L'importanza dell'inerbimento negli oliveti, un approccio per la sostenibilità del suolo

Le aree destinate all'olivicoltura sono spesso caratterizzate da suoli superficiali, forti pendenze e un'elevata suscettibilità all'erosione idrica. I suoli appartengono principalmente all'ordine degli Inceptisol, classificati come Cambissoli, che presentano limitazioni intrinseche quali la profondità ridotta, l'elevato contenuto di limo, la struttura compatta e la bassa permeabilità all'acqua. Queste caratteristiche pedologiche, combinate con le pratiche colturali tradizionali che spesso mantengono il terreno nudo tra le file di olivi, creano le condizioni ideali per fenomeni erosivi particolarmente intensi.

Le perdite di suolo negli oliveti brasiliani possono raggiungere valori allarmanti, superiori a 80 Mg ha⁻¹ in un singolo mese durante i periodi di pioggia intensa. Questo fenomeno è aggravato dalla distanza tra gli alberi, necessaria per lo sviluppo ottimale della chioma, e dalla bassa copertura vegetale che caratterizza le coltivazioni tradizionali. La ricerca scientifica ha evidenziato come l'erosione rappresenti una delle principali minacce ambientali per l'olivicoltura, rendendo indispensabile l'adozione di strategie di gestione sostenibile del suolo.

In questo contesto, l'inerbimento dell'olivo emerge come una soluzione promettente per migliorare la struttura del suolo e contrastare i processi degradativi. Queste pratiche conservative non solo riducono le perdite di suolo e acqua, ma influenzano positivamente le proprietà chimiche e fisiche del terreno, modificando la struttura e la diversità della comunità batterica del suolo e aumentando le attività microbiche funzionali. Non esiste tuttavia un singolo approccio ottimale per tutte le situazioni, poiché le interazioni pianta-suolo sono essenziali per migliorare la salute del suolo e i servizi ecosistemici.

La ricerca: obiettivi e metodologia

Lo studio condotto presso l'Università Federale di Lavras si è proposto di valutare l'effetto di diversi sistemi di gestione delle colture di copertura sulla struttura del suolo in oliveti tropicali, combinando osservazioni morfologiche in campo con analisi micromorfologiche di precisione. L'ipotesi di partenza era che i diversi sistemi di gestione avrebbero modificato in modo differenziato gli attributi strutturali del suolo, favorendo la formazione di biopori, aumentando la stabilità degli aggregati e promuovendo lo sviluppo di reti di pori interconnesse a livello microscopico.

L'esperimento è stato condotto in parcelle di erosione situate nell'area sperimentale dell'Università Federale di Lavras, nel Minas Gerais, a un'altitudine di 918 metri sul livello del mare. Il clima è classificato come subtropicale d'altitudine (Cwb secondo la classificazione di Köppen), con una pioggia media annua di 1383,4 mm e una temperatura media annua di 20,6°C. I cinque trattamenti valutati nel corso di otto anni (2015-2023) hanno incluso diverse strategie di gestione della copertura del suolo.

Il primo trattamento (BS) prevedeva suolo nudo senza olivi, mantenuto libero da vegetazione attraverso controllo chimico e sarchiatura manuale. Il secondo (OBS) consisteva in olivi piantati su suolo nudo in monocoltura. Il terzo (OJB) prevedeva olivi associati al fagiolo jack (Canavalia ensiformis L.) nei primi due anni, seguiti da olivi con chioma mantenuta su vegetazione spontanea falciata. Il quarto (OSV) prevedeva olivi con vegetazione spontanea falciata. Il quinto (OMI) prevedeva olivi associati a miglio (Pennisetum glaucum L.) nel primo anno, poi a canapa sole (Crotalaria juncea L.) nel secondo, e infine a vegetazione spontanea trattata con erbicidi.

Le colture di copertura sono state seminate manualmente all'inizio della stagione delle piogge, con densità specifiche per ogni specie. La vegetazione spontanea era composta prevalentemente da Brachiaria decumbens, Digitaria sanguinalis, Melinis minutiflora, e varie specie a foglia larga. Nel corso degli anni, la composizione della vegetazione spontanea si è evoluta, con Desmodium incanum che si è aggiunta alle specie dominanti.

Risultati: le proprietà fisiche del suolo

L'analisi delle proprietà fisiche del suolo ha rivelato effetti significativi dei sistemi di gestione sulla densità apparente, sulla porosità e sulle perdite di suolo e acqua. Nello strato superficiale (0-20 cm), la densità apparente del suolo non è stata influenzata in modo significativo dai diversi trattamenti, indicando che in questo strato i processi superficiali come l'erosione idrica, l'impatto delle gocce di pioggia e la redistribuzione delle particelle tendono a omogeneizzare le condizioni strutturali.

Al contrario, nello strato più profondo (20-40 cm), il trattamento OMI ha mostrato costantemente una densità apparente inferiore rispetto ai trattamenti con suolo nudo, suggerendo che l'attività radicale e la formazione di biopori associati alle colture di copertura sono state efficaci nel modificare la struttura del suolo in profondità. Questo effetto è stato particolarmente evidente considerando che il disturbo dovuto ai processi erosivi superficiali è meno intenso a queste profondità.

La porosità totale ha mostrato un aumento significativo nel trattamento OJB alla profondità di 20-40 cm nel primo anno di studio, indicando un miglioramento precoce dell'organizzazione strutturale del suolo associato all'instaurazione delle colture di copertura. Tuttavia, questo effetto non è stato mantenuto nel tempo, suggerendo che le risposte della porosità possono essere transitorie o mascherate dalla variabilità naturale del suolo e dai processi di erosione-deposizione che continuano a verificarsi in condizioni di campo.

Per quanto riguarda le perdite di suolo, i trattamenti BS e OBS hanno mostrato i valori più elevati in entrambi gli anni di valutazione, evidenziando l'importanza di mantenere il suolo coperto. In generale, il trattamento OJB è risultato il più efficace nella prevenzione delle perdite di suolo fin dal primo anno di implementazione. Analogamente, i trattamenti BS e OBS hanno mostrato anche maggiori perdite di acqua nel 2016, mentre nel 2021 solo il trattamento OMI è stato in grado di prevenire il ruscellamento, mostrando minori perdite d'acqua.

La stabilità degli aggregati, nonostante l'aumento della sostanza organica osservato in alcuni trattamenti, non ha mostrato differenze significative tra i sistemi di gestione. Questo risultato dimostra che, nelle condizioni valutate, l'accumulo di sostanza organica non si è tradotto in miglioramenti misurabili della resistenza degli aggregati alla dispersione in acqua. I processi di aggregazione in questi suoli tropicali superficiali sono fortemente vincolati dalla composizione mineralogica, dalla tessitura e dal frequente disturbo dovuto alle piogge erosive, fattori che possono limitare l'espressione degli effetti dei trattamenti nel periodo valutato.

La chimica del suolo: evoluzione nel tempo

L'analisi delle proprietà chimiche del suolo ha rivelato un interessante andamento temporale, con assenza di differenze significative tra i trattamenti nel 2016, indicando che le colture di copertura non hanno promosso cambiamenti a breve termine nella fertilità del suolo. Questo risultato conferma che il miglioramento della fertilità in sistemi perenni stabiliti su suoli tropicali superficiali richiede tempi di implementazione medio-lunghi.

Dopo sei anni di coltivazione, nel 2021 sono stati osservati cambiamenti significativi, particolarmente nello strato superficiale (0-20 cm). I trattamenti gestiti con copertura del suolo hanno mostrato contenuti più elevati di sostanza organica, stock di carbonio, somma di basi e fosforo disponibile rispetto ai sistemi senza copertura efficace. Questi risultati evidenziano il ruolo generale delle colture di copertura nel migliorare la fertilità dello strato superficiale, la ritenzione di nutrienti e l'accumulo di sostanza organica in oliveti soggetti a erosione.

Confrontando i diversi sistemi di gestione, sono emerse risposte distinte. Il sistema OJB ha promosso il più alto contenuto di sostanza organica, stock di carbonio e somma di basi, suggerendo un miglioramento più ampio della qualità chimica del suolo. Questa risposta è probabilmente associata agli effetti combinati degli apporti organici derivanti dalle leguminose durante i primi anni e al successivo mantenimento della vegetazione spontanea, che favorisce l'apporto continuo di residui e il ciclo dei nutrienti.

Il trattamento OSV ha mostrato valori elevati di somma di basi, paragonabili a quelli osservati sotto OJB, indicando che la vegetazione spontanea falciata è stata efficace nel mantenere i livelli di basi di scambio nel suolo superficiale. Il sistema OMI, invece, ha mostrato una risposta più specifica in relazione al fosforo disponibile, con valori significativamente più alti rispetto alla monocoltura di olivo su suolo nudo, ma senza differenze significative rispetto agli altri sistemi con copertura.

Nello strato più profondo (20-40 cm), le proprietà chimiche non sono state significativamente influenzate dai sistemi di gestione nel 2021, suggerendo che i miglioramenti chimici sono stati in gran parte limitati allo strato superficiale, dove gli apporti organici, l'attività radicale e i processi biologici sono più intensi.

La morfologia del suolo: osservazioni in campo

La descrizione morfologica dei profili del suolo ha rivelato variazioni distintive nella struttura, consistenza e colore tra i diversi trattamenti, evidenziando l'impatto delle pratiche di gestione sulle proprietà del suolo e sullo sviluppo degli orizzonti. Il trattamento BS ha mostrato una struttura più debole e colori rossastri più chiari, riflettendo l'effetto combinato dei limitati apporti organici e dell'esposizione continua della superficie del suolo alle forze erosive che limitano la formazione di aggregati e favoriscono il degrado strutturale.

Al contrario, i trattamenti OJB, OSV e OMI, che incorporavano colture di copertura e vegetazione spontanea, hanno mostrato strutture superficiali più forti, colori più scuri e processi pedogenetici più avanzati. La presenza di copertura vegetale promuove l'accumulo di sostanza organica, l'attività radicale e la strutturazione biologica, che contribuiscono a migliorare l'aggregazione e lo sviluppo degli orizzonti nel tempo.

La combinazione dello spessore degli orizzonti A e di transizione ha mostrato una relazione decrescente nell'ordine e nello spessore corrispondente: OJB (39 cm) > OSV (33 cm) > OMI (26 cm) > OBS (24 cm) > BS (9 cm). Questo gradiente riflette l'effetto cumulativo della storia di gestione sulla stabilità della superficie del suolo, dove i sistemi che forniscono copertura continua del suolo e apporto di residui hanno favorito la conservazione e lo sviluppo verticale dell'orizzonte A, riducendo l'erosione e promuovendo la formazione di suolo in situ.

Il trattamento BS, oltre al ridotto spessore dell'orizzonte A, era molto superficiale, presentando l'orizzonte C a soli 42 cm di profondità, associato a materiale saprolitico e presenza di frammenti rocciosi. Questa caratteristica giustifica la classificazione come Dystrudepts, un tipo di Inceptisol comune nelle aree montuose tropicali. In queste condizioni, una copertura del suolo inadeguata accelera il troncamento degli orizzonti superficiali, limitando ulteriormente la profondità del suolo e il volume radicale efficace.

La micromorfologia: un'analisi dettagliata della struttura

Le analisi micromorfologiche delle sezioni sottili hanno rivelato differenze sostanziali nella microstruttura e nella composizione tra i diversi trattamenti, fornendo informazioni preziose sui processi di formazione del suolo che non sarebbero rilevabili con le misure fisiche convenzionali. Nei trattamenti BS e OBS, il mantenimento del suolo nudo ha portato a una riduzione della porosità superficiale, a causa dell'impatto delle gocce di pioggia che compattano e segregano il suolo, con particelle molto piccole che riempiono i pori. Questa evidenza morfologica suggerisce la formazione di un principio di compattazione dovuto al processo di degrado del suolo.

Il trattamento OJB ha mostrato caratteristiche micromorfologiche più sviluppate, con presenza di noduli di ferro e una matrice pedofeature fortemente impregnata. La micromassa poro- e granostriata ha indicato un miglioramento del contenuto organico rispetto ai trattamenti BS e OBS. Questo sistema di consociazione ha promosso processi di formazione del suolo più avanzati, riflettendo l'effetto positivo dell'apporto continuo di residui organici e dell'attività biologica.

Il trattamento OSV ha mostrato una micromassa speckled e crystallitica, con pedofeature che includevano frammenti di rivestimento argilloso illuviale. Queste caratteristiche indicano una mobilizzazione attiva dell'argilla e una redistribuzione a breve distanza all'interno dello strato superficiale, guidate dall'erosione episodica e dalla parziale stabilizzazione promossa dal sistema di vegetazione spontanea. La presenza di rivestimenti argillosi relitti suggerisce che i processi erosivi non solo causano una perdita netta di suolo, ma promuovono anche una riorganizzazione interna delle particelle fini all'interno del profilo.

Il trattamento OMI ha dimostrato caratteristiche micromorfologiche simili a OJB, con noduli di ferro e una micromassa poro- e granostriata, con frammenti radicali che riflettono un grado più elevato di incorporazione di sostanza organica e sviluppo del suolo. La presenza di pianure e vuoti a camera suggerisce una buona strutturazione del suolo a livello microscopico.

Le sezioni sottili hanno mostrato una microstruttura a blocchi angolari, con aggregati moderatamente o debolmente separati, debolmente accomodati, e vuoti planari tra le facce dei ped, coerenti con la descrizione morfologica dei profili del suolo. La tessitura birifrangente era porfirica, indicando uno scheletro disperso nella matrice dei domini argillosi, e granostriata, suggerendo l'orientamento e la compattazione dei domini argillosi intorno ai grani di sabbia e ghiaia.

Conclusioni e implicazioni pratiche

I risultati di questo studio dimostrano che i sistemi di gestione delle colture di copertura influenzano significativamente le proprietà strutturali e microstrutturali del suolo in un Dystrudepts tropicale sotto coltivazione di olivo. Tra i sistemi valutati, l'associazione di olivi con fagiolo jack durante i primi anni, seguita dal mantenimento di vegetazione spontanea falciata, ha prodotto i miglioramenti più consistenti a diverse scale, combinando minori perdite di suolo, maggiore spessore dell'orizzonte A, aumento della porosità totale e caratteristiche micromorfologiche più sviluppate.

Le diverse strategie di gestione hanno portato a risposte distinte del suolo, riflettendo contrasti tra il controllo dell'erosione guidato dalla superficie e la modificazione strutturale in profondità. I sistemi con suolo nudo hanno mostrato costantemente un'espressione strutturale più debole e una maggiore suscettibilità all'erosione. Questi risultati dimostrano che il mantenimento di una copertura continua del suolo è essenziale per preservare la struttura e la funzionalità del suolo in oliveti soggetti a erosione.

Da un punto di vista applicativo, l'adozione di colture di copertura o di vegetazione spontanea gestita rappresenta una strategia efficace e pratica per i coltivatori di olivo in regioni tropicali, al fine di ridurre il degrado del suolo, migliorare la qualità fisica del suolo e promuovere la sostenibilità a lungo termine dei sistemi olivicoli. La scelta delle specie di copertura e la loro gestione nel tempo dovrebbero essere adattate alle condizioni locali, considerando sia gli effetti a breve termine sulla protezione del suolo che gli impatti a lungo termine sulla qualità chimica e fisica del terreno.

È importante notare che i profili del suolo in condizioni di campo sono influenzati da numerose altre variabili che possono avere un'ampia gamma di effetti, inclusa la variabilità naturale del suolo e la varietà di condizioni in cui vengono eseguite le operazioni agricole. Tuttavia, l'evidenza accumulata suggerisce che le pratiche di gestione che mantengono una copertura vegetale continua rappresentano un elemento fondamentale per la sostenibilità dell'olivicoltura in condizioni tropicali difficili.

La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sulla comprensione dei meccanismi a lungo termine attraverso i quali le diverse specie di copertura influenzano la struttura del suolo e sulla valutazione della persistenza degli effetti osservati dopo la sospensione delle pratiche di gestione. Inoltre, sarebbe interessante esplorare l'impatto di questi sistemi di gestione sulla produttività dell'olivo e sulla qualità dell'olio prodotto, per fornire indicazioni complete ai coltivatori che desiderano adottare approcci sostenibili.