Lentezza e costanza migliorano l’efficienza e l’efficacia della concimazione
I fertilizzanti forniscono nutrienti essenziali per le piante e sostengono la competitività dei sistemi di produzione agricola. Le piante hanno bisogno di grandi quantità di azoto, fosforo e potassio (macronutrienti), che sono quindi componenti comuni dei fertilizzanti. Anche i micronutrienti necessari in quantità minori, come il molibdeno, sono essenziali per la crescita delle piante. Il molibdeno svolge un ruolo importante nella fissazione dell’azoto e la sua carenza può alterare il metabolismo dell’azoto delle piante con conseguenze di vasta portata nei sistemi agricoli. Questo elemento è spesso assente nei fertilizzanti o viene somministrato in una forma altamente solubile in acqua ma senza riuscire a soddisfare efficacemente il fabbisogno di molibdeno delle piante. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), il progetto DEMOFERTILIZER ha affrontato questa sfida, sviluppando nuovi composti per fertilizzanti a lento rilascio che producono nel tempo adeguate concentrazioni locali di molibdeno per migliorare la salute delle piante.
La carenza di molibdeno è difficile da eliminare
La carenza di molibdeno è più comune nelle colture di legumi (fagioli e piselli), ma è stata riscontrata anche in altre colture come cavolfiori, broccoli, cavoli e persino cereali. I fertilizzanti arricchiti di molibdeno si sono rivelati poco efficaci. Quando si aggiunge il molibdeno ai fertilizzanti, l’elevata solubilità in acqua dei composti incorporati nel molibdeno fa sì che gran parte di esso venga fissato dal terreno o dilavato attraverso la lisciviazione. Aumentare il contenuto di molibdeno nei fertilizzanti per ovviare a questo problema è rischioso, perché concentrazioni locali eccessive possono risultare tossiche.
Affrontare la carenza di molibdeno con fertilizzanti a lento rilascio
Maarten Everaert, borsista MSCA presso KU Leuven, si è proposto di sviluppare nuovi composti con una solubilità ridotta che consentano un rilascio lento nel tempo per risolvere questo problema. La riduzione della solubilità di un micronutriente può essere ottenuta mediante la formazione di un precipitato minimamente solubile o l’adsorbimento su un supporto. Entrambi gli approcci sono stati studiati nell’ambito di DEMOFERTILIZER. Sotto la supervisione di Erik Smolders, sempre della KU Leuven, e in collaborazione con Mike McLaughlin dell’Università di Adelaide, Everaert ha sviluppato nuovi composti di molibdeno, dimostrando la loro capacità di fornire lentamente molibdeno in condizioni reali del suolo. Il team ha inoltre dimostrato che il lento rilascio potrebbe limitare le perdite per lisciviazione del molibdeno rispetto a composti di molibdeno più solubili. Il rilascio lento può quindi migliorare l’efficienza d’uso del molibdeno, aumentando il ritorno degli agricoltori sugli investimenti in fertilizzanti. Inoltre, «abbiamo descritto come sia il composto di molibdeno che il vettore macronutriente influenzino il rilascio di molibdeno dai fertilizzanti. Per questo motivo è possibile progettare combinazioni di composti di molibdeno e vettori per ottenere il profilo di rilascio di molibdeno desiderato», spiega Everaert.
Un nuovo paradigma dà i suoi frutti per altri nutrienti
Sebbene l’obiettivo principale di DEMOFERTILIZER fosse lo sviluppo di fertilizzanti a lento rilascio che migliorassero l’apporto di molibdeno, nel processo sono stati presi in considerazione anche altri macronutrienti e micronutrienti. Per questo motivo, «abbiamo anche sviluppato composti a lento rilascio per il macronutriente fosforo e i micronutrienti zinco e boro. La disponibilità e l’assorbimento dei nutrienti variano a seconda delle esigenze delle colture e delle reazioni dei nutrienti nel terreno. Il prossimo passo sarà quello di caratterizzare le prestazioni di questi fertilizzanti a lento rilascio e la loro efficacia in diverse condizioni del terreno», afferma Everaert. Everaert ha anche evidenziato il potenziale dei nutrienti riciclati dai rifiuti organici e dai residui agricoli - spesso minimamente solubili, da utilizzare in questi fertilizzanti a lento rilascio per promuovere un’industria dei fertilizzanti più circolare e sostenibile. DEMOFERTILIZER ha aperto la strada a nuovi fertilizzanti a lento rilascio per i nutrienti essenziali delle colture vegetali, al fine di risolvere specifiche carenze minerali. Il loro potenziale potrebbe migliorare la produttività degli agricoltori e la competitività europea, consentendo al contempo pratiche agricole più ecologiche.
Parole chiave
DEMOFERTILIZER, molibdeno, fertilizzanti, fertilizzanti a lento rilascio, carenza di molibdeno, micronutrienti, nutrienti per le colture, lisciviazione, macronutrienti, economia circolare, nutrienti riciclati