Innovazioni di processo per la produzione di compost di qualità idonei alla conservazione del suolo e alla sostenibilità in agricoltura biologica

La tutela della risorsa suolo è tra gli aspetti fondamentali del metodo di produzione biologico. L’applicazione di compost di qualità coniuga la necessità del recupero di materia da scarti organici con l’esigenza di reintegrare il contenuto di sostanza organica dei suoli. Tali premesse sono la base di una ricerca finalizzata alla produzione di compost tramite un sistema innovativo, alla caratterizzazione del prodotto finito e alla realizzazione di prove sperimentali in ambiente confinato e in pieno campo, idonee ad individuare un codice di buona pratica agricola per l’utilizzo del compost in agricoltura biologica. Il protocollo sperimentale ha previsto la produzione di 4 tipi di compost (C1, C2, C3, C4) ottenuti da una miscela di partenza contenente: sansa umida denocciolata (sn), stallatico (st) e residui ligneocellulosici triturati (lc). I compost C1 (C/N=30) e C3 (C/N=45) sono stati ottenuti dalla miscelazione di sn :st: lc nel rapporto 7:1:5 (p/p) e 1:5:5 (p/p). C2 e C4 derivano rispettivamente da C1 e C3 per essiccazione all’aria in strato sottile alla fine della fase di biossidazione accelerata (BA). L’essiccazione è stata effettuata al fine di rallentare le attività microbiche ed i processi di evoluzione della sostanza organica ottenendo matrici a due stadi di maturazione. I parametri di processo monitorati sono stati: umidità, temperatura, pH, e solidi volatili. Ad inizio processo (T0), alla fine della fase di BA (T1) e alla fine della fase di curing (T2), sono stati prelevati campioni rappresentativi dai cumuli per la misurazione dell’indice respirometrico dinamico (IRD). I 4 compost, prodotti presso l’impianto di compostaggio sperimentale IAMB, sono stati applicati su una rotazione biennale farro - cece da granella e su una coltivazione di spinacio, entrambi condotti con metodo di produzione biologico. La fase di BA, della durata di 35 gg per C1 e C2 e 18 gg per C3 e C4, è stata condotta in cassone areato non movimentato. La fase di curing (86 gg per C1 e 65 gg per C3) è stata condotta in cumulo statico. L’umidità è stata controllata settimanalmente e corretta al fine di garantire valori di processo tra 50 e 60%, la temperatura massima raggiunta è stata di 72 °C per C1 e 76 °C per C3. L’IRD, partendo da valori compatibili con i dati di letteratura nella miscela iniziale (T0: 4.171 mgO2 gSV-1 h-1 per C1 e C2; 5.955 mgO2 gSV-1 h-1 per C3 e C4), ha raggiunto livelli di piena stabilità per tutti i materiali già alla fine della fase di BA (T1: 424 mgO2 gSV-1 h-1 per C1e C2 e 789 mgO2 gSV-1 h-1 per C3 e C4). I diversi rapporti C/N e i contributi della matrice sn nelle due miscelazioni hanno comportato differenze nei tempi di processo e negli andamenti dei picchi di temperatura giornalieri, risultando più brevi per C3-C4 rispetto a C1-C2. In attesa dei risultati finali relativi all’applicazione in pieno campo, si ipotizza che il prolungarsi del processo in C1-C3 rispetto a C2-C4 comporterà una diversa disponibilità di elementi nutritivi nelle relative tesi sperimentali per effetto del procedere dei processi di biossidazione ed evoluzione della sostanza organica

Organic vs. organic - soil arthropods as bioindicators of ecological sustainability in greenhouse system experiment under Mediterranean conditions

Organic greenhouse (OGH) production is characterized by different systems and agricultural practices with diverse environmental impact. Soil arthropods are widely used as bioindicators of ecological sustainability in open field studies, while there is a lack of research on organic production for protected systems. This study assessed the soil arthropod abundance and diversity over a 2-year crop rotation in three systems of OGH production in the Mediterranean. The systems under assessment differed in soil fertility management: SUBST - a simplified system of organic production, based on an input substitution approach (use of guano and organic liquid fertilizers), AGROCOM - soil fertility mainly based on compost application and agroecological services crops (ASC) cultivation (tailored use of cover crops) as part of crop rotation, and AGROMAN - animal manure and ASC cultivation as part of crop rotation. Monitoring of soil fauna was performed by using pitfall traps and seven taxa were considered: Carabidae, Staphylinidae, Araneae, Opiliones, Isopoda, Myriapoda, and Collembola. Results demonstrated high potential of ASC cultivation as a technique for beneficial soil arthropod conservation in OGH conditions. SUBST system was dominated by Collembola in all crops, while AGROMAN and AGROCOM had more balanced relative abundance of Isopoda, Staphylinidae, and Aranea. Opiliones and Myriapoda were more affected by season, while Carabidae were poorly represented in the whole monitoring period. Despite the fact that all three production systems are in accordance with the European Union regulation on organic farming, findings of this study displayed significant differences among them and confirmed the suitability of soil arthropods as bioindicators in protected systems of organic farming

Analisi di fitotossicità e impiego di sansa umida denocciolata in una rotazione farro-cece in regime di agricoltura biologica

Pratiche di agricoltura intensiva hanno condotto alla degradazione della risorsa suolo, vale a dire ne hanno diminuito la qualità. Più precisamente, la degradazione riguarda la riduzione della sostanza organica, della stabilità strutturale e della disponibilità di nutrienti nel suolo, con conseguente decremento della produttività. All’interno di un progetto di ricerca in corso, relativo a produzione e impiego di compost in agricoltura biologica, sono previste analisi di fitotossicità su sansa umida denocciolata (SD) poi impiegata in una rotazione farro-cece. L’obiettivo della ricerca è quello di verificare come l’incorporazione al suolo di matrici organiche (M), anche tal quali, può concorrere a mantenere o incrementare la fertilità del suolo ed a sostenere i livelli produttivi delle colture. Nelle analisi di fitotossicità su SD, effettuate con specie test Lepidium sativum L., sono state saggiate oltre alle consuete concentrazioni dell’estratto (50% e 75%), indicate nelle metodiche ufficiali, anche una diluizione maggiore pari al 25% e SD tal quale (100%) centrifugata e filtrata. In una rotazione biennale cece da granella - farro, effettuata a Foggia (campo sperimentale del CRA-SCA) nell’annata agraria 2007-2008, sono stati posti a confronto per ciascuna coltura i seguenti trattamenti: SD tal quale; fertilizzante organo-minerale (OM) ammesso in biologico; controllo non fertilizzato (C). I risultati dei saggi di fitotossicità indicano che la M in esame è risultata fitotossica essendo stato riscontrato un indice di germinazione (Ig) del 44,4%. Dall’esame degli indici calcolati per ciascuna diluizione, inoltre, si è evidenziato come al diminuire della stessa (25%>50%>75%>100%) aumenta l’inibizione all’emergenza e alla crescita radicale (Ig: 66,2%>55,2%>46,9%>9,2%), fino al valore minimo di Ig riscontrato per SD tal quale. Infine, è emerso che la tossicità si esercita a livello di percorsi metabolici diversi, con una netta prevalenza degli effetti sulla lunghezza radicale piuttosto che sul numero di semi germinati. I risultati ottenuti nella prova agronomica hanno evidenziato per il cece una maggiore produzione di granella con OM (2,5 t ha-1) rispetto al trattamento SD (2,1 t ha-1), mentre i valori rilevati per i residui sono paragonabili tra le tre tesi. Le produzioni di granella ottenute per il farro risultano confrontabili, mentre la produzione di paglia è stata maggiore con OM (3,4 e 2,9 t ha-1 rispettivamente per OM e per SD). Da questa attività di ricerca è emerso che SD è una matrice particolare relativamente agli effetti sulle colture, che dovrebbe essere stabilizzata e maturare grazie ad attività di biodegradazione (e quindi compostata in miscela con altre matrici) per poter influenzare positivamente la fertilità del suolo e la produttività delle colture

Quality and postharvest performance of organically-grown tomato (Lycopersicon esculentum L. 'Marmande') under unheated tunnel in Mediterranean climate

The organic production method includes a defined list of technical tools that are allowed in the EU Regulation and which can lead to different product quality. Different approaches to the fertility management of tomato organic production were compared in relation to the quality at harvest and during storage. Three organic farming systems were implemented in an experimental greenhouse: i) a simplified organic production system based on organic commercial fertilizers (SUBST); ii) organic production system based on animal manure amendment and cover crops (AGROMAN), and iii) organic production system based on green manuring of cover crops and on-farm compost amendment (AGROCOM). At harvest, breaker and pink tomatoes were sampled from each system. Breaker tomatoes were subsequently stored in a cold room at 15°C and ripened up to pink stage within 10 days. The effect of the fertilization systems was studied comparing breaker tomatoes after 10 days of storage and pink tomato ripened on plant and after storage. Yield, morphological indexes, dry matter, firmness, and composition were evaluated. The three systems produced comparable total (58.87±5.4 t ha-1), and marketable (48.19±5.1 t ha-1) yields. AGROMAN fruits were larger in comparison to the other systems. AGROCOM system led to lower firmness, acidity and carotenoids than SUBST system and also showed the lowest dry matter. At harvest, SUBST tomatoes at the breaker stage showed higher vitamin C than AGROCOM, while this difference was not statistically significant after ripening. Pink tomatoes ripened on plant showed higher soluble solids content than pink tomatoes ripened in storage; moreover, for AGROCOM and SUBST the carotenoids content was higher when ripened on the plant. In conclusion, in complex systems (AGROMAN and AGROCOM), it is possible to synchronise the mineralisation rates of organic amendments and green manure with the needs of the plants, and to obtain similar tomatoes yields and quality of simpler and less sustainable systems (SUBST)

Quality and postharvest performance of organically-grown tomato (Lycopersicon esculentum L. 'Marmande') under unheated tunnel in Mediterranean climate

The organic production method includes a defined list of technical tools that are allowed in the EU Regulation and which can lead to different product quality. Different approaches to the fertility management of tomato organic production were compared in relation to the quality at harvest and during storage. Three organic farming systems were implemented in an experimental greenhouse: i) a simplified organic production system based on organic commercial fertilizers (SUBST); ii) organic production system based on animal manure amendment and cover crops (AGROMAN), and iii) organic production system based on green manuring of cover crops and on-farm compost amendment (AGROCOM). At harvest, breaker and pink tomatoes were sampled from each system. Breaker tomatoes were subsequently stored in a cold room at 15°C and ripened up to pink stage within 10 days. The effect of the fertilization systems was studied comparing breaker tomatoes after 10 days of storage and pink tomato ripened on plant and after storage. Yield, morphological indexes, dry matter, firmness, and composition were evaluated. The three systems produced comparable total (58.87±5.4 t ha-1), and marketable (48.19±5.1 t ha-1) yields. AGROMAN fruits were larger in comparison to the other systems. AGROCOM system led to lower firmness, acidity and carotenoids than SUBST system and also showed the lowest dry matter. At harvest, SUBST tomatoes at the breaker stage showed higher vitamin C than AGROCOM, while this difference was not statistically significant after ripening. Pink tomatoes ripened on plant showed higher soluble solids content than pink tomatoes ripened in storage; moreover, for AGROCOM and SUBST the carotenoids content was higher when ripened on the plant. In conclusion, in complex systems (AGROMAN and AGROCOM), it is possible to synchronise the mineralisation rates of organic amendments and green manure with the needs of the plants, and to obtain similar tomatoes yields and quality of simpler and less sustainable systems (SUBST)

compost-based nursery substrates: effect of peat substitution on organic melon seedlings

A bovine manure compost (BMC) and a green compost (GC) were evaluated as components of substrates in partial substitution of peat for organic melon seedlings production. Treatments, differentiated on the basis of the volume percentage of the two analysed composts, were compared to the control (a mixture of peat, coconut fibre and perlite). In order to respect the guidelines of organic production, all the treatments were fertilised, at the beginning of the trial, with guano. Compost-based substrates were analysed for physical, physicochemical and chemical parameters (bulk density, porosity, pH, EC, nutrients content etc.). Even though significant differences were observed, recorded values were in the range of acceptability for growing media. In terms of performance, seedling growth in treatments containing 30% and 50% of composts was significantly higher than in control