project - EIP-AGRI Operational Group
Agronomic techniques for the prevention of nitrate pollution and the conservation of organic matter - Ferrara Nitrates
Tecniche agronomiche per la prevenzione dell'inquinamento da nitrati e la conservazione della sostanza organica - Nitrati Ferrara
Objectives
To develop agronomical practices that reduce nitrates losses in vulnerable zone (Ferrara Province), by increasing the organic matter and reduce the water leaching and runoff in soils representative of the area.
These effects will be achieved making use of organic soil improvers (compost) and/or through the application of conservation agriculture techniques, on demonstrative fields.
The hypothesis that will be tested is that the increase of soil organic matter:
1) decreases the leaching and runoff of water with loss of nitrates;
2) determines conditions for denitrification.
Objectives
Sviluppare pratiche agronomiche volte alla riduzione delle perdite di nitrati in zona vulnerabile (Provincia di Ferrara), attraverso l’aumento della sostanza organica e la riduzione della percolazione dell’acqua in terreni rappresentativi dell'area.
Tali effetti verranno ottenuti per mezzo di apporti di materiali organici ammendanti (compost) e/o attraverso l'applicazione di tecniche di agricoltura conservativa, su campi dimostrativi.
L’ipotesi che sarà verificata è che l’aumento della sostanza organica nel suolo:
1) diminuisca la percolazione e il ruscellamento di acqua con perdita di nitrati;
2) determini condizioni favorevoli alla denitrificazione.
Activities
• study of the soils on which the tests are carried out, aimed in particular to the transferability of the results;
• planning and implementation of the agricultural techniques aimed at increasing organic matter in soils and reducing nitrate leaching and run-off;
• monitoring of organic matter and the nitrogen cycle in the agronomic systems compared;
• assessment of economic and environmental sustainability of the proposed innovative practices, compared with the traditional ones;
• training, technical-scientific and educational dissemination, including through the EIP-AGRI network.
Activities
• studio dei suoli su cui vengono condotte le prove, finalizzata in particolare alla trasferibilità dei risultati;
• pianificazione e messa in pratica delle tecniche agronomiche tese all’incremento della sostanza organica nei suoli e alla riduzione della percolazione e ruscellamento dei nitrati;
• monitoraggio della sostanza organica e del ciclo dell’azoto nei sistemi agronomici a confronto;
• valutazione della sostenibilità economica ed ambientale delle pratiche innovative proposte, a confronto con quelle tradizionali;
• attività di formazione, disseminazione tecnico-scientifica e didattica, anche attraverso la rete EIP-AGRI.
Further details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Location details
- Main geographical location
- Ferrara
Project keyword
€ 362407
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Contacts
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Fondazione per l’agricoltura Fratelli Navarra
Project coordinator
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ARETÉ srl
Project partner
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Fondazione CRPA Studi Ricerche
Project partner
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HORTA srl
Project partner
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I.TER soc. coop.
Project partner
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Sarto Graziano
Project partner
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Università degli Studi di Ferrara
Project partner
2 Practice Abstracts
The Operational Group developed agronomic practices dedicated to the prevention of nitrate losses in the province of Ferrara, which has been declared vulnerable to nitrates of agricultural origin, through the increase of organic matter in agricultural soils. This increase was achieved both through inputs of compost and through the application of conservative agriculture practices.
Field and laboratory results confirmed the hypothesis that in the studied soils, which are fine-textured and subject to waterlogging, the availability of organic matter promotes bacterial denitrification and removal of nitrates in the form of molecular nitrogen. From an application point of view, management guidance was given on the timing of fertilization, which should be deferred as much as possible, and on increasing the organic nitrogen fraction, which is slower in releasing mineral nitrogen and therefore less exposed to losses. Agronomically, the grain yields of the different crops were good, with some peaks of excellence. The highest yields for wheat were obtained at Navarra Foundation farm, with values varying between 7.7 and 9.2 t/ha at commercial moisture. For corn grain in 2018, the best yields were obtained at Graziano Sarto farm, located in an area particularly suited for this crop, with very high values for all treatments. The sustainability of the proposed conservative practices was confirmed by a detailed economic analysis.
Il Gruppo Operativo ha sviluppato pratiche agronomiche dedicate alla prevenzione delle perdite di nitrati in provincia di Ferrara, dichiarata vulnerabile ai nitrati di origine agricola, tramite l’aumento della sostanza organica dei suoli agricoli. Tale incremento è stato ottenuto sia per mezzo di apporti di materiali organici ammendanti che attraverso l'applicazione di tecniche di agricoltura conservativa.
I risultati di campo e di laboratorio hanno confermato l’ipotesi che nei suoli studiati, a tessitura fine e soggetti a ristagno idrico, la disponibilità di sostanza organica favorisce la denitrificazione batterica e la rimozione dei nitrati in forma di azoto molecolare. Da un punto di vista applicativo, sono state date indicazioni gestionali sulle tempistiche di fertilizzazione, da dilazionare quanto più possibile, e sull’aumento la frazione organica azotata, più lenta nel rilascio di azoto minerale e quindi meno esposta a perdite. Dal punto di vista agronomico, le rese in granella delle diverse coltivazioni sono risultate buone, con alcune punte di eccellenza. Le maggiori rese per il frumento tenero sono state ottenute presso Fondazione Navarra, con valori variabili tra 7,7 e 9,2 t/ha all’umidità commerciale. Per la granella di mais nel 2018 le migliori rese sono state ottenute presso Graziano Sarto, posizionato in zona particolarmente vocata per questa coltura, con valori molto elevati per tutti i trattamenti. La sostenibilità delle pratiche conservative proposte è stata confermata da una analisi economica di dettaglio.
Starting from the assumption that the increase of the soil organic matter decreases the risk of water leaching and runoff and determines optimal conditions for denitrification and the complete removal of nitrates (anoxia and availability of C substrates), the Operational Group aims to develop agricultural practices that go in this direction, i.e. bringing back organic matter to the soil through soil improvers (compost) and maintaining or increasing the organic matter thanks to conservation agriculture techniques.
These practices are compared with conventional ones inside two farms that have different soils and representative of the main types of soils of the province of Ferrara.
Other than the agronomic activity, the Operational Group supports the research for the evaluation of the main expected results: a) maintaining / increasing the organic matter content of soils, with the expected effects on the nitrogen cycle; b) the stabilization of the soil structure, the increase of the bearing capacity of soils and the reduction of the compaction due to heavy rain ("splash" effect); c) the increase in the water retention of the soil and the decrease in peak hydraulic loads, critical in an area at a high flood risk, such as the Province of Ferrara; d) the increase of biodiversity and metabolic activity of the soil, with positive effects such as the improved efficiency of macro and micro nutrient cycling, fertility build up and higher removal of pesticide residues.
Il Piano di Innovazione parte dal presupposto che all’aumento della disponibilità di sostanza organica nel suolo corrisponda una diminuzione dei fenomeni di percolazione e ruscellamento dell’acqua e si determinino condizioni ottimali per la denitrificazione e la rimozione completa dei nitrati (anossia e disponibilità di substrati carboniosi). Il Gruppo Operativo mira a sviluppare pratiche agronomiche che vadano in questa direzione, attraverso il ritorno della sostanza organica al suolo con ammendanti (compost) e pratiche di agricoltura conservativa che possono mantenere o incrementare il livello di sostanza organica.
Queste pratiche vengono messe a confronto con quelle convenzionali all'interno di due aziende agricole che presentano suoli diversi e rappresentativi delle principali tipologie pedologiche della provincia di Ferrara.
All’attività agronomica il Gruppo Operativo affianca quella di ricerca per la valutazione delle principali ricadute attese, ovverosia: a) il mantenimento/incremento del tenore di sostanza organica dei terreni, con gli effetti attesi sul ciclo dell’azoto; b) la stabilizzazione della struttura del suolo, l’incremento della portanza dei terreni e la riduzione del compattamento dovuto a piogge battenti (effetto “splash”); c) l’incremento della ritenzione idrica del suolo e diminuzione dei carichi idraulici di punta in un’area come la provincia di Ferrara ad elevato rischio idraulico; d) l’incremento della biodiversità e della attività metabolica del suolo, con effetti positivi come il miglioramento dei tassi di ricircolo dei macro e micronutrienti, l’aumento della fertilità intrinseca e della mineralizzazione dei residui di fitofarmaci.