Cosa sono le cover crop

I benefici delle colture di copertura

Colture intercalari per migliorare suolo e ambiente: i benefici delle cover crop

Le cover crop o colture di copertura sono colture intercalari, coltivate in periodi dell’anno in cui il terreno normalmente è incolto. Come indicato dal nome stesso (cover = copertura) l’obiettivo prioritario delle cover crop è quello di coprire il suolo in momenti in cui il terreno sarebbe nudo con conseguenti importanti benefici agronomici e ambientali:

  • assorbimento di elementi nutritivi disponibili nel suolo e restituzione degli stessi sotto forma organica, sottraendoli quindi alle perdite per insolubilizzazione e lisciviazione, e conseguente riduzione dell’inquinamento da nitrati in falda;

  • fissazione dell’azoto atmosferico nel caso in cui si utilizzino specie leguminose;

  • miglioramento della qualità fisica e biologica del suolo: la biomassa delle cover crop copre il suolo riducendo i fenomeni di erosione e di compattamento, migliorandone la struttura. La presenza delle radici delle cover crop favorisce la formazione di aggregati di suolo e incrementa l'attività dei microrganismi che a loro volta migliorano la stabilità della struttura. L'apparato radicale delle cover crop agisce anche sulla permeabilità del suolo determinando un aumento della velocità di infiltrazione dell'acqua;

  • riduzione delle specie infestanti dovuta principalmente a tre meccanismi: la competizione per lo spazio, la luce e gli elementi nutritivi, l'allelopatia e l'influenza sulla dinamica di mineralizzazione /immobilizzazione dell'azoto nel suolo;

  • incremento di sostanza organica dovuto alla biomassa della cover crop che, non essendo raccolta, diventa substrato alimentare per i microrganismi del suolo che la degradano dando luogo alla formazione di sostanze umiche.

Incremento di azoto

Nel breve periodo l'incremento della disponibilità di azoto assimilabile dalle piante non è indotto da tutte le cover crop ma solo da alcune. La concentrazione di azoto assimilabile nel suolo (azoto nitrico+azoto ammoniacale) è ben correlato al rapporto C/N della biomassa prodotta dalle cover crop. Per valori di C/N attorno a 10 si ha il massimo rilascio di azoto potenzialmente disponibile (Npd). Con l'aumento del valore C/N fino a circa 20 l'Npd diminuisce fino ad annullarsi. Per valori superiori a 21 (biomassa povera di azoto), il suolo ne viene impoverito perchè i microrganismi del suolo utilizzano l'azoto del suolo per la loro attività di degradazione della sostanza organica fresca prodotta dalla biomassa delle cover crop. Il rapporto C/N dipende sia dalla specie sia dallo stadio fenologico in cui si trova al momento della terminazione. In generale le graminacee e le brassicacee hanno un elevato contenuto di azoto nella prima fase vegetativa e successivamente si riduce: esse hanno quindi un interesse per il loro apporto di azoto fino alla fine dell'accestimento (graminacee) e fino alla pre-fioritura (brassicacee). Le leguminose invece conservano un elevato valore C/N fino all'inizio della fioritura, momento in cui è massimo il potenziale contributo che possono esprimere per la concimazione della coltura da reddito. Riportiamo sotto una tabella ricavata dai risultati produttivi dei progetti BENCO e COCROP con i dati di biomassa aerea, C/N, e Npd di alcune cover crop; i valori con segno positivo (+) indicano il rilascio di azoto, viceversa i valori con segno negativo (-) indicano una immobilizzazione di azoto.

Naturalmente, l'azoto effettivamente disponibile in campo più basso, in misura variabile, in base all'entità delle perdite per lisciviazione e denitrificazione causate da precipitazioni e ristagno idrico; indicativamente, per una primavera con piovosità media, si può adottare un valore di efficienza attorno all'80%.

Per le cover crop gelive, la biomassa ancora indecomposta in campo a fine inverno risulta molto ridotta rispetto al picco raggiunto prima del gelo; nel caso della senape bianca, ad esempio, è solo il 40% circa. Il destino dell'azoto non più presente come biomassa può essere la sua conservazione nel suolo oppure la perdita per lisciviazione, a seconda della piovosità.

Ai fini della concimazione è interessante conoscere cosa succede all'azoto delle cover crop durante il ciclo colturale. Per tale scopo, riportiamo in questo grafico i risultati di una simulazione della dinamica dell'azoto minerale nel suolo dopo l'incorporazione in primavera di tre diverse cover crop: veccia vellutata, segale e senape bianca. La figura riporta anche l'assorbimento di azoto del mais da granella durante le sue diverse fasi fenologiche (per maggiori informazioni sui parametri considerati per questi calcoli si veda la scheda n. 5 della pubblicazione "Cover crop: schede tecniche di coltivazione"). I risultati evidenziano che solamente in seguito all'incorporazione della veccia si ha rilascio di azoto; segale e senape determinano invece una iniziale immobilizzazione di questo elemento, lieve per la senape, più marcato per la segale. Queste dinamiche sono utili anche per valutare le tempistiche di somministrazione del concime azotato: nel caso della veccia, non risulta necessaria una somministrazione alla semina e l'intera dose può essere applicata alla seta-ottava foglia mentre, nel caso della segale, un apporto di azoto in pre-semina è necessario per evitare carenza e diminuzione di resa.

Riduzione della lisciviazione dei nitrati

La lisciviazione è il fenomeno attraverso il quale i nitrati presenti nella soluzione circolante del suolo vengono trasportati verso gli strati più profondi dall'acqua di drenaggio e quindi non sono più disponibili per le piante. Questo problema è esacerbato nel caso in cui il suolo sia nudo, come avviene spesso in autunno, periodo spesso caratterizzato anche da precipitazioni più frequenti. La perdita di nitrati rappresenta sia un danno economico sia un danno ambientale per le acque superficiali e profonde. La presenza delle colture di copertura può ridurre la lisciviazione in quanto queste piante assorbono sia l'acqua sia i nitrati durante la loro crescita. La quantità di azoto asportata nel periodo autunnale dalle cover crop, e quindi sottratta ai fenomeni di lisciviazione, dipende da vari fattori: quantità di biomassa prodotta, specie o miscuglio coltivato, data di semina, parametri atmosferici.

Complessivamente le leguminose possono asportare maggiori quantità di azoto grazie all'azoto-fissazione; se ci si concentra però sull'effetto di contenimento della lisciviazione, le non leguminose sono senz'altro più efficienti e permettono una riduzione media del 56-70% di questo fenomeno. Perchè la riduzione sia significativa è necessario che le condizioni meteorologiche autunnali siano tali da assicurare il mantenimento dei nitrati nel suolo (assenza di drenaggio) finchè la cover crop è in attiva crescita (settembre-ottobre).

Miglioramento della qualità del suolo

Le cover crop hanno molteplici effetti sul terreno in quanto ne influenzano le proprietà chimiche, fisiche e biologiche.

  • Sostanza organica: l'apporto di sostanza organica da parte delle cover crop è dovuta sia alla biomassa aerea e radicale che rimane sul terreno dopo la terminazione sia alle parti di radici e foglie che muoiono durante il ciclo della coltura e degli essudati radicali. L'incremento di sostanza organica dipende da molti fattori ed è quindi molto variabile e non sempre riscontrabile. Pur a fronte di una grande variabilità degli incrementi medi misurati, esperimenti recenti confermano l'incremento di sostanza organica in suoli coltivati con cover crop rispetto al terreno senza tali colture (+9%).

  • Nutrienti: le cover crop svolgono un effetto di cattura non solo dell'azoto ma anche di altri elementi mobili, come il calcio e il potassio che vengono assorbiti dalle radici negli strati più profondi e restituiti in superficie attraverso la biomassa aerea. Le cover crop svolgono un ruolo benefico anche nei confronti del fosforo sia attraverso l'assorbimento sia tramite altri meccanismi (produzione di acidi che solubilizzano l'elemento, micorrize che migliorano l'assorbimento).

  • Proprietà fisiche: i composti che si formano durante la decomposizione della sostanza organica delle cover crop, favoriscono la formazione di aggregati con radici e microrganismi e questo migliora la porosità del suolo e la capacità di infiltrazione dell'acqua. La protezione fisica del terreno da parte delle colture limita fenomeni di erosione e ruscellamento. Gli effetti delle cover crop sulla struttura del suolo sono diversi in base alla specie: in generale, leguminose e brassicacee tendono ad esercitare un'azione più profonda grazie all'apparato radicale fittonante mentre le graminacee hanno effetti più superficiali.

  • Proprietà biologiche: apportando nuova biomassa al terreno, le cover crop ne favoriscono l'attività biologica. Si riscontrano infatti aumenti della microfauna, della biomassa microbica del suolo e della loro attività.

Contenimento delle erbe infestanti

Le cover crop possono essere un utile strumento per il controllo delle infestanti in contesti di agricoltura biologica accanto ad altre pratiche agronomiche (rotazioni, interventi meccanici). I meccanismi attraverso i quali le cover crop contrastano la flora infestante sono diversi:

  • competizione per la luce e per lo spazio: la biomassa delle cover crop intercetta l'energia luminosa e determina un ombreggiamento che ostacola la germinazione dei semi delle infestanti. Lo strato pacciamante delle cover crop determina inoltre un impedimento fisico per la crescita delle malerbe;

  • allelopatia: è un fenomeno biologico che consiste nella produzione di composti biochimici capaci di influenzare la crescita, la sopravvivenza e lo sviluppo di altre piante. Una singola specie di cover crop può contenere diverse sostanze allelopatiche: dalla segale ne sono state isolate 16. Tra le specie principali utilizzabili come cover crop e con documentato effetto allelopatico citiamo la segale (contro gramigna indiana, amaranto, portulaca e farinello), il sorgo bicolor (contro scagliola, farinello, romice e vilucchio), la senape bianca (contro cencio molle), e l'erba medica (contro giavone). La concentrazione di sostanze allelopatiche di una specie varia in funzione della varietà e dallo stato della coltura di copertura;

  • influenza sulla disponibilità di azoto: cover crop che riducono la disponibilità di azoto (ad esempio le graminacee in fase di levata) attenuano la germinazione e la crescita delle erbe infestanti.