Effetto della fertilizzazione con struvite (Crystal Green) sul contenuto di elementi del suolo determinato con diversi metodi nella coltivazione della soia

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12702 (2023) Citare questo articolo

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La struvite è considerata una promettente alternativa al fertilizzante al fosforo rispetto ai fertilizzanti minerali; tuttavia, prima della concimazione, è necessario effettuare analisi del terreno per determinare le raccomandazioni sui fertilizzanti. Nel maggio 2022, il terreno è stato campionato da un esperimento in vaso con l'applicazione di fosforo effettuato presso l'Università di Wroclaw e Scienze ambientali e della vita. L'analisi chimica del suolo includeva fosforo totale e disponibile, potassio, magnesio determinati con i metodi Egner-Riehm, Mehlich 3 e Yanai. Lo scopo dell'articolo è confrontare l'estrazione degli elementi del suolo mediante tre diversi metodi durante la fertilizzazione con struvite e il suo utilizzo nella coltivazione della soia. L'applicazione di questi metodi ha indicato un inequivocabile aumento del contenuto di Mg nel suolo dopo l'applicazione di struvite. La fertilizzazione a diffusione di soia ha influito sul contenuto di fosforo del terreno. I risultati dello studio hanno indicato che diversi metodi di estrazione presentavano contenuti diversi di P dal suolo. Il contenuto di fosforo disponibile era di circa 122–156 mg kg−1 dm, 35,4–67,5 mg kg−1 dm e 100–159 mg kg−1 dm secondo i metodi Mehlich, Yanai ed Egner–Riehm, rispettivamente. È stata trovata una correlazione positiva tra il contenuto di Mg e K nel suolo determinato con i metodi Mehlich 3 e Yanai, il che potrebbe suggerire che il metodo Yanai potrebbe essere introdotto nell'analisi chimica standard del suolo in Polonia. Tale correlazione non è stata trovata per il fosforo, che è un elemento difficile da determinare a causa della moltitudine di fattori che ne influenzano la disponibilità.

Il fosforo è un elemento importante che migliora la ricchezza di nutrienti e la fertilità dei suoli. È anche un componente fondamentale, responsabile del corretto funzionamento delle piante e che porta a rese quantità elevate e di buona qualità. Negli ultimi anni l’effettiva estensione delle riserve mondiali di fosfati fossili commercialmente valide è rimasta oggetto di notevole incertezza1. Si stima che al ritmo attuale di utilizzo, la riserva globale di fosforo (P) sia sufficiente per 600–1000 anni2,3. Le riserve di rocce minerali si stanno esaurendo, mettendo così a rischio la sicurezza alimentare globale a lungo termine. Pertanto, si stanno studiando alternative per P.

Una possibilità promettente è la struvite (MgNH4PO46H2O), che può essere recuperata dai fanghi di depurazione. Il recupero della struvite presenta numerosi vantaggi aggiuntivi non solo nel settore agricolo ma anche negli impianti di trattamento delle acque reflue4,5,6, poiché la struvite è considerata una fonte alternativa di elementi come fosforo, azoto e magnesio per scopi agricoli7,8,9. La struvite ha un contenuto teorico di P vicino a quello della roccia fosfatica (12,6% in peso secco [DW]) e ha dimostrato di essere un fertilizzante efficace di P soprattutto in terreni acidi ed è considerato un fertilizzante a lenta cessione che può ridurre le perdite di P nel terreno. ambiente10,11. La struvite contiene anche alcuni metalli pesanti, poiché le acque reflue contengono una quantità significativa di tali elementi; tuttavia, questi si verificano entro limiti accettabili, come è stato dimostrato nella nostra ricerca12. Dati sperimentali provenienti da varie specie di piante dimostrano che la fertilizzazione con struvite porta a rese vegetali simili a quelle ottenute con la fertilizzazione minerale7,8,12,13,14,15.

Tra i nutrienti, il fosforo nel suolo è uno dei più difficili da analizzare a causa delle sue varie forme, come il P disciolto nella soluzione del suolo; P assorbito nei minerali argillosi, (idr-)ossidi di Fe e Al; P nei minerali primari P organico; e pool microbici di P16. Il contenuto di fosforo viene solitamente analizzato con test del suolo che sono stati sviluppati negli ultimi sei decenni17,18,19. L'interpretazione dei test del fosforo nel suolo è soggetta a notevole incertezza. I test del fosforo nel suolo tentano di verificare l'assorbimento da parte delle piante estraendo tutto o una quantità proporzionale di questo elemento disponibile per le piante. L'esame del contenuto di fosforo del terreno aiuterà a determinare la dose appropriata di fosforo20. Numerosi test vengono utilizzati in tutto il mondo per determinare il contenuto di P nel suolo, con più di 13 test del fosforo sviluppati per raccomandazioni agronomiche in America. La selezione dei test dipende solitamente dalle condizioni locali del terreno (ad esempio, alcuni test sono meglio preparati rispetto ad altri a condizioni di pH alto o basso), sebbene fattori storici e istituzionali influenzino principalmente la selezione dei test in diverse aree. Originariamente, tutti i test del suolo venivano analizzati colorimetricamente, come il metodo del blu di molibdeno ideato da Murphy e Riley21. Dopo l’implementazione della spettrometria al plasma accoppiato induttivamente (ICP), negli anni ’70 e ’80 furono sviluppati nuovi test del suolo, consentendo la misurazione simultanea di molti elementi da un singolo estratto di suolo16. In Polonia, da diversi anni, il metodo Egner–Riehm è stato utilizzato per determinare l’abbondanza nel suolo di fosforo e potassio disponibili per le piante22. Implica l'estrazione dei composti del fosforo dal suolo utilizzando lattato di calcio acidificato con acido cloridrico (CH3-CHOH-COO)2Ca). La soluzione utilizzata per l'estrazione è 0,04 N in lattato di calcio e 0,02 N in acido cloridrico22. Questo metodo, tuttavia, spesso si rivela non sufficientemente preciso per la determinazione accurata delle dosi ottimali di fosforo per la pianta per garantire un'elevata efficienza di fertilizzazione e mantenere un'abbondanza almeno media del suolo. nel fosforo disponibile per le piante. Pertanto dovrebbero essere utilizzati altri metodi più complicati che consentano di determinare l'abbondanza del suolo in diverse frazioni di fosforo.