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Obiettivi generali: - Definire il ruolo dell'azotofissazione simbiotica di leguminose e della pratica agronomica del sovescio nella gestione della fertilità del suolo per sistemi colturali e foraggeri asciutti ecocompatibili. - Mettere a punto strategie agronomiche per il mantenimento ed il miglioramento della fertilità del suolo mediante l'azotofissazione simbiotica ed il sovescio. - Obiettivi specifici: - quantificare l';azotofissazione di leguminose in campo col metodo della diluizione isotopica - stimare in modo diretto la quota dell';azoto fissato dalla leguminosa che viene incorporato nella fitomassa del cereale in successione - confrontare avvicendamenti leguminosa/cereale vs omosuccessione di cereali - valutare gli effetti del sovescio totale della leguminosa su suolo e sul cereale in successione - monitorare le concentrazioni di azoto totale e di composti azotati nel suolo dopo il sovescio. Descrizione attività L'attività riguarderà lo studio dell'azotofissazione di una leguminose da foraggio come Medicago polimorpha cv. Anglona, una medica annuale autoriseminante da pascolo selezionata dal CNR ISPAAM di Sassari per le sue caratteristiche ottimali dal punto di vista produttivo e la grande adattabilità alle condizioni climatiche mediterranee, o, in alternativa, di una leguminosa da granella (es. favino, Vicia faba minor). Come specie di controllo non azotofissatrice verrà impiegata l';avena (Avena sativa). Al primo anno, verrà effettuato l'impianto delle leguminosa e della specie di controllo; sarà quindi quantificato il potenziale di azotofissazione della leguminosa con la determinazione della percentuale di azoto derivante dall'atmosfera (% Ndfa) e dell'azoto fissato sia epigeo che ipogeo. Verrà utilizzato il metodo della diluizione isotopica (ID) che prevede la somministrazione di modesti quantitativi di concime arricchito con 15N. Al momento del campionamento (da metà - fine primavera), su metà parcella verrà sfalciata ed allontanata la fitomassa epigea presente, mentre sulla rimanente metà la fitomassa sarà sovesciata, previa trinciatura. Oltre all'effetto agronomico del sovescio, ciò consentirà anche di arricchire ulteriormente ed in modo uniforme il suolo con azoto marcato. Al secondo anno, verrà coltivato il cereale rispettivamente in successione alla leguminosa e in omosuccessione. Dal confronto tra il contenuto in 15N del cereale dei due avvicendamenti, sarà stimata la quota dell'azoto fissato dalla leguminosa che viene incorporata nella fitomassa dal cereale in successione, sia nelle subparcelle sottoposte allo sfalcio con asportazione della fitomassa epigea sia in quelle dove è stato effettuato il sovescio totale della leguminosa. La quantità di azoto fissato dalla leguminosa ed utilizzato dal cereale potrà essere stimato anche dal confronto fra l'azoto totale presente nella fitomassa del cereale sia in successione alla leguminosa sia in omosuccessione. Gli effetti dell'azotofissazione e del sovescio della leguminosa sul suolo saranno valutati mediante un monitoraggio periodico di composti azotati nel suolo (es. azoto totale, ammonio, nitrati, azoto organico), anche allo scopo di stimare l'azoto potenzialmente lisciviabile, in presenza di percolazione. Approfondimenti relativi alla trasformazione dell'azoto rilasciato dalla leguminosa nella sostanza organica potranno essere svolti dalla U.O. di riferimento per la sostanza organica nell'ambito del presente progetto, alla quale verrano inviati ulteriori campioni di terreno. Sito sperimentale La ricerca sarà svolta presso l'azienda sperimentale della facoltà di Agraria, Ottava (SS), 80 m s.l.m.. precipitazioni medie annue: 547 mm; T media annua: 16,2°C, su terreno sabbioso-limoso, origine calcarea, pH 7,4; SO 2% circa. Disegno sperimentale Blocchi randomizzati, 6 repliche, 1 specie di controllo non azotofissatrice. Dimensioni parcellari di circa 15 m2. (Splittamento della parcella per sfalcio e sovescio alla fine del primo anno). Concimazione di impianto: 100 kg ha-1 di P2O5. Gestione della leguminosa e delle specie non azotofissatrici Un taglio primaverile a fine aprile-primi di maggio per la medica annuale ed in corrispondenza della maturazione dei legumi per il favino; avena viene sfalciata in corrispondenza delle utilizzazioni previste per la leguminosa. Gestione concime marcato: Si prevedono apporti di solfato ammonico marcato al 10% di eccesso isotopico di 4 kg N ha-1 per somministrazione da effettuare un mese prima dello sfalcio. A livello parcellare, la superficie oggetto di concimazione ed il numero delle somministrazioni potrà essere aumentato per consentire una più completa marcatura delle piante e del terreno, in modo da poter sfruttare tale arricchimento sul cereale in successione. Preferibilmente, eventuali variazioni nelle dosi del concime arricchito saranno concordate con le altre uu.oo. afferenti al progetto. Rilievi sulle colture All'emergenza verrà rilevato l'insediamento (n. plantule m-2). In corrispondenza del taglio primaverile, su aree di saggio di 1 m2 verrà rilevata la fitomassa complessiva e sua ripartizione in parte aerea (granella e resto della fitomassa aerea per favino) e residui + fittoni. Un subcampione di almeno 1.000 g di erba fresca verrà seccato a 70°C per 72 ore. Dopo la macinazione, i campioni saranno spediti presso il laboratorio di riferimento per la determinazione del contenuto di N totale e la proporzione di 15N su N totale della fitomassa epigea e ipogea. Sulla base dei risultati analitici e produttivi sarà possibile stimare la %Ndfa e l'azoto fissato, secondo il metodo della diluizione isotopica e rispetto alla specie di controllo. Al secondo anno, sarà valutata la risposta del cereale alla diversa precessione colturale ed in particolare verrà stimata la quota dell'azoto fissato dalla leguminosa che viene incorporata nella fitomassa dal cereale in successione, sempre col metodo della diluizione isotopica. Nel cereale verranno rilevati la produzione di granella e sue componenti (numero di spighe per metro quadrato, numero di cariossidi per spiga ed il peso di mille cariossidi). Verranno determinati i contenuti di N totale e di 15N sia della granella che della paglia. Rilievi sul terreno Nel terreno verrà valutato il contenuto in azoto totale ed azoto marcato sia in presemina che in post raccolta, mentre ammonio, nitrati ed azoto organico saranno monitorati periodicamente. Risultati attesi I risultati della prova consentiranno di chiarire importanti aspetti relativi al destino nel suolo dell'azoto fissato da leguminose e saranno pertanto di grande utilità per la gestione della fertilità del terreno in sistemi colturali e/o foraggeri mediterranei, condotti sia in modo convenzionale sia in regime biologico. Inoltre, contribuiranno ad una più completa valorizzazione delle leguminose attraverso l'ottenimento di risultanze sperimentali, ancora non disponibili, ed immediatamente trasferibili in ambito locale.
