Requisiti del fertilizzante per il frumento

Piani di concimazione per il frumento e metodi comuni

Prima di tutto, prima di applicare qualsiasi metodo di concimazione, è necessario considerare le condizioni del terreno del vostro campo attraverso analisi del terreno semestrali o annuali. Non esistono due campi identici al mondo e quindi nessuno può consigliarvi metodi di concimazione senza considerare i dati delle analisi del vostro terreno, le analisi dei tessuti e la storia del campo. Tuttavia, elencheremo alcuni programmi e opzioni di fertilizzazione standard che molti agricoltori utilizzano in tutto il mondo.

Le varietà moderne ad alto rendimento hanno una maggiore efficienza di utilizzo dell’N, il che significa che assorbono e sfruttano meglio l’N disponibile. Tuttavia, gli agricoltori devono tenere presente che la resa in granella e il contenuto proteico della granella sono correlati negativamente. Di conseguenza, gli agricoltori devono regolare i tempi e le quantità di concimazione N nel modo migliore possibile per mantenere un equilibrio auspicabile tra i due elementi.

La concimazione ha lo scopo di offrire alle piante di frumento il tipo e la quantità appropriata di nutrienti necessari per crescere e produrre rese elevate in modo sostenibile. Per definire il programma di concimazione, l’agricoltore deve discutere con l’agronomo e tenere conto di quanto segue:

• La varietà che verrà coltivata
• Rendimento previsto
• Caratteristiche del suolo
• Nutrienti del suolo 
• Data di semina
• Quantità di irrigazione e precipitazioni

In generale, per una crescita e una resa ottimali, le piante di frumento hanno bisogno dei seguenti nutrienti: Azoto (N), Potassio (K), Fosforo (P) (Fosfato = PO₄³-), Zolfo (S), Magnesio (Mg), Ferro (Fe), Μanganese (Mn), Zinco (Zn), Boro (B), Rame (Cu), Calcio (Ca).

Fabbisogno di nutrienti nelle diverse fasi di crescita del frumento

N – Azoto 

Come accade in molte colture, l’azoto e l’acqua sono i principali fattori che influenzano la resa finale del frumento. Tuttavia, l’agricoltore deve tenere presente che per ottenere la massima resa e la migliore qualità della granella, un programma di fertilizzazione appropriato con un terreno fertile deve coprire le richieste del frumento in tutti i diversi nutrienti necessari. Secondo la FAO, di solito sono necessari 25 kg di N per produrre 1 tonnellata di frumento per ettaro (1). 

Le quantità di N da aggiungere possono essere calcolate con l’equazione del test dei nitrati nel suolo (2). 

Nrec = (2,5) (EY) – STN (0-24 inc) – Npc

Dove: EY = resa prevista (bushel per acro)

               STN = azoto nitrico misurato a una profondità di 24 pollici (=60 cm) (lb per acro) 

               Npc = quantità di N fornita dalla precedente coltura (leguminosa) (lb per acro)

L’Npc dipende dalla precedente coltivazione del campo e dalla densità delle piante. Questo numero può variare da 20 a 30-40 libbre di N per acro (= da 22,4 a 33,6-44,8 kg per ettaro). 

Per convertire quanto sopra, ricordiamo che:

1 libbra = 0,4536 kg

1 pollice = 2,54 cm

1 acro = 0,4046 ettari

1 bushel di frumento = 60lbs =27,216kg

Il calcolo del fabbisogno di N aiuterà a formulare un programma di fertilizzazione più specializzato per ciascuna coltura. Tuttavia, gli agricoltori di solito concimano in base all’esperienza o seguendo le raccomandazioni pubblicate. Di solito, in ogni Paese o regione in cui il frumento è una delle principali colture di interesse, i governi o le istituzioni pubblicano le quantità raccomandate di N necessarie. In generale, a seconda della fertilità del suolo (contenuto organico del terreno), la quantità totale di N da applicare con la concimazione varia da 20 a 120 kg per ettaro (da 17,8 a 107 libbre per acro). 

La quantità totale di fertilizzazione di N nel frumento primaverile è di solito superiore del 10-20% rispetto al frumento invernale, poiché il contenuto proteico desiderato della granella è superiore di circa l’1-1,5% (3). Al contrario, per il frumento duro, gli agricoltori possono seguire le raccomandazioni per il frumento invernale.

Le quantità raccomandate o calcolate di fertilizzante azotato totale aggiunto alla coltura possono essere suddivise in 2-3 applicazioni. Sebbene l’applicazione in un’unica dose sia abbastanza comune nei campi di frumento irrigati a pioggia, l’esperienza e le prove scientifiche hanno dimostrato l’efficienza e le rese più elevate ottenute dividendo la quantità di N in 2-3 dosi durante la stagione di crescita (4).

La prima applicazione può avvenire subito prima o durante la semina, con il 35-50% della quantità totale di N. Quando il frumento segue una coltura di soia o di mais ben fertilizzata, l’azoto supplementare da applicare è limitato. Se il caso precedente non è vero, potrebbe essere sufficiente un’applicazione di 4-7 kg di N per ettaro (3,6-6,2 libbre per acro). In caso di terreni sabbiosi o di semina tardiva, la concimazione iniziale con N potrebbe essere aumentata.

Se l’agricoltore vuole usare il tiosolfato di ammonio (12-0-0-26) per la prima applicazione, è essenziale evitare il contatto del fertilizzante con i semi. Allo stesso modo, c’è un alto rischio di danneggiare i semi mettendoli a contatto con grandi quantità di urea (46-0-0), soprattutto in terreni asciutti. Per evitare ciò, se l’applicazione di urea e la semina devono avvenire contemporaneamente, è possibile mantenere la quantità di urea inferiore a 1,8 kg per ettaro (1,6 lb per acro), oppure irrigare il campo prima. In un campo non sufficientemente umido, la quantità di urea a contatto con i semi può essere aumentata a 13,7 kg per ettaro (12,2 libbre per acro) senza causare problemi di germinazione (2). Gli agricoltori potrebbero applicare 2-3 tonnellate di letame per ettaro (o compost e altra materia organica) 5-6 settimane prima della semina come alternativa ai fertilizzanti chimici di sintesi. Un’aratura poco profonda e/o le piogge o l’irrigazione potrebbero essere utili in quel momento per incorporarlo.

La seconda e la terza applicazione di N possono avvenire durante l’inizio dell’accestimento, l’accestimento o la levata. È preferibile applicare i fertilizzanti insieme all’irrigazione. Un’applicazione in questo periodo accelererà la crescita vegetativa delle piante, ma potrebbe renderle più suscettibili all’allettamento. Per ottenere una maggiore resa in granella e proteine, spesso si consiglia di applicare N un po’ più tardi, durante lo sviluppo della spiga. In base a risultati sperimentali, l’applicazione di una soluzione liquida di urea e nitrato di ammonio (28 o 32%) da 2 a 5 giorni dopo l’antesi ha dimostrato di aumentare le proteine della granella. In alternativa, una concimazione fogliare con N intorno alla fase di antesi potrebbe favorire la formazione della spiga e aumentando il contenuto proteico. In particolare, la ricerca ha dimostrato che un’applicazione di 5-6 kg per ettaro (4,5-5,3 libbre per acro) può aumentare le proteine dello 0,5-1% (2).

L’azoto nella coltivazione del frumento è importante per un altro motivo: I fertilizzanti azotati riducono l’impatto del cloruro di sodio sulla resa del frumento. Secondo uno studio (6), la lunghezza delle spighe, il numero di spighette, il numero di chicchi per spiga, il peso delle cariossidi per spiga e il peso dei 1000 semi sono stati affettati da interazioni tra varietà e N e da interazioni tra salinità e N. Al livello di salinità di 7,6 dS/m, l’applicazione di 210 kg di N per ettaro ha portato a un aumento della resa del 54,7%.

Fosforo (P) – Potassio (K)

Il P e il K sono i due nutrienti più importanti dopo l’N per la coltivazione del frumento. Di solito, i fertilizzanti totali di P e K vengono aggiunti alla coltura al momento della semina. Di solito, la maggior parte di essi sono i fertilizzanti a rilascio controllato per ridurre la perdita di nutrienti e offrire risultati migliori. Una composizione comune di un fertilizzante sintetico per i tre nutrienti principali (NPK) che viene utilizzato per la prima concimazione alla semina è 20-10-0, 24-40-0, 30-15-0, 30-15-5, ecc.

Il fosforo viene generalmente applicato come fosfato (PO₄³-) e la quantità tipica necessaria per ottenere la massima resa è di circa 20-40 kg di P per ettaro (17,8-35,6 libbre per acro). L’applicazione di P con quantità più vicine ai limiti massimi raccomandati può essere necessaria nei terreni acidi (Rutter et al., 2017). Poiché il fosfato non ha effetti negativi sulla germinazione dei semi, può essere applicato con le sementi durante la semina. L’assorbimento di P da parte delle piante di frumento è ottimale a 18-25°C. L’elemento viene assorbito dalla pianta e trasferito alla spiga durante il riempimento delle cariossidi, dove la richiesta è maggiore. Quantità sufficienti di P nella pianta, combinate con la concimazione con N, possono aiutare a massimizzare la resa. Tuttavia, un uso eccessivo di fertilizzanti a base di fosforo, soprattutto durante l’inverno, può provocare una riduzione della tolleranza al gelo delle piante di frumento, nonché del contenuto proteico della granella e della biodisponibilità dello zinco (Gusta et al., 1999, Zhang et al., 2017).  L’applicazione di P può essere importante anche nei sistemi No-Tillage. Secondo uno studio (8), se il P del suolo è carente in un sistema di produzione No-Tillage, l’applicazione di fertilizzanti P sulla superficie del suolo aiuterà ad alleviare la carenza di P anche senza incorporazione. L’applicazione di fertilizzante P sulla superficie del terreno senza incorporazione aumenterà tuttavia il rischio di perdita di P nelle acque di deflusso superficiale.

Il potassio è maggiormente richiesto dalla pianta di frumento all’inizio della crescita e durante le fasi di sviluppo del culmo e della spiga. Non è necessaria una concimazione aggiuntiva di K quando il test del terreno per il K è pari o superiore a 161 ppm. Di solito, in caso di carenza, le quantità aggiunte di K₂O possono raggiungere i 2-7 kg per ettaro (1,7-6,2 libbre per acro) (2). Le quantità potrebbero essere un po’ più alte per i terreni sabbiosi. Il P svolge un ruolo importante nella formazione dell’amido, nella mobilitazione dei carboidrati, nel vigore della pianta, nella fotosintesi e favorisce il riempimento delle cariossidi. Il P può essere applicato anche con la concimazione fogliare. Dati sperimentali hanno dimostrato che l’applicazione fogliare di soluzioni diluite di ortofosfato di potassio (KH₂PO 10 kg/ha o 8,9 lb/ac) può ritardare la senescenza fogliare causata dal caldo e dalla siccità, mantenendo le foglie fotosinteticamente produttive più a lungo. Ciò si tradurrà in un aumento della resa (Benbella e Paulsen, 1998).

S – Zolfo

Lo zolfo è un nutriente essenziale per le colture di frumento per due motivi principali. In primo luogo, influisce sull’efficienza di utilizzo dell’azoto da parte delle piante. Ciò significa che la carenza di S nel terreno determina una riduzione dell’assorbimento dell’azoto da parte delle piante. Anni di irrigazione e mancanza di fertilizzazione con S hanno portato molti terreni (35-80%) a “soffrire” di carenza di S. Tuttavia, al giorno d’oggi, la maggior parte dei fertilizzanti N utilizzati ha una quantità sufficiente di S. Un esempio tipico è il 40-0-0 (14 SO₃). In base alle linee guida generali per il frumento, il contenuto di S nei tessuti vegetali è dello 0,4%. Inoltre, l’S gioca un ruolo fondamentale nella qualità della granella di frumento, soprattutto quando vengono utilizzati per la produzione di pane. Questo perché l’S è un componente importante per la formazione delle proteine (Hřivna et al., 2015).

L’S non può essere mobilitato all’interno della pianta. Per questo motivo e a causa dell’interazione positiva S-N, l’S dovrebbe essere aggiunto in dosi minori (più di un’applicazione) in diverse fasi di crescita, quando necessario, e insieme a fertilizzanti azotati. La quantità di S (in modalità SO₃ o SO₂−₄ ) di cui il frumento ha bisogno è di circa 3-5 kg per ettaro (2). Il fabbisogno di S può essere coperto anche utilizzando solfato di manganese (MnSO₄) in 2-3 applicazioni fogliari, in prossimità della prima irrigazione (2,5 kg di MnSO₄ in 500 litri d’acqua). Infine, le piante di  vengono rifornite di S dal solfato di zinco (ZnSO₄), che di solito viene applicato a 25 kg per ettaro (22,3 libbre per acro)(5). Naturalmente, l’agricoltore deve eseguire l’analisi del tessuto suolo-pianta e regolare le quantità di S.

Tuttavia, queste sono solo alcune linee guida generali che non dovrebbero essere seguite senza aver fatto una ricerca personale. Non esistono due campi identici al mondo e quindi nessuno può consigliarvi metodi di concimazione senza considerare i dati delle analisi del vostro terreno, le analisi della tessitura e la storia del campo.

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Riferimenti

1. https://www.fao.org/3/Y4011E/y4011e06.htm
2. https://extension.umn.edu/crop-specific-needs/wheat-fertilizer-recommendations#nitrogen-recommendations-1084760
3. https://www.montana.edu/news/11207/spring-nitrogen-fertilizing-for-optimal-wheat-production
4. http://www.uky.edu/Ag/Wheat/nitrogen.html
5. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
6. https://www.academia.edu/39091586/Nitrogen_Fertilizer_Reduces_the_Impact_of_Sodium_Chloride_on_Wheat_Yield
7. https://www.academia.edu/26485265/Response_of_wheat_to_foliar_application_of_urea_fertilizer
8. https://www.academia.edu/62982352/Fertilizer_Phosphorus_Management_Options_for_No_Till_Dryland_Winter_Wheat

Benbella, M. & Paulsen, G.M. 1998. Efficacy of treatment for delaying senescence of wheat leaves. II. Senescence and grain yield under field conditions. Agron. J., 90: 332-338.

Gusta, L. V., O’connor, B. J., & Lafond, G. L. (1999). Phosphorus and nitrogen effects on the freezing tolerance of Norstar winter wheat. Canadian journal of plant science, 79(2), 191-195.

Hřivna, L., Kotková, B., & Burešová, I. (2015). Effect of sulphur fertilization on yield and quality of wheat grain. Cereal Research Communications, 43(2), 344-352.

Rutter, E. B., Arnall, D. B., & Watkins, P. (2017). Evaluation of Phosphorus Fertilizer Recommendations in No-Till Winter Wheat.

Zhang, W., Liu, D., Liu, Y., Chen, X., & Zou, C. (2017). Overuse of phosphorus fertilizer reduces the grain and flour protein contents and zinc bioavailability of winter wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65(8), 1473-1482.