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fertilizzante

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Descrizione generale

agg. e sm. [sec. XIX; ppr. di fertilizzare]. Sostanza di origine naturale o composto chimico artificiale o miscela di sostanze diverse, immessa nel terreno agrario principalmente per fornire alle colture uno o più elementi necessari al loro sviluppo (concimazione) e secondariamente per migliorarne le caratteristiche fisico-meccaniche (ammendamento), per correggerne eventuali anomalie di reazione e favorirvi l'attività microbica (correzione). È detto anche concime. I fertilizzanti possono essere variamente classificati; in relazione all'origine si dividono in naturali e artificiali o chimici o sintetici; in base alla natura dei principali costituenti possono risultare di derivazione organica (vegetale, animale o mista) o minerale; in base alla presenza di uno o più elementi essenziali alla nutrizione minerale delle piante si distinguono in semplici e complessi o misti. I fertilizzanti semplici vengono classificati, secondo l'elemento essenziale contenuto, in azotati, fosfatici e potassici. I prodotti che contengono due o tre elementi attivi nello stesso composto sono i fertilizzanti complessi in senso stretto (binari o ternari), mentre se risultano da miscele di fertilizzanti semplici si dicono più propriamente fertilizzanti composti. I fertilizzanti possono venir distinti anche in generali o completi, quando forniscono contemporaneamente e prevalentemente in combinazione organica almeno i tre elementi più richiesti, azoto, fosforo e potassio, e in speciali, se apportano in forma concentrata e solitamente in combinazione inorganica uno o anche più elementi essenziali. Per i fertilizzanti artificiali in commercio il contenuto attivo o titolo si esprime facendo riferimento alla percentuale di azoto (N), di anidride fosforica (P₂O5) e di ossido di potassio (K₂O), e indicando la forma di combinazione in cui si trovano gli elementi fertilizzanti. Per i fertilizzanti misti la composizione è convenzionalmente indicata da una terna di numeri: il primo valore esprime la percentuale di azoto, il secondo quella di anidride fosforica e il terzo quella di ossido di potassio; la presenza eventuale di uno zero indica che si tratta di un fertilizzante binario, in cui è mancante l'elemento corrispondente alla posizione dello zero.

Fertilizzanti naturali e artificiali

Il principale fertilizzante naturale, indispensabile coadiuvante dei fertilizzanti minerali, è il letame o stallatico; un letame maturo contiene, sebbene in dosi modeste, tutti e tre i principali elementi fertilizzanti e anche in tracce sensibili molti oligoelementi: in media una tonnellata di letame bovino o equino contiene 4-5 kg di azoto, 2-2,2 kg di anidride fosforica e 4-5 kg di ossido di potassio. Il letame derivante da escrementi di pollaio, o pollina, ha invece una percentuale circa tripla di azoto e di fosforo, ma un tenore uguale di potassio. Si preparano anche letami artificiali facendo fermentare in concimaie varie sostanze vegetali, in specie paglia e strame, mescolate con sostanze minerali fertilizzanti. Concimi naturali di impiego più limitato sono il sangue secco e i residui cornei (12-14% N), farine di carne e di pesce (6-10% N e 10-18% P₂O5), polvere d'ossa (1-4% N e 22-28% P₂O5), il guano (12% N, 12% P₂O5 e 0,5-2% K₂O), il nitrato di sodio ricavato dagli estesi giacimenti cileni, e ancora panelli di semi oleosi, residui di zuccherificio, acque cloacali e rifiuti solidi urbani previo opportuno trattamento depuratore. Concimi misti organico-minerali, detti terricciati o composte, si ottengono dall'accumulo stratificato di vari materiali organici di scarto, ma soprattutto letame, con terra; nel terricciato maturo le sostanze azotate sono quasi completamente trasformate in forma ammoniacale e nitrica, facilmente assimilabili dalle piante. § I fertilizzanti artificiali, che rivestono nella moderna agricoltura un'importanza sempre crescente, sono prodotti in due forme principali, liquida e solida; la maggior parte dei fertilizzanti chimici solidi è messa in commercio in forma granulare per agevolarne trasporto, conservazione, manipolazione e distribuzione, ovviando agli inconvenienti riscontrati per i prodotti pulverulenti, soggetti a essere asportati dai venti nei campi e a formare agglomerazioni per igroscopicità. L'uso dei fertilizzanti liquidi si sta notevolmente diffondendo specie per quelli azotati.

Fertilizzanti azotati

I fertilizzanti azotati hanno un'azione spiccata nel favorire lo sviluppo vegetativo delle colture; possono contenere azoto sotto forma nitrica, ammoniacale, nitrico-ammoniacale e organica. I fertilizzanti ad azoto nitrico sono direttamente e prontamente assorbiti dalle piante, mentre quelli ad azoto ammoniacale, pur avendo ugual valore fisiologico, sono assorbiti per via diretta più lentamente, ma per lo più sono utilizzati indirettamente subendo nel terreno, dove vengono fissati dal complesso adsorbente del suolo, la trasformazione in azoto nitrico a opera dei batteri nitrificanti. I fertilizzanti ad azoto organico sono invece concimi ad azione molto lenta, dovendo subire nel terreno le successive trasformazioni in azoto ammoniacale e nitrico. La produzione dei fertilizzanti azotati si basa essenzialmente sulla sintesi dell'ammoniaca, prodotto che serve per la preparazione sia dei fertilizzanti ad azoto ammoniacale e dell'urea, sia dell'acido nitrico, da cui derivano i fertilizzanti ad azoto nitrico. I più importanti fertilizzanti ad azoto nitrico sono i nitrati di calcio, Ca(NO₃)₂, e di sodio, NaNO₃, con titolo del 16%; il nitrato di calcio inoltre, presentando un 30% di ossido di calcio, agisce da correttivo per terreni privi o poveri di calcio. Un nitrato ad azione doppia, contenendo in parti uguali azoto sia nitrico sia ammoniacale, è il nitrato di ammonio, NH4NO₃(35% N); sarebbe il fertilizzante ideale, ma è molto deliquescente e anche pericoloso per spiccate tendenze esplosive e pertanto viene diluito per aggiunta di sostanze inerti, per esempio calcare, fino al 20% N. Tra i fertilizzanti ad azoto ammoniacale il più diffuso in Italia è il solfato di ammonio, (NH4)₂SO4, (ca. il 20% N); è poco adatto per i terreni acidi, a differenza del carbonato di ammonio, (NH4)₂CO₃. A causa dell'elevato costo delle attrezzature occorrenti per il trasporto, la conservazione e l'iniezione nel terreno, in Italia non si ricorre all'impiego diretto dell'ammoniaca anidra (ben l'82% N), pratica molto diffusa negli USA perché consente una distribuzione uniforme e una pronta assimilazione. Oltre che iniettata sotto pressione nel terreno, l'ammoniaca può essere diluita in acqua fino a un 20-30% e impiegata nella fertirrigazione. I fertilizzanti ad azoto organico sono principalmente l'urea e la calciocianammide. L'urea, CO(NH₂)₂, è il fertilizzante solido a più elevato titolo di azoto, ca. il 46%; la sua azione fisiologico-agraria è paragonabile a quella dell'azoto ammoniacale, dato che nel suolo facilmente si idrolizza trasformandosi in carbonato di ammonio. La calciocianammide, CaCN₂, oltre che buon concime azotato (15-20% N), ha azione correttiva sui terreni acidi per la presenza di calce, e anche erbicida e insettifuga; si comporta come i fertilizzanti ammoniacali dato che nel terreno è trasformata successivamente in urea e carbonato di ammonio. Fertilizzanti azotati di costo abbastanza elevato e destinati a impieghi specifici, come per esempio semenzai, vivai, prati erbosi, ecc., poiché svolgono gradatamente e per lunghi periodi l'azoto contenuto, derivano da combinazioni di urea con formaldeide o altre aldeidi, con titoli in media del 35-40%. Fertilizzanti liquidi azotati di facile impiego si ottengono da soluzioni di nitrato di ammonio e urea in acqua o in idrossido di ammonio. L'urea è inoltre impiegata nella preparazione di fertilizzanti complessi e in quella della calcurea, Ca(NO₃)₂∤4CO(NH₂)₂, ottimo fertilizzante di rapida assimilazione e ad azione correttiva.

Fertilizzanti fosfatici

Il fosforo è assorbito dalle piante in forma anionica per lo più come ioni H₂PO-4, forniti dal complesso di adsorbimento del suolo che li ricavano dai fosfati di calcio, ferro e magnesio, tutti pochissimo solubili: è necessario quindi accrescere la disponibilità di fosforo nel terreno mediante somministrazione di composti solubili facilmente assimilabili dalle piante. La concimazione fosfatica tende ad abbreviare il ciclo vegetativo delle piante, accelerando la maturazione dei frutti, favorisce l'assimilazione dell'azoto e del potassio e irrobustisce la pianta stimolando la lignificazione dei tessuti meccanici e conduttori. Il valore commerciale dei fertilizzanti fosfatici dipende dalla percentuale di anidride fosforica e dalla forma di combinazione del composto contenuto: si tratta per lo più di fosfati di calcio e pertanto vanno considerati anche fertilizzanti calcici. I fosfati naturali minerali (apatiti, fosforiti, ecc.) e organici (guano, ossa opportunamente sgrassate) contengono elevatissime percentuali di fosfato di calcio neutro o fosfato tricalcico, Ca₃(PO4)₂, che è però insolubile sia in acqua sia negli acidi organici e pertanto il suo assorbimento da parte delle radici risulta esiguo e troppo diluito nel tempo. Questi fosfati si impiegano finemente macinati (polveri fosfatiche) come concimi ad azione lenta, ma per lo più vengono attaccati con acido solforico di media concentrazione; si ottengono così miscele formate da fosfato di calcio monoacido, CaHPO4, insolubile in acqua ma solubile negli acidi organici, come per esempio nel citrato di ammonio, scelto come riferimento standard, da fosfato di calcio biacido, Ca(H₂PO4)₂, solubile in acqua, e da solfato di calcio, denominate perfosfati o superfosfati, con titolo di P₂O5 del 16-22%. Trattando invece le fosforiti o le ossa con acido fosforico si ottengono perfosfati arricchiti detti doppi (32-35% P₂O5) o tripli o trisuper (45-47% P₂O5) e senza solfato di calcio. Per la concimazione di terreni acidi, data l'elevata percentuale di ossido di calcio (40-50%) molto usate sono le scorie di defosforazione della ghisa o scorie Thomas, miscele di fosfati basici e di silico-fosfati, in gran parte solubili in acidi organici, con titolo del 16-20% di P₂O5.

Fertilizzanti potassici

Il potassio è generalmente abbondante nel terreno agrario, ma per lo più si trova sotto forma di feldspati o altri silicati insolubili, che solo molto lentamente liberano potassio in forma solubile, con velocità insufficiente a compensare il depauperamento prodotto dalle colture, esaltato dall'impiego dei fertilizzanti azotati e fosfatici che, aumentando la produzione dei raccolti, ha accelerato l'asportazione di potassio dal suolo. La moderna agricoltura ricorre anche ai fertilizzanti potassici, sia per ovviare alla carenza di potassio nel suolo, sia per bilanciare la somministrazione di fosforo e di azoto; si è accertato che il potassio svolge un ruolo fondamentale nella formazione degli idrati di carbonio e degli albuminoidi, che agisce da attivatore in importanti cicli biologici, che stimola e aumenta l'attività fogliare intervenendo nel processo clorofilliano; inoltre la concimazione potassica esalta la resistenza delle colture alle gelate e a molte malattie parassitarie. I fertilizzanti potassici sono costituiti essenzialmente da sali potassici solubili, ottenuti dalla lavorazione (flottazione, evaporazione, cristallizzazione frazionata) di minerali grezzi inquinati fortemente da salgemma, come carnallite, cainite, silvina, polialite, langbeinite, presenti in imponenti giacimenti (Kansas, Texas, Stassfurt, Alsazia, Sicilia – San Cataldo –, Dancalia); i più impiegati sono il cloruro potassico, KCl (60% K₂O), di basso costo ma nocivo per alcune colture che non sopportano gli ioni Cl-, come tabacco, patate, ortaggi, e il solfato di potassio, K₂SO4(48-52% K₂O). Sali potassici utilizzabili come fertilizzanti si ottengono inoltre dalle ceneri delle piante (carbonato di potassio, K₂CO₃) e dal salino potassico (ca. il 40% K₂O), sottoprodotto ricavato dall'incinerimento di residui e scarti di diverse industrie, principalmente quella saccarifera; una fonte notevole, va considerata la leucite, metasilicato di alluminio e di potassio di natura vulcanica.

Impiego dei fertilizzanti

La produzione agricola dipende in misura sempre maggiore dall'impiego di fertilizzanti. Tuttavia vari fattori rendono problematico il loro uso razionale e rispondente ai criteri rigorosamente economici sui quali è impostata la moderna pratica agronomica. Il costo dei prodotti, che ha risentito dei rincari dell'energia e di frequenti squilibri tra domanda e offerta, e il costo di applicazione devono essere confrontati con gli incrementi di produzione realisticamente prevedibili. L'impiego generalizzato, nelle economie avanzate, di fertilizzanti può determinare l'insorgere di eccedenze produttive e costituisce un fattore d'inquinamento ambientale. Per tali motivi, l'uso di fertilizzanti tende a essere regolamentato. Da questo punto di vista l'uso generalizzato dei fertilizzanti complessi, che danno un apporto variamente bilanciato di azoto, fosforo e potassio, può rappresentare di fatto uno spreco qualora la composizione del formulato non corrisponda ai reali fabbisogni del terreno e della coltura. Un'esatta conoscenza di queste richieste, derivanti da dati analitici e dall'esperienza agronomica, permette di ottenere ottimi risultati per mezzo dei meno costosi fertilizzanti semplici eliminando di volta in volta le carenze effettivamente determinatesi. In seguito alle elevate produzioni dovute al largo uso di fertilizzanti minerali si verificano delle deficienze di oligoelementi come ferro, rame, manganese, asportati in quantità con i raccolti. Tali elementi aggiunti sotto forma di sali ai normali fertilizzanti vengono in gran parte immobilizzati nel terreno in forme non utilizzabili dalle piante. Per questo si è diffuso l'uso dei complessi metallorganici (chelati) che, sebbene più costosi, mantengono gli elementi utili in forma non ionica, che non può essere fissata dal terreno ma è assimilabile da parte dei vegetali. Questi elementi micronutritivi possono essere applicati anche direttamente alle foglie. Il metodo della concimazione fogliare si è ampiamente affermato e permette di fornire anche azoto sotto forma di urea o di altri prodotti in soluzione. Le sostanze nutritizie vengono assorbite non solo per mezzo degli stomi ma anche attraverso la cuticola e quindi, entrando subito in circolo, permettono di ottenere più rapidamente gli effetti desiderati. Questo tipo di applicazione si è dimostrato particolarmente vantaggioso in quanto può essere realizzato contemporaneamente ai trattamenti antiparassitari. La somministrazione di fosforo e potassio per via fogliare non ha dato invece risultati pratici a causa del loro lentissimo assorbimento. Un'altra tecnica diffusa riguarda l'uso dei fertilizzanti liquidi; questi presentano un minor costo, possono essere distribuiti più uniformemente e permettono di eliminare varie operazioni che necessitano di manodopera, quali il carico, lo scarico, l'immagazzinamento, ecc. In particolare, efficace risulta l'impiego in presemina di ammoniaca anidra, la cui distribuzione, complessa e pericolosa per il singolo agricoltore, viene curata da apposite organizzazioni. Nel campo dei fertilizzanti solidi le innovazioni più rilevanti riguardano le formulazioni a lenta cessione. Quest'ultima può essere ottenuta con l'incapsulazione dei fertilizzanti solubili: un esempio è costituito dall'urea ricoperta di zolfo. Questa pratica, applicata particolarmente ai fertilizzanti azotati, consente la loro localizzazione, cioè la distribuzione contemporanea alla semina e in prossimità del seme; nonostante l'elevata concentrazione di fertilizzante non vi sono pericoli di azione caustica con diminuzione di germinabilità. Questi prodotti assicurano una regolare nutrizione alla pianta durante tutto il ciclo vegetativo, riducendo inoltre al minimo le perdite per dilavamento. Alla riduzione della perdita di fertilizzanti viene prestata particolare attenzione. Infatti nel periodo intercorrente tra un raccolto e la successiva semina si può avere un notevole depauperamento di azoto per opera di batteri denitrificanti e per dilavamento, mentre l'erosione superficiale asporta anche potassio e fosforo. La semina di erba da interrare poi con l'aratura permette di fissare preziosi elementi arricchendo il suolo in azoto e sostanza organica nell'intervallo tra due colture successive. Tra le alternative dei fertilizzanti tradizionali vanno ricordati i fertilizzanti biologici, ossia colture batteriche che esaltano l'attività microbiologica dei terreni, e i cosiddetti “compost” ottenuti dal trattamento meccanico e biologico di una parte dei rifiuti urbani.