – Centro di Ricerca per la Genomica e Postgenomica, Fiorenzuola d’Arda (PC), IT 3 SCRI, Invergowrie, Dundee, UK 4 Biometrics – Applied Statistics, Wageningen University, Wageningen, NL 5 Centre UdL–IRTA, Universitat de Lleida, Lleida, ES

Introduzione L’orzo è il secondo cereale più diffuso dopo il frumento duro in molti ambienti siccitosi del bacino del Mediterraneo, dove le ridotte precipitazioni e l'estrema erraticità del clima ne influenzano fortemente la produzione. La definizione dei caratteri ecofisiologici critici per l’adattamento e la stabilità produttiva dell'orzo in condizioni stressanti è dunque di fondamentale importanza nella prospettiva dei futuri cambiamenti climatici (Schröter et al. 2005). In questo lavoro è stata valutata la performance agronomica di una popolazione di 120 linee doppio-aploidi (DH) derivate dall'incrocio tra una varietà invernale -'Nure'- e una primaverile -'Tremois', inclusi i parentali, in 18 ambienti del Mediterraneo. Metodologia La popolazione NT (Francia et al. 2004) è stata messa in prova nelle annate 2004 e 2005 in 18 ambienti del bacino del Mediterraneo fra Algeria, Spagna, Italia, Siria, Giordania e Turchia scelte perché contrastanti per l'acqua disponibile nel terreno (AWC) e la piovosità media annua (da elevata a scarsa); in Italia e Turchia sono stati scelti siti di prova irrigati e non. Durante il ciclo colturale la disponibilità d'acqua è stata valutata mediante l’indice di stress WSI (Rizza et al. 2004). Le prove parcellari (300 parcelle da 6 m2), sono state impostate secondo uno schema "Augmented design" con i 120 genotipi in due repliche (blocchi) e 4 testimoni ripetuti 15 volte. In totale sono stati registrati 14 caratteri relativi a produzione, sue componenti e alle differenti fasi del ciclo di sviluppo dell'orzo (Francia et al., 2011); fra di essi il numero di giorni dalla semina alla levata (Zadoks Growth Stage GS 32), dalla levata alla spigatura (GS 53), dalla spigatura alla maturità fisiologica (GS 91). L'analisi dei dati è stata condotta con GENSTAT 11. Tenendo conto degli effetti riga/colonna, con un'analisi Mixed Model sono stati generati BLUE (Best Linear Unbiased Estimators) genotipici poi organizzati in una tabella a due vie genotipo(entry) x ambiente(trial). Gli effetti principali G, E e la loro interazione GE sono stati interpretati applicando 5 modelli alternativi di ANOVA: uno di "Interazione completa" e quattro di "Interazione ridotta": CINTERACTION, GGE, regressione fattoriale basata sulla classificazione dell'habitus di crescita o sulla costituzione allelica ai 4 geni Vrn-H1, Vrn-H2 (richiesta di vernalizzazione), Ppd-H2 (sensibilità al fotoperiodo) e Eam6 (precocità per se). Infine, le relazioni fra resa in granella, componenti della produzione e durata delle fasi fenologiche principali sono state valutate mediante analisi di correlazione e correlazione parziale (Francia et al., 2011). Risultati La produzione media nei 18 campi è stata compresa tra 0,07 e 5,43 t ha-1 di granella, mostrando una chiara dipendenza sia dall'input idrico totale (precipitazioni+irrigazione) che dall'indice di stress WSI. Le differenze di resa sono state inizialmente interpretate in termini di differenze medie tra genotipi G, ambienti E, e per combinazioni GE (Tab. 1) e le stime delle componenti di varianza hanno mostrato la maggiore importanza di GE (0,360±0,011) rispetto a G (0,045±0,008), nonostante entrambe siano molto minori di E (2,902±0,996). Il modello lineare che include la variazione ai 4 geni responsabili delle variazioni fenologiche tra le linee doppio-aploidi ha meglio spiegato l'effetto genotipico G e

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l'effetto di interazione GE rispetto a quello basato sulla classificazione dei genotipi in base all'habitus di crescita. In particolare, 3 dei 4 geni considerati: Vrn-H1, Ppd-H2 e Eam6 hanno da soli determinato una parte molto consistente dell'adattamento all'ambiente inteso come produzione di granella spiegando il 47,2% e il 26,3% della somma dei quadrati di G e GE, rispettivamente (Tabella 1). Tabella 1 ANOVA per la tabella GE a 2 vie; i termini usati per ripartire la variabilità G+GE sono in corsivo.

La resa in granella è stata determinata prevalentemente dal n° di cariossidi al m2 rispetto al peso del seme (r=0,948 e 0,559, rispettivamente). Le relazioni tra produzione e sue componenti in funzione della lunghezza delle diverse fasi di sviluppo della coltura (f. vegetativa, riproduttiva e di riempimento del granello) hanno evidenziato come i genotipi con la miglior performance sono stati quelli con un più rapido sviluppo fino alla fase di antesi confermando e pesando il ruolo cruciale del periodo di determinazione del numero di semi m2 nella determinazione della resa negli ambienti mediterranei. Conclusioni Il presente lavoro evidenzia come il contributo della genomica al miglioramento della produzione cerealicola in condizioni di stress idrico non può prescindere da una forte interconnessione con l'agronomia e auspicabilmente con la modellistica agronomica. Bibliografia Schröter D. et al. 2005. Ecosystem service supply and vulnerability to global change in Europe. Science 310:1333-1337. Francia E. et al. 2004. Two loci on chromosome 5H determine low temperature tolerance in a Nure(winter) Tremois(spring) barley map. Theor. Appl. Genet. 108:670-680. Rizza F. et al. 2004. Use of a water stress index to identify barley genotypes adapted to rainfed and irrigated conditions. Crop Sci. 44:2127-2137. Francia E. et al. 2011. Determinants of barley grain yield in a wide range of Mediterranean environments. Field Crops Res. 120:169-178.

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Gli Erbai Autunno-Vernini: Possibilità Produttive In Capitanata G. Gatta1, P. Soldo2, M. C. lo Storto1, M. Monteleone1, E.Tarantino1 1

Dip. di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa vegetale (Di.S.A.C.D.) Univ. Foggia, IT, g.gatta@unifg.it 2 Consorzio per la Bonifica della Capitanata, IT

Introduzione La tematica dell’utilizzo delle biomasse ai fine energetici è di stretta attualità in ragione sia di un’aumentata consapevolezza delle problematiche ambientali connesse allo sfruttamento delle fonti energetiche fossili, che alle forti variazioni del prezzo dei prodotti petroliferi sullo scenario internazionale. Queste "incertezze" dello scenario internazionale determinano anche sostanziali ripercussioni sull’attività agricola nazionale, spingendo gli agricoltori a “ristrutturare” gli ordinamenti colturali tipici di alcune aree agricole del nostro Paese indirizzandoli verso le filiere agro-energetiche. In questo contesto l’impiego degli erbai autunno-vernini può rappresentare un'importante realtà negli ambienti agrari meridionali. La ricerca ha voluto evidenziare le potenzialità produttive degli erbai eseguendo un confronto diretto fra le produzioni delle graminacee (orzo vs. triticale) e l’eventuale effetto d’incremento produttivo associabile alla presenza della leguminosa in differenti proporzioni (miscugli). Metodologia Nell’annata 2008-2009 sono state eseguite prove agronomiche su miscugli di graminacee (orzo, triticale) e leguminose (favino). Tali prove sono state condotte in 4 aziende agricole della Capitanata (prov. Foggia): due aziende rappresentative del Tavoliere (Foggia e S. Severo), una del Sub-appennino Dauno (Ascoli Satriano) e una dell’Area pedogarganica (Rignano Garganico). Le varietà di triticale, orzo e favino, sono state fornite dalle ditte Agroservice spa e Isea srl. Alla semina, avvenuta per tutte le aziende nella seconda decade di novembre, si è proceduto alla consociazione del triticale (Catria) e dell’orzo (Oleron) con il favino (Chiaro di Torrelama), quest’ultimo presente nel miscuglio in percentuale variabile: 0, 30 e 50%. Il quantitativo massimo di seme impiegato per le tesi in purezza (100% favino, 100% orzo, 100 % triticale) è stato di 220 Kg ha-1. Le cultivar di favino, orzo e triticale consociate tra loro sono state disposte in campo secondo uno schema sperimentale a parcelle suddivise (split-plot) con tre repliche (blocchi), disponendo le differenti miscele all’interno di ogni blocco. In tutte le aziende la concimazione è consistita nella somministrazione, in pre-semina, di 69 kg ha-1 di fosfato e 27 kg ha-1 di azoto, mentre in copertura è stato previsto l'apporto di 46 kg ha-1 sotto forma di urea. Nelle due epoche di sfalcio, rispettivamente a maturazione lattea e cerosa della graminacea, si è proceduto al calcolo della produzione secca. Per l’elaborazione statistica dei dati lo schema sperimentale adottato è stato quello di uno split-plot combinato rispetto alle località. I dati produttivi sono stati sottoposti ad analisi statistica secondo la metodologia ANOVA e, successivamente, si è proceduto alla discriminazione statistica delle medie impiegando il test di Tukey (HSD). Inoltre, la quota di devianza espressa dall’interazione della località e dell’epoca di sfalcio nei riguardi delle tipologie di miscuglio è stata ulteriormente ripartita secondo un’analisi della covarianza (ANCOVA), assumendo come regressore la produzione media di ciascun miscuglio e valutando l’adeguatezza di un modello lineare nell’interpretare una quota significativa delle suddette interazioni (Annicchiarico, 2002). Risultati Nella tab. 1 sono riportati i risultati dell’ANOVA riferiti alle due interazioni “Località x Miscuglio” e “Epoca di sfalcio x Miscuglio” risultate entrambe statisticamente significative (P<0,05). I migliori risultati produttivi si sono registrati ad Ascoli Satriano (AS) con riferimento alle tesi che prevedevano

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la coltivazione pura del triticale (F0-T100) o la sua consociazione con favino nella misura del 30% e del 50% (F30-T70; F50-T50). Valori produttivi significativamente elevati sono stati conseguiti anche a Foggia (FG) con la coltivazione pura di orzo (F0-O100) od alla sua consociazione col favino nella misura del 30% (F30-O70). Rignano Garganico (RG), invece, ha mostrato, in genere, risultati produttivi modesti, se si esclude il valore relativamente più elevato ascrivibile alla coltivazione pura del favino (F100) rispetto alle altre tipologie di erbaio. In linea generale, quindi, Tab. 1 - Medie produttive (t ha-1) di sostanza secca relative agli erbai considerando l’insieme delle Tipologia Erbaio Media Epoca di raccolta Località di coltivazione† località oggetto di valutazione, sarebbe consigliabile la Cerosa Lattea AS FG RG SS Favino + Orzo coltivazione della sola F0 - O100 10,25 11,21 9,29 11,77 12,48 6,42 10,33 graminacea o, al limite, una sua 9,91 11,25 8,57 9,90 11,07 8,15 10,52 modesta consociazione con la F30 - O70 8,73 9,20 8,27 9,18 9,13 6,92 9,70 leguminosa, ma in misura non F50 - O50 7,31 7,40 7,23 7,33 4,70 8,53 8,68 superiore al 30%. Più in F100 particolare, l’effetto interattivo Favino + Triticale essere interpretato 10,07 10,21 9,93 13,25 10,95 6,42 9,65 potrebbe F0 -T100 dall’osservazione che nelle 10,50 11,23 9,78 12,88 8,92 9,77 10,45 F30 - T70 località più produttive è più 9,92 10,98 8,87 12,25 7,35 8,73 11,35 F50 - T50 conveniente la graminacea in 7,31 7,40 7,23 7,33 4,70 8,53 8,68 F100 purezza, invece, in condizioni Q (5%) 3,08 3,50 3,94 produttive meno favorevoli una Std Err 0,28 0,39 0,55 contenuta consociazione con la HSD (a=0,05) 0,85 1,37 2,19 leguminosa fornisce rese leggermente superiori a quelle †AS (Ascoli Satriano); FG (Foggia); RG (Rignano Garganico); SS (San Severo) ottenute con la sola graminacea. Il modello interpretativo lineare (ANCOVA) riferito all’epoca di sfalcio, la cui rappresentazione grafica è riportata in fig.1, evidenzia che gli incrementi produttivi sono più che proporzionali delle tesi sfalciate alla maturazione cerosa rispetto agli incrementi meno che proporzionali delle tesi sfalciate alla maturazione lattea, in rapporto a valori crescenti di produttività media delle differenti tipologie di erbaio. Infatti, i coefficienti angolari relativi alle rette che regrediscono i valori di sostanza secca nelle due epoche, evidenziati a seguito della ANCOVA, sono stati 1,24 e 0,76 rispettivamente per la maturazione cerosa e lattea (risultati non riportati). Conclusioni In merito ai diversi miscugli utilizzati le produzioni di sostanza secca evidenziano come nelle località più produttive è conveniente la graminacea in purezza, mentre nelle località dove si riscontrano condizioni produttive modeste (Rignano Garganico) una consociazione (30%) con la leguminosa sembra migliorare le prestazioni produttive. Inoltre lo sfalcio al momento della maturazione cerosa della graminacea risulta essere più conveniente in termini di produzione di sostanza secca. Bibliografia Annicchiarico P., 2002. Genotype x Environment Interactions - Challenges and Opportunities for Plant Breeding and Cultivar Recommendations. FAO Plant production and protection paper – 17

Fig.1 - Regressioni lineari relative all’interpretazione produttiva dell’interazione “Località x Epoca di sfalcio” con riferimento ai valori produttivi medi di ciascun erbaio.

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Utilizzo Delle Comunità Ornitiche Nella Caratterizzazione Degli Agro-Ecosistemi Dei Monti Dauni Settentrionali (FG) G. Gatta, L. Piacquadio, M. Monteleone Dip. di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa vegetale (Di.S.A.C.D.) Univ. Foggia, IT, g.gatta@unifg.it

Introduzione Gli ecosistemi agrari, caratterizzati dall'esistenza di aree semi-naturali e naturali, beneficiano di numerosi vantaggi, tra cui il verificarsi di un aumento della loro biodiversità derivante dalla presenza di biotopi in grado di creare condizioni ecologiche diversificate. In particolare il mantenimento di un mosaico agrario complesso, in cui sono ben rappresentate sia le aree coltivate, che quelle semi-naturali, è considerato un fattore importante per la conservazione delle specie ornitiche. La ricerca ha riguardato il monitoraggio degli habitat e delle specie ornitiche di differenti ecosistemi agricoli dei Monti Dauni Settentrionali (prov. di Foggia), al fine di individuare le relazioni tra gli uccelli e le caratteristiche degli habitat proprie del paesaggio agrario. Metodologia Nel 2008 si è provveduto all’individuazione e alla georeferenziazione di 33 stazioni di monitoraggio in base alla rappresentatività delle tipologie di ecosistemi agricoli presenti nel territorio dei Monti Dauni Settentrionale (prov. Foggia). Successivamente per ogni stazione si sono individuati, in ambiente GIS (Sistemi Informativi Geografici), i diversi habitat (agricoli, naturali, semi-naturali ed antropici). Per il censimento delle specie ornitiche nidificanti (presenza/assenza) è stato utilizzato il metodo dei “punti di ascolto” o “point-count” (Bibby C. J. et al., 1992). Il campionamento è stato eseguito durante il periodo riproduttivo, compreso tra aprile e giugno 2008, in una fascia oraria tra le 6:00 e le 10:00 considerata, per molte specie di uccelli, di massima attività canora. Ogni stazione è stata campionata una sola volta per un tempo di 20 minuti, registrando la presenza di tutte le specie nidificanti rilevate entro un raggio di 150 m dal punto centrale di ascolto. Inoltre, per poter arricchire le osservazioni dirette effettuate sulle comunità ornitiche di ogni stazione di campionamento, sono state effettuate anche le registrazioni dei canti. L’Analisi delle Corrispondenze (COA), eseguita mediante il software JMP 8.01 (SAS Istitute, 2008), è stata utilizzata per definire le relazioni tra le specie e gli habitat. Risultati Sono stati censiti complessivamente 346 uccelli, per un totale di 49 specie. Dall’analisi delle esigenze ecologiche trofiche negli ecosistemi preferenziali di nidificazione (risultati non riportati) si è osservato che le specie più frequenti sono quelle granivore legate agli ecosistemi agricoli sia per la nidificazione che per l’alimentazione. Sulle complessive specie contattate, 15 (30,6%) risultano assoggettate alle misure di conservazione (Direttiva Uccelli 79/409/CE–allegato 1; Species of European Conservation– SPEC). I risultati della COA (fig.1) mostrano come le prime due componenti spiegano il 58,0% dell’intera variabilità di cui il 43,3% relativo alla prima componente (C 1) e circa il 15% definito dalla seconda componente (C2). Inoltre, dall’analisi si osserva che molte specie (U) e gran parte degli habitat (H) si raggruppano verso il centro degli assi denotando sia una elevata adattabilità delle specie ornitiche alle diverse situazioni ambientali (specie generaliste), che una loro dipendenza dagli habitat naturaliformi. Si rileva, inoltre, che 17 dei 51 habitat considerati (evidenziati in fig.1 col tratteggio) non condizionano la presenza delle specie, in quanto probabilmente non posseggono le caratteristiche ecologiche indispensabili allo svolgimento delle diverse fasi del ciclo vitale. La maggior parte delle specie ornitiche ha mostrato una forte correlazione con gli habitat semi-naturali. In particolare le specie dominanti, date da Cappellaccia Galerida cristata (U7), Strillozzo Emberiza calandra (U10), Cardellino

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Carduelis carduelis (U12), Verdone Carduelis chloris (U13), Passera mattugia Passer montanus (U20) e Beccamoschino Cisticola juncidis (U21) hanno mostrato una correlazione con campi di frumento (H13), cavedagne (H20), fasce arbustive (H30) e fasce incolte (H36).

Fig. 1- Analisi delle corrispondenze tra gli habitat e le specie di uccelli rilevate nell’area di indagine. Legenda specie ornitiche: Streptopelia decaocto (U1), Falco tinnunculus (U2), Buteo buteo (U3), Coturnix coturnix (U4), Alauda arvensis (U5), Calandrella brachydactyla (U6), Galerida cristata (U7), Corvus cornix (U8), Pica pica (U9), Emberiza calandra (U10), Emberiza cirlus (U11), Carduelis carduelis (U12), Carduelis chloris (U13), Serinus serinus (U14), Delichon urbicum (U15), Hirundo rustica (U16), Oriolus oriolus (U17), Parus major (U18), Cyanistes caeruleus (U19), Passer montanus (U20), Cisticola juncidis (U21), Sylvia atricapilla (U22), Turdus merula (U23), Saxicola torquatus (U24), Luscinia megarhynchos (U25). Legenda habitat: aerogeneratori (H1); alberi isolati azonali ripari (H2); alberi isolati da frutto (H3); alberi isolati di conifere (H4); alberi isolati di latifoglie meso xerofile (H5); arbusteti (H6); briglie (H7); boschi di conifere (H8); boschi di latifoglie meso xerofile (H9); campi arati (H10); campi di avena (H11); campi di coriandolo (H12); campi di frumento (H13); campi di girasole (H14); campi di mais (H15); campi di orticole (H16); canali (H17); capannoni (H18); cataste di legna (H19); cavedagne (H20); cave di argilla (H21); campi incolti (H22); cisterne (H23); cumuli di inerti (H24); cumuli di pietre (H25); discariche abusive (H26); edifici civili (H27); edifici diroccati (H28); edifici rurali (H29); fasce arbustive (H30); fasce arboree arbustive azonali riparie (H31); fasce arboree arbustive di latifoglie meso xerofile (H32); fasce di conifere (H33); fasce di fragmiteti (H34); fontanili (H35); fasce incolte (H36); frutteti arati (H37); frutteti su incolti (H38); laghetti (H39); muretti di cemento (H40); muretti a secco (H41); pozzi (H42); praterie cespugliate (H43); strade brecciate (H44); strade asfaltate (H45); strade sterrate (H46); torrenti (H47); uliveti arati (H48); uliveti su incolti (H49); vegetazione erbacea semiimmersa (H50); vigneti arati (H51).

Conclusioni In generale, la ricerca ha confermato le relazioni positive tra i livelli di biodiversità ornitica degli agroecosistemi e la presenza di aree naturaliformi, evidenziando l’importanza di un “mosaico” paesaggistico che preveda l’esistenza di ecosistemi agrari diversificati (come del resto auspicato dall’attuale Politica Agricola Comunitaria), in grado di assecondare le esigenze di sopravvivenza delle specie, attraverso nicchie ecologiche differenti. Inoltre le relazioni tra la popolazione ornitica e gli habitat risultano di grande importanza nella gestione del territorio agro-forestale dei Monti Dauni Settentrionali in quanto consentono di attuare interventi mirati al ripristino e/o conservazione di ambienti la cui presenza è determinante per la nidificazione delle specie. Bibliografia Bibby C. J. e Burgess N. E., Hill D. A. 1992. Bird census techniques. Academic Press Inc. S.A.S. Istitute I.N.C., Cary, NC, USA (2008).

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Attitudine alla Consociazione di Diverse Leguminose Foraggere Mediterranee Dario Giambalvo, Paolo Ruisi, Giuseppe Di Miceli, Alfonso Salvatore Frenda, Sergio Saia, Gaetano Amato Dipartimento dei Sistemi Agro-Ambientali, Università degli Studi di Palermo, IT, paoloruisi@unipa.it

Introduzione Le consociazioni possono offrire molteplici vantaggi rispetto agli omologhi sistemi di colture pure. In particolare, nelle foraggere, l’associazione tra graminacee e leguminose può consentire di incrementare e stabilizzare le rese, migliorare la qualità e la distribuzione dell’offerta foraggera ed aumentare la sostenibilità ecologica dei sistemi produttivi. Questi vantaggi si concretizzano soltanto quando le componenti associate utilizzano le risorse disponibili in maniera differenziale, cioè quando tra loro esiste una buona complementarità ecologica (Willey, 1979). La presente ricerca ha avuto lo scopo di valutare l’attitudine di differenti leguminose foraggere (Hedysarum coronarium, Medicago scutellata, Trifolium resupinatum, T. squarrosum, Trigonella foenum-graecum, Vicia villosa) tipiche dell’ambiente mediterraneo alla consociazione con loiessa (Lolium multiflorum var. westerwoldicum). Metodologia La ricerca è stata condotta nel biennio 2005-07 in un’area rappresentativa della collina interna siciliana (Az. Pietranera - 37°30’N, 13°31’E; 178 m s.l.m.). Le specie leguminose allo studio sono state allevate, adottando uno schema sperimentale a parcella suddivisa con 4 ripetizioni, in purezza o in consociazione con loiessa (rapporto 0,5:0,5). La densità di semina per tutte le specie è stata quella ordinaria per l’ambiente di prova. In entrambi gli anni la semina è stata effettuata a file distanti 20 cm nella 3a decade di novembre. All’emergenza, in ogni parcella elementare sono stati distribuiti 8 kg N ha-1 sotto forma di (NH4)2SO4 con arricchimento isotopico (15N) al 10 atom%. Le risorse, sia in purezza che in consociazione, sono state tagliate alla piena fioritura della leguminosa; sulla biomassa è stato determinato il contenuto in N e la relativa concentrazione dell’isotopo 15N. Con i dati acquisiti è stata stimata l’entità del processo di azotofissazione delle leguminose allevate sia in purezza che in consociazione, in accordo con quanto proposto da Fried e Middleboe (1977). I dati, rilevati e calcolati, sono stati sottoposti all’analisi della varianza secondo lo schema sperimentale adottato; quando l’interazione Trattamento Anno è risultata significativa (P 0,05) le DMS sono state calcolate separatamente per anno. Risultati In media, al primo anno, le consociazioni hanno fornito rese in biomassa superiori rispetto alle colture in purezza (8,5 vs 7,3 t s.s. ha-1), mentre, al secondo anno, nessuna differenza è stata osservata tra colture pure e consociazioni (Tab. 1). Il contributo ponderale della leguminosa sulla biomassa prodotta nelle consociazioni è risultato modesto nel miscuglio con trifoglio resupinato (sempre <50%, con valori particolarmente bassi al primo anno) e sempre >50% nei miscugli con trigonella, medica scutellata e veccia villosa. Ciò evidenzia una differente “abilità competitiva” tra le leguminose in valutazione, risultata più elevata nelle specie caratterizzate da un più rapido accrescimento nelle fasi iniziali del ciclo (dati non riportati). L’N complessivamente accumulato nella biomassa delle leguminose in purezza è risultato pari a circa 150 kg ha-1 al primo anno e oltre 230 kg ha-1 al secondo anno; il comportamento delle specie è apparso differente nei due anni di prova. Nelle consociazioni, l’N accumulato è risultato in media inferiore del 25% rispetto alle purezze, con differenze tra le specie marcate e relazionabili alla diversa incidenza delle leguminose nei miscugli bifiti. La % di N derivante dal processo di azotofissazione (%Ndfa) è risultata più bassa nelle specie a più rapido accrescimento iniziale (trigonella e medica scutellata; sempre <80%), mentre valori particolarmente elevati sono stati

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osservati nel trifoglio resupinato (sempre >85%). Nelle consociazioni, la %Ndfa è risultata sempre significativamente superiore rispetto alle purezze. Come evidenziato da altri autori (Vinther, 2006; Giambalvo et al., 2011), la graminacea in consociazione, in genere, assorbe più efficientemente l’N disponibile nel suolo rispetto alla componente leguminosa, la quale di conseguenza è “costretta” ad incrementare l’entità del processo di azotofissazione per soddisfare le proprie esigenze nutrizionali. In entrambi gli anni, per tutte le consociazioni, i valori del LER sono risultati sempre superiori ad 1 (Fig. 1); ciò indica una buona complementarietà ecologica tra le componenti associate ossia la tendenza ad esercitare una domanda differenziata delle risorse disponibili. Tuttavia, mentre per alcune leguminose (trigonella e medica scutellata in particolare) i valori elevati di LER totale sono apparsi associati ad un uso bilanciato delle risorse tra le componenti (valori di LER parziali di analoga entità), per altre (trifoglio resupinato) l’elevata efficienza biologica della consociazione è apparsa dipendente dal vantaggio offerto alla componente graminacea. Tab. 1 – Produzione di biomassa epigeica, N complessivamente accumulato e percentuale di N derivante dal processo di azotofissazione biologica per le differenti leguminose foraggere allevate in purezza e in consociazione con loiessa. Biomassa (t s.s. ha-1) N accumulato (kg ha-1) Ndfa (%) 2005/06 2006/07 2005/06 2006/07 2005/06 2006/07 Loiessa (L) 5,9 — 7,1 — 40 50 — — Medica scutellata (Ms) 8,9 — 12,7 — 163 247 79,5 77,1 Sulla (S) 7,9 — 12,0 — 148 245 86,6 82,7 Trifoglio resupinato (Tr) 6,2 — 9,4 — 143 262 89,1 87,4 Trifoglio squarroso (Ts) 7,0 — 11,2 — 145 224 87,5 84,4 Trigonella (T) 8,6 — 10,8 — 165 223 76,9 77,3 Veccia villosa (Vv) 5,4 — 9,2 — 159 200 76,3 85,6 Ms+L 8,6 (59)* 11,9 (77) 129 180 87,9 84,7 S+L 9,4 (22) 12,3 (67) 83 164 92,6 91,9 Tr+L 8,2 (10) 9,3 (49) 72 153 92,7 88,4 Ts+L 9,3 (42) 11,8 (75) 117 176 90,8 90,1 T+L 8,8 (65) 10,8 (71) 145 193 91,5 89,1 Vv+L 6,8 (62) 9,2 (56) 154 148 91,3 88,8 Media 7,8 (43) 10,6 (66) 128 190 86,9 85,6 DMS0,05 1,5 (11) 1,6 (14) 28 31 5,4 3,7 *I valori in parentesi indicano il contributo percentuale della componente leguminosa alla produzione complessiva della consociazione Risorse

Fig. 1 – Land Equivalent Ratio parziali delle leguminose e della graminacea consociata calcolati sulla base della produzione epigeica complessiva nei due anni di prova. Le linee oblique tratteggiate indicano valori di LER totale pari a 1,0, 1,2 e 1,4. La linea obliqua continua rappresenta la condizione teorica di uso equivalente delle risorse tra le componenti associate.

Bibliografia Fried M. e Middleboe V. 1977. Measurements of amount of nitrogen fixed by a legume crop. Plant Soil, 47:713-715. Giambalvo D. et al. 2011. Forage production, N uptake, N2 fixation, and N recovery of berseem clover grown in pure stand and in mixture with annual ryegrass under different managements. Plant Soil, 342:379-391. Vinther F.P. 2006. Effects of cutting frequency on plant production, N-uptake and N2 fixation in above- and belowground plant biomass of perennial ryegrass-white clover swards. Grass Forage Sci, 61:154-163. Willey R.W. 1979. Intercropping - its importance and research needs. 1. Competition and yield advantages. Field Crop Abstr, 32:1-10.

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Calendario Di Produzione e Periodo Di Quiescenza Del Carciofo In Differenti Aree Altimetriche Siciliane Anita Ierna 1, Rosario Mauro 2, Giovanni Mauromicale 2 1

Introduzione L’importanza che il carciofo riveste in Sicilia è facilmente desumibile sia dalle superfici coltivate e dalle produzioni fornite (14.643 ha e 164.071 t di capolini; media triennio 2008-2010) che dall’entità della produzione lorda vendibile che esso assicura (circa 170 milioni di Euro/anno). La coltura è prevalentemente diffusa in alcuni distretti di pianura ricadenti prevalentemente lungo le fasce costiere o in aree più interne ma ad altitudine sempre modesta (Piana di Catania, Piana di Gela, Piana di Acate, Piana di Licata, ecc.). La dislocazione territoriale della coltura fa sì che il calendario di produzione, sostanzialmente simile nelle varie aree di coltivazione, pur interessando un arco temporale ampio, compreso tra ottobre e maggio, sia abbastanza irregolare, poiché circa il 60% della produzione risulta concentrata tra marzo e maggio. Sarebbe quindi auspicabile coprire per quanto possibile i mesi improduttivi e soprattutto aumentare la produzione nei mesi autunnali per calmierare i prezzi e favorire l’espansione dei consumi. In quest’ottica, precedenti ricerche hanno dimostrato la buona adattabilità del carciofo alla collina interna siciliana dove ha fornito una maggiore concentrazione della produzione nei mesi autunnali (Mauromicale et al, 2004). Al fine di ampliare e rendere più regolare il calendario di produzione si è ritenuto opportuno avviare la presente ricerca con la quale ci si è proposti di valutare il contributo della differente distribuzione territoriale e ambientale della coltura, utilizzando ambienti di coltivazione posti ad altitudine diversa. Metodologia La prova è stata condotta nelle annate 2003/2004 e 2004/2005 mettendo a confronto tre ambienti di coltivazione siti in aree altimetriche diverse (Cassibile - Siracusa, 40 m s.l.m., Moio Alcantara Messina, 540 m s.l.m. e Floresta - Messina, 1100 m s.l.m.). L’impianto delle carciofaie è stato effettuato il 24 giugno 2002 a Cassibile e il 7 maggio 2002 a Moio Alcantara e Floresta, utilizzando piantine provenienti da carducci del clone 9/8 di Violetto di Sicilia, isolato presso la sez. di Catania dell’I.S.A.F.O.M., CNR. In ciascun ambiente la parcella comprendeva 30 piante replicate tre volte. L’investimento unitario adottato è stato pari a 1 pianta m-2 (1,25 x 0,80 m). L’attivazione delle carciofaie nelle due annate è avvenuta naturalmente a inizio aprile a Floresta, mentre è stata effettuata a mezzo irrigazione a metà luglio contemporaneamente a Moio Alcantara e Cassibile. La tecnica colturale conforme a quella ordinariamente adottata nelle aree tradizionali di coltivazione, è stata condotta con criteri di uniformità nei tre ambienti. I capolini sono stati raccolti in corrispondenza della loro maturazione commerciale (stadio “D”, Foury, 1967) con una frequenza compresa tra 4 e 8 giorni a seconda del periodo stagionale. Hanno costituito oggetto di rilievo: le temperature minime e massime dell’aria registrate durante il periodo delle prove, le date delle raccolte, il numero e il peso dei capolini con 1 cm di scapo fiorale. Relativamente ai capolini principali sono stati rilevati, inoltre, il diametro longitudinale e quello trasversale. Gli ambienti in cui sono state realizzate le prove sono caratterizzati da condizioni termiche differenziate. Nell’area di Siracusa gli inverni sono miti (le temperature medie oscillano tra 11,1 e 12,7 °C) e le estati calde (le temperature medie mensili oscillano tra 23,2 e 26,6 °C); nell’area di MoioAlcantara le temperature medie annuali sono più basse tanto nei valori minimi che in quelli massimi rispetto a Siracusa; nell’area di Floresta gli inverni sono rigidi (le temperature medie mensili oscillano tra 2,4 e 4,6 °C) e le estati piuttosto fresche (le temperature medie mensili oscillano tra 16,4 e 20,3 °C).

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Risultati I valori termici registrati nei tre ambienti durante la conduzione delle prove non si sono discostati sostanzialmente da quelli ordinari (Tab.1). Tab. 1 – Temperature medie mensili registrate nei tre ambienti di coltivazione nella media del biennio. Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic --------------------------------------------- °C ------------------------------------------------------------------Cassibile - SR 11,0 11,9 13,8 17,0 19,4 23,3 26,5 26,2 23,0 19,3 15,3 12,6 Moio-Alcantara - ME 7,5 8,0 9,0 10,0 14,3 16,7 18,3 21,1 18,2 13,6 9,5 7,9 Floresta - ME 2,5 2,5 4,5 6,0 9,5 13,5 16,0 16,5 13,0 8,0 5,0 3,0

Le differenti condizioni termiche dei tre ambienti hanno modificato sostanzialmente la stagione di quiescenza e di produzione delle carciofaie (Figg. 1 e 2). La coltura realizzata a Quiescenza Fase Vegetativa Fase riproduttiva Floresta (ME) ha prodotto da Floresta - ME giugno a ottobre (5,6 ha capolini pianta-1) Moio-Alcantara - ME trascorso il periodo di Cassibile - SR quiescenza in inverno per riprendere l’attività in primavera e produrre tra G L A S O N D G F M A M metà giugno e ottobre (4,0 Fig. 1 – Periodo di quiescenza, fase vegetativa e fase riproduttiva delle carciofaie capolini pianta-1) Fig. 2. La coltura realizzata a Moio-Alcantara (ME) ha prodotto da ottobre ad aprile (5,9 capolini pianta-1 ) è entrata in quiescenza in estate ed ha ripreso la produzione a novembre per completarla nel maggio successivo (5,2 capolini pianta-1). A Cassibile (SR) la coltura ha prodotto ininterrottamente tra ottobre e maggio (4,2 capolini pianta-1) è entrata in quiescenza in estate ed ha ripreso a produrre ininterrottamente da dicembre a maggio dell’anno successivo (6,9 capolini pianta-1) Fig. 2. I capolini prodotti a Floresta hanno fatto registrare rispetto a quelli prodotti a MoioAlcantara e Cassibile un minor peso unitario (in media -25%) e una forma più allungata, tuttavia essi sono risultati sempre commerciabili e mai affetti da atrofia (dati non riportati). Conclusioni I risultati acquisiti hanno consentito di delineare un calendario di produzione del carciofo pressoché continuo per l’intero arco dell’anno e meglio regolato negli apporti mensili utilizzando ambienti di coltivazione relativamente vicini, ma posti in aree altimetriche differenti. Ciò potrebbe comportare notevoli benefici sia alla commercializzazione del prodotto che agli ambienti collinari e montani che potrebbero trovare nel carciofo una coltura redditizia per i loro ordinamenti colturali. Bibliografia

Foury C., 1967. Etude de la biologie florale de l’artichaut (Cynara scolymus L.). Application à la sèlection 1ere partie. Donnè sur la biologie florale. Annales de l’Amelioration des Plantes, 17 (4):356-373. Mauromicale et al., 2004. Il carciofo : una coltura « nuova » per la valorizzazione delle aree irrigue della collina interna siciliana. Italus Hortus, 11: 53-59.

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La Produzione di Biomasse da Energia su Suoli Salinizzati A. Impagliazzo(1) , M. Mori(1), M. Fagnano(1), L. Ottaiano(1), I. Di Mola(1). (1)

Dipartimento di Ingegneria Agraria e Agronomia del Territorio - Università degli Studi di Napoli Federico II - Via Università, 100; 80055 Portici (Na). Tel 0812539126; fax 0817755126; adriana.impagliazzo@gmail.com.

Introduzione Lo sviluppo delle colture da energia è possibile solo in quelle aree non utilizzabili per le colture alimentari. Negli ultimi anni molte aree costiere non sono più coltivate a causa del crescente livello di salinità delle falde e dei suoli. Si stima che circa un terzo delle terre irrigue nel mondo siano affette da eccessivi carichi salini, e che ogni anno 10 milioni di ettari irrigati siano mediamente abbandonati a causa di questo problema (Flowers et al, 1986). Previsioni particolarmente pessimistiche arrivano a prefigurare che entro i prossimi 25 anni la salinizzazione causerà la perdita del 30% degli attuali terreni agrari, valore destinato a salire fino al 50% entro il 2050 (Altman,1999). A tale scopo, le colture energetiche potrebbero giocare un ruolo importante di sviluppo e sostenibilità economica nelle aree caratterizzate da fattori ambientali limitanti (es. salinizzazione). La convenienza di questo tipo di filiere ha assunto una notevole rilevanza, anche alla luce delle recenti novità normative e delle attuali condizioni di mercato dei biocombustibili. Metodologia Il presente lavoro ha come obiettivo quello di valutare l’adattabilità della coltivazione dell’Arundo donax in ambienti caratterizzati da diversi livelli di stress salino. Lo studio è stato condotto in ambiente semiprotetto presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II, nel Parco Gussone della Facoltà di Agraria di Portici (NA), ed ha avuto durata biennale. La coltivazione è stata effettuata in microlisimetri (superficie di 0,39 m2), con suolo franco-sabbioso, pH moderatamente alcalino (7,96), ECe (pasta satura) di 0,40 dS m-1 ed un contenuto basso di azoto (0,049 %) e di sostanza organica (0,72 %). Allo scopo è stato utilizzato un tunnel, aperto sui lati e superiormente coperto da un film in PVC. Il piano sperimentale ha previsto il confronto tra tre tesi saline: (i) condizione ottimale: restituzione dell’intero evapotraspirato con acqua normale (WW), ECw di 0,70 dS m-1; (ii) stress salino medio: restituzione del 100% dell’ evapotraspirato con acqua addizionata di sale in modo da ottenere una ECw di 6,0 dS m-1; (iii) stress salino intenso: restituzione dell’intero evapotraspirato con acqua addizionata di sale in modo da ottenere una ECw di 12,0 dS m-1. Per le tesi saline, la conducibilità (ECw) teorica è stata ottenuta aggiungendo all’acqua normale del comune sale commerciale (NaCl). Il primo anno è stato considerato come anno di adattamento della coltura in cui non sono state effettuate irrigazioni con soluzioni saline, ad inizio del 2° ciclo di crescita si è proceduto alla differenzazione delle tesi saline. Durante il ciclo colturale sono stati monitorati i parametri relativi al suolo ed alla coltura. Sono state condotte misure di conducibilità elettrica e pH sul suolo (0-20 cm) e misure di conducibilità stomatica (porometro AP4, misure mensili) e di produzione sulla coltura. Risultati Nella tab. 1, sono riportati i valori di pH e ECe dei campioni di suolo prelevati prima dell’impianto, a fine del 1° e del 2° ciclo di crescita della coltura. In particolare, il pH mostra valori moderatamente alcalini; che tendono ad aumentare nelle tesi con apporti salini nel rilievo del 2° anno di crescita. Per quanto concerne la ECe, valori non significativi sono stati riscontrati nei prelievi dei primi due anni e nella tesi 0 dSm-1 del prelievo del 2° anno. Nella tesi 6 dSm-1 e ancor di più nella tesi 12 dSm-1 si è registrato un notevole aumento della conducibilità elettrica. Questo, come riportato in seguito (tab.2), spiega la diminuzione delle produzioni rispettivamente del 50% e 75% di biomassa fresca e secca all’aumentare delle dosi saline nel 2° anno. Nel 1° anno, la produzione media di biomassa fresca è risultata essere pari a 5,4 t ha-1, quella di biomassa secca 2,6 t ha-1, con percentuali di sostanza secca del 47,1%, le piante hanno raggiunto in media l’altezza di 142 cm con 8,2 culmi per m2 e un diametro di 10 mm.

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Tabella 1 - Analisi chimiche del suolo (pH e ECe). Media ± errore standard. ECe (dSm-1)

Livello salino

ECe (dSm-1)

iniziale

ECe (dSm-1)

1°ciclo di crescita

2°ciclo di crescita

0 dSm-1

0,40(±0,03)

7,96(±0,05)

0,40(±0,08)

7,90(±0,06)

0,37(±0,07)

7,93(±0,11)

6 dSm-1

2,56(±0,30)

8,12(±0,06)

12 dSm-1

3,14(±0,24)

8,28(±0,16)

Per quanto concerne la conducibilità stomatica, nella figura 1 e 2 possiamo notare come nel 1° rilievo sono stati registrati valori più alti nelle foglie basali rispetto alle apicali; per quanto concerne le tesi saline è stato possibile notare come la tesi 0 dS m-1 ha mostrato i valori in assoluto più alti, valori intermedi sono stati riscontrati nella tesi 6 dS m -1 e quelli più bassi nella tesi12 dS m -1. Tabella 2 - Dati produttivi del 1° (2010) e del 2° (2011) ciclo di crescita. Media ± errore standard. Ciclo di crescita

Peso fresco

Peso secco

n° culmi

t ha-1

-1

1°

5,4(±0,6)

2,5(±0,3)

46,4(±0,9)

8,1(±0,6)

136,4(±5,9)

9,4(±0,3)

0dSm-1

2°

11,9(±0,7)

6,4(±0,4)

54,1(±1,6)

16,5(±1,2)

189,3(±10,3)

10,6(±0,5)

6dSm-1 12dSm-1

2° 2°

6,4(±0,7) 4,0(±0,9)

3,4(±0,4) 2,0(±0.5)

52,5(±0,7) 50,3(±0,9)

11,3(±1,4) 9,7(±1,6)

137,5(±6,2) 106,1(±4,9)

9,6(±0,5) 9,6(±0,5)

Tesi 0dSm

Diametro

Nel 2° rilievo sono stati riscontrati valori di conducibilità stomatica, sia per le foglie basali sia per quelle apicali, molto bassi in tutte e tre le tesi a confronto; tale fenomeno è, probabilmente, da imputare alle alte temperature riscontrate in questo periodo (metà luglio). Il 3° rilievo ha mostrato una maggiore ripresa delle foglie apicali rispetto alle foglie basali, anche in questo caso i valori maggiori sono stati riscontrati nella tesi 0 dS m-1. L’ultimo rilievo, infine, ha mostrato valori molto bassi per tutte e tre le tesi (respirazione cuticolare) dovuto al graduale disseccamento della pianta.

Figura 1 e 2 - Conducibilità stomatica delle foglie basali e apicali. Nel grafico è riportato l’errore standard Conclusioni I primi risultati della sperimentazione hanno mostrato come l’Arundo donax , pur soffrendo in termini fisiologici e produttivi per le sistematiche irrigazioni con elevate concentrazioni di soluzioni saline, è stata in grado di fornire produzioni accettabili con la tesi 6 dSm-1. Risulta quindi necessario approfondire le ricerche in merito alla risposta produttiva della coltura ai diversi livelli di salinità, al fine dell’individuazione degli ambienti e delle tecniche che possano massimizzare la produzione. Oltre a valutare i risultati della sperimentazione del 3° ciclo di crescita è stata prevista inoltre, un’ulteriore prova riducendo la concentrazione delle tesi saline a 2 e 4 dSm-1. Bibliografia Flowers T. J, et al. 1986. Halophytes. Q. Rev. Biol. 61: 313. Altman A., 1999. Plant biotechnology in the 21st century: the challenges ahead. Elect. J. of Biotechnology, Vol. 2, n.2.

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Lisciviazioni Azotate Conseguenti alla Gestione Irrigua della Salinità Angela Libutti, Massimo Monteleone Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali, Chimica e Difesa Vegetale, Univ. Foggia, IT, a.libutti@unifg.it

Introduzione Negli ambienti aridi e semiaridi, l’accumulo salino nel suolo dovuto all’impiego irriguo delle acque salmastre costituisce la principale causa di riduzione della produttività delle colture. La lisciviazione rappresenta, pertanto, lo strumento essenziale ai fini della sostenibilità della pratica agricola. Alla lisciviazione conseguono, inevitabilmente, volumi elevati di acqua di drenaggio che spesso risultano arricchiti non solo di sali trascinati lungo il profilo colturale del suolo, ma anche di nutrienti (Jalali e Merrikhpour, 2008), in particolar modo di azoto (Feng et al., 2005) e di residui di diverse sostanze chimiche di sintesi, quali pesticidi ed erbicidi, usualmente impiegati in agricoltura. Con riferimento ad un’area del Tavoliere, dove l’irrigazione con acqua salmastra è pratica diffusa e la salinizzazione dei suoli costituisce una minaccia ambientale, l’obiettivo del presente lavoro è quello di determinare le quantità di azoto rimosse dal suolo attraverso le acque di drenaggio e di derivare l’efficienza tecnica di somministrazione del concime, nonché il potenziale impatto che esso può esercitare sulle acque superficiali e sulla falda idrica sotterranea. Metodologia La ricerca è stata condotta in agro di Manfredonia (FG), nel periodo 2007-2011. I primi 3 anni di sperimentazione (Y1, Y2, Y3) hanno rispettivamente previsto una stagione colturale primaverile-estiva (S1) ed una autunno-invernale (S2), con l’avvicendarsi di specie, quali pomodoro da industria e spinacio (Y1), zucchino e cavolo broccolo (Y2), peperone e frumento (Y3). Durante il quarto anno di sperimentazione (Y4), il terreno è stato lasciato completamente nudo, provvedendo solo a rimuovere la vegetazione avventizia che su di esso si sviluppava. Le colture sono state allevate su una superficie di terreno di 300 m2, suddivisa in 3 parcelle sperimentali (L0, L1 e L2), di 100 m2 ciascuna. I fabbisogni idrici colturali sono stati soddisfatti dall’irrigazione con acqua di falda salmastra (ECw variata da 4,7 a 5,8 dSm-1) o dagli apporti idrici delle piogge. L’allontanamento dei sali apportati al suolo con l’acqua irrigua è stato operato sia dalle piogge sia attraverso intenzionali interventi di leaching, eseguiti sulle 3 parcelle in accordo ai seguenti trattamenti sperimentali: L0 (controllo) - assenza di leaching; L1 interventi di leaching solo con acqua di falda salmastra; L2 - interventi di leaching anche con acqua dolce (entro un limite di disponibilità pari a 200 mm annui). Gli interventi liscivianti sono stati effettuati al superamento di un predefinito valore soglia di conducibilità elettrica dell’estratto di pasta satura del suolo (ECe – dSm-1). All’interno di ogni parcella, una vasca di drenaggio, di 50 m2 e profonda 0,70 m, in grado di simulare le condizioni di una falda idrica superficiale, ha permesso il recupero delle acque di drenaggio. La concimazione delle colture è stata eseguita secondo la pratica agricola correntemente adottata nell’areale di riferimento. In corrispondenza di ciascuna stagione colturale, sono stati misurati i volumi di drenaggio (D - m3 ha-1) e la relativa concentrazione in azoto nitrico (N-NO3 - mg l-1), oltre che regolarmente registrati i volumi irrigui (I - m3 ha-1) e di pioggia (P - m3 ha-1), nonché gli apporti in unità fertilizzanti d’azoto (NIN - kg ha-1). La misura della concentrazione in N-NO3 delle acque di drenaggio ha consentito, a sua volta, la determinazione delle quantità d’azoto allontanate dal suolo (NOUT - kg ha-1) attraverso tali acque. Le quantità d’azoto lisciviato, espresse sia in termini assoluti (NOUT) che relativi (Rel_NOUT), sono state correlate linearmente con i corrispondenti volumi di drenaggio (D). Rel_NOUT rappresenta la frazione di azoto allontanata dal suolo attraverso le acque di drenaggio (NOUT) rispetto alla somma di quello già

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presente nel suolo (N0 – kg ha-1) ed apportato (NIN) con la concimazione. Ai dati sperimentali è stato applicato un modello di covarianza (ANCOVA) che ha consentito di valutare l’effetto dei fattori: anno di sperimentazione (Y) e stagione colturale (S). Risultati Le risultanze statistiche relative al primo modello, NOUT funzione di D (Fig. 1A), hanno suggerito di imporre l’intercetta pari a zero e di adattare distinte rette di regressione alle due stagioni colturali (S1 e S2). Oltre a S, anche l’anno di sperimentazione (Y) ha mostrato un’influenza altamente significativa sul valore del coefficiente angolare (effetto non mostrato in Fig. 1A). Tale coefficiente, che esprime la quantità di azoto allontanata dal suolo dall’unità di volume di acqua di drenaggio, ha evidenziato in S2 un valore più elevato rispetto a S1 (0,08 e 0,05 kg m-3, rispettivamente). Ciò può essere spiegato considerando che in S2 gli apporti in unità fertilizzanti di azoto sono stati in media pari a circa il doppio di quelli registrati in S1 (rispettivamente 118,3 e 61,3 kg ha-1, a cui sono corrisposte perdite azotate in media pari a 94,0 e 34,1 kg ha-1). A parità di volume di drenaggio, dunque, il processo di lisciviazione dell’azoto è risultato più intenso in condizioni di elevata concentrazione dell’elemento fertilizzante nel suolo. Nel secondo modello ANCOVA, Rel_NOUT funzione di D (Fig. 1B), nessuna significativa influenza è stata evidenziata da parte di S o Y, sia sul valore dell’intercetta che del coefficiente angolare. Di conseguenza, il processo di lisciviazione dell’azoto è stato quantitativamente descritto attraverso un’unica retta di regressione, passante per l’origine degli assi. In base all’inclinazione della retta, è possibile affermare che, con riferimento ad un ettaro di suolo e per ogni 1000 m3 di acqua di drenaggio, si osserva una perdita azotata del 25% rispetto all’azoto complessivamente disponibile nel terreno. Conclusioni I risultati ottenuti hanno evidenziato consistenti processi di lisciviazione dell’azoto, soprattutto nel corso della stagione colturale autunno-invernale. Essi costituiscono una delle principali cause di perdita economica per l’agricoltore e una delle maggiori fonti di inquinamento delle acque di falda e superficiali. La corretta calibrazione delle quantità e dei tempi di applicazione dei fertilizzanti azotati dovrebbe costituire, pertanto, il più adeguato intervento tecnico in grado di mitigare l’impatto negativo della lisciviazione. Bibliografia Feng Z.Z., Wang X.K., Feng Z.W. 2005. Soil N and salinity leaching after the autumn irrigation and its impact on groundwater in Hetao Irrigation District, China. Agricultural Water Management, 71: 131-143. Jalali M., Merrikhpour H. 2008. Effects of poor quality irrigation waters on the nutrient leaching and groundwater quality from sandy soil. Environ. Geol., 53: 1289-1298.

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Potential and Perspectives of Jatropha curcas Plantations in Marginal Land of Ghana Lubino M.1, Bellavite D. 1, Kombiok J.M. 2, Nutsugah S.K. 2, Enne G.1, and Contran N.1 1

Desertification Research Centre (NRD) - University of Study of Sassari, Viale Italia 57, 07100 Sassari, Italy Council for Scientific and Industrial Research (CSIR) - Savanna Agricultural Research Institute (SARI), P. O. Box 52, Tamale, Ghana

Introduction Jatropha curcas L. is a perennial drought-resistant plant well adapted to marginal lands in arid and semiarid and tropical regions (Divakara et al. 2010). J. curcas is a valuable multipurpose crop and has recently gained lot of importance for the biodiesel production by oilseed and secondary products such as soap, fertilisers, bio-pesticides, cosmetics, and medicine. Furthermore, this energy crop offers the ecological advantage to mitigate soil degradation and desertification and to reclaim wasteland (Achten et al. 2008). Community-based Jatropha initiatives for local use, like small J. curcas plantations in marginal lands, agro-forestry systems with J. curcas intercropping, and agro-silvo-pastoral systems can be seen as efficient opportunities to increase rural development in developing countries. The integration of J. curcas into the rural economy at the village level is able to guarantee access to sustainable and affordable energy, increase rural income, create employment opportunities, and alleviate poverty. Although the global interest, Jatropha physiological properties and agronomic management practices are not thoroughly unravelled (Behera et al. 2010). This contribution will highlight some J. curcas scientific research challenges in the framework of an EU-AID international cooperation project implemented in the West Mamprusi District of the Northern Region of Ghana. Through J. curcas plantations, the main project aims are to provide adequate access and security of sustainable renewable energy supply to rural communities of Ghana, improving their livelihood, and to reduce desertification effects in degraded areas. Within this project, several agronomic experimental works are being carried out, in order to improve the knowledge of J. curcas agronomical management practices which could be specifically addressed to the Ghanaian context. Biometric measurement results of J. curcas propagation (direct seed vs pre-cultivated seedlings) and intercropping systems with cereals are shown. Material and Methods The study site was located at Nyankpala (Tamale, Ghana), characterized by a semi-arid climate, with a dry season (November - May) and a wet season (June - October). Direct seeding vs pre-cultivated seedlings propagation system. Two propagation methods were tested: i) direct seeding and ii) pre-cultivated seedlings. The experiment was conducted with three replicates in a completely randomized design (CRD), with J. Curcas planting width of 2m x 1m (5000 plants/ha). J. curcas Indian accession was used. Direct seeding was performed on 17th August 2009. 30 days old precultivated seedlings were transplanted to the field on 15th August 2009. J. Curcas height, stem girth, number of branches, and crow girth were measured on 10 selected J. Curcas plants per each experimental plot. Data were collected at the end of the second vegetative year (December 2010) and at the beginning of the third vegetative year (June 2011). Intercropping systems (J. curcas + cereals). Two intercropping systems were tested: i) J. curcas â&#x20AC;&#x201C; Zea mays and ii) J. curcas â&#x20AC;&#x201C; Sorghum gentile. The experiment was conducted with three replicates in a randomized complete block designs (RCB): i) sole J. curcas (2m x 3m, 1667 plants/ha); ii) sole Z. mays (0.75m x 0.25m, 40000 plants/ha); sole S. gentile (0.75m x 0.25m, 40000 plants/ha); iii) J. curcas / Z. mays (2m x 3m / 0.75m x 0.25m); iv) J. curcas / S. gentile (2m x 3m / 0.75m x 0.25m). J. curcas Indian accession was used. J. curcas direct seeding was performed on 17th July 2010. Z. mays and S. gentile direct seeding was performed on 19th July 2010. J. curcas height, girth, and number of branches were measured on 5 selected J. Curcas plants per each experimental plot. Z. mays and S. gentile grain yields were measured. Data were collected in November 2010.

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Results No relevant differences in J. curcas height, stem girth, number of branches were observed between the two propagation systems, both at the end of the second vegetative year and at the beginning of the third vegetative year (Fig. 1). In June 2011, pre-cultivated seedlings showed higher values of crown girth than direct seedling J. curcas plants (Fig. 1).

Fig. 1. Means (±S.E.) of height, stem girth, number of branches, and crown girth in direct seeding (D, white column) and transplanted seedlings (T, gray column) J. curcas plants, in December 2010 (nopatterned column, 2 year) and in June 2011 (patterned column, 3 year) (N=3). Stars show significant differences between propagation systems (ANOVA, p<0.001).

At the end of the first year, the intercropping systems did not significantly influence the J. curcas height, stem girth, and number of branches (Fig. 2). No relevant differences were observed in grain yields of Z. mays and S. gentile sole or intercropped with J. curcas (Fig. 3).

Fig. 2. Means (±S.E.) of J. curcas height, stem girth, and number of branches in sole J. curcas (J, white column), Z. mays intercropped with J. curcas (M+J, gray column), and S. gentile intercropped with J. curcas (S+J, black column), in December 2010. (N=3)

Conclusion According to Achten et al. (2008), the optimal generative propagation method for J. curcas has not been clearly defined yet. Our preliminary results, with the exception of the crown girth, confirm that the growth of three year old J. curcas plants is not influenced by the propagation system applied. Even if direct seeding system requires a great number of seeds per acres, a more accurate soil preparation, and a sowing time concentrated in a limited period (Behera et al. 2010), the costs of J. curcas plant production in the nursery could be avoided. In addition, the direct seeding could be successfully carried out in marginal soils, where the water resources needed for nursery production are often not available. This finding suggests that at rural community level the direct seeding should be more economically viable than the pre-cultivated seedlings. As expected, in the first year of plantation J. curcas does not affect the yield of cereals. In order to verify the mutual benefit in terms of productivity of J. curcas and cereal crops in agro forestry pastoral Ghana (Achten et al. 2008), the effective contribution of our research is expected to be reached over a period of at least 5 years.

Fig. 3. Means (±S.E.) of grain yield in Z. mays intercropped with J. curcas (M+J, white column), in sole Z. mays (M, gray column), S. gentile intercropped with J. curcas (S+J, patterned white column ), and in sole S. gentile (S, patterned gray column), in December 2010. (N=3)

References

Achten, W.M.J. et al. 2010. Jatropha: From global hype to local opportunity. J Arid Environ, 74:164-165. Behera, S.K. et al. 2010. Evaluation of plant performance of Jatropha curcas L. under different agro-practices for optimizing biomass - A case study. Biomass Bioenerg, 34:30-41. Divakara, B.N. et al. 2010. Biology and genetic improvement of Jatropha curcas L.: A review. Appl Energ 87:732-742.

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Valutazione Qualitativa della Granella in Accessioni di Cece in Ambiente Mediterraneo Melilli Maria Grazia, Scalisi Clara, Scandurra Salvatore, Raccuia Salvatore Antonino CNR- Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo, U.O.S. Catania, IT mariagrazia.melilli@isafom-cnr.it

Introduzione Il cece (Cicer arietinum L.) è un’importante leguminosa da granella che occupa il secondo posto per superficie investita (15,3% delle superfici mondiali destinati alle leguminose) e terza per la produzione in granella (14,6% della produzione in legumi). È uno degli alimenti principali consumati in India, Africa del nord-est, sud Europa e America (FAO, 2009). Rappresenta una buona fonte di carboidrati e proteine, le quali abbinate a quelle dei cereali completano lo spettro degli amminoacidi essenziali. In Italia tuttavia la produzione di granella secca di cece da destinare all'alimentazione umana si presenta fortemente frammentata, localizzata in specifiche aree geografiche, legata a particolari riconoscimenti (IGP, DOP). Diversi studi hanno inoltre evidenziato come le caratteristiche qualitative della granella siano influenzate, sia dal genotipo, dall’ambiente di coltivazione e dalla loro interazione (Frimpong et al., 2009). L'introduzione di nuove varietà di cece in ambiente mediterraneo, idonee alla totale meccanizzazione delle operazioni colturali, con buone caratteristiche nutrizionali e tecnologiche, potrebbe incrementare le superfici destinate a tale coltura. L'obiettivo del presente lavoro è stato quello di valutare varietà migliorate di cece a confronto di popolazioni locali per quanto concerne la valutazione delle rese e delle caratteristiche chimiche e tecnologiche della granella in ambiente collinare del bacino del Mediterraneo. Metodologia La prova è stata condotta in agro di Enna (600 m s.l.m.) località in cui sono state poste allo studio, in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati la popolazione (“Altamura”) e tre varietà iscritte al RNV (“Calia”, “Pascià”, “Sultano”). La semina è stata condotta nel mese di gennaio 2008, su parcelle di 20 m2, con un investimento di 200 semi m -2, la raccolta nel mese di maggio 2009. Al momento della semina sono stati somministrati 600 kg ha-1 di perfosfato minerale (18 – 20 % P2O5). Il controllo delle malerbe è stato effettuato con una scerbatura manuale in coincidenza con l'epoca di fioritura. Alla raccolta è stata determinata la resa in granella (t ha-1). In laboratorio, su due repliche chimiche per ogni replica agronomica è stato determinato il contenuto in umidità della granella (stufa termoventilata, 105°C), il peso 1000 semi, il contenuto in lipidi (con estrattore Randall), proteina grezza (N con metodo Kjeldahl x 6,25) e sostanze minerali (muffola 550°C), nonché l’indice di idratazione alla temperatura di 30°C, per 24 ore. Tutti i dati sono stati sottoposti all'analisi della varianza previa misura dell’omogeneità della varianza mediante il test di Bartlett. In caso di ‘F’ significativo, le medie sono state confrontate con il metodo della Differenza Minima Significativa (DMS) o con il test di Student Nuwman Keuls (SNK). I valori percentuali sono stati preventivamente trasformati in arcsen % (Snedecor e Cochran, 1989). Risultati Nella media delle accessioni allo studio il peso 1000 semi è risultato pari a 348 g. La varietà “Pascià” con un valore di 500 g si è statisticamente differenziata dalle altre. La resa in granella è stata pari nella media dei genotipi a 1,1 t ha-1. Il valore più elevato è stato riscontrato nella varietà commerciale “Sultano”. La popolazione “Altamura” non è risultata statisticamente differente dalla varietà commerciale “Calia” (1,1 t ha-1). Nel genotipo “Pascia” è stata riscontrata la resa inferiore (0,8 t ha-1) (Tab. 1).

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La caratterizzazione chimica della granella è riportata in figura 1. Il contenuto in lipidi, espressi in g kg 1 s.s. è stato pari a 493. Le accessioni “Altamura” e “Pascià” hanno fatto rilevare un contenuto in lipidi Tab. 1 – Peso 1000 semi e resa in granella nei quattro genotipi allo studio. Lettere differenti nell’ambito della stessa colonna indicano differenze significative a P<0,05 Genotipo Peso 1000 semi Resa (g) (t ha-1) Pascià 500 a 0,76 c Sultano 312 b 1,40 a Calia 283 b 1,13 b Altamura 297 b 1,10 b Medie 348 1,10

superiore a 500 g kg-1 di s.s., ma di contro hanno mostrato un contenuto in proteina grezza inferiore (225 e 234 g kg-1 s.s., rispettivamente) agli atri due genotipi (242 g kg-1 s.s.). Il contenuto in sostanze minerali, pari in media a 51 g kg-1 s.s. non è risultato influenzato dal genotipo, con valori che hanno oscillato da 49 (“Sultano”) a 52 g kg-1 s.s. (“Calia” e “Altamura”). Differenze significative sono state riscontrate durante le prove di idratazione (Fig. 2). La popolazione “Altamura” ha fatto registrare sin dalla prima ora di imbibizione (+171%

del peso iniziale) valori statisticamente differenti. Dopo 8 ore di idratazione le due varietà “Sultano” e “Calia” e la popolazione “Altamura” mostravano valori superiori a +230% del peso iniziale, mentre la varietà Pascià ha fatto rilevare la capacità di idratazione statisticamente più bassa (+ 221 % del peso iniziale) (Fig. 2).

Fig. 1 – Caratterizzazione chimica della granella (g kg -1 s.s.) nei quattro genotipi allo studio. Lettere differenti tra le barre indicano differenze minime significative a P< 0,05 secondo il test S.N.K.

le rese e il contenuto in proteina grezza. In particolare la popolazione “Altamura” ha fatto registrare una resa in granella simile a quella delle varietà migliorate e registrate al RNV e la più elevata capacità di idratazione, parametro importante ai fini dell’attitudine culinaria della granella. Bibliografia Fig. 2 - Coefficiente di idratazione (%) nei semi dei genotipi allo studio, durante l’intero processo di imbibizione a 30°C. *Indica la significatività a P< 0,01, **Indica la significatività a P< 0,05

Conclusioni I risultati hanno messo in evidenza la buona risposta dei genotipi all’ambiente collinare di Enna per quanto concerne

FAO 2009. Agriculture production statistics. http://faostat.fao.org Snedecor G.W. e Cochran W.G. 1989. Statistical methods. The Iowa State niversity Press Publishing: New York. Frimpong A. et al. 2009. Genotype and growing environment influence chickpea (Cicer arietinum L.) seed composition. Journal of the science of food & agriculture, 89,12:2052-2063

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Biosensors In Real Time For The Identification Of Environmental Toxins Stefania Mura1, Joseph Irudayaraj2,3, Gianfranco Greppi2 1

Nucleo Ricerca Desertificazione, Università degli Studi di Sassari, Viale Italia 57, 07100 Sassari. Dipartimento di Scienze Zootecniche, Università degli Studi di Sassari, Via Enrico De Nicola 9, 07100 Sassari 3 Visiting Professor. Department of Agricultural and Biological Engineering and Bindley Bioscience Center, Purdue University, 225 S. University Street, West Lafayette, 47907, Indiana 2

Introduction Dioxins are by-products of industrial processes but can also result from volcanic eruptions or forest fires (Rappe and Buser, 1981; Safe et al., 1985). The worst production is due to incomplete burning of uncontrolled waste incinerators from solid and hospital waste. Dioxins are reputed to be among the most toxic organic compounds. The toxicity of these compounds is due to their chemical stability and the absorption in fat tissues permits to endure a long time into the body of humans and animals, biomagnifying through the food chain (WHO, 1987). Chronic exposure of animals to dioxins has resulted in several types of cancer. The aim of the present research work was to develop new and fast methods based on nanobiosensors to detect environmental toxins (e.g. dioxins). Metodology New biosensors were created using nanostructured thin films deposited on silicon wafers as substrates. In detail, mesoporous titania thin films (pores of 240 nm) were synthesized via “evaporation induced self assembly” and used as substrates for the development of the devices. For the detection of dioxins, titania films were functionalized with APTES, an organic molecule able to link a peptide selective to capture the most toxic dioxins (TCDD). Nanoporous materials are interesting for the incorporation of biomolecules because a good interaction between peptides and mesopores is possible. The main advantage to use these materials is their large surface area that leads to immobilize a big amount of peptides into their internal channels and on their surfaces, in comparison with non porous materials, leading to a high sensibility of the device. For the final detection of dioxins the peptide was bonded to a fluorescent marker, FITC, and the fluorescence variations were studied after the absorption of TCDD.

Fig. 1 FTIR absorption spectra of a) mesoporous titania film after calcination at 350°C and functionalization by APTES (dash line) and after binding with the peptide (solid line). The reference spectrum of the peptide is reported in graph b).

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Results The linking of the peptide to the support (synthesized and characterized by our group (Mura et al., 2011)) was studied with FTIR (Fig.1), spectroscopic ellipsometry, and fluorescence spectroscopy (Fig.2). In particular in Fig. 1a is visible the spectrum of peptide after linking to the substrate (solid line). The design of the peptide was based on the similarity of sequence present in the binding pocket of aryl hydrocarbon receptor (the cytosolic cellular receptor responsible of the linking of dioxins). The device as created was tested measuring the fluorescence of the titania-peptide-FITC chip before the linking of TCDD (Fig. 2, dash and dot line) and after the film immersion in solutions with different TCDD concentrations. Several trials were realized on different samples. As reported in Fig.2 it was noted an improvement of the fluorescence emission with the increased concentration of TCDD in solution. A difference between the spectrum Fig. 2 Fluorescence emission spectra collected at a wavelength of with and without TCDD can be observed 506-700 nm on titania films with peptide and FITC (spectrum at until a TCDD concentration of 10-12M. the bottom) and after the linking to the chip of TCDD at different concentrations.

Conclusions New nanobiosensors for TCDD detection, able to identify the presence of dioxins until picomolar level, were produced. This device can be used as simple and extensive pre-screening method, to monitor, by fluorescence measures, if a sample is contaminated or not. The final device can be useful for the short time required for the analysis (less than 1 min), for the low cost, for the simplicity of use (the chip can just be immersed into the samples for a few minutes, washed, dried and analyzed), for the sensitivity (detection at pM level) and specificity (for the presence of peptides that bind only dioxins molecules). Work Supported By Regione Sardegna Legge 7- and IDRISK project (2010-2012) fund by Regione Sardegna

References Rappe C. and Buser H.R. 1981. Occupational exposure to polychlorinated dioxins and dibenzofurans. ln: Choudhar G, ed., Chemical Hazards in the Workplace - Measurement and Control, American Chemical Society, 149:319-342. Safe S. et al. 1985. PCBs: Structure-function relationships and mechanism of action. Environ. Health Perspect, 60:47â&#x20AC;&#x201C; 56. WHO/EURO (World Health Organisation/Regional Office for Europe). 1987. Dioxins and Furans from Municipal Incinerators (Environmental Health Series 17), Copenhagen. Mura S. et al. 2011. Polypeptide binding to mesostructured titania films. Microporous and Mesoporous Materials, 142:16.

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Effetti di Differenti Sistemi di Lavorazione sul Ruscellamento in un Suolo Franco Argilloso del Chianti Napoli M., Chimento C., Orlandini S., Zanchi C. Dip. Scienze delle Produzioni vegetali, del Suolo e dell'Ambiente agroforestale, Un. Firenze, IT, marco.napoli@unifi.it

Introduzione Le tradizionali pratiche di produzione agricola, portano gli agricoltori a lasciare la superficie del suolo lavorata e priva di vegetazione durante i mesi in cui si verificano nelle piogge maggiormente intense, con conseguente accelerazione dei fenomeni erosivi. Esistono varie tecniche di lavorazione del suolo alternative, atte a ridurre i danni in-site ed off-site prodotti dai deflussi superficiali, purtroppo, nonostante siano generalmente apprezzate per i loro minori costi di produzione, rispetto alla lavorazione convenzionale (LC), sono ancora poco impiegate dagli agricoltori italiani. Nel presente lavoro sono stati confrontati i risultati preliminari di una sperimentazione volta a studiare la dinamica dei deflussi superficiali che avvengono su un suolo sottoposto a lavorazione convenzionale e a lavorazione minima (LM). Metodologia Lo studio è stato condotto, nel periodo compreso tra novembre 2009 e luglio 2010, su un suolo franco argilloso (Typic Ustorthents loamy-skeletal, mixed, mesic) presso l’Azienda sperimentale Montepaldi, in San Casciano Val di Pesa (FI). Il piano sperimentale ha previsto l’adozione di due metodi di lavorazione del suolo, LC (aratura a 40 cm e successiva erpicatura) e LM (erpicatura superficiale a 10 cm), su una rotazione colturale girasole (Helianthus annuus L.) – frumento tenero (Triticum aestivum L.). Per entrambi i metodi di lavorazione, la semina del frumento è avvenuta il 14 novembre 2009, la concimazione è stata eseguita apportando 120 unità di azoto e 80 unità di anidride fosforica. Come conseguenza delle due tecniche di lavorazione il concime è stato incorporato in profondità nel sistema LC, mentre nel sistema LM è rimasto nei primi 10 cm interessati dalla lavorazione superficiale. I deflussi sono stati simulati sia dopo ciascuna pioggia naturale, che, durante il periodo primaverile estivo, mediante un simulatore di pioggia. La distribuzione delle precipitazioni, occorse durante il periodo di sperimentazione, è risultato analogo all’andamento stagionale medio di lungo periodo. Il disegno sperimentale ha previsto la realizzazione di due repliche per metodologia di lavorazione per un totale di 4 parcelle, all’interno delle quali sono state realizzate delle mini-parcelle lunghe 2 m nel senso di massima pendenza (13%) e larghe 1 m. Prima dell’inizio di ogni simulazione e per ognuno degli eventi di pioggia naturale analizzati, sono state scattate foto per determinare la copertura offerta dai residui colturali, la copertura e stretto contatto del suolo e la copertura aerea (Han e Hayes, 1990). Il contenuto volumetrico di acqua nel suolo, per i primi 6 cm, è stato determinato utilizzando un Frequency-Domain Reflectometer (FDR) (ML2x, Delta-T Devices, Cambridge, UK) (Gomi et al. 2008). Ciascuna prova di simulazione è stata articolata in due fasi successive della durata, rispettivamente di 60 min e di 15 min; questa ultima, che inizia dieci minuti dal termine della prima ora, è finalizzata a simulare situazioni di terreno molto umido. Un simulatore di pioggia portatile (Napoli et al., 2008) è stato utilizzato per gli studi di deflusso in ambiente controllato con piogge con intensità di 60 mm h-1, pari ad un tempo di ritorno di 60 anni per le prove di 1 ora e un tempo di ritorno di 6 anni per le prove di 15 min. È stato utilizzato un ugello Fulljet HH30WSQ (Napoli et al., 2008), posizionato al centro della struttura del simulatore e rivolto verso il basso (Miller et al., 1987); l’altezza di esercizio, di 3 m dalla superficie del terreno, assicura che le gocce raggiungano il 98% della loro velocità terminale (Shelton et al, 1985). Il deflusso integrato di ciascun evento di pioggia naturale e i campioni di deflusso ottenuti tramite il simulatore, raccolti ogni 5 min, sono stati analizzati per la determinazione del sedimento trasportato e il contenuto di elementi nutritivi.

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Gli effetti dei due trattamenti è stato determinato attraverso l’analisi della varianza e il confronto tra le medie è stato realizzato mediante il test di Tukey. Risultati La densità apparente, determinata dopo la raccolta del frumento, per lo spessore del suolo compreso tra 3 e 15 cm è risultata significativamente inferiore (p < 0.05) sulle parcelle LM (1050 kg m-3) rispetto a quella determinata per le parcelle LC (1210 kg m-3). È stata osservata una differenza significativa (p < 0.05) nel tempo necessario per l’inizio del deflusso, misurato durante le simulazioni, che è risultato rispettivamente di 30 e 11 min per LM e LC. Ciò significa che durante una pioggia, una maggior quantità di acqua penetra all’interno del profilo del suolo per LM rispetto a LC. Questa osservazione è confermata dall’analisi dei volumi di deflusso. È stata rilevata una differenza significativa (p < 0.01) per i volumi di deflusso misurati per LM e LC, sia al termine delle piogge naturali, rispettivamente pari a 0.42 e 0.66 l m-2, sia al termine di quelle simulate, rispettivamente pari a 0.73 e 1.45 l m-2. Nel periodo intercorrente tra la fuoriuscita delle prime foglie e il completo accestimento si è rilevata la maggior differenza, in termini di coefficiente di deflusso medio tra LM (2%) e LC (4.4%), inoltre durante le simulazioni svolte in condizioni di suolo saturo su LM si è misurata una velocità d’infiltrazione media di 55 mm h-1, contro 43 mm h-1 misurati su LC. Le analisi delle acque di ruscellamento da pioggia naturale, non hanno evidenziato differenze significative (p > 0.05) nelle concentrazioni dell’azoto totale e del fosforo totale trasportato, che sono risultati rispettivamente pari a 8.2 e 3.5 mg l-1 per LM, 5.1 e 4 mg l-1 per LC. Le perdite complessive di azoto totale e fosforo totale, dovute alle piogge naturali, occorse durante il ciclo colturale, sono risultati pari a 56 e 37 mg m-2 per LM, mentre sono risultati pari a 44 e 70 mg m-2 per LC. Il peso secco della granella ottenuta sulle parcelle LM, pur risultando inferiore del 8%, non presenta differenze statisticamente significative rispetto a quella raccolta su LC. Conclusioni I risultati preliminari, ottenuti nel corso del primo anno di sperimentazione, risultano promettenti per la significativa riduzione dei deflussi e delle perdite di fosforo totale su suoli franco argillosi a scala di interrill. La maggior perdita di azoto totale riscontrata su LM, seppur modesta, dovrà essere ulteriormente analizzata. La lavorazione minima, per lo meno negli strati superficiali, sembra migliorare le condizioni di permeabilità del suolo, favorendo l’immagazzinamento delle acque piovane e riducendo conseguentemente il rischio di erosione. È importante sottolineare che l’introduzione della lavorazione minima non ha comportato una riduzione significativa nella produzione di granella, rispetto alla lavorazione convenzionale. Pertanto, tenendo conto della riduzione dei costi di produzione rilevati (Giordani et al., 2004) questa tecnica di lavorazione sembra applicabile anche ai terreni di tessitura franco argillosa. Bibliografia Giordani et al. 2004. Aratura del terreno, più danni che vantaggi. L’informatore agrario. Anno LX (2): 33-35. Gomi T et al. 2008. Characteristics of overland flow generation on steep forested hillslopes of central Japan. Journal of Hydrology 361(3–4): 275–290. Han Y.J., Hayes J.C. 1990. Soil cover determination by image analysis of textural information. ASAE 33(2): 681-686. Miller W. P. et al. 1987. A solenoid–operated, variable intensity rainfall simulator. SSSA J. 51(3): 832–834. Napoli M. et al. 2009. Effetti dell’inerbimento del vigneto sulle perdite di suolo e sul ruscellamento. Atti del XXXVIII Convegno Nazionale della società Italiana di Agronomia, Firenze 21-23 settembre 2009: 373-374. Shelton, C. H. et al. 1985.A continuous–application rainfall simulator. Transactions of the ASAE 28(4): 1115–1119.

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Adattamento di Cloni di Pioppo (Populus spp.) da Biomassa nel Sud Italia Alejandra Navarro García1, Pasquale Campi1, Gianni Facciotto2, Francesca Modugno1, A. Domenico Palumbo1, Marcello Mastrorilli1 1

CRA-SCA, Unità di ricerca per i sistemi colturali degli amb ienti caldo -arid i – Bari, IT, alejandra.navarrogarcia@entecra.it 2 CRA-PLF, Unità d i ricerca per le produzioni legnose fuori foresta – Casale Monferrato , IT, gianni.facciotto @entecra. it

Introduzione Tra le specie legnose da destinare alla produzione di biomassa a fini energetici, i pioppi (Populus spp.) sono ritenuti tra i più sensibili alle condizioni di carenza idrica e la loro produttività è associata al soddisfacimento del fabbisogno idrico (Monclus et al. 2006). Negli ambienti mediterranei, i principali limiti per la coltivazione sono legati (i) alla domanda evapotraspirativa (1100 mm anno-1 ) non bilanciata dalla pluviometria (600 mm anno-1 ) e (ii) al rischio di mortalità, soprattutto durante la fase di impianto del pioppeto. L’interesse per il pioppo come coltura energetica potrebbe aumentare anche negli areali meridionali qualora siano selezionati nuovi ibridi con elevato ritmo di crescita e resistenza allo stress idrico. Per verificare questa ipotesi, sono stati considerati tre cloni di recente selezione ( ‘Neva’, ‘Dvina ’ e ‘Lena’ ) e due cloni ‘tradizionali’ (‘Luisa Avanzo’ e ‘Bellini’) scelti come testimoni, al fine di individuare quelli con caratteristiche fisiologiche associate alla tolleranza alla siccità.

Metodologia Le prove sperimentali sono state eseguite in due annate (2010 e 2011) presso l’azienda sperimentale del CRA-SCA, a Rutigliano (Ba) (lat: 40°59’, long: 17°59’, alt: 147 m s.l.m.). La località è caratterizzata da clima marittimo-mediterraneo, pluviometria media annua di circa 600 mm e precipitazioni concentrate durante il periodo autunnale, mentre nel periodo primaverile-estivo esse sono scarse. Partendo da talee frigo-conservate provenienti dalla collezione varietale del CRA-PLF, sono stati messi a confronto cinque cloni di pioppo (Populus x Canadiensis ‘Luisa Avanzo’, ‘Bellini’, ‘Neva’ e P. deltoides ‘Dvina’ e ‘Lena’) impiantati con un sesto di 3 x 0.5 a fine marzo 2010, su una superficie di 850 m , secondo un dispositivo sperimentale a blocco randomizzato , ripetuto 4 volte. Per valutare il grado di adattamento dei pioppi alle condizioni semi-aride, nell’autunno 2010 sono stati rilevati la percentuale di sopravvivenza e alcuni parametri biometrici (diametro e altezza del fusto principale, numero di steli e percentuale di steli ramificati). Ad agosto e settembre 2010 e maggio 2011 sono stati determinati due parametri eco-fisiologici: conduttanza stomatica (gs) con porometro a diffusione (Delta–T AP4) e contenuto relativo di clorofilla (SPAD) con Chlorophyll Meter SPAD -502. Risultati Il clone ‘Neva’ si è distinto per il più elevato grado di attecchimento e il maggiore diametro del fusto principale e dell’altezza (Tab. 1). Il clone ‘Luisa Avanzo ’ ha mostrato una maggiore attitudine a ramificare. ‘Lena ’ è stato caratterizzato da bassi valori di sopravvivenza, altezza e ramificazioni. I valori più alti di gs del pioppo corrispondono a quelli ottenuti in primavera per diminuire i n estate e raggiungere valori minimi in autunno con l’invecchiamento delle foglie prossime alla caduta invernale (Fig. 1A). ‘Dvina ’ e ‘Lena ’ sono stati caratterizzati in tutte le stagioni dai più bassi valori di gs, mentre ‘Bellini’ ha presentato quelli più alti. Pertanto, questo clone potrebbe essere più facilmente esposto a stress idrici, poiché, mantenendo aperti gli stomi , tende a ‘dissipare’ la riserva idrica del terreno. ‘Luisa Avanzo’ e ‘Neva’ hanno adeguato l’apertura stomatica alla disponibilità idrica del terreno: valori di gs costanti ed elevati in primavera (con buone condizioni idriche del terreno ), minimi in estate (condizioni idriche limitate ) (Fig. 1A). Questo comportamento può essere interpretato come un meccanismo utile a

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ridurre le perdite di acqua attraverso la traspirazione e, pertanto, ottimizzare le risorse idriche quando la domanda evapotraspirativa è elevata (Navarro et al., 2009; Tenhunen et al., 1990). Tabella 1. Rilievi biometrici (diametro, D; altezza, H) e sopravvivenza dell’autunno 2010 Clone % sopravvivenza D (cm) H (m) N° steli % steli ramificati Luisa Avanzo 90 ab 2,3 b 2,4 b 2,4 a 75 a Bellini 83 ab 2,5 ab 2,5 b 1,9 abc 88 a Neva 97 a 2,8 a 2,6 a 2,1 ab 91 a Dvina 79 bc 2,7 a 2,1 c 1,4 bc 94 a Lena 66 c 2,7 a 1,9 d 1,5 c 88 a P ** * *** ** ns *, **, *** e ns indicano il livello di significatività a 0,05, 0,01, 0,001 e assenza di significatività

L’andamento di SPAD è contrario a quello di gs: bassi valori in primavera (quando le foglie sono giovani e di colore verde chiaro), elevati in estate (verde intenso) e massimi in autunno (foglie verdemarrone). In generale , ‘Neva’ ha mostrato i valori più alti di SPAD e ‘Lena ’ quelli più bassi (Fig. 1B). 600

Ne va

500

Luisa Ava nzo Dvina

bc b b

b cd

-2 -1

g s (mmol m s )

Lena 400

a a

b b 300

a c

c 30

200

20 a

100

b b

ab ab c

Contenuto relativo di clorofilla (SPAD)

Belllin i

0 estate 201 0

autunn o 2010

invern o 2011 prima vera 2 011

esta te 2010

a utu nno 20 10

in verno 2 011 p rim avera 201 1

Figura 1. Conduttanza stomatica (gs ; mmol m-2 s -1) e contenuto relativo di clorofilla (SPAD). Rilievi giornalieri a mezzogiorno durante i mesi di agosto e s e di maggio di 2011 Conclusioni Tra i cinque cloni a confronto, ‘Lena’ e ‘Dvina’ hanno mostrato scarso accrescimento e basso grado di attecchimento. ‘Bellini’ ha una scarsa sensibilità degli stomi all’acqua nel terreno (elevata conduttanza anche durante il periodo di maggiore domanda evapotraspirativa) e modeste performance produttive (in base ai dati biometrici). ‘Luisa Avanzo’ e ‘Neva’ hanno manifestato, invece, un buon grado di attecchimento delle talee, elevati valori di accrescimento e di SPAD. In ‘Neva’ queste caratteristiche sono state associate a bassi valori di gs durante il periodo estivo. La chiusura stomatica è un indice di adattamento agli ambienti semi-aridi. Bibliografia

Monclus R. et al. 2006. Impact of drought on productivity and water use effic in 29 genotypes of Populus deltoides x Populus nigra . New Phytoll. 69:765- 777. Navarro A. et al. 2009. Changes in tissue-water relations, photosynthetic activity, and growth of Myrtus communis plants in response to different conditions of water availab il ty. J. Hort. Sci. Biotechnol. 84(5):541-547. Tenhunen J.D. et al. 1990. Factors influenc ing carbon fixat ion and water used by Mediterranean sclerophyll shrubs during summer drought. Oecologia. 82 :381- 393.

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Un Nuovo Metodo di Stima dell’Erosione e della Deposizione di Suolo in Vigneto A. Novara(1), L. Gristina(1), S. Saladino(1), A. Santoro(1) 1

Dip. dei Sistemi Agroambientali Univ. Palermo, IT, novaraagata@unipa.it

Introduzione Quantificare i processi di erosione e deposizione dei suoli agricoli è essenziale al fine di monitorare e predire l’estensione della loro degradazione e di migliorare le pratiche di gestione e di conservazione degli stessi. I più comuni metodi usati per determinare la velocità di erosione sono stati fino ad oggi le equazioni universali della perdita di suolo USLE e RUSLE (Wischmeier and Smith, 1978 e Renard et al., 1997). I risultati degli studi nei quali i valori stimati con le predette equazioni sono stati confrontati con le osservazioni dirette in campo mostrano elevate differenze soprattutto quando riferiti a specifiche aree (Azpizua et a.l, 2003; De la Rosa et al., 2005; Wang et al., 2001). Altri metodi di stima prevedono l’utilizzo di traccianti chimici come REO (rare earth element oxide) (Stevens and Quinton, 2008) o traccianti isotopici come Cesium-137 (Quine and Walling, 1991; Ritche et al., 2005) e Berillio-7 (Matisoff et al., 2002). Tali metodi sono piuttosto costosi e richiedono elevata specializzazione. Anche marcatori biologici come il punto di innesto (Casalì et al., 2009 and Vanwalleghem et al., 2010) o le radici esposte sotto la chioma (Bodoque et al., 2002; Gartner, 2006) sono stati utilizzati per stimare l’erosione in lunghi periodi. Tali metodi possono essere soggetti ad errori dovuti alla naturale variabilità delle piante. Il presente lavoro propone un metodo di stima della velocità di erosione in vigneto in un lungo periodo grazie all’utilizzo dei pali della struttura di sostegno della spalliera come punto di riferimento. Metodologia La metodologia si basa sulla misura della differenza (h) tra l’altezza fuori terra dei pali all’impianto e ad oggi (figura 1). Nel vigneto oggetto della prova, impiantato su una pendenza del 16% e con i filari lunghi 150 m disposti lungo la linea di massima pendenza, la spalliera è costituita da pali di altezza 220 cm Al momento dell’impianto furono interrati per 60 cm sotto terra e posti ad una distanza di 5 m lungo la fila. Al momento dell’impianto, dopo aver verificato la verticalità dei pali, l’altezza (hf) fuori terra fu misurata dopo nove anni per ogni palo di tre filari. hf è stato ottenuto Figura 1 a) erosione del suolo (+h); b) deposizione del suolo (-h) come media di 15 misurazioni effettuate per ogni palo. I valori di h sono stati interpolati usando una curva polinomiale ed il volume del terreno eroso è stato calcolato come il prodotto dell’aria sottesa dalla polinomiale e la larghezza del filare. Per determinare le microaree di erosione e di accumulo è stato determinato il seguente indice: dove hf,1 è l’altezza del palo fuori terra ad oggi e hf,1+n è l’altezza del palo successivo a quota minore. La velocità di erosione stimata con il presente metodo è stata comparata con la misura annuale di sedimenti erosi usando dei collettori gerlach posizionati alla fine del filare per due anni consecutivi.

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Risultati Le differenze tra l’altezza dei pali al tempo ti and tf sono illustrati nella figura 2. I dati mostrano i cambiamenti topografici di un vigneto con gestione del suolo tradizionale dopo nove anni. I valori di h non furono costanti lungo tutto il filare, variando da 0,25 a -0,40 m. L’indice I variò da -0,06 (area di deposizione) a +0,02 (area di erosione). Come mostrato in figura 3, l’indice I è <0 a quota minore, ma altre microaree di deposizione sono state riscontrate lungo tutto il filare. Il totale di volume di suolo eroso in nove anni è stato calcolato come la differenza tra il Figura 2 Valori di h e indice I lungo il filare volume di erosione e il volume di deposizione. La velocità media annuale di erosione è risultata 102,2 Mg ha-1 y-1 variando da 86 a 118,5 Mg ha-1 y-1. La velocità di erosione misurata con il precedente metodo è risultata più elevata a quella stimata con la misura dei sedimenti raccolti dai gerlach. Conclusioni I risultati del presente lavoro mostrarono come la stima dell’erosione utilizzando l’altezza dei pali è un metodo di facile esecuzione e non costoso, il quale potrebbe essere ampiamente usato da viticoltori per monitorare l’erosione e dalle istituzioni governative per la programmazione di politiche future per la Figura 3 Rappresentazione tridimensionale di erosione e deposizione del salvaguardia dei suoli. suolo in una parte del filare in nove anni. Bibliografia

Azpizua R. 2003. Erosion Assessment and conservation measures in sloping and mountainous olive production systems in Andalucía. OLIVERO Student Report Series No. 2 Bodoque J.M. et al. 2002. Determinación de tasas de erosión utilizando métodos dendrocronologógicos en raíces expuestas, Dos ejemplos en la vertiente septentrional de la Sierra de Guadarrama, Estudios recientes (2000–2002) en Geomorfología- Patrimonio, montaña y dinámica territorial. Dpto. Geografía-UVA. Valladolid, pp. 167–182. Casalí J. et al. 2009. Determination of long-term erosion rates in vineyards of Navarre (Spain) using botanical benchmarks. Catena, 78,(1):12-19. De la Rosa D. et al. 2005. SIDASS project: Part 2. Soil erosion as a function of soil type and agricultural management in a Sevilla olive area, southern Spain. Soil and Tillage Research, 82 : 19–28. Matisoff G. et al. 2002. Soil Erosion and Sediment Sources in an Ohio Watershed using Beryllium-7, Cesium-137, and Lead-210. Journal of Environmental Quality, 31 : 54-61. Gärtner H. 2006. Tree roots — methodological review and new development in dating and quantifying erosive processes. Geomorphology 86, (2–3) : 243–251. Quine T.A. and Walling D.E. 1991. Rates of soil erosion on arable fields in Britain: quantitative data from caesium-137 measurements, Soil Use and Management, 7 : 169–176. Quinton J.N., Catt J.A. 2004. The effects of minimal tillage and contour cultivation on surface runoff, soil loss and crop yield in the long-term Woburn Erosion Reference Experiment on sandy soil at Woburn, England. Soil Use and Management, 20: 343–349. Renard K.G. et al. 1997. Predicting soil erosion by water: A guide to conservation planning with Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). USDA Agric. Handb., 703. U.S. Gov. Print. Office, Washington, DC Ritchie J.C. et al. 2005. Patterns of soil erosion and redeposition on Lucky Hills Watershed, Walnut Gulch Experimental Watershed, Arizona. Catena, 61 : 122–130. Stevens C.J. and Quinton J.N. 2008. Investigating source areas of eroded sediments transported in concentrated overland flow using rare earth element tracers. Catena 74: 31-36 Vanwalleghem T. et al. 2010. Applying a simple methodology to assess historical soil erosion in olive orchards. Geomorphology, 114 : 294-302. Wang G. et al. 2001. Uncertainty assessment of soil erodibility factor for revised universal soil loss equation. Catena, 46: 1–14. Wischmeier W.H. and Smith D.D.. 1978. Predicting rainfall erosion losses — a guide to conservation planning, Agriculture Handbook, 537.

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Applicazioni del Modello APEX per la Simulazione dei Sistemi Colturali della Collina Centro Italiana Orsini R.a, Doro L.b, Steglich E.c, Trobbiani P.a, Toderi M.a, Perugini M.a, De Sanctis G.b, Seddaiu G.b, Williams J. R.c, Roggero P.P.b a

Dip. di Scienze Ambientali e delle Produzioni Vegetali, Univ. Politec. delle Marche, Ancona, E-mail: r.orsini@univpm.it b Dip. di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria, Univ. degli Studi di Sassari c Texas Agricultural Experiment Station, Blackland Research and Extension Center, Temple, TX

Introduzione I modelli matematici di simulazione opportunamente calibrati e validati, possono rappresentare strumenti utili per la pianificazione e la gestione dei sistemi colturali rispetto alla più dispendiosa sperimentazione di campo (Yu et al., 2006) che comunque è imprescindibile per una corretta interpretazione delle simulazioni (Bouma et al., 2008). Il modello Agricultural Policy/environmental EXtender (APEX) è stato sviluppato per applicazioni a scala di microbacino (Williams and Izaurralde, 2006). APEX estende le capacità di EPIC (Environmental Policy Integrated Climate model) (Williams et al., 1989) su più ampia scala offrendo la possibilità di suddividere il microbacino in subaree omogenee dal punto di vista pedoclimatico e di utilizzo del suolo così da simularne il deflusso superficiale e sottosuperficiale, il trasporto di nutrienti, del sedimento e dei pesticidi dalle subaree all’outlet di bacino. Principalmente APEX è stato impiegato per la gestione dei reflui zootecnici al fine di preservare la qualità delle risorse idriche in Texas (Flowers et al., 1996) e per modellizzare l’impatto della gestione del suolo sul deflusso superficiale, l’erosione del suolo, la produttività delle colture e la dinamica del carbonio nel suolo (Wang et al., 2008). Il presente lavoro rientra in un progetto di ricerca finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali - MiPAAF dal titolo: "Scenari di adattamento dell'agricoltura italiana ai cambiamenti climatici (AGROSCENARI)". Il progetto mira ad individuare, valutandone la sostenibilità, le modalità di adattamento ai cambiamenti climatici dei principali sistemi produttivi agricoli italiani per valutare l’effetto di differenti scenari climatici sulla produttività e l’impatto ambientale dei sistemi colturali. In particolare la ricerca descritta si pone l’obiettivo di valutare la capacità di APEX di simulare i sistemi colturali cerealicolo-industriali centro italiani al fine di identificare strategie gestionali che consentano di ridurne l’impatto ambientale anche in relazione ad ipotetici scenari di cambiamento climatico. Metodologia Il modello APEX è stato applicato su un micro bacino imbrifero della collina litoranea marchigiana ubicato a Serra de’ Conti (AN), in località Spescia. Nel periodo 1998-2007, il sistema colturale è stato basato prevalentemente sulla monocoltura avvicendata di frumento duro o leguminose da granella (pisello proteico e favino) con colture a ciclo primaverile estivo come girasole, barbabietola da zucchero e mais (Orsini et al., 2008). Nello stesso periodo sono state rilevate le pratiche agricole (epoche di semina, dosi ed epoche di somministrazione di fertilizzante, profondità e tipologia di lavorazione, trattamenti fitosanitari, epoca di raccolta), le produzioni ed il contenuto di N e P delle colture, la qualità delle acque superficiali e sottosuperficiali ed i parametri meteorologici. Sono stati identificate le caratteristiche fisico-chimiche e idrologiche dei suoli del bacino (Corti et al., 2006). I dati relativi alle pratiche colturali adottate e le caratteristiche pedoclimatiche del bacino, sono state utilizzate come input del modello. Il bacino è stato suddiviso in 14 subaree per ognuna delle quali è stato considerato un unico outlet collegato attraverso una rete scolante con gli outlet gerarchicamente inferiori fino all’outlet di bacino. Le simulazioni hanno riguardato la produzione colturale di frumento duro e girasole e la quantificazione del deflusso superficiale.

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Risultati APEX ha tendenzialmente sovrastimato la produzione del frumento duro mentre ha ben simulato le produzioni del girasole (figura 1). La sovrastima è associata all’effetto della flora infestante e dei patogeni che in condizioni reali, seppur controllati chimicamente, possono aver limitato le produzioni di granella; per il girasole le produzioni reali e quelle simulate si sono ben allineate in un contesto in cui lo stress idrico estivo rappresenta il vero fattore limitante.

Figura 1: Regressione tra dati osservati (var. indipendente) e simulati (var. dipendente) relativi alla produzione (t ha-1) di frumento duro (a sx) e di girasole (a dx).

In merito al deflusso superficiale sono emersi buoni risultati a meno di una sovrastima relativa agli anni 1999 e 2000 durante i quali, in occasione di precipitazioni estive, la crepacciatura del suolo ha garantito la rapida infiltrazione dell’acqua contenendo il deflusso superficiale rispetto a quello simulato dal modello (figura 2). APEX è uno strumento sicuramente utile che consente di identificare i periodi di surplus idrico e, conseguentemente, maggiore rischio di perdite di suolo e di nutrienti legate al deflusso superficiale. Figura 2: Regressione tra dati osservati (var. indipendente) e simulati (var. dipendente) relativi al deflusso superficiale (mm anno-1).

Conclusioni APEX se opportunamente calibrato, può rappresentare uno strumento utile per la simulazione dei sistemi colturali diffusi in ambiente collinare centro italiano. Il lavoro proseguirà con la valutazione della risposta del modello a scenari climatici futuri. Bibliografia Bouma J. Et al 2008. The Role of Scientists in Multiscale Land Use Analysis: Lessons Learned from Dutch Communities of Practice. Adv. Agron., 97, 175-237 Corti G. et al. 2006. Studio pedologico di dettaglio di due microbacini della collina interna marchigiana. In: Esposito S., Epifani C., Serra M. C. (a cura di), Climagri - cambiamenti climatici e agricoltura. Risultati conclusivi. CRA - UCEA, Roma, 129-141, ISBN 88-901472-6-1. Flowers, J.D., J.R. Williams, and L.M. Hauck. 1996. NPP integrated modeling system: calibration of the APEX model for dairy waste application fields in Erath County, Texas. PR 96-07. Stephenville, Texas: TIAER, Tarleton State Univ. Orsini R. et al. 2008. Nitrate concentration of Runoff in Two Rural Micro- catchments of Central Italy: Results From a Ten-Years Survey. Ital. J. Agron., 3 (3 suppl.), 59-60 Wang X. et al. 2008. Modeling the impacts of soil management practices on runoff, sediment yield, maize productivity, and soil organic carbon using APEX. Soil Till. Res. 101, 78–88. Williams J.R., et al., 1989. The EPIC crop growth model. Transactions of the ASAE 32(2) 497-511. Williams, J. R., and Izaurralde R. C. 2005. Chapter 18: The APEX model. In Watershed Models, 437-482. V. P. Singh and D. K. Frevert, eds. Boca Raton, Fla.: CRC Press, Taylor and Francis Group. Yu Q. et al. 2006. Modeling a wheat–maize double cropping system in China using two plant growth modules in RZWQM. Agric. Syst. 89, 457–477.

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Panicum virgatum (L.) Come Fonte Di Energia Alternativa: Biodiversità E Impiego In Terreni Marginali Marianna Pasquariello1, Domenico Ronga1, Valentina Mazzamurro1, Andrea Bellucci1, Alessandra Caffagni1, Justyna Anna Milc1, Enrico Francia1, Pierluigi Meriggi2, Nicola Pecchioni1 1

Dip. di Scienze Agrarie e degli Alimenti, Univ. Modena e Reggio, IT, nicola.pecchioni@unimore.it 2 Horta s.r.l., Spin-off dell'Univ. Cattolica di Piacenza, IT

Fra le fonti di energia rinnovabili, il bioetanolo rappresenta una interessante alternativa ai combustibili fossili. Poiché la richiesta di questo combustibile è destinata ad aumentare su scala globale, vi è la necessità di produrlo a partire da substrati facilmente reperibili ed a basso costo come i residui lignocellulosici (biocombustibili di seconda generazione) (Hill, 2007). Alcuni dubbi sussistono ancora relativamente a quale possa essere la coltura migliore per la produzione di biomassa destinata alla generazione di bioetanolo; un’interessante alternativa ai cereali coltivati ad elevati input quali il mais è rappresentata dalla erbacea perenne Panicum virgatum L. (o "switchgrass" o panico verga). E' interessante valutarne la reale adattabilità in aree marginali, e al clima Italiano. In aggiunta, ci si attende che la produttività di Panicum virgatum non si discosti significativamente da quella di Arundo donax, mentre il costo di impianto della prima specie risulta nettamente inferiore a quello della seconda (Monti et al., 2006). Questo lavoro è stato realizzato grazie al progetto "Enerpan", finanziato dal MiPAF. E' stato nostro obiettivo valutare la vocazione di tale specie alla coltivazione in un’area marginale sabbiosa del Nord Italia, oltre alla creazione di una collezione di germoplasma di Panicum virgatum, e alla sua caratterizzazione in termini di biodiversità morfo-fisiologica e molecolare. Sulla base dei dati di letteratura, sono state raccolte informazioni relative alle principali cultivar e accessioni degli ecotipi "Lowland" e "Upland" attualmente diffusi negli Stati Uniti. Questo ha permesso di reperire una collezione di germoplasma di Panicum virgatum L. costituita dai due diversi ecotipi, riportata in Tabella 1, sui quali è stata focalizzata la successiva attività di ricerca. Le piante di ogni accessione sono state allevate in serra all’interno di vasi con terriccio professionale da orticoltura e applicando condizioni di 16h di luce alla temperatura di 26-30°C e 8h di buio con temperatura di 2226°C. Una parte delle piante della collezione è stata trapiantata nel mese di luglio 2010 in un campo catalogo presso l'azienda Cà Bosco (RA). Durante il ciclo colturale delle piante della collezione, sia in serra che in campo catalogo, si è proceduto alla valutazione di una serie di caratteristiche morfofisiologiche, tra le quali produzione di biomassa aerea, produzione di seme a libera impollinazione, durata delle principali fasi fenologiche. Un numero più ridotto di genotipi (otto) è stato seminato all’inizio di giugno 2010 in una prova parcellare replicata in un terreno marginale sabbioso nel Ravennate, in assenza di concimazione azotata, con il solo supporto irriguo di soccorso, e del diserbo in post-emergenza. Nella prova parcellare è stata valutata la produzione di biomassa nel primo anno di impianto. Nel 2011 è iniziata una prova di confronto agronomico in pieno campo (parcelloni) su un numero ulteriormente ridotto di genotipi (tre), in un terreno fertile, presso l'azienda di Cà Bosco (RA). In contemporanea, è stato eseguito lo studio della biodiversità molecolare delle linee. In una fase iniziale del lavoro sono state reperite dalla letteratura e dai database di sequenze pubblici, informazioni relative alle sequenze EST e ai marcatori molecolari (principalmente microsatelliti SSR) attualmente sviluppati nella specie Panicum virgatum. In base a queste informazioni è stato selezionato un set di 10 marcatori SSR (Simple Sequence Repeats) altamente polimorfici in Panicum virgatum e successivamente analizzati sulla collezione con lo specifico obiettivo di studiare la diversità genetica tra le accessioni. Per procedere all’analisi dei marcatori su menzionati, semi da ognuna delle accessioni

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della collezione sono stati fatti germinare in piastre Petri e 18-20 piantine sono state utilizzate per il prelievo del tessuto fogliare, poi raggruppato in pool per ogni accessione. Da questi pool è stato estratto il DNA genomico utilizzando un protocollo di estrazione CTAB modificato. I 10 SSR selezionati sono stati poi saggiati usando i primer ottenuti dalla letteratura. Alle reazioni di PCR con primer marcati fluorescenti sono seguite le separazioni dei frammenti in elettroforesi capillare su Applied Biosystems ABI 310 DNA Analyser (Applied Biosystems). Le reazioni sono state visualizzate con il software GeneMapper 3.7, e le diverse lunghezze in numero di basi dei marcatori registrate ed utilizzate per la analisi statistica del dato di biodiversità genetica. Il primo anno di lavoro, all'interno degli obiettivi del progetto triennale "Enerpan", ha consentito di costituire una collezione di linee di Panicum virgatum, appartenenti sia all'ecotipo Lowland che a quello Upland. Ha consentito di caratterizzare sia in serra che in campo i genotipi per quanto riguarda i caratteri fisiologici e morfologici più importanti, fornendo quindi una prima indicazione sul loro adattamento alle condizioni Italiane. Basandosi sui risultati dei marcatori molecolari SSR sono state determinate le relazioni genetiche tra le accessioni. E' stato calcolato un indice di similarità genetica tra le linee, e successivamente sono stati determinati i cluster genetici che costituiscono un dendrogramma UPGMA (Unweighted Pair Group Method with arithmetic Averages). In base a tale grafico di similarità, le linee Dacotah e Shelter si sono distinte per la loro diversità dalle rimanenti, mentre diciassette delle 23 linee sono risultate mediamente imparentate. Il livello di biodiversità genetica è abbastanza elevato, se messo a confronto con studi eseguiti tra varietà di altre Poacee (cereali); le coppie di varietà tra loro più simili infatti differiscono per almeno il 20%. In base ai risultati ottenuti nelle prove parcellari si è potuto constatare l'effetto della competizione delle infestanti nel primo anno di impianto della coltura nelle diverse fasi fenologiche. Sono stati poi scelti dei genotipi ritenuti più promettenti per le condizioni del Nord Italia, con i quali sono in via di esecuzione le prove di produzione di biomassa in parcelloni nel 2011. Accessioni di Panicum virgatum della collezione Enerpan mantenute nel campo catalogo. Codice Grif 16054 Grif 16409 PI 414065 PI 414066 PI 421138 PI 421521 PI 421901 PI 421999

Accessione BLACKWELL BN-14668-65 GREENVILLE NJ 50 KANLOW MIAMI AM-314/MS-15

Codice

Accessione

Codice

Accessione

PI 422003 PI 422006 PI 431575 PI 469228 PI 476297 PI 477003 PI 478001 PI 537588

PMT-785 ALAMO KY 1625 CAVE-IN-ROCK CADDO NEBRASKA 28 FORESTBURG DACOTAH

PI 549094 PI 591824 PI 607837 PI 607838 PI 642190 PI 642191 PI 642192

TRAILBLAZER SHAWNEE TEM-SLC TEM-SEC FALCON SUMMERZ PATHFINDER

Panicum virgatum si è dimostrata una specie dotata di una biodiversità genetica medio-alta, almeno per il campione di germoplasma oggetto di studio, nella quale è necessario agire con il miglioramento genetico non solo per aumentare la produzione di biomassa lignocellulosica, ma anche per migliorare il vigore, la velocità di crescita e la sua competitività con le infestanti nelle fasi di crescita iniziali, e per tutto il primo anno di coltivazione. Hill J (2007) Environmental cost and benefits of transportation biofuel production from food- and lignocellulose-based energy crops. A review. Agronom Sustain Dev 27: 1-12 Monti A, et al. (2006) Colture da biomassa: performance Agricoltura (novembre 2006): 80-82

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Valutazione del modello WEPP (Water Erosion Prediction Project) per la stima del bilancio idrico in un bacino collinare appenninico dell’Emilia Romagna Matteo Poggio1, Marco Bittelli2, Linda Pieri2, Joan Wu1, Shuhui Dun1, Marco Vignudelli2 e Paola Rossi Pisa2 1 2

Department of Biological Systems Engineering, Washington State University, Pullman, WA, USA Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali, Università di Bologna.

Introduzione Negli ultimi decenni è diventato sempre più evidente che l’erosione idrica è una dei processi più importanti nel determinare la degradazione della qualità del suolo (Morgan, 2005). Un punto di partenza per ottenere un’efficace strategia di controllo dell’erosione è lo sviluppo di conoscenze e di strumenti che permettono di comprenderne a fondo i meccanismi. Tra i diversi metodi di studio, è diventato fondamentale lo sviluppo e l’integrazione di sistemi informativi geografici (GIS) accoppiati ai modelli di simulazione, sia per lo studio di scenari, che per la previsione ed il controllo (Hofierka et al., 2002). Sono disponibili modelli empirici quali la Universal Soil Loss Equation (USLE) e la sua successiva versione, la Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Il vantaggio di queste formulazioni è la loro semplicità e il basso numero di parametri in ingresso, ma lo svantaggio risiede nella descrizione superficiale dei fenomeni e spesso la stima grossolana delle quantità di suolo eroso. Al contrario, i modelli di processo, quali il WEPP (Flanagan and Nearing, 1995), sono implementati con algoritmi numerici utilizzati per risolvere le equazioni di governo dei principali processi fisici coinvolti ed è accettato dalla comunità scientifica che l’uso dei modelli di processo fornisce descrizioni più realistiche del sistema. L’efficienza e l’utilizzo di uno specifico modello però dipendono dalla sua flessibilità nel descrivere diverse condizioni pedo-climatiche e nella possibilità di ottenere e/o stimare i parametri in ingresso necessari al modello. Il modello WEPP (Water Erosion Prediction Project) è un modello implementato per simulare il bilancio idrico, il ruscellamento superficiale e quindi l’erosione su singoli versanti e su interi bacini idrografici. Il modello WEPP è stato utilizzato in diverse aree, anche al di fuori degli USA, ma sono ancora limitati gli studi in ambiente mediterraneo, (Duiker et al., 2001; Pieri et al., 2006). Questa ricerca presenta uno studio sperimentale per la valutazione del modello WEPP al fine di simulare il bilancio idrico in una bacino dell’Appennino Emiliano, confrontando serie storiche di deflussi al torrente per 8 anni (1999-2003 e 2006-2008). Metodologia Il sito di studio è localizzato in una zona appenninica dell’Emilia-Romagna, 44°24’ N, 11°28’ E, (Figura 1). E’ stato selezionato un bacino (Rio Centonara) di 192 ha, con altitudini variabili da 115 a 354 msl. La precipitazione cumulata annua media (su 30 anni) è di 650 mm, e la temperatura media annua di 16 ° C. I flussi al torrente sono stati monitorati utilizzando un misuratore di velocità (Model 750, ISCO) basato su un sistema Doppler a ultrasuoni a 500 KHz, per la misura diretta della velocità. E’ stato inoltre utilizzato un trasduttore di pressione per misurare il livello dell’acqua e quindi determinare l’area di flusso. Sono state misurate le principali variabili meteorologiche su base giornaliera (precipitazione, temperatura, umidità relativa, velocità e direzione del vento, radiazione globale e netta).

Figura 1. Foto aerea del bacino Centonara.

I dati pedologici, idrologici e agronomici sono stati acquisiti nel corso di diverse campagne di misura, per ottenere mappe pedologiche, di uso del suolo, di copertura vegetale, e di pratiche agronomiche (lavorazioni, fertilizzazioni, raccolta). Figura 2. Mappe digitali del terreno, litologia e uso del suolo.

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Modellizzazione La modellizzazione è stata svolta utilizzando la versione v2010.1, del modello GeoWEPP. La versione Geo del modello WEPP permette di simulare il bilancio idrico di bacini idrografici anche estesi, utilizzando una versione integrata con ArcGIS. Il modello richiede dati meteorologici, mappe digitali del territorio (DEM), mappe del suolo e d’uso del suolo. Le mappe sono state createutilizzando la versione ArcGIS 9.3.1, (Figura 2). Per la morfologia si è utilizzato un DEM a 10 metri. Per i dati del suolo, si sono forniti al modello dati di tessitura, densità apparente, contenuto in carbonio organico, capacità di scambio cationico, e conducibilità idrica satura. L’uso del suolo è stato ottenuto da informazioni di fotogrammetria aerea e satellitare. Sono stati verificati anche gli effetti di diversi livelli dettaglio nella suddivisione del bacino in sotto bacini di calcolo. Indicati Figura 3. Cumulata di precipitazione, flussi osservati e come livello 1,2,3,3b,3c,3d, corrispondenti a valori simulati dal 1999 al 2003 e dal 2006 al 2008. incrementali di sottobacini di 28, 29,30, 58,39 e 73. Risultati e Conclusioni Nash-Sutcliffe Il confronto tra dati simulati e valori sperimentali Year 1 2 3 3b 3c 3d evidenziano una generale sottostima dei flussi al torrente da parte del modello (Figure 3). Numerosi test di 1999 -0.30 -0.21 -0.21 -0.21 -0.21 -0.21 sensibilità svolti in questo studio, dimostrano che il 2000 -0.39 -0.85 -0.97 -0.71 -0.83 -0.67 modello non riesce (anche con opportune calibrazioni) a 2001 0.31 0.45 0.53 0.49 0.52 0.49 descrivere le dinamiche idrologiche del bacino con soddisfacente accuratezza. Le cause sono imputabili ad 2002 0.45 0.69 0.73 0.69 0.69 0.68 eccessive semplificazioni del modello nella descrizione 2003 0.03 0.14 0.25 0.16 0.21 0.16 del substrato, che è definito come uno strato di spessore uniforme (2 metri) e delineato inferiormente da uno strato 2006 -0.07 0.22 0.27 0.16 0.23 0.17 impermeabile. Nel bacino sperimentale, l’idrologia e la 2007 0.36 0.37 0.40 0.40 0.4 0.40 geomorfologia sono invece complesse con stratificazioni 2008 0.21 0.07 -0.13 0.04 -0.04 0.03 geo-morfologiche e sistemi idrologici sotterranei (risorgive), che contribuiscono all’idrologia tot 0.22 0.37 0.41 0.37 0.39 0.37 sottosuperficiale (Farabegoli et al., 1994). In particolare, la presenza di risorgive determina probabilmente una ricarica idrica sotterranea, che contribuisce a modificare il Tabella 1. Valori di coefficiente di Nash- Sutcliffe per bilancio idrico e quindi determinare flussi al torrente non valori incrementali di numero di sottobacini. descrivibili dal solo input di precipitazione. Questi risultati evidenziano la necessità di migliorare la descrizione dell’idromorfologia del modello WEPP per poter essere utilizzato in bacini complessi. L’aumento di numero di sottobacini, determina un miglioramento della simulazioni fino ad un numero di 30 unità. Il progressivo aumento del numero di sottobacini non ha migliorato il risultato delle simulazioni (Tabella 1). Bibliografia Duiker S.W., Flanagan D.C., Lal, R., 2001. Erodibility and infiltration characteristic of five major soils of southwest of Spain. Catena, 45, 103-121. Farabegoli, E., Rossi Pisa, P., Costantini, B., Gardi, C., 1994. Thematic cartography for the study of the erosion at the watershed scale. Riv. Agron. 28, 356–363 Flanagan, D.C., and M.A. Nearing. 1995. USDA, Water Erosion Prediction Project hillslope and watershed model documentation. NSERL Report No. 10. West Lafayette, Ind.: USDA, ARS National Soil Erosion Research Laboratory. Hofierka J., Mitasova H. and Mitas L. 2002. GRASS and modeling landscape processes using duality between particles and fields. Morgan, R.P.C., 2005. Soil Erosion and Conservation, Blackwell Publishing. Proceedings of the Open source GIS GRASS users conference 2002 - Trento, Italy. Pieri L., Bittelli M., Wu J.Q., Dun S., Flanagan D.C. , Rossi P:P., Ventura F., Salvadorelli F, 2007.Using Water Erosion Prediction Project (WEPP) model to simulate field-observed runoff and erosion in the Apennines mountain range Italy. Journal of Hydrology 336, 84-77.

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La Coltivazione dell’Aspidistra (Aspidistra elatior B.) nel Beneventano e nel Salento: Produzioni e Asportazioni. Francesco Raimo1, Massimo Mascolo1, Antonietta Napolitano1, Francesco Grassi2, Marcello Scarcella2 1

Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura – Unità di Ricerca per le Colture Alternative al Tabacco, Scafati (SA), IT, francesco.raimo@entecra.it 2 Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura – Unità di Ricerca per l’individuazione e lo studio di colture ad alto reddito in ambiente caldo- arido, Lecce, IT.

Introduzione La floricoltura rappresenta un importante segmento dell’agricoltura italiana. In termini di superfici essa rappresenta circa il 30% della SAU della superficie floricola europea, conferendo così all’Italia una posizione dominante nell’ambito dell’UE. Le Regioni maggiormente interessate sono Liguria, Campania, Lazio e Toscana. Tra i segmenti che rappresentano un importante fattore di esportazione, vi è quello delle foglie e fronde recise che, secondo un’indagine condotta dal Mipaf, nel 2007 interessava una superficie di 3082 ha (Piano Florovivaistico 2010-2012). In questo ambito la produzione e commercializzazione delle foglie di aspidistra (Aspidistra elatior B.) presenta interessanti prospettive. Questa specie è coltivata prevalentemente in Campania nelle province di Salerno (85 ha) e Napoli (15 ha) (Regione Campania, 2006), generalmente in aziende di piccole dimensioni che hanno raggiunto un’elevata specializzazione. Per valutarne le potenzialità in altri aree del meridione d’Italia, nell’ambito del progetto Colture Alternative al Tabacco (CoAlTa), nell’anno 2005, sono stati impiantati campi sperimentali in provincia di Benevento e Lecce con l’obiettivo di approfondire le conoscenze sulla specie in studio, in particolare per valutarne la produttività e le asportazioni. Metodologia Le prove sono state allestite a Benevento (BN) e Sternatia (LE) nel giugno 2005 e sono durate quattro anni. I terreni presentavano le seguenti caratteristiche, rispettivamente per Benevento e Sternatia: tessitura franca e franco-sabbiosa; pH 7.3 e 7.8; sostanza organica 1.9 e 3.5%; N totale 1.0 e 1.8 g kg-1; P2O5 assimilabile 33 e 108 mg kg-1; K scambiabile 1585 e 626 mg kg-1; Ca scambiabile 1255 e 1180 mg kg-1; Mg scambiabile 63.3 e 18.5 mg kg-1. Le piante al momento del trapianto presentavano 3-5 foglie ben sviluppate, sono state trapiantate alla distanza di m 1.0 tra le file e m 0.25 tra i cespi, sotto rete al 90% di ombreggiamento e irrigate mediante ala gocciolante. Le foglie, raccolte in più riprese quando avevano raggiunto la necessaria consistenza e colorazione per la commercializzazione, sono state catalogate secondo la lunghezza delle lamine fogliari in: Super (> 55 cm); Extra (45-54.9 cm); Prima (40-44.9 cm); Seconda (25-39.9 cm); Mignon (15-24.9 cm); Scarto (foglie con difetti o lunghezza della lamina inferiore ai 15 cm). Sulle foglie raccolte nel 2007 e 2008 e sui rizomi prelevati nel 2008, sono state eseguite presso il laboratorio del CRA-CAT analisi chimiche al fine di determinarne il contenuto in azoto, fosforo, potassio, calcio e magnesio. Dopo l’essiccazione in stufa a ventilazione forzata a 65°C, si è proceduto alla macinazione dei campioni e su un’aliquota del macinato sono state eseguite le determinazioni analitiche. Nella valutazione dei risultati è da tenere presente che nell'inverno 2006-2007 un fortunale abbattutosi nel Salento ha provocato danni all'ombraio sito in Sternatia, per cui la coltivazione è stata esposta per un certo periodo alle intemperie, con conseguenze negative sulla produttività delle piante.

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Risultati e conclusioni I dati relativi alle produzioni riportati in tabella 1 a partire dal primo anno di coltivazione evidenziano che a Benevento la maggiore produzione delle categorie “Super” ed “Extra”, 4.9 e 10.2 foglie, è stata rilevata al secondo anno dall’impianto, viceversa al terzo e quarto anno è stata rilevata la maggiore percentuale delle foglie appartenenti alle categorie “Seconda”, “Mignon” e “Scarto”. In località Sternatia solo nel primo anno (2005) è stata ottenuta la produzione di foglie appartenenti alla categoria “Super” (2.2) e la maggiore produzione “Extra” e “Prima” rispettivamente 13.6 e 8.7 foglie, mentre negli anni successivi è stata elevata la percentuale delle categorie “Seconda” e “Mignon” sul totale raccolto. Le produzioni ottenute, soprattutto dal punto di vista qualitativo, sono state influenzate dall’ambiente pedoclimatico. Infatti a Sternatia, pur essendo dotato di una maggiore fertilità chimica, il terreno è mediamente dotato in calcare totale e ben dotato di calcare attivo, componenti assenti a Benevento. Ciò ha influenzato negativamente lo sviluppo delle piante, probabilmente per il noto antagonismo del calcio sull’assorbimento di altri elementi. Inoltre, anche il clima salentino, caratterizzato da elevate temperature nel periodo estivo, ha influenzato negativamente l’accrescimento, perché la pianta resiste abbastanza bene alle basse temperature, ma non tollera quelle alte. I risultati delle analisi effettuate riportati in tabella 2, evidenziano un rapporto di asportazione per N:P:K:Ca:Mg di 1.0:0.1:1.4:0.6:0.1 e di 1.0:0.2:0.8:0.4:0.1 per le foglie e 1.0:0.2:1.3:0.6:0.1 e di 1.0:0.5:0.7:1.0:0.2 per i rizomi, rispettivamente a Benevento e Sternatia. La stima delle asportazioni riferite a 1000 m2 (tab. 3), evidenzia che le migliori prestazioni produttive ottenute a Benevento hanno determinato un maggiore assorbimento degli elementi nutritivi. La produttività e la qualità delle foglie, nelle due località sono state inferiori a quelle dell’agro Nocerino-Sarnese, ambiente di elezione per la coltura. Tab. 1 – Produzione foglie di aspidistra durante il periodo di sperimentazione (n° m -2) Località Anno Super Extra Prima Seconda Mignon Tot. Comm. Scarto 2005 0.3 3.4 2.9 3.8 10.4 1.5 2006 4.9 10.2 4.9 6.1 0.2 26.3 0.9 Benevento 2007 6.5 7.8 14.1 0.4 28.8 3.4 2008 0.1 2.5 3.6 13.2 5.0 24.5 4.8 2005 2.2 13.6 8.7 8.2 32.7 2.4 2006 0.8 1.9 13.2 3.0 18.9 15.4 Sternatia 2007 0.1 2.0 15.8 0.9 18.8 15.5 2008 0.7 3.4 25.4 5.3 34.8 14.9

Totale 11.9 27.2 32.2 29.3 35.1 34.3 34.3 49.7

Tab. 2 - Contenuto medio ( ± Dev. Standard) in azoto, fosforo, potassio, calcio e magnesio in aspidistra Località Organo N (%) P (%) K (%) Ca (%) Mg (%) Foglia 2.07 ± 0.28 0.29 ± 0.04 2.79 ± 0.33 1.22 ± 0.22 0.13 ± 0.03 Benevento Rizoma 1.79 ± 0.32 0.41 ± 0.07 1.38 ± 0.38 0.80 ± 0.12 0.19 ± 0.05 Foglia 2.02 ± 0.15 0.41 ± 0.04 2.57 ± 0.61 1.29 ± 0.16 0.20 ± 0.03 Sternatia Rizoma 1.15 ± 0.28 0.54 ± 0.03 0.79 ± 0.17 1.18 ± 0.23 0.27 ± 0.04 Tab. 3 - Stima delle asportazione di aspidistra, nelle due località (kg* 1000 m -2). Località Organo Anno N P K Ca 3° 3.57 0.50 4.82 2.10 Foglia Benevento 4° 2.58 0.36 3.48 1.52 Rizoma 4° 4.49 1.02 3.47 2.02 3° 1.54 0.31 1.96 0.99 Sternatia Foglia 4° 2.41 0.49 3.06 1.54 Rizoma 4° 2.46 1.15 1.67 2.51

Mg 0.23 0.17 0.48 0.15 0.23 0.57

Bibliografia ISTAT. 2007 - Statistiche congiunturali sulle coltivazioni agricole - anno 2006. Elaborazione: Regione Campania Settore SIRCA. http://www.agricoltura.regione.campania.it/statistica. Mipaf. 2010. Piano del settore florovivaistico 2010-2012. http://www.politicheagricole.it.

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Possibilità di Impiego di Specie Erbacee Native per la Rinaturalizzazione di Aree Manomesse: il Caso di Leontodon hispidus L. Francesco Rossini, Enrico Scarici Dip. di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste, la Natura e l’Energia Univers ità della Tuscia , Viterbo, IT rossini@unitus.it

Introduzione La crescente sensibilità in merito all’esecuzione di interventi di recupero, salvaguardia e valorizzazione dell’ambiente porta sempre più spesso ad un approccio anche in contesto urbano, che privilegia le specie autoctone (Gilbert, 1991); tuttavia il loro impiego rimane ancora limitato, almeno in Italia, oltre che per una ridotta presenza sul mercato di sementi, per le conoscenze colturali in molti casi del tutto assenti. Nell’ottica di fornire un contributo al riguardo, si presentano primi risultati della caratterizzazione agronomica di Leontodon hispidus L., emicriptofita rosulata della famiglia delle Asteraceae . La specie presenta scapi robusti, eretti, generalmente sprovvisti di squame, da peloso-ispidi a quasi glabri. Le foglie, riunite in rosetta basale, molto variabili da oblanceolato-spatolate con incisioni più o meno profonde (anche sette), fino a sub-lineari, a margine appena crenato, lunghe 4-20 cm, con peluria sparsa di peli biforcati. Gli scapi fiorali portano capolini solitari, penduli prima dell’antesi, con fiori di colore giallo luminoso, caratteristicamente scuri all’apice; involucro cilindrico formato da più serie di squame. I frutti sono acheni con pappo piumoso di colore marrone chiaro, costituito da due serie di setole. Leontodon hispidus è elemento ad areale europeo-caucasico, presente in Italia in tutte le regioni peninsulari e in Sicilia da 0 a 2700 m s.l.m., generalmente ovunque comune. Specie molto adattabile alle diverse condizioni ecologiche, si riscontra in vari ambienti, preferibilmente nei prati sia fertili che magri, sia aridi che umidi, di origine primaria che secondaria, dimostrando una elevata polimorfia e variabilità per dimensioni, forma delle foglie, tipo e disposizione dei peli. La tassonomia è molto complessa, in quanto la distribuzio dei caratteri sembra seguire le diverse condizioni ecologiche; ne consegue che molti autori operano divisione in diverse sottospecie e varietà. In particolare il Nord-Est d’Italia sembra essere un centro di variabilità (Pignatti, 1982).

Metodologia Entro i due mesi dalla raccolta dei semi (acheni) maturi, si è proceduto alla valutazione della loro capacità germinativa sottoponendoli a tre diversi regimi termici (15, 20 e 25 °C), al buio e con fotoperiodo di 12 ore, in armadio termostatico provvisto di impianto di illuminazione artificiale (PAR di 80 µmol m-2 s-1). Gli acheni, 25 per ciascuna delle 4 repliche (Royal Botanic Gardens, 2009) sono stati disposti entro capsule Petri (Ø 100 mm), su tre strati di carta da filtro saturata con acqua deionizzata. Al fine di assicurare il mantenimento di livelli di umidità, i germinatoi sono stati sigillati con il parafilm. Ogni test ha avuto la durata massima di 30 giorni (si è considerato comunque concluso, una volta iniziata la germinazione, quando dopo almeno 4 controlli quotidiani non è stato rilevato alcun germinello). In base ai valori percentuali dei semi germinati rilevati nel corso di ciascun test, sono state costruite le curve cumulative di germinazione, mentre l’effetto della temperatura e del fotoperiodo, nonché l’interazione tra gli stessi ai fini della germinazione, sono stati valutati statisticamente.

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Risultati Il livello termico ha influito positivamente sulla germinabilità che si è presentata via via crescente fino a raggiungere il valore massimo (62,5%) a 25 °C (Figg. 1-3), mentre non è risultata condizionata dall’assenza o presenza di luce né dall’interazione temperatura-fotoperiodo (Fig. 4).

Figura 1. Curve cumulative di germinazione a 15 °C con fotoperiodo di 12 h e buio.

Figura 2. Curve cumulative d i germinazione a 20 °C con fotoperiodo di 12 h e buio.

Figura 3. Curve cumulative di germinazione a 25 °C con fotoperiodo di 12 h e buio.

Figura 4. Germinab ilità rilevata alle tre temperature di prova (lettere d iverse indicano differenze significative per P < 0.05).

Conclusioni I risultati fin qui ottenuti rappresentano un primo passo verso la possibilità di instaurare una produzione di seme di specie ecologicamente legate ad ambienti peculiari, ovvero dotate di elevata plasticità ecologica come Leontodon hispidus, attingendo al germoplasma locale. Ciò è quanto di più auspicabile nell’ottica della valorizzazione delle potenzialità agronomiche e ornamentali di specie native. In prove di inerbimento svolte nel triennio 1995-97, la specie ha dimostrato, inoltre, una notevole elasticità di adattamento ambientale facendo rilevare un’ottima velocità di insediamento, capacità di copertura e protezione del suolo sia in ambiente montano Monte Agaro – Castello Tesino, TN) sia in ambiente mediterraneo (Viterbo) (Rossini, inedito). Bibliografia

Gilbert O.L., 1991. The ecology of urban habitats. Chapman & Hall, London: 311-317. Pignatti S. 1982. Flora d’Italia. Edagricole, 3: 245. Royal Botanic Gardens 2009. Curation Protocols & Recommendations. Kew, 45 pp.

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Influenza dell’Epoca di Semina sulla Produttività QuantiQualitativa di Genotipi di Grano Saraceno Coltivati in Sicilia Orazio Sortino, Mauro Dipasquale, Marco Doz, Michele Minardo Dip. di Scienze delle Produzione Agrarie e Alimentari, Univ. degli Studi di Catania, IT, o.sortino@tiscali.it

Introduzione La recente attenzione rivolta alla coltivazione del grano saraceno è dovuta sia all’alto valore nutritivo sia all’assenza di glutine, che lo rende idoneo alla dieta dei soggetti affetti da celiachia. La sua coltivazione in ambiente mediterraneo, come quella di altre specie a elevate esigenze termiche, comporta una non semplice problematica riguardante l’epoca di semina. Studi specifici dimostrano, infatti, come la varietà e l’epoca di semina siano fattori che influenzano la produzione, il peso 1000 semi e il contenuto in flavonoidi, e come molte varietà siano idonee alla coltivazione in regime biologico (Kalinova e Vrchotova, 2011). L’individuazione del giusto periodo di semina risulta, quindi, indispensabile per l’introduzione in nuovi ambienti, in primo luogo perché a livello termico tale specie è sensibile alle basse temperature tardive primaverili e agli alti livelli termici durante l’antesi, e in secondo luogo perché l’anticipo dell’epoca di semina consente di valorizzare le riserve idriche del terreno e le precipitazioni primaverili. Obiettivo di questo lavoro è stato quello di valutare gli effetti dell’epoca di semina in cultivar differenti di grano saraceno in ambiente mediterraneo. Materiali e metodi La prova è stata condotta nel biennio 2006-07 in Cava d’Ispica a 220 m s.l.m., località ricadente nel territorio di Modica (RG). Tre varietà commerciali di grano saraceno, Rana, Siva e Springfield, e 4 diverse epoche di semina effettuate a cadenza mensile a partire dalla fine di Marzo, sono state poste a confronto in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, utilizzando una parcella elementare di 20 mq (5 m x 4 m). L’irrigazione è stata effettuata solamente al momento della semina e per aspersione; la concimazione fosfo-potassica è stata somministrata interamente poco prima della semina alla dose di 60 kg ha-1, mentre la concimazione azotata, alla dose di 70 kg ha -1, è stata frazionata metà in fase di presemina e metà in copertura all’inizio della fioritura. Sono stati rilevati i seguenti caratteri biometrici, produttivi e qualitativi: statura delle piante, resa in seme, peso 1000 semi, contenuto proteico e contenuto in ceneri. I dati sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) e, in caso di significatività, è stato adottato il metodo di separazione delle medie Student Newman Keuls (SNK); in conformità a questo metodo le differenze tra valori contrassegnati da lettere uguali nelle tabelle e nei grafici non sono significative. Risultati e discussione Nella media dei genotipi, la statura delle piante è andata aumentando dalla I alla III epoca di semina per poi abbassarsi rapidamente con la quarta epoca; in particolare la cultivar Springfield ha fatto registrare la statura più bassa (Figura 1). La posticipazione dell’epoca di semina, in tutti i genotipi, ha determinato una riduzione della produzione. Tra i genotipi posti allo studio la cv Springfield, che nella media degli anni e delle epoche di semina ha fornito la maggiore produzione in granella (2.25 t ha-1) (Tabella 1), si è maggiormente distinta mostrando i valori più alti in ogni epoca, con una resa massima di 3.19 t ha-1 corrispondente alla I epoca (Figura 2). Differenze significative sono state inoltre osservate tra le cultivar con riferimento al peso 1000 semi ed al contenuto in proteine; la I epoca di semina ha evidenziato una significativa riduzione del peso dei semi rispetto alle altre epoche, ed ha portato ad un significativo aumento del contenuto in proteina (Tabella 1). Significativa inoltre la riduzione del contenuto in ceneri della II epoca rispetto alla IV.

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Sono state osservate interazioni per tutti i fattori allo studio in merito alla resa in seme e tra l’epoca di semina e il genotipo con riferimento al contenuto in proteine e ceneri.

Figura 1. Statura delle piante (cm) a fine ciclo nelle tesi allo studio.

Figura 2. Resa (t ha-1) nelle tesi allo studio.

Tabella 1. Caratteri produttivi e qualitativi dei genotipi oggetto di studio.

I II III IV Rana Siva Springfield media DMS (p 0.05) (A)x(G) (A)x(E) (G)x(E)

Produzione (t ha-1) Peso 1000 semi (g) Proteina (% S.S.) 2006 2007 media 2006 2007 media 2006 2007 media 2.58 2.04 2.31a 26.73 24.28 25.51 b 13.40 12.87 13.13 a 12.64 1.90 1.70 1.80 b 28.18 26.96 27.57 a 12.93 12.35 b 12.55 1.80 1.17 1.49 c 28.79 26.85 27.82 a 12.84 12.27 b 12.48 1.78 0.99 1.38 c 29.28 27.32 28.30 a 12.80 12.17 b 12.72 2.12 1.39 1.75 b 23.88 22.19 23.04 b 12.95 12.49 b c 1.35 1.12 1.24 c 21.21 21.10 21.15 c 12.46 11.90 12.18 2.58 1.91 2.25 a 39.65 35.76 37.71 a 13.56 12.85 13.21 a 0.08 1.48 b 28.24 a 26.35 12.99 a 12.41 b b 0.19 0.22 0.27

1.74 ns ns

ns ns 0.33

Ceneri (% S.S.) 2006 2007 media 3.50 3.36 3.43 ab 3.37 3.23 3.30 b 3.47 3.32 3.40 ab 3.53 3.40 0.16 4.44 4.31 4.38 3.30 3.18 3.24 2.66 2.49 2.58 0.16 3.33 b ns ns 0.20

Conclusioni I migliori risultati, sia in termini produttivi che qualitativi sono stati ottenuti nella cultivar Springfield e nella media delle cultivar con la data di semina più precoce. Il calo produttivo dovuto al ritardo della semina potrebbe essere dovuto alle alte temperature registrate durante lo sviluppo delle piante e alla minore quantità di risorse idriche disponibili per la coltura. Le produzioni ottenute consentono di poter affermare che la scelta della cultivar e della più idonea tecnica colturale possono contribuire validamente alla diffusione del grano saraceno nella Sicilia Sud-Orientale. Bibliografia Kalinova J., Vrchotova N., 2011. The influence of organic and conventional crop management, variety and year on the yield and flavonoid level in common buckwheat groats. Food Chemistry, 127, 2, 602–608.

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Caratterizzazione Bio-Agronomica di Genotipi di Camelina sativa L. in Ambiente Mediterraneo Sortino Orazio1, Sidella Sarah1, Dipasquale Mauro1 1 Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA) Università degli Studi di Catania, Via Valdisavoia, 5 - 95123 Catania: o.sortino@tiscali.it

Introduzione Tra le specie oleaginose, la Camelina sativa L., afferente alla famiglia delle Brassicaceae, ha suscitato negli ultimi anni grande interesse in virtù di alcune sue caratteristiche agronomiche tra le quali brevità del ciclo colturale, aridoresistenza e la tolleranza nei confronti della salinità che la rendono particolarmente (Sortino O., et al., 2009; Sortino O., et al., 2010) valorizzazione di tali potenzialità. Scopo del presente lavoro è l produttivi di C. sativa L. che meglio si adattano in ambiente mediterraneo, ed in particolar modo negli areali tipici della Sicilia sud-orientale. Materiali e metodi Le prove sono state effettuate nel 2009 ad Ispica (RG). La sperimentazione è stata condotta secondo uno schema sperimentale a blocchi randomizzati ripetuti tre volte ed ha previsto un confronto di dieci genotipi di Camelina sativa forniti dalla banca del seme IPK di Lipsia (DE) ed etichettati con la sigla CAM seguita da un numero, con la varietà CALENA utilizzata come testimone. La semina è stata realizzata manualmente giorno 11/01/2010 su parcelle elementari di 6 m2 (3x2) in file distanti 20 cm, adottando un investimento unitario di 400 semi m-2. La concimazione azotata è stata somministrata in due frazioni distinte nelle fasi di pre-semina e ad inizio levata in quantità di 20 e 40 kg ha-1. Prima della semina sono stati apportati 80 Kg ha-1 e 70 Kg ha-1 di P2O5 e K2O, rispettivamente. Durante il ciclo biologico della coltura sono stati rilevati i principali stadi di crescita delle piante (emergenza, levata, abbozzi fiorali, formazione capsule e maturazione fisiologica). Alla raccolta su un campione per parcella costituito da 10 piante, sono stati presi in esame caratteristiche morfo-biometriche (altezza della pianta, altezza inserzione prima branca, lunghezza radice, numero di branche), resa in seme e componenti produttivi (numero di capsule per pianta, numero di semi per capsula e peso 1000 semi). I dati ottenuti sono stati elaborati statisticamente attraverso analisi della varianza, con il metodo della media di Student-Newman-Keuls. Risultati e discussioni Il ciclo biologico ha avuto una durata media dalla semina alla maturazione fisiologica di circa 123 giorni tra i genotipi posti allo studio, in particolare quelli più precoci sono risultati essere CAM 223 e il testimone CALENA con rispettivi valori di 115 e 117 giorni, i più tardivi sono stati CAM 163 e CAM 171 Fig.1 Ciclo biologico dei genotipi allo studio

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con 128 giorni. Grande variabilità tra le accessioni è emersa nella fase di levata Tab.1 Caratteri morfo-biometrici dei genotipi allo studio avvenuta in media a 39 giorni dalla semina ma con valori oscillanti tra 18-19 per i genotipi più GENOTIPO Altezza Altezza Lunghezza Branche pianta inserzione radice pianta precoci e 62 per quelli più tardivi, e nella fase di (cm) I branca (cm) (n°) fioritura che si è manifestata tra i genotipi in un (cm) intervallo dalla semina variabile tra i 69- 78 CAM250 88,7 49,8 13,5 9,7 giorni per i genotipi più precoci e 89-90 giorni CAM217 82,6 46,7 12,4 14,7 CAM223 87,1 48,8 13,7 12,0 per quelli più CAM224 85,9 48,4 16,0 11,2 tardivi (Fig.1). CAM225 93,4 45,6 16,2 12,4 Il carattere altezza della pianta, ha raggiunto nei CAM219 100,3 42,3 17,4 14,8 genotipi più vigorosi valori prossimi a 100 cm CAM79 86,7 30,8 16,3 16,1 (CAM 219, CAM 225 e CAM 144), CAM144 92,9 38,6 15,9 14,5 sulla pianta, è CAM163 71,7 18,4 15,8 16,7 74,1 25,2 16,1 16,3 risultata in media pari a 39,5 cm, ma le CAM171 89,2 39,9 15,5 13,8 accessioni poste a confronto si sono distinte per CALENA 86,6 39,5 15,4 13,8 valori compresi in un range di 18-49 cm. La media *** * * lunghezza della radice, di fondamentale significatività *** importanza negli ambienti caldoe 17 cm mentre il carattere numero di branche per pianta è risultato in media pari a 13,8 (Tab.1). La resa in seme dei genotipi allo studio è risultata variabile tra 0,2 e 2,1 t ha-1, con un valore medio di 1,3 t ha-1; in particolare le rese più alte sono Tab.2 Resa (t ha-1) e suoi componenti dei genotipi allo studio state fornite dai genotipi CAM 219 (2,1 t ha1 ) e dal testimone CALENA (2,0 t ha-1) Capsule GENOTIPO Resa Peso Semi Peso (Tab.2). Grande variabilità nei genotipi è pianta (t ha- 1) semi capsula 1000 (n°) CAM250 CAM217 CAM223 CAM224 CAM225 CAM219 CAM79 CAM144 CAM163 CAM171 CALENA media significatività

1,5 0,2 1,1 1,4 1,7 2,1 1,3 1,7 0,8 0,7 2,0 1,3 **

209,5 51,4 185,5 318,3 369,4 346,9 384,1 356,9 467,1 489,3 357,4 321,4 ***

pianta (g) 1,8 0,6 1,7 2,3 3,4 3,7 3,7 3,8 5,5 4,0 3,8 3,1 **

(n°) 12,1 13,7 12,9 19,0 10,1 15,7 10,4 17,4 16,3 9,4 17,4 14,0 ***

semi (g) 1,2 0,8 1,0 0,9 1,1 1,3 1,1 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 ***

Il peso 1000 semi, risultato in media di 1,1 g, è variato tra valori di 0,8-1,3 g. Il numero medio di semi per capsula è stato pari a 14, nonostante in alcuni genotipi tale valore abbia raggiunto valori di 18-19. Per quanto concerne il numero di capsule per pianta il valore medio registrato è stato di 321,4 con grande variabilità tra i genotipi a confronto che hanno dato valori compresi tra 51 (CAM 217) e 489 (CAM 171), variabilità riscontrata anche nel numero di semi per capsula, risultato in media pari a 14 ma oscillante tra 9 e 18.

Conclusioni Il lavoro realizzato ha consentito di acquisire informazioni biologiche, morfo-biometriche e produttive della specie, in rapporto ad un eventuale programma di caratterizzazione e selezione di varietà e genotipi da inserire negli ordinamenti colturali della Sicilia sud-orientale. La variabilità riscontrata nelle accessioni poste a confronto tipi testati ha dimostrato come la Camelina sativa rappresenti una valida alternativa colturale negli ambienti tipici mediterranei. Bibliografia Sortino O. et al., 2010. Effetti della riduzione degli input colturali nella coltura di Camelina sativa in ambiente mediterraneo. Atti XXXIX, Convegno SIA, Roma, 20-22 Settembre 2010, pag. 175-176 .

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Caratteristiche Agronomiche E Qualitative Di Nuove Cultivar Di Frumento Duro (Triticum turgidum subsp. durum Desf.) Coltivate In Sicilia Alfio Spina, Nino Virzì, Michele Cambrea, Stefania Licciardello, Massimo Palumbo C.R.A. – Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Centro di Ricerca per l’Agrumicoltura e le Colture Mediterranee (ACM), Acireale (CT), IT, alfio.spina@entecra.it

Introduzione La scelta varietale rappresenta un passaggio fondamentale in cerealicoltura, essendo in grado di condizionare positivamente, a parità di costi di produzione, la resa in granella. Data l’estrema diversificazione delle condizioni ambientali nelle quali viene praticata la durogranicoltura siciliana, è necessario disporre di un pool di varietà dotate di elevata adattabilità e stabilità produttiva (Virzì, 2008). D’altra parte, i dati statistici riguardanti la diffusione delle varietà in Sicilia evidenziano la scarsa propensione dei cerealicoltori al ricambio varietale (Palumbo et al., 2010). Tuttavia, l’evoluzione del panorama varietale italiano rende necessario un continuo aggiornamento delle conoscenze sulle capacità produttive e sulle caratteristiche qualitative delle nuove costituzioni varietali al fine di soddisfare le esigenze dei panificatori e dell’industria pastaria (Spina et al., 2009). Nel presente lavoro vengono riportate le caratteristiche bio-agronomiche e i principali tratti qualitativi di cultivar di frumento duro di recente costituzione. Materiali e metodi Campi sperimentali Località: Libertinia (180 m s.l.m.) e Mineo (250 m s.l.m.) – provincia di Catania. Annate agrarie: 2005/06, 2006/07 e 2007/08. Schema sperimentale: blocchi randomizzati con tre ripetizioni, parcelle elementari di 10 m2. Materiale genetico valutato. E’stato adottato il criterio di valutare le varietà, inserite nella prova di confronto varietale della rete nazionale frumento duro, in 2 località per 2 anni (4 ambienti). - Biennio 2006-2007: 8 cultivar + 3 varietà testimoni (tab. 1); - biennio 2007-2008: 4 cultivar + 3 tester (tab. 2). Analisi qualitative. Seguendo le metodiche ufficiali, sono state effettuate sulla granella le analisi merceologiche (peso hL e peso 1000 semi) e sulla semola quelle relative al contenuto proteico, al contenuto e alla qualità del glutine, all'indice di giallo. Allo scopo di definire le caratteristiche tecnologiche degli impasti sono state eseguite le prove alveografiche e farinografiche ed è stato eseguito il baking test per valutarne l'attitudine panificatoria (metodo AACC 10-10, modificato). Analisi statistica. I dati bio-agronomici sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) mediante il software MSTAT, mentre i dati qualitativi sono stati elaborati col software “Statistica” e, in caso di significatività, è stato adottato il metodo di separazione delle medie mediante test di Duncan. Risultati Riguardo i risultati produttivi, nel primo biennio di valutazione hanno mostrato rese più elevate Saragolla, PR22D89, Neolatino e Maestrale; nel secondo biennio è emersa la cultivar Chiara. La varietà testimone Duilio ha riportato, in entrambi i bienni, rese elevate. I risultati dell’ANOVA dei parametri qualitativi hanno evidenziato, per le varietà presenti nel biennio 2006-2007, variabilità imputabile a fattori ambientali (località) per i parametri stabilità farinografica e volume del pane (P= 0,0123* e 0,0001***, rispettivamente). Inoltre è stata accertata variabilità genotipica per i parametri indice di giallo (P= 0,0001***),W e P/L alveografici (rispettivamente P= 0,0001***, 0,0208*) e per la stabilità al farinografo (0,0001***).

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Tab. 1 - Biennio 2005/06-2006/07: risultati agronomici e qualitativi delle cultivar in prova a Libertinia e Mineo (media di 4 ambienti) Alveogramma Indice Peso Proteine Indice giallo Peso hL 1000 semola di W semola (kg hL-1) semi P/L (% s.s.) glutine (J x 10-4) (b*) (g)

Data spigat. (gg. 1/4)

Resa (t ha-1)

Asdrubal Casanova Catervo Ercole Maestrale Neolatino PR22D89 Saragolla Creso Duilio Simeto

22,5 13,5 15,0 21,5 7,0 7,0 14,5 7,0 20,5 6,0 9,0

5,98 6,38 5,73 5,45 6,42 6,51 6,52 7,12 5,36 6,29 5,92

82,6 82,6 81,8 81,4 81,6 84,1 81,7 81,5 81,8 83,3 80,4

36,7 48,4 43,1 42,0 38,8 46,5 42,9 39,8 42,1 46,9 46,3

11,7 11,9 12,7 12,5 11,1 11,8 10,7 10,7 12,7 11,1 11,8

76,6 68,8 83,9 82,2 63,3 85,3 79,4 94,3 68,9 68,2 75,0

Media Dev. St.

13,0 6,3

6,15 0,5

82,1 1,0

43,0 3,7

11,7 0,7

76,9 9,2

20,1 b 137,8 b 21,2 ab 134,3 b 20,7 b 196,0 a 16,8 de 138,8 b 21,0 b 104,0 c 15,8 e 201,0 a 22,8 a 135,3 b 20,5 b 142,3 b 16,2 e 152,0 b 18,1 cd 138,5 b 19,5 bc 128,8 bc 19,3 2,3

Stabilità Volume farinogr. pane (s) (cm3)

2,8 cd 309,0 bc 2,6 cd 252,0 bcd 3,1 bcd 343,5 b 4,2 abc 127,5 d 1,8 d 193,5 cd 4,5 abc 483,0 a 3,7 bcd 289,5 bc 4,4 abc 327,0 bc 4,9 ab 316,5 bc 4,2 abc 202,5 cd 5,8 a 289,5 bc

146,2 28,4

3,8 1,2

284,9 93,3

456,9 471,9 495,6 413,8 505,0 482,5 483,1 461,9 466,3 436,3 438,8 464,7 27,3

Per le cultivar comuni al biennio 2007-2008, invece, non è stata riscontrata variabilità imputabile a fattori ambientali ma soltanto variabilità fra i genotipi per i parametri gluten index, indice di giallo della semola e W alveografico (rispettivamente P= 0,0550*, 0,0039**, 0,0047**). Tab. 2 - Biennio 2006/07-2007/08: risultati agronomici e qualitativi delle cultivar in prova a Libertinia e Mineo (media di 4 ambienti) Data Varietà spigat. (gg.1/4) Chiara Dario K26 Sfinge Creso Duilio Simeto Media Dev. St.

24,8 17,3 28,3 17,3 32,0 15,8 21,8 22,5 6,2

Resa (t ha-1) 6,54 5,84 6,23 6,09 6,30 7,03 6,31 6,33 0,4

Peso Proteine Peso hL 1000 semola (kg hL-1) semi (% s.s.) (g) 80,6 44,7 10,5 86,4 47,0 11,0 84,2 46,6 11,3 82,0 46,7 12,1 84,6 45,1 11,5 84,6 51,1 10,9 81,5 49,8 11,6 83,4 47,3 11,3 2,1 2,4 0,5

Alveogramma

Indice di glutine

Indice giallo semola (b*)

Stabilità W P/L (s) (J x 10-4)

49,5 b 93,7 a 78,0 ab 47,1 b 74,8 ab 72,8 ab 74,6 ab 70,1 16,4

21,8 a 20,6 ab 16,4 d 19,3 abc 16,9 cd 18,0 bcd 20,0 ab 19,0 2,0

86,3 c 192,3 a 146,0 b 104,5 bc 143,5 b 131,3 bc 146,3 b 135,7 33,9

2,0 3,8 2,6 1,2 3,6 2,6 3,6 2,8 1,0

189,0 234,0 292,5 183,0 277,5 192,0 289,5 236,8 49,5

Volume pane (cm3) 490,0 437,5 505,6 488,1 508,1 444,4 484,4 479,7 28,0

Conclusioni Dai risultati ottenuti emerge che l’introduzione di nuove costituzioni varietali di frumento duro consente agli attori della filiera cerealicola di disporre di un’ampia gamma di cultivar fra cui effettuare scelte oculate in relazione agli ambienti di coltivazione e alle caratteristiche qualitative per le differenti utilizzazioni. Bibliografia Palumbo et al., 2010. Scelta varietale. Dettaglio regionale dei risultati: Sicilia. L’I.A., suppl. n°33: 30-32. Spina et al., 2009. Aspetti qualitativi e panificabilità di nuove cultivar di grano duro. VII°Convegno AISTEC: 59-63. Virzì, 2008. Cra – la ricerca al servizio degli agricoltori. Un pool di varietà per il rinnovamento. Terrà, 10: 17.

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Dinamiche del Carbonio e dell’Azoto di Quattro Specie Foraggere Prative dell’Areale dei Monti Nebrodi Giorgio Testa1, Alessandra Daisy Cosentino1, Danilo Scordia1, Andreas de Neergaard2 1

Dip. di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA), Univ. Catania, IT, gtesta@unict.it Department of Agriculture and Ecology/Plant and Soil Science, Faculty of Life Sciences, Copenhagen, DK

Introduzione In molti sistemi foraggeri, colture leguminose ricche di azoto vengono incluse nei prati, contribuendo con l’azoto proveniente dall’atmosfera a fornire foraggio di elevata qualità. Quando viene incorporato, questi prati hanno la potenzialità di rilasciare elevate quantità di azoto alle colture in successione, agendo quindi come sovescio. Tuttavia, il periodo temporale di rilascio è un momento cruciale. Studi recenti hanno mostrato che questo è vero solo ad elevate temperature e che il disaccoppiamento delle dinamiche del carbonio e dell’azoto può avvenire a temperature più basse (Magid et al. 2001). Sulla base di queste premesse è stata condotta una ricerca che ha avuto lo scopo di studiare le dinamiche del carbonio e dell’azoto di quattro importanti piante foraggere prative (Lolium multiflorum, Hedysarum coronarium, Medicago sativa e Lotus corniculatus) dell’areale dei Monti Nebrodi (Sicilia), poste a tre differenti temperature (5°C, 15°C e 25°C). Metodologia Il materiale vegetale è stato prelevato, insieme ad una porzione di terreno di circa 50 cm di profondità al fine di non danneggiarne l’apparato radicale, presso un campo sperimentale della Facoltà di Agraria di Catania, sito nel territorio di S. Domenica Vittoria (ME) (1230 m slm, 37°57’N, 14°57’E) e portato presso il “Plant nutrition and Soil fertility Laboratory” (Copenaghen, Danimarca). Nel campo sperimentale dove è stato prelevato il materiale vegetale erano in atto due sperimentazioni che prevedevano la coltivazione delle seguenti specie con diversi livelli di concimazione azotata: (i) Lolium multiflorum cv. Ninak concimato con 50 kg ha-1 di N, (ii) Lolium multiflorum cv. Ninak concimato con 150 kg ha-1 di N, (iii) Hedysarum coronarium cv. Grimaldi concimato con 50 kg ha-1 di N, (iv) Hedysarum coronarium cv. Grimaldi concimato con 150 kg ha-1 di N, (v) Medicago sativa cv. Robot concimato con 12 kg ha-1 di N, (vi) Lotus corniculatus cv. S. Gabriele concimato con 12 kg ha-1 di N. Presso i laboratori del “Plant nutrition and Soil fertility Laboratory” sono stati posti allo studio due fattori sperimentali: 1) composto (coltura+terreno) con i sei livelli sopra descritti; 2) temperatura con tre livelli (i) 5 °C, (ii) 15°C, (iii) 25°C. Il materiale vegetale (frazione epigea ed ipogea) è stato frazionato in porzioni di circa 1 cm, mescolato al terreno e posto ad incubare in assenza di luce ai tre livelli di temperatura prestabiliti. Nel corso della prova sono stati misurati, oltre al contenuto di carbonio, azoto e fibra del materiale vegetale, l’emissione di anidride carbonica, mediante trappola di CO2 e successiva titolazione e, previa estrazione dal substrato, il contenuto di azoto totale, nitrico ed ammoniacale, mediante “Flow injection analysis”. Risultati Il materiale organico utilizzato presentava un elevato contenuto di azoto, significativamente più basso nel Lolium multiflorum rispetto alle specie leguminose e più elevato nella parte aerea rispetto a quella radicale (Tab.1). Il contenuto di carbonio non ha mostrato variazioni significative tra le specie allo studio. Il rapporto C/N è risultato, nella parte aerea, più elevato nella loiessa rispetto alle leguminose. La quantità di anidride carbonica rilasciata dal materiale vegetale, che può essere considerato un indice del tasso di mineralizzazione della materia organica, è inizialmente molto rapida per poi tendere a diminuire, raggiungendo picchi di 97,76, 53,34 e 19,00 g g-1 rispettivamente a 25°C, 15°C e 5°C.

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A 25°C nella media dei trattamenti allo studio il 41% del carbonio organico aggiunto al terreno è stato mineralizzato ed emesso sottoforma di anidride carbonica, a 15°C il 32,4%, mentre a 5°C solo il 22% (Fig.1A). Tab. 1 - Fibra neutro detergente, contenuto di carbonio, azoto e rapporto C/N nella porzione aerea e nelle radici delle specie foraggere allo studio. Totale Parte aerea Radici % NDF C% N% C/N C% N% C/N M. sativa 35 45,54 3,05 14,93 44,85 2,25 19,71 L. corniculatus 40 44,10 2,80 15,75 42,68 2,76 15,47 H. coronarium N50 36 42,20 2,47 17,10 42,57 1,87 22,75 H. coronarium N150 34 41,88 2,87 14,62 41,81 1,95 21,48 L. multiflorum N50 33 44,65 2,19 20,39 44,65 1,69 26,42 In riferimento al contenuto di azoto minerale nel terreno, il suo contenuto prima dell’inizio della prova era pari a 61,42 g g-1 di terreno. I valori di azoto minerale a 25°C significativamente più elevati, a 14 giorni dall’inizio dell’incubazione, si sono riscontrati nel ginestrino dove, comunque, non hanno superato i 74,77 µg g-1 di terreno mentre quelli più contenuti si sono Fig. 1 Emissione cumulata di CO2 in rapporto al carbonio presente nel osservati nella tesi 50 kg N substrato (A), valori a fine esperimento per i diversi fattori allo studio (B), ha-1 di sulla (49,81 µg g-1 variazione del contenuto di azoto minerale in rapporto ai diversi substrati di terreno) (Fig.1C); a (C) e valori medi al giorno 14 (D). Istogrammi contrassegnati da lettere 15°C i valori massimi, uguali non sono significativi per p=0,05. questa volta relativi all’erba medica, hanno raggiunto i 91,90 µg g-1 di terreno, e quelli minimi della sulla N50 si sono attestati sui 50,23 µg g-1 di terreno; a 5°C i valori massimi, sempre a 14 giorni dall’inizio dell’incubazione, hanno raggiunto i 108,92 µg g-1 di terreno. Conclusioni La ricerca ha messo in evidenza che la mineralizzazione del carbonio è più veloce in tutti i substrati a 25°C e significativamente più bassa 5°C; mentre per quanto riguarda l’azoto, a più basse temperature la quantità di azoto minerale nel terreno è maggiore. Questo effetto è probabilmente legato al più lento sviluppo, a quelle temperature, dei microrganismi che non sarebbero in grado di immobilizzare l’azoto minerale del terreno. Questo resta, pertanto, a disposizione delle piante, ma potrebbe anche essere lisciviato nel sottosuolo con grave pericolo per l’ambiente. Bibliografia Magid J. et al. 2001. Disproportionally high N-mineralisation rates from green manures at low temperatures – implications for modelling and management in temperate agro-ecosystems. Plant and Soil, 228, 73-82.

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Sito web: http://www.siagr.org/home.asp

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