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Allo scopo di valutare gli effetti dell'azotofissazione di specie leguminose sulla fertilità del suolo in sistemi colturali erbacei ed arborei in ambiente mediterraneo, questa U.R. articolerà la sua attività nelle seguenti due linee di ricerca: 1)Valutazione dell'entità di azotofissazione ed effetti sulla fertilità del suolo di una coltura di trifoglio sotterraneo utilizzata come inerbimento del terreno in un oliveto specializzato; 2)Valutazione degli effetti della precessione colturale con leguminose annuali sulla fertilità del terreno e stima del trasferimento dell'N biologico fissato dalle leguminose alla successiva coltura del frumento duro in rotazioni biennali leguminosa-frumento. Nell'ambito di questa linea di ricerca verranno eseguite le seguenti 3 prove sperimentali: 1.Valutazione dell'azotofissazione di favino e veccia comune e stima del trasferimento di azoto fissato alla successiva coltura del frumento. 2.Stima dell'equivalente di fertilizzante azotato nella coltura del frumento in successione a colture di favino da granella e veccia da foraggio. 3.Valutazione della stanchezza del terreno sottoposto a successione biennale di leguminose. OBIETTIVI SPECIFICI DELLE RICERCHE 1a Linea di ricerca -Valutazione dell'entità dell'azotofissazione del trifoglio sotterraneo con il metodo della diluizione dell'isotopo 15N; -Valutazione degli effetti dell'inerbimento del suolo con trifoglio sotterraneo su alcune caratteristiche chimiche (contenuto di N totale, organico e minerale; quantità qualità della s.o.; contenuto di fosforo assimilabile; pH), fisiche (densità apparente, indice di stabilità degli aggregati strutturali, indice penetromentrico) e microbiologiche (entità della biomassa microbica) del terreno; -Valutazione degli effetti dell'inerbimento del terreno con trifoglio sotterraneo sulla nutrizione azotata dell'olivo. 2a Linea di ricerca -Quantificazione dell'azotofissazione di 2 specie leguminose annuali, una da granella (favino) ed una foraggera (veccia comune) con il metodo della diluizione dell'isotopo 15N; -Valutazione dei benefici quantitativi e qualitativi derivanti alla coltura del frumento come conseguenza della precessione colturale di una leguminosa; -Determinazione del bilancio dell'azoto in rotazioni biennali leguminosa-frumento e frumento-frumento; -Valutazione dell'entità del trasferimento di N fissato da favino e veccia comune alla successiva coltura del frumento duro, nelle rispettive rotazioni biennali, con il metodo della diluizione dell'isotopo 15N; -Valutazione dell'indice di "fertilizzazione azotata equivalente" nelle rotazioni biennali studiate; -Valutazione della stanchezza del terreno in rotazioni biennali leguminosa-leguminosa. PROTOCOLLO SPERIMENTALE Tutte le ricerche verranno svolte presso l'azienda sperimentale dimostrativa "Gaudiano" dell'A.L.S.I.A. sita a Gaudiano di Lavello (PZ). 1a linea di ricerca Verranno utilizzate le seguenti 3 differenti tesi (1= inerbimento artificiale con Trifolium brachycalicinum cv "Clare"; 2=inerbimento naturale; 3= terreno lavorato meccanicamente) già realizzate in un terreno destinato alla coltura dell'olivo cv "Coratina" ed attualmente al 6° anno dall'impianto dell'inerbimento. Verrà utilizzato lo schema sperimentale dei blocchi randomizzati ed area parcellare di 560 m2, comprendente 16 piante di olivo. Allo scopo di effettuare la stima dell'azotofissazione, in ogni parcella inerbita con trifoglio sotterraneo verranno individuate 2 differenti aree di saggio di 2 m2, adiacenti, la prima costituita dall'inerbimento preesistente la seconda da Lolium multiflorum cv "Barspectra" che verrà seminato dopo l'eliminazione dell'inerbimento preesistente e rappresenterà la specie di riferimento non azotofissatrice. Entrambe le aree di saggio verranno marcate distribuendo un quantitativo di azoto pari a 12 kg ha-1 sotto forma di solfato ammonico al 10% di eccesso isotopico, in 2 somministrazioni da 6 kg/ha di N ciascuna, rispettivamente all'emergenza delle piante e dopo il primo taglio. In pari data, sulla rimanente superficie parcellare verrà distribuita la medesima quantità di N sottoforma di solfato ammonico non marcato. Sulle altre 2 tesi (inerbimento naturale e terreno lavorato) verranno distribuiti 100 kg ha-1 di N, in due somministrazioni (70% a febbraio 30% ad aprile) Durante la stagione di crescita, nei due inerbimenti (artificiale e naturale), verranno effettuati 2 o 3 sfalci in funzione del ritmo di accrescimento dell'erba, l'ultimo dei quali verrà eseguito a maggio, dopo la formazione dei semi del trifoglio sotterraneo. All'interno dell'area marcata, il rilievo della biomassa verrà effettuato manualmente con l'ausilio di forbici mentre, in pari data, sulla restante superficie parcellare verrà eseguita la trinciatura dell'erba, con trinciatrice portata da trattore e rilascio della biomassa prodotta. La prova verrà condotta in regime asciutto. Rilievi previsti Rilievi sulla vegetazione -Produzione di biomassa aerea verde e secca, su un'area di saggio di 1m2 (individuata all'interno dell'area marcata di trifoglio sotterraneo e loiessa) in corrispondenza dei tagli, nei due inerbimenti; In occasione dell'ultimo rilievo stagionale verrà prelevata la biomassa radicale presente nello strato 0-30 cm di profondità. -Contenuto di N totale e 15N della biomassa aerea e radicale raccolta. -Contenuto di N totale delle foglie di olivo delle 3 tesi con frequenza trimestrale -Produzione di olive e relativa resa in olio. Rilievi Pedologici -In tutte le tesi prelievo di campioni di terreno a 3 differenti profondità (0-5, 5-20 e 20-40 cm) per la determinazione di: a)contenuto di N totale (Kjeldahl), N nitrico ed ammoniacale (metodo fotometrico) N organico, con frequenza trimestrale; b)contenuto di umidità (metodo della stufa) con frequenza trimestrale c)qualità della sostanza organica (carbonio organico e light fraction con metodi ossidativi e frazionamento densimetrico); d)contenuto in P assimilabile (Olsen) e pH, 2 volte all'anno (all'inizio ed alla fine del ciclo colturale delle specie erbacee); e)Biomassa microbica (fumigazione ed estrazione) 2 volte all'anno (all'inizio ed alla fine del ciclo colturale delle specie erbacee); f)Densità apparente, indice di stabilità degli aggregati strutturali, indice penetrometrico, 2 volte all'anno (all'inizio ed alla fine del ciclo colturale delle specie erbacee). 2a Linea di ricerca Prova 1. Valutazione dell'azotofissazione di favino e veccia comune e stima del trasferimento di azoto fissato alla successiva coltura del frumento. 1° anno In uno schema sperimentale a blocchi randomizzati con 4 repliche ed area parcellare di 100 m2 verranno poste a confronto 3 tesi sperimentali: 1= favino da granella; 3=veccia da foraggio; 3= frumento duro. Nell'ambito di ciascuna parcella sarà individuata un'area di 4 m2 che verrà marcata distribuendo complessivamente 20 kg ha-1 di N sotto forma di solfato ammonico al 10% di eccesso isotopico, in due interventi da 10 kg ha–1 di N ciascuno, effettuati alla semina e prima della levata. I rilievi eseguiti su questa area verranno utilizzati per la stima dell'azotofissazione delle leguminose con il metodo DI impiegando il frumento come specie di riferimento e per la determinazione del bilancio azotato delle 3 colture. 2° anno Nel secondo anno tutta la superficie ospiterà il frumento duro cv Simeto in successione; verranno eseguiti rilievi nell'area marcata nel primo anno allo scopo di valutare l'entità del trasferimento di N fissato da favino e veccia comune al cereale utilizzando il metodo DI come riportato da altri Autori (Kumar Rao et al. 1987, Senaratne e Hardarason 1988, Danso e Papastylianou, 1992, Chalk et al., 1993). Rilievi previsti Rilievi sulla vegetazione -Produzione delle varie componenti della biomassa (foglie, steli, granella, e radici presenti nei primi 30 cm di profondità) in entrambi gli anni. -Contenuto di N totale e 15N della biomassa aerea e radicale raccolta. Rilievi pedologici In tutte le tesi verranno prelevati campioni di terreno a 3 differenti profondità (0-5, 5-10 e 10-20 cm) per la determinazione di: -contenuto di N totale (Kjeldahl), N nitrico ed ammoniacale (metodo fotometrico) N organico, con frequenza trimestrale in entrambi gli anni di prova; -Contenuto di 15N con frequenza trimestrale dalla semina alla raccolta del frumento nel secondo anno; Prova 2. Stima dell'equivalente di fertilizzazione azotata nella coltura del frumento in successione a colture di favino da granella e veccia da foraggio. 1 anno Si fa riferimento al primo anno della prova 1 di cui si utilizzerà una parte della superficie della parcella del 1° anno (60 m2) per procedere nel secondo anno alla semina del frumento duro da coltivare con 4 differenti dosi di concimazione azotata. 2 anno Verranno poste a confronto 12 tesi sperimentali costituite da 4 dosi di azoto al frumento (0, 40, 80 e120 kg/ha di N) per ogni precessione colturale (favino da granella, veccia da foraggio e frumento duro). Nel secondo anno pertanto verrà utilizzato uno schema sperimentale a parcelle suddivise con l'effetto precessioni colturali nelle parcelle e l'effetto concimazione azotata al frumento in sub-parcelle di 10 m2. La ricerca mira a valutare l'equivalente di fertilizzante azotato, cioè la quantità di N necessaria al cereale in successione a se stesso, in grado di fornire la medesima produzione ottenibile dal cereale dopo leguminose. Rilievi previsti Rilievi sulla vegetazione -Produzione della biomassa verde e secca su area di saggio di 2 m2. -Produzione di granella, contenuto proteico della granella, principali componenti della produzione (harvest index, n° di spighe/m2, fertilità della spiga, peso dei 1000 semi). Rilievi pedologici In tutte le tesi verranno prelevati campioni di terreno a 3 differenti profondità (0-5, 5-10 e 10-20 cm) per la determinazione di: -contenuto di N totale (Kjeldahl), N nitrico ed ammoniacale (metodo fotometrico) all'inizio ed alla fine di ogni ciclo colturale e nel secondo anno con frequenza trimestrale; Prova 3. Valutazione della stanchezza del terreno sottoposto a successione biennale di leguminose. 1° anno Vedi prova precedente 2° anno Sulla superficie residua (30 m2) di ogni parcella del primo anno verranno poste a confronto 9 tesi sperimentali costituite da 9 differenti successioni colturali: 1)favino-favino, 2)favino-veccia, 3)favino-frumento, 4)veccia-favino, 5)veccia-veccia, 6)veccia-frumento, 7)frumento-favino, 8)frumento-veccia, 9)frumento- frumento; verrà utilizzato lo schema sperimentale a split-plot con 4 repliche, in cui le parcelle sono rappresentate dalla coltura in precessione mentre le sub-parcelle avranno una superficie di 10 m2. Rilievi previsti Rilievi sulla vegetazione -Produzione della biomassa verde e secca su area di saggio di 2 m2. -Determinazione del C/N dei residui colturali del primo anno. -Produzione di granella, contenuto proteico della granella, principali componenti della produzione (harvest index, n° infruttescenze/m2, fertilità delle infruttescenze, peso dei 1000 semi). Rilievi pedologici Nel secondo anno, in tutte le tesi verranno prelevati campioni di terreno a 3 differenti profondità (0-5, 5-10 e 10-20 cm) per la determinazione di: -contenuto di N totale (Kjeldahl), N nitrico ed ammoniacale (metodo fotometrico) all'inizio ed alla fine del ciclo colturale; -biomassa microbica nello strato 0-10 cm all'inizio ed alla fine del secondo anno.
