Impariamo a fertilizzare

di Dorothy Morgan, tradotto da G. Torelli per il mondo delle orchidee, news del G.A.O.

Nella coltivazione delle nostre orchidee usiamo spesso i fertilizzanti, nella speranza di ottenere piante più rigogliose. Ma di norma non sappiamo perchè fertilizziamo, se è davvero utile fertilizzare e spesso non sappiamo neppure cosa stiamo usando come fertilizzante e la sua reale composizione. Questi fertilizzanti hanno una sigla (N.K.P.), per molti di noi misteriosa.

Cos'è la nutrizione delle piante?

Le piante usano minerali inorganici per la nutrizione, sia che crescano in natura che in un vaso. Complesse interazioni, coinvolgenti la disgrezione delle rocce legata al tempo, la decomposizione del materiale organico, l'attività di animali e microbi, formano i minerali inorganici nel suolo. Le radici assorbono i nutrienti minerali come ioni nell'acqua del suolo. Molti fattori influenzano la captazione nutriva per le piante. Gli ioni possono essere rapidamente disponibili per le radici o possono essere legati da altri elementi o dal suolo stesso. Suoli troppo alti nel pH (alcalini) o troppo bassi (acidi) rendono indisponibili i minerali alla pianta.

Fertilità o nutrizione

Il termine "fertilità" si riferisce all'intrinseca capacità del suolo a supplire i nutrienti alle piante in adeguate quantità ed in appropriate proporzioni.
Il termine "nutrizione" si riferisce ai passi interconnessi coi quali un organismo vivente assimila cibo e lo usa per la crescita e per il ricambio dei tessuti. In precedenza, la crescita delle piante era pensata in termini di fertilità del suolo o di quanto fertilizzante dovesse essere aggiunto per aumentare i livelli del suolo in elementi minerali. L'uso di substrati senza suolo e le aumentate ricerche sulle culture nutrienti ed idroponiche, come pure l'avanzare delle analisi dei tessuti delle piante, hanno portato ad una più larga comprensione della nutrizione delle piante. Nutrizione delle piante è un termine che tiene conto dell'interrelazione degli elementi minerali nel suolo o nelle soluzioni senza suolo, come il loro ruolo nella crescita delle piante. Queste interrelazioni coinvolgono un complesso equilibrio di elementi minerali essenziali e benefici per un'ottimale crescita della pianta.

Essenziale o benefico

Il termine elemento minerale essenziale ( o nutriente minerale) fu proposto da Arnon e Stout ( 1939). Essi concludevano che tre criteri devono essere incontrati affinchè un elemento possa essere considerato essenziale. Questi criteri sono:

1. Una pianta deve essere incapace di completare il suo ciclo vitale in assenza di quell'elemento minerale.

2. La funzione dell'elemento non può essere rimpiazzata da un altro elemento minerale.

3. L'elemento deve essere direttamente coinvolto nel metabolismo della pianta.

Questi criteri sono linee guida importanti per la nutrizione delle piante, ma escludono gli elementi minerali benefici. Gli elementi benefici sono quelli che possono compensare gli effetti tossici di altri elementi o possono rimpiazzare nutrienti minerali in qualche altra funzione meno specifica, come il mantenimento della pressione osmotica. L'omissione di nutrienti benefici in prodotti commerciali può significare che le piante non vengano cresciute al loro potenziale genetico ottimale, ma siano meramente prodotte ad un livello di sussistenza.
Questa discussione sulla nutrizione delle piante include sia gli elementi minerali essenziali che quelli benefici.

Cosa sono gli elementi minerali?

Attualmente 20 elementi minerali sono considerati necessari oppure benefici per la crescita della pianta. Carbone (C), idrogeno (H), ed ossigeno (O) sono forniti dall'aria. I sei macronutrienti, azoto (N), fosforo (P), potassio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), e zolfo (S) sono richiesti in grande quantità dalla pianta. Il resto degli elementi è richiesto invece in tracce ( micronutrienti). Elementi traccia essenziali includono boro (B), cloro (Cl), rame (Cu), ferro (Fe), manganese (Mn), sodio (Na), zinco (Zn), molibdeno (Mo), e nickel (Ni). Elementi traccia benefici includono silicio (Si) e cobalto (Co). Gli elementi benefici non vengono giudicati essenziali per tutte le piante, ma possono esserlo per alcune. La distinzione tra benefico ed essenziale è spesso difficile nel caso di alcuni elementi traccia. Il cobalto per esempio è essenziale per la fissazione dell'azoto nei legumi. Può anche inibire la formazione di etilene ed estendere la vita delle rose recise. Il silicio, depositato nelle pareti cellulari, incrementa la resistenza al calore ed alla siccità ed aumenta la resistenza agli insetti ed alle infezioni fungine. Il silicio, agendo come elemento benefico, può aiutare a compensare livelli tossici di manganese, ferro, fosforo ed alluminio, come pure la deficenza di zinco. Un più olistico approccio alla nutrizione delle piante non dovrebbe essere limitata ai nutrienti essenziali, ma dovrebbe includere elementi minerali a livelli benefici per ottenere una crescita ottimale. Con lo sviluppo della chimica analitica e l'abilità di eliminare contaminanti nelle culture nutrienti, la lista degli elementi essenziali potrebbe aumentare nel futuro.

Gli elementi minerali nella produzione di piante

L'uso di suolo per la produzione in serra era comune prima del 1960. Oggi pochi coltivatori usano ancora suolo nei loro substrati. Il grosso della produzione è in substrati senza suolo. I substrati senza suolo devono provvedere supporto, aerazione, nutrienti e ritenzione di umidità come fà il suolo, ma l'aggiunta di fertilizzanti o nutrienti è differente. Molti misti senza suolo hanno magnesio, fosforo, zolfo, azoto, potassio ed alcuni micronutrienti incorporati come fertilizzanti pre-impianto. Azoto e potassio devono comunque essere applicati al raccolto durante la produzione. Difficoltà nell'ottenere un misto omogeneo usando fertilizzanti pre-impianto può spesso risultare in un incostante raccolto ed in un possibile livello di nutrienti tossici o deficienti. Substrati senza suolo, che richiedano addizione di micro e macro-nutrienti applicati come liquido durante la crescita del raccolto, possono attualmente dare al coltivatore più controllo del suo raccolto. Per raggiungere la massima produzione, il coltivatore può aggiustare i livelli di nutrienti per compensare altri fattori ambientali durante la stagione di crescita. L'assorbimento degli ioni minerali è dipendente da un numero di fattori oltre che dalle condizioni del tempo. Questo include la capacità di scambio cationico o CEC ( Cation Exchange Capacity) ed il pH o quantità relativa di idrogeno (H) o ioni idrossili (OH) del medium di crescita, e la alcalinità totale dell'acqua di irrigazione.

CEC o capacità di scambio cationico.
La capacita di scambio cationico si riferisce all'abilità del medium di crescita di trattenere nella sua struttura elementi minerali scambiabili. Questi cationi includono azoto, potassio, calcio, magnesio, ferro, manganese, zinco e rame. Torba e misti contenenti bark, segatura, ed altri materiali organici hanno tutti un certo livello di capacità di scambio cationico.

pH: che significa?
Il termine pH si riferisce all'alcalinità o all'acidità di una soluzione acquosa di un substrato di crescita. Questa soluzione consiste di elementi minerali dissolti forma ionica in acqua. La reazione di questa soluzione se è acida o alcalina avrà un marcato effetto sulla disponibilità degli elementi minerali alle radici delle piante.Quando c'è una maggior quantità di ioni idrogeno H+ la soluzione sarà acida ( pH minore di 7.0). Se ci sono più ioni idrossilici OH- la soluzione sarà alcalina ( pH maggiore di 7.0). Un equilibrio di ioni idrogeno e idrossilici porta a suoli a pH neutri ( =7.0). Il range per la maggior parte delle culture è tra 5.5 e 6.2, o leggermente più acida. Questo crea il livello medio più grande di disponibilità per tutti i nutrienti essenziali alla pianta. Fluttuazioni estreme di pH più alto o più basso possono causare deficenza o tossicità dei nutrienti.

Gli elementi della completa nutrizione delle piante.
Quella che segue è una breve linea guida del ruolo dei nutrienti minerali essenziali e benefici che sono cruciali per la crescita. Eliminate qualcuno di questi elementi, e le piante mostreranno anormalità di crescita, sintomi da deficenza, o possono non riprodursi normalmente.

Macronutrienti

AZOTO: è un componentemaggiore di proteine, ormoni, clorofilla, vitamine ed enzimi essenziali per la vita delle piante. Il metabolismo dell'azoto è un fattore importante nella crescita dello stelo e delle foglie ( crescita vegetativa). Troppo, può ritardare la fioritura e la fruttificazione. Sua carenza, può ridurre la resa, causa ingiallimento delle foglie e crescita stentata.

FOSFORO: è necessario per la germinazione dei semi, la fotosintesi, la formazione proteica, e quasi tutti gli aspetti della crescita e del metabolismo nelle piante. E' essenziale per la formazione del fiore e del frutto. Un pH basso ( meno di 4) determina che il fosforo è chimicamente bloccato nei suoli organici. Sintomi di sua deficenza sono fusti e foglie porpora; la maturità e la crescita sono ritardate. La produzione di frutti e fiori è scarsa. Può determinare la caduta prematura dei frutti e dei fiori. Il fosforo deve essere applicato vicino alle radici della pianta affinchè la pianta lo utilizzi. Grandi applicazioni di fosforo senza adeguati livelli di zinco possono causare una deficenza di zinco.

POTASSIO: è necessario per la formazione di zuccheri, amidi, carboidrati, sintesi proteica e divisione cellulare nelle radici ed in altre parti della pianta. Aiuta ad aggiustare l'equilibrio idrico, migliora la rigidità della stelo e la resistenza al freddo, aumenta il profumo ed il colore in culture di frutta e vegetali, aumenta il contenuto in olio dei frutti ed è importante per le culture ricche di foglie. Sue carenze determinano basse rese, foglie chiazzate, macchiate o arricciate, con un aspetto di scottato e bruciato nelle foglie.

ZOLFO: è un componente strutturale degli amminoacidi, delle proteine, delle vitamine e degli enzimi ed è essenziale per produrre clorofilla. Impartisce gusto a molti vegetali. La sua carenza si manifesta con foglie verde chiaro. Lo zolfo è rapidamente perso dai suoli per dilavamento e deve essere applicato con una formula nutriente. Alcune acque possono contenere zolfo.

MAGNESIO: è un componente strutturale critico della molecola della clorofilla ed è necessario per il funzionamento degli enzimi della pianta per produrre carboidrati, zuccheri e grassi. E' usato per la formazione di frutta e noci ed è essenziale per la germinazione dei semi. Piante carenti in magnesio appaiono clorotiche, mostrano ingiallimento tra le vene delle vecchie foglie; le foglie possono cadere. Il magnesio è dilavato dall'innaffiamento e deve essere supplito quando si nutre. Può essere applicato come spray foliare per correggerne le deficienze.

CALCIO: attiva gli enzimi, è un componente strutturale delle pareti cellulari, influenza il movimento d'acqua nelle cellule ed è necessario per la crescita e la divisione cellulare. Alcune piante devono avere calcio per captare azoto ed altri minerali. Il calcio è facilmente dilavato. Il calcio, una volta depositato nei tessuti della pianta è immobile ( non traslocabile) cosicchè vi deve essere un suo costante apporto per la crescita. La sua carenza causa arresto della nuova crescita dello stelo, fiori e radici. Sintomi di carenza di calcio vanno da una nuova crescita distorta a macchie nere su foglie e frutti. Possono apparire margini gialli.

Micronutrienti

FERRO: è necessario per molte funzioni enzimatiche e come catalizzatore per la sintesi della clorofilla. E' essenziale per le parti giovani in crescita della pianta. Sintomi di carenza di ferro sono un colore pallido delle giovani foglie, seguite da un ingiallimento delle foglie e delle larghe vene. Il ferro è perso dal dilavamento ed è trattenuto nelle porzioni più basse della struttura del suolo. Sotto condizioni di alto pH ( alcalino) il ferro è reso indisponibile per le piante. Quando i suoli sono alcalini, il ferro può esere abbondante, ma non disponibile. Applicazioni di una formula nutriente acida contenente ferro chelato, in forma solubile, dovrebbe correggere il problema.

MANGANESE: è coinvolto in attività enzimatica per la fotosintesi, la respirazione ed il metabolismo azotato. Una sua carenza nelle foglie giovani si mostra come una rete di vene verdi su di un fondo verde chiaro, simile ad una deficienza di ferro. In stadi avanzati le parti verde chiaro diventano bianche, e le foglie sono perse. Macchie brunastre, nere, o grigiastre possono apparire vicino alle vene. In suoli neutri o alcalini le piante spesso mostrano sintomi di deficienza di manganese. In suoli altamente acidi, il manganese può essere così disponibile al punto da risultare tossico.

BORO: è necessario per la formazione della parete cellulare, per l'integrità di membrana, per la captazione del calcio, e può essere utile nella traslocazione degli zuccheri. Il boro ha effetto su almeno 16 funzioni nelle piante. Queste funzioni comprendono la fioritura, la germinazione del polline, la fruttificazione, la divisione cellulare, le relazioni acquose ed il movimento degli ormoni. Il boro deve essere disponibile per tutta la vita della pianta. Non è traslocato ed è facilmente dilavato dai suoli. Carenza di boro uccide le gemme terminali, lasciando un effetto rosetta sulla pianta. Le foglie sono spesse, arricciate e fragili. I frutti, tuberi e radici sono discolorati, crepati e chiazzati da macchie brune.

ZINCO: è un componente degli enzimi o un cofattore funzionale di un largo numero di enzimi, comprese le auxine ( ormoni della crescita delle piante).E' essenziale al metabolismo dei carboidrati, sintesi proteica ed allungamemto internodale ( crescita del fusto). Piante con carenza di zinco hanno foglie variegate con aree irregolari clorotiche. La carenza di zinco porta deficienza di ferro, causando sintomi simili. Deficienza di zinco avviene in suoli erosi ed è meno disponibile ad un range di pH tra 5.5 e 7.0. Un abbassamento del pH può rendere lo zinco più disponibile fino al punto di tossicità.

RAME: è concentrato nelle radici delle piante e gioca una parte nel metabolismo azotato. E' un componente di molti enzimi e può essere parte dei sistemi enzimatici che usano carboidrati e proteine. Carenze di rame causano appassimento delle punte dei germogli, e le foglie terminali sviluppano macchie marroni. Il rame è legato saldamente nel materiale organico e può essere deficiente in suoli altamente organici. Non è facilmente perso dal suolo ma spesso può essere non disponibile. Troppo rame può causare tossicità.

MOLIBDENO: è un componete strutturale degli enzimi che riducono i nitrati ad ammonio. Senza di esso, la sintesi delle proteine è bloccata e la crescita della pianta cessa. Anche i batteri del nodulo delle radici ( fissatori di azoto) lo richiedono. I semi possono non formarsi completamente, e deficienza di nitrogeno può avvenire se vi è mancanza di molibdeno. Segni di deficienza sono foglie verde pallido con margini arrotolati o concavi.

CLORO: è coinvolto nell'osmosi ( movimento di acqua o soluti nelle cellule), la bilancia ionica necessaria alle piante per captare elementi minerali, e nella fotosintesi. Sintomi di mancanza di cloro includono avvizzimento, radici tozze, clorosi ( ingiallimento) e tendenza al color bronzo. In alcune piante possono essere diminuiti gli odori. Il cloruro, la forma ionica del cloro usata dalle piante, è di solito trovato in forma solubile ed è perso dal dilavamento. Alcune piante possono mostrare segni di tossicità se i livelli sono troppo alti.

NICKEL: ha recentemente conseguito lo stato di elemento traccia essenziale per le piante, in accordoalle ricerche dell'Agricultural Research Service Plant, Soil and Nutrition Laboratory di Ithaca, NY. E' richiesto dall'enzima ureasi, che degrada l'urea fino a liberare azoto in una forma usabile dalle piante. Il nickel è richiesto per l'assorbimento del ferro. I semi richiedono nickel per germinare. Le piante cresciute senza aggiunta di nickel raggiungono gradualmente il livello di deficienza al tempo in cui maturano ed iniziano la crescita riproduttiva. Se il il nickel è deficiente le piante possono fallire nel produrre semi vitali.

SODIO: è coinvolto nell'osmosi ( movimento d'acua) e nella bilancia ionica nelle piante.

COBALTO: è richiesto per la fissazione azotata nei legumi e nei nodi radicali dei non legumi. La domanda di cobalto è più alta per la fissazione di azoto che per la nutrizione di ammonio. Livelli di deficienza possono risultare in sintomi di deficienza di azoto.

SILICIO: si trova come componente delle pareti cellulari. Piante con rifornimento di silicio solubile producono pareti cellulari più forti e resistenti, costituendo queste una barriera meccanica agli insetti pungenti e succhianti. Questo aumenta in modo significativo la tolleranza al calore ed all'asciutto della pianta. Spray foliari di silicio hanno anche mostrato un benefico, riducendo la popolazione di afidi su culture in campo. Tests hanno anche trovato che il silico può essere depositato dalla pianta nel sito di infezione da funghi per combattere la penetrazione della parete cellulare da parte del fungo attaccante. Per effetto del silicio le foglie stanno più erette, aumenta la forza dello stelo, e previene la carenza di ferro e la tossicità da manganese. Il silicio non è stato determinato come essenziale per tutte le piante, ma può essere benefico per molte.