Cozzolino relazione kentucky 2010

CRA-CAT UnitĂ di ricerca per le colture alternative al tabacco Via Vitiello 106, 84018 Scafati (SA) T: 0818563611 F: 0818506206 E: cat@entecra.it

Resa di cultivar di tabacco kentucky concimate con composta di rifiuti urbani Eugenio Cozzolino e Vincenzo Leone eugenio.cozzolino@entecra.it

Rapporto su attivitĂ 2010 - secondo anno

Valutazione agronomica di accessioni di tabacco kentucky allevate con differenti input agrotecnici nella provincia di Benevento per il miglioramento qualitativo della produzione Programma di interventi della Regione Campania in materia di sperimentazione, informazione e ricerca applicata in agricoltura (DGR 617 del 27.03.09) Scafati, Febbraio 2013

Riassunto Un saggio pluriennale di impiego di composta da rifiuti solidi urbani come fertilizzante nella coltura del tabacco kentucky è stato condotto con tre cultivar (Foiano, Riccio beneventano e SLK) in due aziende beneventane. La composta, prodotta dall’impresa Gesenu di Perugia è stata applicata a livelli di 10 e 20 t/ha, in confronto agli stessi livelli complementati da 75 kg/ha di azoto minerale e a somministrazione di solo azoto minerale in misura di 135 kg/ha.

Tali livelli di impiego della composta sono stati definiti in funzione di obiettivi di riciclo agricolo dei rifiuti, con beneficio delle colture e della condizione dei suoli, ma non particolarmente commisurati alle esigenze del tabacco kentucky.

Nel secondo anno (2010) il livello alto di composta e la composta integrata con azoto minerale hanno fornito livelli di resa comparabili a quello della concimazione solo minerale e superiori a quello della sola composta al livello basso. La qualità visuale migliore e le concentrazioni più basse di nicotina, azoto totale e nitrati nel prodotto curato sono state ottenute con la composta al livello basso integrata con azoto minerale. La cultivar SLK, in registrazione come SKL, ha superato Riccio e Foiano per produzione e qualità visuale del tabacco e i risultati della coltura sono stati complessivamente migliori nel sito Vesce.

Parole chiave tabacco kentucky, composta di rifiuti urbani, concimazione.

Autori L’attività è stata condotta da Eugenio Cozzolino (responsabile) e Vincenzo Leone, con la collaborazione di Angelo De Gregorio e Maria Gerarda Vesce, per le operazioni in campo. Gli esperti Giovanni Pipicelli, Geppino Zampelli e Vincenzo De Gregorio hanno valutato la qualità merceologica delle foglie curate.

Supporto Programma di interventi della Regione Campania in materia di sperimentazione, informazione e ricerca applicata in agricoltura (DGR 617 del 27.03.09).

Sommario 1 Motivazione e obiettivi

3

2 Disegno e protocollo

3

3 Decorso meteorologico stagionale

6

4 Risultati 4.1 Sviluppo vegetativo . . . . .

4.2 Prodotto curato . . . . . . .

4.3 Qualità chimica del prodotto 4.4 Relazioni tra le risposte . . .

5 Conclusioni

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

7 7 7 9 11 12

2

1 Motivazione e obiettivi Il tabacco kentucky, legato alla produzione del sigaro toscano, costituisce il 5% circa del prodotto nazionale, metà del quale è ottenuto in Campania, principalmente nella provincia di Benevento.

La programmazione regionale indica due linee di intervento per il settore tabacco (PSR 2007-2013): 1) sostegno agli investimenti per la sostituzione on altre attività, per le aziende a bassa specializzazione; 2) miglioramento della qualità del prodotto e riduzione dei costi di produzione, per le aziende più specializzate.

Nell’ambito della seconda linea la coltivazione del kentucky rappresenta per la Campania un’attività da salvaguardate e valorizzare, anche in considerazione della presenza di una manifattura specializzata a Cava dei Tirreni. L’auspicata valorizzazione presuppone validità economica e va perseguita nel rispetto di criteri di sostenibilità ambientale.

Per ottenere un tabacco kentucky di buona qualità occorre un terreno fertile, con una equilibrata composizione di nutrienti, tale da consentire uno sviluppo rapido e ininterrotto della pianta nella fase vegetativa. Per l’apporto di macro e micro elementi, la concimazione organica era in passato considerata d’obbligo per questo tipo di tabacco, ma il costo d’impiego e la scarsa disponibilità di materia idonea presso le aziende hanno ridotto nel tempo questa pratica.

L’intensificarsi dell’urbanizzazione comporta problemi di gestione di cospicue masse di rifiuti, ai quali si cerca di far fronte con il trattamento differenziato, incluso il compostaggio della parte organica. Le composte prodotte dovrebbero essere impiegate in modo produttivo in agricoltura, con possibili benefici sulla condizione strutturale e sulla fertilità dei suoli coltivati, soggetti in molte situazioni a una erosione della frazione organica.

L’attività oggetto di questa relazione l’Unità per le colture alternative al tabacco del CRA (CRA-CAT) ha mirato a verificare gli effetti dell’impiego come fertilizzante di composta da rifiuti urbani sul livello di produzione e di qualità del tabacco kentucky, considerando l’eventualità di un sostenibile costo di impiego di tale prodotto da parte dell’azienda tabacchicola.

2 Disegno e protocollo Nel 2010 è proseguito l’esperimento iniziato l’anno precedente presso due aziende beneventane (De Gregorio e Vesce), che da alcuni anni collaborano alle sperimentazioni a scala aziendale del CRA-CAT, con cinque modalità di fertilizzazione applicate all’ecotipo Riccio beneventano e alle cultivar SLK (in via di registrazione come SKL) (Impresa Bartolucci) e Foiano (Manifatture Sigaro Toscano):

3

concimazione esclusivamente minerale secondo le linee guida della Regione Campania C10 10 t/ha di composta C20 20 t/ha di composta C10N 10 t/ha di composta + metà della dose di azoto della modalità Min C20N 20 t/ha di composta + metà della dose di azoto della modalità Min Min

Le modalità di applicazione della composta sono quelle in corso di studio in un progetto di lunga durata del CRA-CAT per l’impiego di composte da rifiuti urbani. La composta applicata, prodotta e commercializzata dall’impresa certificata Gesenu di Perugia aveva la seguente composizione: Componente / caratteristica Unità di misura Sostanza secca % Carbonio organico % ss Acidi umici e fulvici % ss N totale % ss N organico % ss C/N P2 O5 % ss K2 O % ss Rame mg/kg Zinco mg/kg pH Salinità meq/100 g

Quantità 74,0 28,0 14,2 2,1 2,0 13,3 0,8 1,8 67,2 146,0 7,9 53,2

Confezione

Data la composizione della composta, con le cinque modalità di concimazione sono state erogate le seguenti quantità di azoto (in kg/ha di elemento): Min C10 C20 C10N C20N

135 210 420 210 + 70 420 + 70

L’azoto minerale è stato frazionato, distribuendolo per 1/3 alla preparazione del terreno e per 2/3 nel primo mese dopo il trapianto. Anche l’integrazione minerale delle modalità organiche è stata eseguita dopo il trapianto. Solo per l’azienda Vesce il terreno, povero di fosforo, è stato concimato anche con 100 kg/ha di fosfato (P2 O3 ).

4

In ciascuna azienda è stata impegnata una superficie di 1000 m2 per due repliche delle combinazioni cultivar x modalità di concimazione, con parcelle di circa 30 m2 costituite da quattro file di piante in quadro a distanze di 1 m, per una densità di 10.000 piante/ha.

Il trapianto è stato eseguito il 31 maggio con piantine cubettate prodotte in sistema flottante. Irrigazione, controllo di erbe infestanti, malattie e parassiti sono state le principali pratiche colturali fino alla raccolta. L’irrigazione, iniziata dopo un periodo di asciutta per favorire lo sviluppo radicale, è stata condotta con un impianto ad ala gocciolante (con passo di 50 cm) nell’azienda Vesce e con un impianto per aspersione nell’azienda De Gregorio, cercando di evitare stress idrici, nella misura in cui è stato possibile per l’azienda De Gregorio, vincolata da turno di impiego dell’acqua di fiume. Per il controllo delle erbe infestanti è stato applicato un formulato di pendimetalin prima del trapianto e a complemento è stata eseguita una sarchiatura nelle prima fase di sviluppo delle coltura. Subito dopo il trapianto è stato eseguito un intervento contro le nottue del genere Agrotis con un formulato di clorpirifos etile. Un formulato di thiamethoxam è stato impiegato per un intervento contro gli afidi a luglio. Per combattere la peronospora sono stati eseguiti due interventi con un formulato di cymoxanil. Per il controllo dei germogli ascellari dopo la cimatura è stata eseguita un’applicazione di idrazide maleica.

La raccolta è stata frazionata in tre passaggi nell’azienda Vesce e in quattro nell’azienda De Gregorio, iniziando il 26 agosto e terminando il 28 settembre.

Le foglie, raccolte a maturità e trasportate in fasci al locale di cura, sono state pesate, infilzate e disposte nel locale per l’ingiallimento e la cura a fuoco in uno stesso locale per entrambe le aziende, in modo da evitare differenze dovute al procedimento e alle condizioni di cura.

Su 10 piante per parcella delle file centrali sono stati rilevati i diametri fogliari prima di ogni passaggio di raccolta e il diametro del fusto a metà altezza, l’altezza di cimatura e il numero di foglie utili al termine della raccolta. Dalle filze curate, dopo pesatura, sono stati prelevati campioni di foglie mediane per determinazioni di azoto totale, nicotina e nitrati.

Campioni di foglie mediane e medio-apicali (seconda e terza raccolta), sono stati valutati merceologicamente da esperti in base a colore, gommosità, consistenza, elasticità, resistenza e maturità del tessuto e il giudizio è stato espresso in punti decimali.

5

I dati sono stati riassunti con l’ambiente R1 e funzioni dei pacchetti contribuiti arm2 , ggplot23 e BiplotGUI4 .

3 Decorso meteorologico stagionale Informazioni sul decorso meteorologico stagionale sono relative alle rilevazioni della vicina stazione di Piano Cappelle (Banca dati agrometeorologica SIAN).

Temperatura media, escursione termica e piovosità giornaliere − Piano Cappelle (BN)

°C o mm

30

20

10

0 mag

giu

lug

ago

set

ott

Figura 1. Decorso termopluviometrico della stagione 2010 secondo registrazioni della stazione più vicina ai siti dell’esperimento.

Cadute brusche e sensibili di temperatura si sono verificate a fine maggio, terza settimana di giugno, terza decade di luglio e fine agosto, mentre i valori massimi sono risultati abbastanza contenuti e solo per pochi giorni in giugno, luglio e agosto hanno superato i 30 ◦C (figura 1).

Precipitazioni di discreta entità si sono susseguite a intervalli di un paio di settimane fino a fine luglio, per riprendere a inizio settembre.

I diversi eventi di repentino calo delle temperature sono stati discretamente tollerati dalla coltura.

1

R Core Team (2012). 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/.

2 Andrew Gelman and Yu-Sung Su (2013). arm: Data Analysis Using Regression and Multilevel/Hierarchical Models. R package version 1.6-01.02. http://CRAN.Rproject.org/package=arm 3 H. Wickham. ggplot2: elegant graphics for data analysis. Springer New York, 2009.

4 La Grange, AM, Le Roux, NJ, Gardner-Lubbe, S (2009) BiplotGUI: Interactive Biplots in R. Journal of Statistical Software 30(12):1-37.

6

4 Risultati 4.1 Sviluppo vegetativo La concimazione ha influenzato moderatamente lo sviluppo vegetativo, con incrementi apprezzabili per l’azoto solo minerale, per la sola composta al livello più alto e per la composta integrata con azoto minerale rispetto alla sola composta al livello basso (figura 2 alla pagina successiva).

L’incremento della quantità di azoto somministrato non ha tuttavia mostrato di per sé effetti significativi sullo sviluppo vegetativo della coltura.

La cultivar Foiano ha mostrato piante più grandi con un numero più alto di foglie, ma superficie fogliare complessiva comparabile con quelle di Riccio e SLK. L’influenza del sito di coltura è stata sensibile per alcuni tratti dello sviluppo, ma eterogenea tra le cultivar. Nel complesso il sito più favorevole è risultato quello dell’azienda Vesce, dove le piante di Foiano e SLK sono cresciute più robuste e, nel caso dela seconda, con una superficie fogliare nettamente più ampia, specialmente per i trattamenti con minori apporti di azoto. Le piante della Riccio, invece, sono cresciute più in altezza nell’azienda de Gregorio, ma a ciò non ha corrisposto un aumento del numero o della dimensione delle foglie.

4.2 Prodotto curato La concimazione azotata ha avuto un’influenza tutto sommato modesta sulle caratteristiche di resa (figura 3 a pagina 9). I livelli di resa in prodotto curato ed equivalente di migliore qualità e il punteggio di qualità visuale del prodotto sono risultati in prevalenza più alti con il trattamento a base di composta al livello inferiore (10 t/ha) integrata da azoto minerale o con il solo azoto minerale e più bassi con il trattamento di concimazione con sola composta al livello inferiore.

Rispetto ai primi due trattamenti il raddoppio della dose di composta, con o senza integrazione di azoto minerale, non ha prodotto miglioramenti apprezzabili delle rese, ma una leggera riduzione: in media 5% in meno di prodotto curato, 6% in meno di punteggio di qualità visuale e 9% in meno di prodotto equivalente di massima qualità.

Le cultivar Riccio e SLK hanno mostrato risultati sensibilmente migliori nel sito Vesce e nel complesso entrambe, ma in particolare la seconda, hanno superato la Foiano (rispettivamente: 5% e 15% in più di prodotto curato e 6% e 28% in più di prodotto equivalente), mentre la SLK ha superato le altre due per il punteggio di qualità visuale (10% in più).

7

Altezza pianta cimata (m)

Foiano

Riccio

DGrg Vesc

1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 Min

C10 C10N

150

C20 C20N

250

350

450

Min

C10 C10N

150

250

Diametro del fusto (mm)

Foiano

350

450

Min 150

C10 C10N

C20 C20N

250

Riccio

50

350

450

SLK

45 40 35 30 Min

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Foiano

Foglie per pianta

C20 C20N

DGrg Vesc

150

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N

C20 C20N

250

Riccio

350

450

SLK DGrg Vesc

22 20 18 16 14

Min

C10 C10N

150

Superficie fogliare (m^2)

SLK

1.3

250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Foiano

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N

C20 C20N

250

Riccio

350

450

SLK

DGrg Vesc

6

5

4 Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Azoto somministrato (kg/ha)

Figura 2. Altezza della pianta cimata, diametro del fusto, numero di foglie e superficie fogliare per pianta in relazione ai trattamenti di concimazione, alle cultivar e alle aziende. Valori osservati (simboli vuoti) e intervalli predittivi al 68% e 95% (barre).

8

Prodotto equivalente (t/ha)

Foiano

Prodotto commerciabile (t/ha)

SLK

DGrg Vesc 3

2

1

Min 150

Punto di qualità (max=10)

Riccio

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Foiano

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Riccio

C20 C20N 350

450

SLK

DGrg Vesc

5 4 3 2 Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Foiano

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Riccio

C20 C20N 350

450

SLK

DGrg Vesc

8 7 6 5 4

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Azoto somministrato (kg/ha)

Figura 3. Prodotto equivalente di massima qualità, prodotto curato commerciabile e punto di qualità in relazione ai trattamenti di concimazione, alle cultivar e alle aziende. Valori osservati (simboli vuoti) e intervalli predittivi al 68% e 95% (barre).

4.3 Qualità chimica del prodotto Il tenore di nicotina della foglia curata è generalmente aumentato con i quattro trattamenti di concimazione implicanti maggiore disponibilità di azoto minerale rispetto a quello in base alla sola composta al livello inferiore (figura 4 alla pagina successiva). Il tenore medio di nicotina per quest’ultima è stato del 4%, mentre ha raggiunto valori di 4,2% per il trattamento C10N, 4,4% per C20, 4,5% per Min e 4,7% per C20N. Gli effetti della concimazione azotata sulla concentrazione di azoto totale e di nitrati nel prodotto curato hanno mostrato tendenze simili a quelle rilevate per la nicotina.

Il maggiore sviluppo vegetativo della coltura e la resa tendenzialmente più alta del sito Vesce hanno comportato una attenuazione significativa delle concentrazioni

9

Foiano

SLK

DGrg Vesc

6

Nicotina (%)

Riccio

5 4 3 Min

C10 C10N

150

250

C20 C20N 350

450

Min

C10 C10N

150

250

Foiano

Azoto totale (%)

6

350

450

Min 150

C10 C10N 250

Riccio

C20 C20N 350

450

SLK

DGrg Vesc

5

4

3

Min

C10 C10N

150

250

C20 C20N 350

450

Min

C10 C10N

150

250

Foiano 1.5

Nitrati (%)

C20 C20N

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

Riccio

C20 C20N 350

450

SLK

DGrg Vesc

1.0 0.5 0.0

−0.5

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Min 150

C10 C10N 250

C20 C20N 350

450

Azoto somministrato (kg/ha)

Figura 4. Tenore di nicotina, azototo totale e nitrati della foglia curata in relazione ai trattamenti di concimazione, alle cultivar e alle aziende. Valori osservati (simboli vuoti) e intervalli predittivi al 68% e 95% (barre).

di questi costituenti chimici: in media 13% in meno di nicotina, 10% in meno di N totale, 43% in meno di nitrati. Ciò corrisponde a una migliore qualità del prodotto e sembra confermato anche dal senso della leggera differenza di punteggio di qualità visuale tra i siti.

Al netto degli effetti di concimazione e sito, le tre cultivar sono risultate comparabili per le concentrazioni dei costituenti chimici esaminati.

10

4.4 Relazioni tra le risposte Livello di produzione e punteggio di qualità visuale hanno mostrato una relazione leggermente positiva, confermando ancora che colture ben sviluppate tendono a fornire tabacco di buona qualità (figura 5). Il livello alto di composta e la composta integrata con azoto minerale hanno fornito livelli di resa comparabili a quello della concimazione solo minerale e superiori a quello della sola composta al livello basso. La qualità visuale migliore e le concentrazioni più basse di nicotina, azoto totale e nitrati nel prodotto curato sono state ottenute con la composta al livello basso integrata con azoto minerale. La cultivar SLK ha superato Riccio e Foiano per produzione e qualità visuale del tabacco e i risultati della coltura sono stati complessivamente migliori nel sito Vesce.

7.5 ●

Foiano Riccio SLK

Punto di qualità (max=100)

7.0

6.5

●●

●●●

C10N SLK

6.0

●

●

●

●●

C20

DGrg

Vesc

C20N Riccio Foiano Min 5.5

●

C10

● ●

●

5.0

● ●

3

● ●

● ●

4

5

Prodotto curato (t/ha)

Figura 5. Diagramma di dispersione dei valori osservati della resa in prodotto curato e del punteggio di qualità del prodotto, con posizione dei valori medi per i trattamenti di concimazione, le cultivar e le aziende.

Sintesi delle relazioni tra risposte e fattori sperimentali sono rappresentate nella figura 6 a pagina 13 con diagrammi duali dell’ordinamento basato sull’analisi della correlazione canonica, che massimizza la discriminazione tra i livelli delle variabili fattoriali. Questo tipo di diagramma si può considerare un’estensione a più di due dimensioni del diagramma bivariato di dispersione e i valori dei livelli dei fattori sperimentali si possono identificare per proiezione ortogonale sugli assi quotati.

Considerando il fattore concimazione l’analisi discrimina bene i trattamenti C10 e C10N rispetto agli altri, che mostrano aree in parte sovrapposte. C10 si è distinto

11

per i più bassi valori di sviluppo vegetativo e resa, C10N per i più alti valori di qualità visuale e prodotto equivalente di massima qualità; entrambi per i più bassi valori di nicotina, N totale e nitrati. Il trattamento basato su solo azoto minerale (Min) ha mostrato valori di risposta abbastanza comparabili con quello basato su sola composta alla dose maggiore (C20), mentre questa dose integrata con azoto minerale ha comportato rispetto a entrambi un aumento delle concentrazioni di nicotina, N totale e nitrati nel prodotto.

La cultivar SLK appare ben distinta dalla Foiano, superiore per superficie fogliare, resa, qualità visuale e livelli di nicotina e N totale nel prodotto, anche se con piante meno robuste e un numero di foglie per pianta tendenzialmente inferiore.

La Riccio ha presentato valori di risposta intermedi tra le altre due, con una tendenza a concentrazioni di nitrati relativamente più alte.

Anche i due siti appaiono ben discriminati, con risultati migliori in termini di sviluppo fogliare e produzione per quello dell’azienda Vesce. La minore resa del sito De Gregorio, con piante più alte, un maggior numero di foglie per pianta e concentrazioni superiori di nicotina, N totale e nitrati, fa pensare a un processo di crescita della coltura più travagliato.

5 Conclusioni Nella seconda stagione di prova della concimazione al tabacco Kentucky con composta da rifiuti organici urbani il trattamento con sola composta alla dose di 20 t/ha ha fornito risultati comparabili a quelli del trattamento solo minerale, migliori rispetto alla sola composta a 10 t/ha, ma peggiori rispetto alla composta a tale dose integrata con azoto minerale (C10N). Il trattamento con 20 t/ha di composta + azoto minerale, pur stimolando lo sviluppo vegetativo, ha incrementato la concentrazione di costituenti azotati nel tabacco senza migliorare la produzione rispetto ai trattamenti basati sulla composta alla stessa dose (C20) e sull’azoto minerale (Min).

12

3.0 7.5

3.5

P.equiv

Punto.Q

3.5

7.0

3.5

3.0 0.0 4.0

4.5

P.cur

6.5

C10N

35

●

4.0 0.2

2.5 5.0

SuFo

18

4.0

●

●

4.5 0.4

1.1 1.2

45

Alt Nfo DiamFu

20

●

19

6.0 40

0.9

1.0

●

●

C10 ●

4.5

C20 Min C20N

3.5

4.5

●

2.0

●

5.5 0.6

●

3.0 ● ●

5.0

5.0

1.5 0.8

5.0 2.5

Nic 5.5

1.0

Ntot

5.5

Nnitr

1.0

0.6

0.8

Nnitr

Punto.Q

Ntot

6.5

P.equiv 16 1.0

0.9

4.0

5.0

17

2.5

DiamFu

1.5 3.0 18

Nic 4.5

1.0

5.5 ●

Riccio

6.0

2.0 3.5 ●

5.0

P.cur

4.5

45

●

6.0 ●

4.0

40

DGrg 4.5

●

Vesc

●

4.5 0.4

●

●

4.5●●

●

● ●

● ●● ●

●

35 ● ●

●

●

●

●

●

●

20 ●

●

●

1.1

6.5

●

4.0

4.0 ●

P.cur

●

●

5.0

Nic 4.0

●

2.0

●

35

1.1 0.6

5.0

Alt Nnitr Ntot

●

3.0

21

P.equiv SuFo

●

5.5

5.5

● ● ●

●

Foiano

●

●

5.0

1.0

DiamFu

● 3.5

●

0.2

●

40

4.0

SLK2.5

SuFo 3.5

●

●

4.0

45

●

4.5

0.4 4.5

19

●

19

5.5

7.0 22

Nfo

1.2

Punto.Q 7.5

0.2

Nfo

Alt

Figura 6. Diagrammi duali di analisi canonica delle risposte, con posizione dei valori medi per i trattamenti di concimazione, le cultivar e le aziende e rispettive curve di inviluppo al 95%.

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