L’attività si è svolta presso gli appezzamenti del Centro Ricerche sul Riso dell’Ente Nazionale Risi e ha visto il confronto fra la sommersione (WF) e l’asciutta invernale (NF) e due differenti gestioni dei residui colturali, con le paglie lasciate in piedi sul campo (SS: standing straw), o trinciate (CS: chopped straw).

Durante la stagione invernale sono stati effettuati 4 campionamenti e ad ogni tempo è stato prelevato un campione di paglia sulla superficie per un’area di 25×25 cm (above ground) e una carota di suolo alla profondità di 0-25 cm (below ground) da cui è stata separata la frazione di sostanza organica con dimensione superiore a 2 mm e quella inferiore a 2 mm. Per tutte 3 le frazioni è stato determinato il contenuto di carbonio e azoto totale.

In figura sono riportati i dati di carbonio dei residui raccolti in superficie (above ground) e quelli below ground distinti per la frazione >2mm e quella < 2mm. Da ottobre a marzo si è registrata una discreta diminuzione sia della biomassa epigea sia ipogea per tutti 3 i trattamenti, ma al momento dell’aratura (24 aprile) la quantità di paglia da incorporare nei trattamenti in sommersione invernale (WF) è di circa 6 t/ha in meno (paglia trinciata, CS) e, rispettivamente, di 2 t/ha in meno (non trinciata, SS) rispetto al non sommerso (NF). La sommersione invernale tende quindi a velocizzare i processi di degradazione dei residui, con un effetto più marcato laddove le paglie sono state trinciate.

La frazione organica ipogea non presenta invece alcuna differenza tra i trattamenti, indicando che solo la parte epigea subirebbe gli effetti della sommersione durante il periodo invernale.

Per quanto riguarda l’azoto, la sommersione durante l’inverno causa, da ottobre a marzo, un aumento di N nella frazione epigea e una netta diminuzione nella frazione ipogea. Ciò potrebbe essere attribuito a una immobilizzazione netta dell’N sulle paglie e ad una mineralizzazione netta dell’N nel suolo. Nel periodo successivo, da marzo ad aprile, invece, si riscontra un aumento nella frazione ipogea che sembrerebbe indicarne immobilizzazione da parte delle comunità microbiche, tesi supportata da valori costanti del rapporto C/N.

Nel periodo successivo, tra aprile e maggio, i valori di N diminuiscono solo nel WF-CS indicando una più veloce degradazione dei residui e il rilascio di N solo con la sommersione.

Per evidenziare la relazione tra la degradazione dei residui colturali e la disponibilità di nutrienti abbiamo misurato l’azoto minerale scambiabile (nitrato e ammonio) nel suolo (0-15 cm) durante l’inverno e la stagione colturale successiva. I valori di nitrato rimangono bassi per tutto il periodo invernale (0-2 mg N kg-1), indipendentemente dalla tecnica, poiché la nitrificazione è fortemente inibita a temperature al di sotto di 5- 10°C. L’ammonio tende invece ad aumentare nei due trattamenti in sommersione invernale tra febbraio e marzo, ma ritorna a valori bassi in seguito all’asciutta primaverile. Il contemporaneo aumento dell’N nei residui ipogei farebbe presupporre un’importante immobilizzazione microbica, mentre sembra meno influente il processo di nitrificazione, poiché l’aumento di nitrato è contenuto e paragonabile tra i tre trattamenti.

Le diverse dinamiche dell’ammonio tra febbraio e giugno non sembrano influenzarne il contenuto durante la stagione colturale raggiungendo valori attorno a 10-12 mg N kg-1 in tutti tre i trattamenti.

La sommersione invernale influenza la composizione della soluzione del suolo?

Durante tutta la stagione invernale ed estiva sono stati raccolti campioni di soluzione circolante del suolo, mediante coppe porose poste a 20 e 40 cm di profondità su cui sono stati determinati i contenuti di ammonio, nitrato, ferro ridotto e sostanza organica disciolta (DOC).

Bisogna notare innanzitutto che i valori di ammonio nella soluzione del suolo sono decisamente più bassi rispetto a quelli scambiabili e raggiungono valori leggermente più elevati in WF-SS e WF-CS rispetto a NF-SS.  I valori di nitrato rimangono decisamente più bassi per tutta la stagione invernale nelle due tesi in sommersione rispetto alla gestione tradizionale, nella quale si registrano valori più elevati soprattutto a 40 cm. La sommersione invernale potrebbe limitare quindi le perdite di N per lisciviazione.

Molto importante è il parametro DOC, che fornisce un’indicazione della frazione della sostanza organica solubile prontamente disponibile per i microrganismi e derivante dalla degradazione delle paglie e della sostanza organica.  In generale, questo parametro aumenta notevolmente quando il suolo viene sommerso, come si vede durante la stagione colturale   in NF-SS, a causa della minore degradazione delle componenti organiche in anaerobiosi e del rilascio di materiale organico dalla fase solida in seguito alla dissoluzione riduttiva degli ossidi di ferro (da Fe3+ a Fe2+).  Con la sommersione invernale questo processo non si verifica e i valori di DOC rimangono alquanto bassi e costanti per tutto l’inverno, probabilmente perché le temperature rigide invernali non consentono l’attività microbica. A confermare ciò aiutano i dati del Fe2+ che non varia, nonostante con la sommersione si dovrebbe creare un ambiente riducente. Sebbene nel periodo invernale i dati di DOC e Fe2+ non siano sostanzialmente tra le tre tesi, si osserva tuttavia una minore produzione di DOC e Fe2+ in WF-SS e WF-CS rispetto a NF-SS a partire dall’inizio della stagione colturale. La sommersione sembrerebbe quindi svolgere un ruolo importante nella mineralizzazione e degradazione del substrato organico labile durante la stagione invernale, non rendendolo più disponibile per le attività microbiche durante l’estate, con importanti e positivi effetti sul ridurre le emissioni di metano dall’ambiente di risaia.