Transplanting date shifts the model-derived P optimum in lowland rice on P-deficient acid soil

Nelle colline umide e battute dalla pioggia del nord-est dell'India, gli agricoltori coltivano riso in campi che sono spesso allagati dall'acqua. Questo ambiente presenta una sfida specifica per il suolo: è naturalmente acido, il che significa che ha un alto livello di acidità che blocca un nutriente vitale chiamato fosforo. Il fosforo è essenziale per le piante; aiuta le radici a crescere, trasferisce energia all'interno della pianta e sostiene lo sviluppo dei semi. In questi suoli acidi, il fosforo presente nel fertilizzante viene spesso intrappolato dal ferro e dall'alluminio, rendendolo indisponibile per le piante di riso. Per questo motivo, gli agricoltori della regione si sono tradizionalmente affidati a una quantità standard di fertilizzante al fosforo, di tipo "taglia unica", assumendo che ogni coltura di riso necessiti della stessa dose indipendentemente da quando viene piantata.

Tuttavia, il momento della semina è una forza potente in agricoltura. Il riso è una coltura sensibile alla temperatura e alla luce solare. Se un agricoltore pianta i semenzali di riso troppo tardi nella stagione, la coltura potrebbe affrontare temperature più fresche mentre cerca di formare il chicco, il che può frenare la sua crescita e ridurre il raccolto. La domanda che i ricercatori volevano porre era se questo cambiamento nel tempo di semina cambi anche quanto fosforo il riso abbia effettivamente bisogno. Se una coltura piantata tardivamente cresce con meno vigore, ha ancora bisogno della stessa dose massiccia di fertilizzante, o starebbe meglio con meno?

Per trovare la risposta, un team di scienziati ha condotto un esperimento di due anni in un'azienda agricola nella regione di Meghalaya, in India. Hanno lavorato con un tipo specifico di riso di pianura coltivato su un terreno noto per essere carente di fosforo. I ricercatori hanno allestito un test attentamente controllato per separare gli effetti del tempo di semina da altre variabili. Hanno stabilito quattro vivai separati per i semi di riso, seminandoli a dieci giorni di distanza l'uno dall'altro. Ciò ha permesso di trapiantare i semenzali nel campo principale in quattro date diverse: 3 luglio, 13 luglio, 23 luglio e 2 agosto. Fondamentalmente, si sono assicurati che ogni semenzale avesse esattamente ventitré giorni quando veniva spostato in campo, in modo che l'unica differenza tra i gruppi fosse la data del calendario del trapianto.

In ognuna di queste date di trapianto, i ricercatori hanno applicato quattro diverse quantità di fertilizzante al fosforo: nessuna, una quantità bassa, una media e una alta. Hanno poi osservato come cresceva il riso, misurando tutto, dal numero di steli carichi di granella al peso del chicco raccolto. I risultati sono stati chiari e coerenti. Man mano che la data di semina veniva ritardata dall'inizio di luglio all'inizio di agosto, il riso produceva significativamente meno. La resa in granella è scesa di quasi il venticinque percento e il peso totale della biomassa della pianta è diminuito del ventitré percento. Le piante avevano meno steli produttivi, spighe più piccole e meno chicchi per spiga. Questo declino è avvenuto perché le colture piantate più tardi hanno trascorso il loro periodo critico di riempimento del chicco in un clima più fresco, il che ha limitato la loro capacità di crescere e gonfiarsi.

Lo studio ha anche rivelato come le piante rispondessero al fertilizzante. Quando il fosforo veniva aggiunto, il riso cresceva meglio, ma solo fino a un certo punto. Le piante raggiungevano le loro prestazioni ottimali con una dose media di fertilizzante. Aggiungere ancora più fosforo oltre quel punto non aiutava; anzi, causava un nuovo calo della resa. Ciò suggerisce che esiste un "punto di equilibrio" specifico per l'applicazione del fertilizzante, e versarne più di quanto la pianta possa utilizzare non è solo uno spreco, ma può essere controproducente.

La scoperta più significativa, tuttavia, è stata come la data di semina abbia spostato questo punto di equilibrio. I ricercatori hanno utilizzato modelli statistici per calcolare l'esatta quantità di fosforo che avrebbe prodotto la resa più elevata per ogni data di semina. Per la data di semina più precoce, all'inizio di luglio, il modello indicava che la quantità ideale di fosforo era di circa venticinque e mezzo chilogrammi per ettaro. Ma per la data di semina più tardiva, all'inizio di agosto, l'ideale scendeva a poco meno di ventidue chilogrammi per ettaro. Questa differenza di circa tre e mezzo chilogrammi per ettaro potrebbe sembrare piccola, ma rappresenta un reale spostamento nei bisogni della coltura. Il riso piantato più tardi, che già lottava con temperature più fresche e aveva un potenziale di resa inferiore, semplicemente non era in grado di utilizzare il fertilizzante extra per produrre più granella. Poiché la capacità di crescita della pianta era limitata dal meteo, gli nutrienti extra non potevano essere convertiti in cibo raccoglibile.

I ricercatori hanno anche esaminato cosa accadeva al fosforo all'interno delle piante e nel suolo dopo il raccolto. Hanno scoperto che le colture piantate più tardi assorbivano significativamente meno fosforo dal suolo, anche se il terreno conteneva ancora abbondanti nutrienti disponibili. Ciò ha confermato che il problema non era la mancanza di fertilizzante nel terreno, ma piuttosto una ridotta capacità della coltura piantata più tardi di assorbirlo e utilizzarlo. Il suolo lasciato dietro con il riso piantato più tardi conteneva più fosforo non utilizzato rispetto al suolo del riso piantato prima, confermando ulteriormente che la domanda della coltura era diminuita.

Questi risultati mettono in discussione l'idea che una singola raccomandazione di fertilizzante possa funzionare per ogni tempo di semina. Sebbene lo studio dimostri che ritardare la data di semina riduca la quantità ottimale di fosforo necessaria, i ricercatori avvertono che si tratta di un risultato specifico di un unico luogo e di un unico tipo di riso. La differenza nella quantità ideale di fertilizzante era relativamente piccola rispetto ai passaggi tra le dosi testate. Pertanto, sebbene i dati dimostrino che il tempo di semina cambia il modo in cui il riso risponde al fertilizzante, gli scienziati affermano che gli agricoltori non dovrebbero cambiare immediatamente le loro pratiche sulla base di questo singolo studio. Invece, questi risultati suggeriscono che le future raccomandazioni sui fertilizzanti potrebbero essere perfezionate per tenere conto delle date di semina, ma sono necessari ulteriori test con aggiustamenti più fini per esserne certi. Per ora, lo studio rimane una chiara dimostrazione che il tempismo dell'inizio di una coltura può alterare fondamentalmente il suo rapporto con i nutrienti del suolo.