Sviluppare un progetto di frutticoltura nel sud del Cile è completamente diverso da quanto accade in altre aree di produzione. Qui dominano un clima temperato caldo umido e suoli vulcanici, che determinano una produzione tardiva e rischi di eventi climatici in periodi fenologici critici come la fioritura, l'allegagione e la maturazione dei frutti.
I suoli del Cile meridionale sono principalmente andisuoli, derivati da materiali vulcanici piroclastici, la cui alterazione ha dato origine ad argille strutturalmente disordinate, principalmente Alofan e Imogolite.
Gli orizzonti superficiali sono caratterizzati da porosità (60%-70% di base volumetrica), permeabilità, friabilità, bassa densità apparente (< 0,9 g cm-³), pH da moderatamente acido ad acido (5,2-6,0), elevato contenuto di sostanza organica (8-20%) ed elevata capacità di ritenzione dei fosfati. Sono terreni a carico variabile, con un'elevata capacità di scambio di cationi e anioni e un'alta percentuale di allumina (ossido di alluminio -Al2O³-). Le proprietà fisiche di questi terreni sono eccezionali, anche se la loro fertilità è limitata soprattutto a causa dell'elevata ritenzione di fosforo e della tendenza all'acidificazione.
L'acidificazione del suolo si verifica naturalmente quando le precipitazioni superano l'evapotraspirazione, producendo un continuo dilavamento delle basi (Ca2+, Mg2+, K+, Na2+). In Cile, i suoli acidi compaiono nella regione del Maule e aumentano in frequenza ed estensione verso il sud del Paese con l'aumentare delle precipitazioni, raggiungendo la massima espressione nelle regioni di Los Ríos e Los Lagos.
Tuttavia, il processo di acidificazione del suolo può essere accelerato da ulteriori fonti di acidità: mineralizzazione della materia organica, respirazione ed essudazione delle radici, ossidazione dello zolfo (S) e dell'ammonio (NH4+), tra gli altri.
In questo contesto, l'uso continuo di fertilizzanti ammoniacali e urea, pratiche comuni nei sistemi di produzione frutticola del Cile meridionale, può accelerare l'acidificazione del suolo in assenza di un'adeguata strategia di gestione.
In condizioni di pH acido, l'alluminio (Al) presente nel suolo sotto forma di silicati e ossidi viene solubilizzato per formare ioni Al3+, che sono tossici per le piante, a seconda della specie e anche della varietà. Questo è uno dei principali ostacoli alla crescita e alla produttività delle colture nei suoli del Cile meridionale.
In questi terreni, esiste una relazione tra pH-H2O e disponibilità di Al+3, in cui Al+3 aumenta rapidamente a valori di pH-H2O inferiori a 5,5, superando di gran lunga il livello critico di 0,1 cmol+ kg-1 definito per specie sensibili come il ciliegio o il nocciolo europeo.
Immagine 1: Metodologia del saggio. A. Applicazione in copertura di uno degli emendamenti calcarei. B. Campionamento del suolo in discreti incrementi di profondità.
Nelle colture da frutto, gli effetti tossici dell'Al - come l'inibizione della crescita radicale e aerea, la compromissione dell'assorbimento di nutrienti e acqua, la riduzione del numero di fiori, della resa e della qualità dei frutti e le alterazioni dei processi fisiologici e biochimici di base - sono stati segnalati in molte specie in tutto il mondo. Queste includono ciliegio, nocciolo europeo, agrumi, melo, mirtillo, lampone, uva, pesco.
In particolare, in terreni vulcanici acidi del Cile meridionale, Bonomelli e Artacho (2021) hanno dimostrato l'effetto negativo dell'Al sull'assorbimento dei macronutrienti (in particolare del Ca) e sulla crescita dei ciliegi. Gli effetti negativi sulla crescita delle radici fini sono stati evidenti fin dalla prima stagione successiva alla piantagione e a livelli relativamente bassi di Al nel terreno (0,12 cmol kg-1).
Allo stesso modo, uno studio prospettico in un noccioleto europeo su un giovane suolo andisol nella regione dell'Araucanía ha stabilito una relazione tra l'elevata acidità (alta disponibilità di Al nel suolo) e una significativa riduzione della resa.
Inoltre, è stato determinato che l'Al raggiunge i tessuti dei frutti, diminuendone la qualità commerciabile (Bonomelli et al., 2021). Pertanto, l'acidità del suolo deve essere corretta per garantire un insediamento di successo e un'elevata produttività nel tempo di ciliegi, noccioli europei e altri frutteti su terreni vulcanici acidi nel Cile meridionale.
La calcinazione del suolo è la pratica più efficace per ridurre l'acidità del suolo, aumentare la disponibilità di cationi basici (Ca2+, Mg2+), ridurre la disponibilità di Al tossico e, di conseguenza, aumentare la resa delle colture. I materiali calcarei corrispondono principalmente a idrossidi, ossidi, carbonati e silicati di Ca e Mg.
La loro dissoluzione produce OH- e Ca2+ che reagiscono con gli ioni H+ presenti nella soluzione del suolo e adsorbiti sui colloidi del suolo, aumentando il pH del suolo e riducendo la tossicità dell'Al attraverso la precipitazione di Al3+ in forme inerti.
Sono disponibili la calce agricola tradizionale (composta principalmente da carbonato di calcio), la calce dolomitica (contenente anche carbonato di magnesio) e la calce dolomitica (contenente anche carbonato di magnesio). Esistono inoltre idrossidi di calcio (calce idrata) e ossidi di calcio (calce viva) che hanno tempi di reazione più rapidi rispetto ai carbonati, ma sono più costosi e difficili da maneggiare e applicare a causa della loro natura caustica.
Tabella 1: Caratteristiche chimiche e fisiche dei materiali utilizzati nell'esperimento.
L'efficacia di un materiale calcareo nel neutralizzare l'acidità del suolo dipende dalla sua composizione chimica, soprattutto dalla purezza, e dalle sue proprietà fisiche, in particolare dalla finezza della macinazione. Più fine è la dimensione delle particelle, più velocemente il prodotto reagirà e neutralizzerà l'acidità del suolo.
Sia la calce agricola che la dolomite hanno una bassissima solubilità in acqua, quindi si muovono lentamente attraverso il profilo del terreno, influenzando solo le immediate vicinanze dell'applicazione. Pertanto, la calce applicata in superficie senza essere incorporata nel terreno è inefficace per correggere l'acidità del sottosuolo.
Gli ossidi e gli idrossidi di calcio sono più solubili in acqua, quindi dovrebbero reagire più rapidamente e muoversi più velocemente nel profilo del suolo, anche se in letteratura sono stati riportati risultati variabili.
Indipendentemente dal materiale utilizzato, il tasso di calcinazione deve essere calcolato con attenzione, considerando i requisiti della coltura in base alla sua tolleranza alla tossicità dell'Al, l'attuale stato di acidità del suolo, la capacità tampone del pH in base al tipo di suolo e la profondità di lavorazione.
L'applicazione di dosi eccessive di calcare (over liming) può ridurre significativamente la biodisponibilità dei micronutrienti e causare carenze nelle piante, oltre a portare a squilibri nutritivi e antagonismo tra i cationi durante l'assorbimento da parte delle piante.
Pertanto, un aspetto decisivo è la diagnosi dell'acidità del suolo, che si effettua attraverso un'analisi del suolo eseguita in un laboratorio specializzato e accreditato, utilizzando indicatori di acidità come il pH del suolo, l'Al scambiabile, la saturazione di basi e la saturazione di Al. L'Al scambiabile è una misura della disponibilità di Al+3 e varia con il pH del suolo secondo una relazione nota. Pertanto, il pH riflette il contenuto di Al scambiabile, oltre a misurare l'acidità attiva del suolo.
Come riferimento, 0,1 cmol Al kg-1 nel suolo è stato definito come un livello critico per le specie vegetali sensibili, per cui il pH dei suoli vulcanici del Cile meridionale dovrebbe essere mantenuto vicino a 5,8. La saturazione di Al rappresenta la proporzione di siti di scambio cationico nel suolo occupati da Al+3 che sostituiscono i cationi Ca+2 e Mg+2. In questo contesto, Miagri ha fissato un limite del 5% di saturazione di Al per le regioni con suoli prevalentemente vulcanici, oltre il quale c'è un'alta probabilità di tossicità dell'Al per le colture.
I frutteti, una volta insediati, funzionano come sistemi di coltivazione senza lavorazione del terreno, condividendo la sfida di gestire l'acidità del sottosuolo una volta che gli alberi sono stati piantati.
Nel Sud del Cile, è comune l'applicazione di sostanze calcaree in forma incorporata prima dell'impianto, con gli effetti della calcinazione limitati alla profondità della lavorazione del terreno. Successivamente, l'applicazione di calce superficiale o a tappeto diventa l'unica opzione per correggere o mantenere il pH del suolo entro i limiti ottimali.
Pertanto, si è ipotizzato che le continue applicazioni superficiali di calce, come pratica di gestione comune nei frutteti su terreni acidi del Cile meridionale, possano portare a un'eccessiva calcinazione e a squilibri di base nei primi centimetri del terreno.
Per verificare questa ipotesi, è stata progettata una prova in campo in un frutteto di ciliegie nel Cile meridionale, valutando l'efficacia di diversi materiali calcarei per neutralizzare l'acidità del suolo, in termini di velocità di reazione e mobilità all'interno del profilo del suolo [calce agricola, idrossido di calcio (calce espansa) e una sospensione commerciale di calce (calce liquida)] con l'obiettivo di identificare alternative che possano ridurre efficacemente l'acidità del sottosuolo nei sistemi no-tillage.
La prova è stata condotta tra agosto 2022 e maggio 2023 in un ciliegeto di 8 anni, situato nella regione di Los Lagos, di varietà Regina e Kordia (entrambe su Gisela®6), con irrigazione a goccia. La concimazione e la calcinazione del frutteto sono state gestite secondo le pratiche commerciali fin dall'impianto, compresa l'applicazione annuale di calce agricola sulle creste in dosi comprese tra 1.000 e 2.000 kg ha-1.
Tabella 2: Concentrazione fogliare di K, Ca e Mg secondo il trattamento di immacchiatura del suolo in un frutteto di ciliegi Kordia/Gisela®6 nella regione di Los Lagos.
L'esperimento è stato condotto su un suolo vulcanico classificato come “Aquic Hapludands” e il suo disegno era un disegno a blocchi completamente randomizzato con tre repliche, comprendente tre trattamenti con diversi emendamenti di calce applicati a dosi commerciali sul suolo indisturbato e un trattamento di controllo senza applicazione di calce (Figura 1; Tabella 1).
Prima dell'applicazione dei trattamenti e durante l'intero periodo di studio, le precipitazioni sono state abbondanti.
Campionamento del suolo e delle foglie: prima dell'inizio dell'esperimento, sono stati raccolti campioni di suolo a una profondità di 0-30 cm per analizzarne le proprietà chimiche. Successivamente, sono stati raccolti campioni in date diverse fino a 225 giorni dopo il completamento dell'applicazione dei trattamenti. In ogni data, i campioni di suolo sono stati prelevati dalla fila superiore di ogni unità sperimentale e a diverse profondità: 0-5 cm, 5-10 cm e 10-20 cm (Figura 1). Lo stato nutrizionale degli alberi è stato valutato mediante analisi fogliari di campioni di foglie prelevati dal terzo medio dei germogli e raccolti a metà estate. Tutte le analisi sono state effettuate presso il Laboratorio di Agroanalisi del PUC.
Risultati: la calce calcica applicata come pacciamatura ha aumentato gradualmente il pH del suolo durante il periodo sperimentale nei primi 5 cm di profondità. A partire da 30 giorni dopo l'applicazione, il pH del suolo era significativamente più alto rispetto a prima della calce, con una differenza di +0,34 unità di pH. Alla fine dell'esperimento, questa differenza era di +0,58 unità di pH (Figura 3a). Gli effetti a profondità maggiori non erano significativi, per cui l'applicazione di calce come top dressing era inefficace nel migliorare l'acidità del sottosuolo a breve termine (< 1 anno), anche in aree con elevate precipitazioni favorevoli al movimento verso il basso degli anioni HCO3- e OH- derivanti dalla dissoluzione della calce.
La calce idrata ha avuto una reazione più rapida, ma di breve durata, rispetto alla calce calcica, con un picco di pH a 15 giorni dalla sua applicazione nei primi 10 cm di profondità. Successivamente, i valori di pH sono diminuiti nel tempo, anche se è stato mantenuto un effetto residuo di +0,30 unità di pH, ma solo nei primi 5 cm di suolo. Pertanto, nonostante la maggiore solubilità in acqua della calce idrata, non è stata osservata una maggiore mobilità dell'alcalinità nel profilo del suolo rispetto alla calce calcica (Figura 2a).
Per quanto riguarda la calce liquida, la dose applicata non ha generato variazioni di pH nel suolo a nessuna profondità durante l'intero periodo sperimentale. La dose applicata (50 L ha-1 ) raccomandata dal produttore per i frutteti in terreni acidi era insufficiente, poiché equivale a una dose di 170 kg di CaCO3 puro/ha. Inoltre, non è penetrato nel profilo del suolo con l'acqua, forse a causa della sua natura di sospensione piuttosto che di soluzione (Figura 2a).
A differenza del pH del suolo, la risposta dell'Al scambiabile ai trattamenti di calcinazione è stata praticamente nulla (Figura 2b). Questa mancanza di risposta era prevedibile considerando l'elevato pH superficiale del suolo, poiché i pH superiori a 6,0 generano variazioni minime nell'Al scambiabile, poiché la maggior parte di esso è già precipitato.
Immagine 2: Variazione nel tempo (0–225 giorni) di (a) pH-H2O e (b) Al intercambiabile del terreno a diverse profondità dopo l'applicazione in una copertura di diversi materiali di candeggiatura in un frutteto di ciliegi nella regione di Los Lagos. * Indica un valore di pH o Al significativamente superiore al controllo (GC) (test di Dunnett, p ≤ 0,05). CCalcitica, calce calcitica o agricola; Cidratata, calce idratata o calce schiuma; Cliquida, calce liquida.
Il Ca scambiabile nel suolo ha avuto una risposta simile al pH, con aumenti nei primi 5 cm di suolo dopo l'applicazione di calce calcica e idrata, riflettendo la bassa mobilità del Ca nel profilo del suolo, potenziata dall'elevato pH superficiale che potrebbe generare un aumento delle cariche negative nei colloidi dei suoli a carica variabile come quello di questo studio.
L'analisi iniziale del suolo, prima dell'installazione dell'esperimento e basata su un campione ottenuto a 0-30 cm di profondità, ha mostrato che il frutteto oggetto di studio aveva un suolo con un elevato contenuto di sostanza organica (18%) e adeguati livelli di P (21 ppm P-Olsen) e K (176 ppm).
Tuttavia, il pH del suolo era acido (5,5) con alti livelli di Al scambiabile (0,31 cmol kg-1) e saturazione di Al (8,5%), e bassa disponibilità di Ca (2,46 cmol kg-1) e Mg (0,41 cmol kg-1) (Figura 3).
Al contrario, i risultati delle analisi del suolo basate su campionamenti ad alta risoluzione (0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm), hanno rivelato una marcata stratificazione delle variabili di acidità nei primi 30 cm di suolo, con un pH del suolo vicino alla neutralità nei primi 5 cm di profondità, che decresce fino a valori da leggermente a moderatamente acidi tra 5 e 20 cm, fino a raggiungere un pH fortemente acido a 20-30 cm. Al contrario, la disponibilità di Al è aumentata con la profondità (Figura 3 a e b), diventando limitante per la crescita delle radici nello strato di 20-30 cm.
Immagine 3: Variazione nei primi 30 cm di profondità del suolo di (a) pH-H2 O, (b) Al intercambiabile, (c) Ca intercambiabile, (d) P disponibile, (e) K intercambiabile, e (f) Mg intercambiabile in un frutteto di ciliegio nella regione di Los Lagos con una gestione storica della candatura in copertura. La barra grigia indica il valore dell'analisi su un campione di terreno raccolto a 0-30 cm di profondità.
Questo schema spaziale nel profilo del suolo non è naturale nei suoli vulcanici giovani, ma è il risultato di successive applicazioni a tappeto di calce agricola negli ultimi 8 anni e rappresenta una situazione diffusa nei frutteti su suoli vulcanici acidi del Cile meridionale. Un'ulteriore conseguenza di questo tipo di gestione della calce è l'accumulo di Ca negli strati superiori del suolo (Figura 3 c). Infatti, la concentrazione di Ca nei primi 5 cm di suolo ha raggiunto i 24 cmol kg-1, il doppio rispetto a 5-10 cm, 6 volte superiore a 10-20 cm e 12 volte superiore a 20-30 cm di profondità.
Secondo il concetto di rapporti basici bilanciati (BCSR), l'accumulo di un catione nel suolo potrebbe causare una competizione antagonista nell'assorbimento di altri cationi basici da parte delle piante. Per evitare ciò, un terreno “ideale” dovrebbe avere concentrazioni di Ca, Mg e K vicine al 65%, 10% e 5% della somma delle basi, rispettivamente. Questo si traduce in un rapporto Ca/Mg di 6,5:1, Ca/K di 13:1, e Mg/K di 2:1. Tuttavia, in questo studio, gli scostamenti dai valori ottimali generati dai trattamenti di calcinazione non si sono tradotti in variazioni dello stato nutrizionale degli alberi ottenuto tramite analisi fogliare (Tabella 2).
Inoltre, nonostante l'elevata concentrazione superficiale di Ca (Figura 3 c), la concentrazione fogliare di Ca era nell'intervallo di carenza e quella di K nell'intervallo normale, indipendentemente dal trattamento di calcinazione (Tabella 2). Pertanto, il concetto di BCSR potrebbe non essere direttamente applicabile agli alberi da frutto come alle colture erbacee, soprattutto a causa della loro maggiore profondità di radicazione che consente loro di esplorare diverse condizioni di fertilità lungo il profilo del suolo.
In particolare, per i ciliegi dolci su portainnesto Gisela®6, la profondità di radicazione può superare il metro e, a seconda delle condizioni ambientali del suolo, la produzione di radici può concentrarsi al di sotto dei 25 cm di profondità (Artacho e Bonomelli, 2016).
Infine, i nostri risultati sottolineano anche la necessità di perfezionare gli schemi di campionamento del suolo nei frutteti.
Gli schemi di campionamento ad ampi incrementi di profondità ignorano la stratificazione delle proprietà chimiche del suolo derivante dalla concimazione e/o dalla fertilizzazione superficiale, portando a decisioni errate in materia di concimazione o modifica. Ad esempio, nel frutteto di ciliegie di questo studio, i risultati dell'analisi del campione di terreno prelevato a 0-30 cm di profondità indicano la necessità di calcare questo volume di terreno (Figure 3 a, b, c).
Tuttavia, quando il campionamento è stato effettuato a piccoli incrementi di profondità, la necessità di calcare si trova al di sotto dei 20 cm di profondità (Figura 3 a e b), scartando quindi l'applicazione della calce di copertura, come è stato fatto, e si dovrebbero trovare o adattare attrezzature per posizionare la calce in profondità senza danneggiare le radici.
Criteri simili dovrebbero essere applicati per la concimazione con nutrienti immobili (P) e relativamente immobili come K e Mg. L'accumulo di questi nutrienti nei primi centimetri di terreno (41 ppm di P-Olsen, 322 ppm di K e 3,73 cmol di Mg kg-1) (Figure 3 d, e, f) esclude la possibilità di pacciamare con una concimazione annuale di mantenimento.
Le applicazioni successive di calce, come gestione comune nei frutteti su terreni vulcanici del Cile meridionale, consentono di aumentare il pH del suolo e il contenuto di Ca solo nei primi centimetri del profilo del terreno, senza approfondire e ridurre l'acidità e la tossicità di Al3+ negli strati in cui si concentrano le radici attive degli alberi da frutto.
D'altra parte, l'accumulo di Ca sulla superficie del suolo potrebbe aver causato una competizione antagonista nell'assorbimento di altri cationi. Tuttavia, gli alberi avevano tassi di assorbimento di K sufficienti a soddisfare la loro domanda (analisi fogliare). Al contrario, la concentrazione fogliare di Ca era carente in tutti i casi. Ciò suggerisce l'assorbimento di Ca da una zona più profonda del profilo del suolo, dove l'esplorazione delle radici incontra una condizione del suolo non ottimale per quanto riguarda il pH e la disponibilità di Ca. I risultati evidenziano l'importanza di fornire livelli sufficienti di cationi basici in tutto il profilo del suolo (piuttosto che cercare rapporti cationici “ottimali”) per garantire un assorbimento adeguato, soprattutto se si considera la maggiore profondità di radicazione e la distribuzione delle radici degli alberi da frutto.
Infine, un aspetto pratico che emerge da questo studio è degno di nota: una volta stabiliti, i frutteti funzionano come sistemi di coltura senza lavorazione del terreno, dove il campionamento del suolo diventa più importante per una corretta diagnosi nutrizionale, data la gestione superficiale della calcinazione e/o della fertilizzazione.
In questo senso, il campionamento del suolo con una risoluzione più elevata dovrebbe essere preferito nei primi 20 cm di suolo, cioè con incrementi di 10 cm di profondità, aumentando poi a incrementi di 20-30 cm a seconda della stratificazione del suolo.
In questo modo, è possibile cogliere la variazione delle proprietà del suolo in profondità e, di conseguenza, il frutticoltore può valutare l'efficacia della concimazione, decidere la frequenza di applicazione, conoscere l'effettivo apporto di nutrienti e quindi prendere decisioni appropriate sulla concimazione e sulla gestione della concimazione.
Ovviamente, tutto ciò sarà integrato da informazioni provenienti dall'analisi fogliare al momento opportuno. La sfida rimane quella di trovare la metodologia, la fonte e/o l'attrezzatura per incorporare la calce in profondità nei sistemi di coltivazione senza lavorazione del terreno.
Fonte: Redagrícola
Pamela Artacho, Claudia Bonomelli
Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias de la Universidad Austral de Chile y Facultad de Agronomía y Sistemas Naturales de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
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