Disponibilità e frazionamento del fosforo nel suolo in risposta a diverse fonti di fosforo in terreni alcalini e acidi: una breve

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5677 (2023) Citare questo articolo

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L’utilizzo dei rifiuti agricoli come fonte alternativa di fosforo (P) offre grandi prospettive per migliorare lo stato di fosforo del suolo. È stato condotto un esperimento di incubazione di 70 giorni per studiare gli effetti del perfosfato (SSP), del letame di pollame (PM), del letame bovino (CM), della paglia di mais (MS) e della farina di ossa di bovino (CB) con lo stesso apporto totale di P sulla disponibilità e sulle frazioni di P nel suolo in terreni tipicamente acidi (terreni rossi) e alcalini (terreni fluvo-aquici). I risultati hanno mostrato che sia nei terreni fluvo-aquici che in quelli rossi, il CM ha sovraperformato le altre fonti di P nel migliorare la disponibilità di P nel suolo. I cambiamenti nel suolo Olsen-P (ΔOlsen-P) erano maggiori nei suoli fluvo-aquici con aggiunte di SSP, PM e CM rispetto ai suoli rossi. Tra le diverse fonti di P utilizzate, solo il CM ha aumentato le frazioni labili di P del suolo a livelli simili a quelli con SSP. Rispetto all’SSP, sono stati rilevati più monoestere P e inositolo esakisfosfato nei suoli modificati con PM e CM. Un’analisi del modello di equazione strutturale (SEM) ha suggerito che il pH del suolo ha avuto un effetto positivo diretto sulle frazioni di P labili nel terreno rosso acido modificato con diverse fonti di P. In sintesi, il CM è una fonte superiore di P per aumentare il P disponibile nel suolo delle piante, con notevoli implicazioni pratiche per il riciclaggio del P.

Il fosforo (P) è un nutriente chiave nella produzione agricola intensiva poiché è essenziale per la crescita e la resa delle colture1,2. Tuttavia, la limitazione delle risorse e l’inquinamento ambientale indotto dalle sostanze chimiche P sono le sfide globali dell’agricoltura odierna3,4. Riaggiustare l’apporto di P, ridurre la perdita di P e riciclare il P nei rifiuti agricoli come letame, paglia, farina di ossa di animali, ecc. sono considerati strategie efficaci per ridurre gli input di P chimico a livello globale5,6,7,8,9. Comprendere la distribuzione delle diverse frazioni P inorganiche e organiche è un prerequisito per il controllo della trasformazione dei fosfati nei suoli. Pertanto, comprendere la trasformazione e la disponibilità delle frazioni di P nel suolo in seguito al riciclaggio di diverse fonti di P è particolarmente importante per migliorare l’utilizzo del P nelle colture e la gestione dei fertilizzanti P, riducendo al contempo i rischi ambientali.

Le trasformazioni fisico-chimiche del P (dissoluzione, precipitazione, adsorbimento e desorbimento) sono regolate dal pH del suolo, dal contenuto di sostanza organica e dalle proprietà biologiche del suolo10,11,12. L’aggiunta di fertilizzanti chimici a base di fosforo (superfosfato, SSP) porta a un picco iniziale nella disponibilità di fosforo, seguito da adsorbimento e precipitazione di fosforo, che si tradurranno in una sostanziale diminuzione della disponibilità di fosforo nel tempo13. Rispetto al P chimico, gli input di fertilizzanti organici sono vantaggiosi per la conversione del P moderatamente labile in P14 disponibile. Le fonti alternative di P contengono una varietà di composti P, inclusa un'ampia percentuale di ortofosfato15. Queste fonti alternative di P possono anche influenzare la cinetica del P nel suolo modificando la capacità di adsorbimento16,17. Le frazioni P nel letame dipendono da vari fattori, tra cui il tipo di letame, lo stato di separazione solido-liquido, il tasso di decomposizione e i processi di manipolazione e stoccaggio del letame18,19. Inoltre, le differenze nel sistema digestivo e nella composizione del mangime degli animali possono causare grandi differenze nella concentrazione e nelle frazioni di P nei diversi letame20,21. Precedenti ricerche suggerivano che la maggior parte del P nel letame del pollame veniva recuperato in acqua ed estratti di HCl, mentre la maggior parte del P nel letame bovino veniva recuperato nell'estratto di NaHCO322. Pertanto, la disponibilità di P nel letame bovino tende ad essere superiore a quella del letame di pollame. La trasformazione del P derivante da vari tipi di letame applicati al suolo richiede ulteriori indagini. Inoltre, nella pratica agricola, la paglia delle colture viene solitamente restituita direttamente al suolo e la disponibilità di P dalla paglia richiede un’analisi approfondita23. Si propone che la farina di ossa venga riciclata e utilizzata come fertilizzante organico, mentre il suo potenziale utilizzo come fonte efficiente rimane poco chiaro6. Pertanto, è necessario identificare e quantificare le frazioni di P provenienti da diverse fonti alternative di P e la loro distribuzione nelle frazioni di P del suolo per determinare la potenziale disponibilità di P.