Giovedì, 23 Aprile 2020 10:15

    Miti e realtà della nutrizione fogliare

    La nutrizione fogliare è una pratica comune per fornire nutrienti minerali alle colture, in particolare in condizioni nutrizionali limitate del suolo.

    Rispetto alle applicazioni nel suolo, la nutrizione fogliare offre numerosi potenziali vantaggi, in quanto fornisce sostanze nutritive direttamente sulla vegetazione - senza passare dal suolo - quindi agisce molto più velocemente ed evita la perdita di sostanze nutritive mediante lisciviazione o immobilizzazione nel suolo.

    La nutrizione fogliare consente di correggere o prevenire le carenze nutrizionali in modo rapido e rispettoso dell'ambiente. Tuttavia, ci sono anche potenziali svantaggi e rischi associati a questa pratica.

    Tra gli svantaggi ed i rischi abbiamo che un sovradosaggio di nutrienti potrebbe non portare alla correzione della carenza, bensì potrebbe bruciare le foglie e influire sulla produzione. Nella nutrizione fogliare, il tasso di assorbimento dei fertilizzanti è influenzato da fattori quali le condizioni ambientali, il tipo di fertilizzante utilizzato e, naturalmente, la coltura.

     Il professor Thomas Eichert, leader mondiale nella ricerca sulla nutrizione fogliare, sfata in questo articolo alcuni dei più diffusi "miti" collegati all’applicazione di nutrienti minerali per via fogliare. La rivista cilena di agricoltura Redagrí­cola ne ha realizzato un interessante articolo, di cui riportiamo alcune parti. Per ottimizzare la nutrizione fogliare, è necessario conoscere i principi di assorbimento dei nutrienti da parte della foglia ed i parametri di controllo.

    Fortunatamente sono stati compiuti notevoli progressi nella comprensione di questi processi e molti concetti e teorie, precedentemente accettati, sono stati abbandonati o quantomeno modificati, ma alcune delle vecchie visioni rimangono ancora impresse nella mente di ricercatori e produttori.

    Mito 1: la nutrizione fogliare è un'alternativa “naturale” alle applicazioni al suolo
    Nella nutrizione fogliare si dovrebbe sempre considerare che gli organi aerei delle piante sono progettati più per minimizzare lo scambio di materia con l'ambiente che per assorbire i nutrienti minerali. Per questo motivo, la superficie delle foglie è coperta da una cuticola lipofila più o meno idrorepellente, che resiste alla penetrazione dei soluti idrofili con sostanze nutritive.

    Gli stomi, inoltre, sono protetti dall'infiltrazione di acqua liquida. Pertanto, la sfida principale è superare la barriera della superficie fogliare in modo che i nutrienti vengano assorbiti dalle foglie ad un ritmo adeguato, ma abbastanza basso da evitare di bruciarle. Ne concludiamo, quindi, che l’assorbimento fogliare dei nutrienti dalla superficie fogliare è un processo puramente fisico e regolato dalle leggi della diffusione.

    Mito 2: le foglie assorbono attivamente i nutrienti fogliari 
    Contrariamente all'assorbimento delle radici, i processi coinvolti nell'assorbimento fogliare sono passivi e quindi la penetrazione dei nutrienti sulla superficie della foglia non è selettiva. Ciò significa che i nutrienti applicati alla foglia penetreranno indipendentemente dai requisiti fisiologici della pianta.

    La natura passiva del processo di assorbimento ha una conseguenza importante: qualsiasi sostanza presente sulla superficie fogliare penetrerà  fintanto che esiste un gradiente di concentrazione sulla superficie fogliare come forza motrice per la diffusione. Se il tasso di penetrazione è molto alto e incompatibile con il metabolismo della pianta, il risultato sarà  la combustione delle foglie, un fenomeno frequentemente osservato nella pratica.

    L'efficacia della nutrizione fogliare deve quindi affrontare due sfide, da un lato un basso tasso di assorbimento dovuto alle proprietà  repellenti della superficie fogliare e dall'altro un tasso eccessivo causato dal processo di assorbimento passivo. Quindi la principale sfida della nebulizzazione fogliare è applicare la dose ottimale di nutrienti per correggere o prevenire le carenze nutrizionali senza bruciare le foglie.

    Mito 3: la cuticola è l'unico percorso di entrata disponibile
    Il meccanismo di assorbimento delle foglie ha dimostrato che gli stomi hanno un ruolo importante nella penetrazione delle foglie. È stato riscontrato che i tassi di assorbimento sono correlati con la presenza, la frequenza o l'apertura degli stomi. D'altra parte, è chiaro che l'infiltrazione attraverso lo stoma della soluzione applicata alla foglia non avveniva per flusso di massa (a meno che la tensione superficiale non fosse ridotta da un ingrediente attivo molto efficace sulla superficie).

    Questo paradosso è stato risolto quando è stato dimostrato che le molecole molto piccole penetrano negli stomi per diffusione nella superficie dei pori stomatici e non per flusso di massa della soluzione. Ne risulta che la percentuale di stomi coinvolti nell'assorbimento fogliare è spesso ridotta, mentre allo stesso tempo, il contributo quantitativo della penetrazione stomatica all'assorbimento totale può essere sostanziale. Gli esperimenti suggeriscono che gli stomi possono essere la via di assorbimento più importante soprattutto per i nutrienti minerali.

    Mito 4: la cuticola è (sempre) il percorso principale di assorbimento
    La cuticola è la pelle inerte, idrofobica che copre la maggior parte della vegetazione delle piante. La cuticola è formata da cutina nella quale sono presenti lipidi (cere). I piccoli soluti lipofili possono facilmente penetrare nella cuticola sciogliendosi in cere e mediante diffusione attraverso lacune nel reticolo cutaneo.

    La penetrazione di soluti idrofili come i sali fertilizzanti, invece, è fortemente ostacolata dalla loro solubilità molto bassa nella cuticola. Ad esempio, la solubilità  di NH4NO3(Nitrato d’Ammonio) nella cuticola è più di 107 volte inferiore rispetto all'acqua (stimata dal coefficiente di ripartizione ottanolo/acqua) e stime basate su altri sali hanno fornito valori simili.

    Tuttavia, i sali minerali fertilizzanti possono essere assorbiti quando applicati sulla superficie fogliare (senza stomi). Questo indica che il modello di dissoluzione e diffusione nella cuticola valido per i soluti apolari lipofili, non può spiegare in modo soddisfacente l'assorbimento cuticolare dei soluti idrofili. Per questo motivo è stato sviluppato il modello dei pori acquosi polari. Secondo questo "modello dei pori", l'acqua può essere assorbita dalla cuticola e formare complessi acquosi interni.

    Se viene assorbita abbastanza acqua, i complessi possono formare un “ponte acquoso” all'interno della cuticola lipofila, in cui i soluti idrofili possono diffondere tra la superficie esterna della foglia e le cellule epidermiche. Dal momento che lo stato d'idratazione dipende dallo dipende dallo sviluppo dei pori della cuticola, È chiaro che l'umidità relativa (UR) controlla la permeabilità.

    È stato dimostrato che con una diminuzione dell'umidità  dal 100 al 90%, la permeabilità  della cuticola della pera diminuisce di un fattore di 10 e che con il 50% di umidità  relativa, la permeabilità  diminuisce ancora di più, di un fattore di 100. Da ciò si può concludere che: minore è la UR, minore è la permeabilità  della cuticola. In queste condizioni, il contributo dell'assorbimento stomatico può essere particolarmente importante.

    Mito 5: più è alta l'umidità relativa, migliore è l’assorbimento dei nutrienti per via fogliare
    Spesso si dice che un alto livello di umidità  relativa (UR) favorisce l'assorbimento dei nutrienti applicati alla foglia. Tuttavia, questo assunto si basa generalmente sull'intuizione piuttosto che sui fatti. Come notato sopra, la permeabilità della cuticola aumenta, infatti, con l'aumentare dell’UR e si potrebbe anche presumere che ad alta UR la probabilità di aprire gli stomi sia anche maggiore.

    Pertanto, ad alta UR la permeabilità  di entrambe le vie di assorbimento fogliare sarebbe maggiore che a bassa UR. Tuttavia, oltre alla permeabilità , esiste un altro parametro che controlla i tassi di assorbimento delle foglie, come il gradiente di concentrazione sulla superficie delle foglie. Questo gradiente è controllato dalla concentrazione di sali sulla superficie della foglia, che a sua volta è direttamente controllata dall'UR.

    La concentrazione di sali nei nutrienti fogliari applicati non è generalmente in equilibrio con l'umidità  nell'atmosfera. Di conseguenza, la soluzione applicata evaporerà  fino al raggiungimento dell'equilibrio. È stato dimostrato che il bilancio di concentrazione dei soluti applicati sulla foglia dipende da entrambi i fattori: l’UR ambientale e l'igroscopicità del soluto.

    Il grado di igroscopicità  di un soluto può essere espresso dall'UR con cui il sale si dissolve nell'acqua assorbita dall'atmosfera. Questa soglia di umidità è chiamata "umidità relativa deliquescente" (URD) o "punto di deliquescenza"(PD). Ogni sale ha un URD specifico costante ad una determinata temperatura. L'interazione tra UR e URD del soluto controlla se la soluzione spruzzata sulla superficie fogliare si asciugherà  (se UR <URD) o meno (se UR> URD).

    Se UR è minore dell’URD di un dato sale, la parte liquida della soluzione evaporerà  completamente lasciando un sale residuo disidratato sulla superficie della foglia da cui è impossibile l'assorbimento dei nutrienti. Se UR = URD, la soluzione salina satura rimarrà  sulla superficie fogliare e il gradiente di concentrazione attraverso la superficie fogliare sarà  al massimo. Con UR> URD la concentrazione di equilibrio del sale diminuisce costantemente fino a quando la saturazione (UR = 100%) raggiunge una concentrazione teorica pari a zero.

    La disponibilità di nutrienti dipenderà  dal diverso URD dei sali, che aumenta nel seguente ordine: cloro <nitrato <solfato. Ciò consente di regolare il tasso di assorbimento dei nutrienti risultante selezionando il tipo di sale in base ai livelli di UR prevalenti. I fertilizzanti fogliari contengono spesso composti aggiuntivi come coadiuvanti o altri sali nutritivi. Questo dovrebbe essere considerato dal momento che queste miscele modificano l'URD della soluzione applicata.

    La permeabilità  delle foglie e la concentrazione della soluzione nutritiva sulla superficie delle foglie sono i due parametri chiave che controllano i tassi di assorbimento dei nutrienti. Se la permeabilità  della foglia aumenta all'aumentare dell'umidità  relativa, la concentrazione diminuisce all'aumentare dell'umidità  relativa, almeno al di sopra della URD del rispettivo sale. Questo comportamento antagonista permette di affermare che è errato il presupposto per cui valori elevati di UR portino a un tasso di penetrazione elevato.

    I modelli di calcolo mostrano che i tassi di penetrazione massimi sono generalmente previsti a livelli intermedi di UR. A livelli intermedi di UR, sia la permeabilità delle foglie che la concentrazione salina sulla superficie delle foglie sono in un intervallo intermedio, e nessuno dei due è vicino allo zero.

     Un’alternativa vantaggiosa all’applicazione al suolo
    In molte situazioni, la nutrizione fogliare può essere un'alternativa promettente e vantaggiosa rispetto alle applicazioni di fertilizzanti nel suolo. L'ottimizzazione dell'efficacia della nutrizione fogliare richiede almeno una conoscenza di base dei fattori che regolano l'assorbimento dei nutrienti applicati alla vegetazione. I processi di assorbimento devono essere considerati esclusivamente passivi e regolati da leggi di diffusione.

    Tuttavia, le piante non hanno un modo diretto per controllare questo processo, quindi è molto importante selezionare attentamente il tipo appropriato di fertilizzante. È stato stabilito che sia la cuticola che gli stomi sono in grado di assorbire i nutrienti. Una differenza importante tra i due percorsi è che la permeabilità  della cuticola dipende fortemente dall'UR, mentre il percorso stomatico è, probabilmente, meno influenzato dalle variazioni dell'UR.

    Alti livelli di UR aumentano generalmente la permeabilità  della superficie fogliare, ma allo stesso tempo, la concentrazione effettiva di nutrienti nella foglia è bassa. Pertanto, sono previsti alti tassi di assorbimento a livelli intermedi di umidità  relativa.

    Per ottimizzare la nutrizione fogliare, è necessario conoscere i principi di assorbimento fogliare dei nutrienti ed i parametri di controllo. Il Dr. Thomas Eichert ha fatto notevoli progressi nella comprensione di questi processi, grazie ai quali molti concetti e teorie precedentemente accettati, dovrebbero essere abbandonati o modificati.

    Ciò che è chiaro è che in molte situazioni la nutrizione fogliare può essere un'alternativa promettente e vantaggiosa alle applicazioni di fertilizzanti del suolo.

     

    Fonte: Redagrí­cola

     

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