Perdita di azoto negli agroecosistemi.

Negli agroecosistemi gli apporti esterni di azoto sono maggiori in quanto, per garantire livelli di produzione convenienti, occorre integrare gli apporti naturali con le concimazioni. Inoltre l'efficienza dell'uso dell'azoto risulta più bassa;
infatti, spesso il terreno rimane nudo perchè il ciclo colturale è limitato ad alcuni periodo dell'anno (es. colture erbacee annuali).
A volte il periodo di maggiore disponibilità di azoto nel terreno non coincide con il periodo di utilizzazione da parte della coltura; per esempio le colture erbacee a ciclo autunno-primaverile (cereali vernini) hanno più elevate esigenze di azoto in primavera, quando l'intensità della mineralizzazione è ancora bassa, mentre lasciano il terreno nudo in estate, quando la mineralizzazione diventa elevata ed aumenta la disponibilità dell'azoto nella soluzione circolante del terreno.
E' evidente che tali condizioni favoriscono il dilavamento dell'azoto dai suoli agrari.
A condizionare le perdite di azoto negli agroecosistemi concorrono anche alcune caratteristiche fisico-morfologiche delle piante; in particolare:
1) le intrinseche esigenze nutritive azotate: vi sono piante più parsimoniose in azoto, altre invece sono grandi divoratrici di azoto;
2) l'ampiezza della superficie fogliare: una superficie fogliare ampia comporta una maggiore evapotraspirazione, di conseguenza diminuisce la possibile percolazione di acqua, e quindi anche la quota di azoto soggetto a lisciviazione;
3) le caratteristiche dell'apparato radicale: un apparato radicale profondo consente una migliore captazione dell'azoto ( edegli altri elementi nutritivi), sottraendolo al dilavamento.
In generale si calcola che le perdite di azoto per lisciviazione e ruscellamento da un suolo coltivato si aggirino intorno ai 30-90kg/ha/anno; in certe aree si possono raggiungere anche i 150 kg/ha/anno.

La Rotazione

La rotazione è una tecnica colturale che prevede sequenze rigide e programmate di colture che si ripetono negli anni, senza variazioni sensibili dell'ordine. Costituisce un importante elemento per mantenere e/o migliorare la fertilità dei suoli (insieme a pratiche agronomiche come il sovescio) e quindi una risorsa per aumentarne il rendimento.
Si parla di rotazione delle colture quando coltivazioni diverse si succedono in un ordine definito sul medesimo terreno, ripetendo la medesima coltivazione nel tempo in cicli regolari. Possono quindi darsi rotazioni biennali, triennali, quadriennali e così via. La rotazione delle colture consiste nel non lasciare che su un terreno dato si avvicendi per due volte di seguito un ciclo colturale della stessa pianta o di piante della stessa famiglia.
La rotazione ha diversi vantaggi:
contribuisce ad interrompere il ciclo vitale degli organismi nocivi legati ad una certa coltura; in particolare, la successione di piante di famiglie differenti (per esempio, alternanza tra graminacee e piante oleaginose, tipo grano) permette di interrompere il ciclo di alcune malerbe;
grazie alla diversità dei sistemi radicali, il profilo del terreno è esplorato meglio, il che si traduce in un miglioramento delle caratteristiche fisiche del suolo e in particolare della sua struttura (limitandone il compattamento e la degradazione), e quindi della nutrizione delle piante;
l'impiego delle leguminose consente l'aggiunta di azoto simbiotico al suolo; più in generale, la composizione dei diversi residui colturali contribuisce alla qualità dell'humus.
La rotazione ha quindi un effetto importante sulla vita del terreno e sulla nutrizione delle piante.
Un altro vantaggio può consistere in una migliore ripartizione del carico di lavoro del terreno, con l'introduzione nel ciclo della rotazione di colture a prato o a maggese.
La rotazione era tradizionalmente molto praticata nel quadro di sistemi agricoli basati sulla multicultura e l'allevamento, ma è stata fortissimamente ridotta dalle pratiche monocolturali indotte dall' agricoltura intesiva(consistente nel coltivare anno dopo anno sullo stesso terreno la stessa specie, ad esempio il grano).

Principi di base della rotazione delle colture .
La scelta delle colture avviene in funzione degli obiettivi e dei bisogni dell'agricoltore, ma anche tenendo conto delle pratiche agricole, come la lavorazione della terra e il controllo dell' alleopatia e dalle erbe infestanti attraverso la sarchiatura o gli erbicidi .
Si possono alternare famiglie differenti, come cereali, leguminose, oleaginose, o alternare specie seminative autunnali con altre primaverili.
Nela scelta della successione colturale l'agricoltore è dipendente soprattutto dal rischio allelopatico , meno spesso dai rischi di trasmissione di malattie delle piante e dalla pressione di insetti voraci.
Così, è sconsigliabile far seguire il grano al mais, per il rischio di fusariosi. Per evitare malattie, la soia non deve essere coltivata due anni di seguito. Ugualmente, bisogna fare attenzione agli erbicidi utilizzati per ciascuna coltura successiva, per evitare che l'utilizzo eccessivo di alcuni composti chimici supporti la selezione di infestanti resistenti.
La scelta può anche tener conto dell'effetto della coltura precedente come fonte di azoto simbiotico, come accade per le leguminose. Ad esempio, la soia è spesso un buon precedente per il grano.
Infine, la rotazione può consentire un certo equilibrio dei terreni dedicati ad ogni coltura, e una stabilità, negli anni, della quota dedicata ad ogni investimento, cosa che non sempre i mercati permettono, giacché alcune colture possono attraversare fasi di sviluppo o di contrazione.

Eutrofizzazione

Con il termine eutrofizzazione si intende l'eccessivo accrescimento di piante acquatiche, per effetto della presenza nell'ecosistema acquatico di dosi troppo elevate di sostanze nutritive come azoto o fosforo o zolfo provenienti da fonti naturali o antropiche (come i fertilizzanti, alcuni tipi di detersivo, gli scarichi civili o industriali), e il conseguente degrado dell'ambiente divenuto asfittico. L'accumulo di elementi come l'azoto e il fosforo causa il fenomeno dell'eutrofizzazione, cioè la proliferazione di alghe microscopiche che, non essendo smaltite dai consumatori primari, determinano una maggiore attività batterica; aumenta così il consumo di ossigeno, che viene a mancare ai pesci provocandone la morte.
Questo fenomeno è stato riconosciuto come un problema di inquinamento in Europa e in Nord America verso la metà del XX secolo e da allora si è andato sviluppando.
Negli ambienti acquatici si nota un notevole sviluppo della vegetazione e del fitoplancton.Il loro aumento numerico presso la superficie dello specchio d'acqua comporta una limitazione degli scambi gassosi (e quindi anche del passaggio in soluzione dell'ossigeno atmosferico O2). Inoltre, quando le alghe muoiono vi è una conseguente forte diminuzione di ossigeno a causa della loro decomposizione ed i processi di putrefazione e fermentazione associati liberano grandi quantità di ammoniaca, metano e acido solfidrico, rendendo l'ambiente inospitale anche per altre forme di vita. Al posto dei microrganismi aerobici (che hanno bisogno di ossigeno) subentrano quelli anaerobici (che non hanno bisogno di ossigeno) che sviluppano sostanze tossiche e maleodoranti.
Alcuni effetti negativi dell'eutrofizzazione sono:

• Aumento della biomassa di fitoplancton




• Sviluppo di specie tossiche di fitoplancton




• Aumento della quantità di alghe gelatinose (mucillaggini)




• Aumento delle piante acquatiche in prossimità dei litorali




• Aumento della torbidità e del cattivo odore dell'acqua




• Diminuzione della quantità di ossigeno disciolto nell'acqua




• Diminuzione della diversità biotica




• Scomparsa di alcune specie ittiche pregiate (i salmonidi)

Per contrastare l'eutrofizzazione sono necessari interventi che riducano gli afflussi di nutrienti ai corpi idrici (riduzione dei fertilizzanti in agricoltura, depurazione degli scarichi civili ed industriali, trattamento delle acque di scolo delle colture tramite agenti sequestranti ed impianti di fitodepurazione). Si ritiene che il riscaldamento globale contribuirà a peggiorare il fenomeno dell'eutrofizzazione. Il riscaldamento delle acque superficiali infatti fa diminuire la solubilità/span> dei gas (e quindi anche dell'ossigeno).

L'azoto nella pianta

L'azoto è il principale elemento fertilizante che condiziona la crescita dei vegetali, esso entra, infatti nella composizione delle proteine, degli enzimi, degli acidi nucleici, della clorofilla e di altre molecole organiche, inoltre, stimola l'attività vegetativa della piante.

L'azoto è assorbito dalla pianta prevalentemente come nitrato, ma anche come ione ammonio.

La carenza di azoto provoca l'ingiallimento delle foglie per mancanza di clorofilla e accrescimento stentato della pianta. L'eccessivo apporto di azoto determina uno sviluppo rigoglioso dell'apparato fogliare, una ritardata fruttificazione e una minore resistenza meccanica dei tessuti che stentano a lignificare, con possibile allettamento soprattutto nei cereali. Questo stato, inoltre, rende la pianta meno resistente agli attacchi dei parassiti (funghi e insetti) e al gelo. Un eccessivo assorbimento di azoto da parte delle piante, infine, può comportare fenomeni di accumulo di nitrati nei tessuti vegetali con conseguenti problemi di tossicità per gli animali che si nutrono di foraggi e per l'uomo.

Per vedere un video (commentato in italiano) fai click sul link qui sotto:

YouTube - Azoto

I Fertilizzanti

La fertilizzazione è la pratica culturale che ha maggiormente influito sull'aumento della produttività delle coltivazioni.Una pianta, anche se potenzialmente molto produttiva, in condizioni nutrizionali precarie, non riesce a produrre più di quanto la fertilità del terreno le consenta.L'agricoltura indrustializzata, caratterizzata dalle monoculture e dagli allevamenti senza terra, con forte apporto di energia ausiliaria, ha utilizzato i concimi chimici in modo massiccio per assecondare le esigenze sempre maggiori di produttività, fino ad arrivare a dosi di concimazione, specialmente per i concimi azotati, molto elevate e tali da generare, a volte, inquinamento sia negli alimenti, sia nelle falde acquifere destinate ad uso potabile.
Il sistema del suolo agrario aggredito in modo continuo e per un periodo molto lungo, non ha trovato, al suo interno, la potenzialità di trasformazione ed annullamento di questi apporti esagerati di concimi, che si sono rilevati un grosso problema ambientale di non facile risoluzione e che si aggrava sempre di più.Nel nostro paese, specialmente nella pianura padana, l'inquinamento delle falde acquifere da nitrati è ormai emergenza e l'eutrofizzazione delle acque superficiali crea non pochi problemi alla vita del mare Adriatico.L'agricoltura viene imputata come una delle cause principali di inquinamento delle acque per gli apporti in particolare di azoto e fosforo, sottoforma di concimi e di affluenti zootecnici.Per poter stabilire l'effettiva responsabilità degli inquinamenti da parte dell'azoto e del fosforo occorre analizzare il comportamento nel suolo dei diversi elementi fertilizzanti di origine agricola.