Potenziale di ossidoriduzione del suolo (REDOX) nelle applicazioni su tappeto erboso con il Dr. Lee Berndt

Potenziale redox del suolo
Di Lee Berndt Ph.D., CPAg, CCA-FL

Due fattori determinano la qualità di un tappeto erboso: la genetica e l’ambiente. Dal mio punto di vista, il compito di un responsabile del tappeto erboso è quello di modificarne l’ambiente per consentire alle specie erbose di esprimere le proprie caratteristiche al meglio del loro potenziale genetico. La maggior parte delle persone sa che questo significa, per esempio, arieggiare con i denti appropriati, alla profondità giusta e nel momento opportuno. Considerate che la carotatura modifica l’ambiente del tappeto erboso perché allevia la compattazione del suolo e consente all’aria di penetrarvi, libera CO₂ e stimola così lo sviluppo delle radici. La carotatura rimuove anche la sostanza organica superficiale. La maggior parte concorderebbe sul fatto che questi siano risultati positivi. Tuttavia, la carotatura può anche rendere più morbide le superfici erbose, un risultato che la maggior parte dei sovrintendenti non cerca in genere di ottenere. Inoltre, può risultare fastidiosa per i golfisti sia fisicamente che mentalmente. È ciò che definisco una pratica colturale poco gradita ai soci. Il punto è che le pratiche colturali hanno conseguenze, positive e negative. E talvolta adottare strategie di gestione per i loro effetti positivi percepiti può ostacolare il raggiungimento degli obiettivi gestionali.

Per esempio, considerate che alcuni nutrienti sono meno disponibili nei suoli con pH elevato. Abbassare il pH fino a un valore più favorevole rende questi nutrienti più disponibili. Da anni si consiglia l’applicazione di zolfo elementare a questo scopo, e la pratica è molto diffusa. Lo zolfo (S) abbassa il pH della soluzione del suolo reagendo con l’ossigeno disponibile (O₂) per produrre acidità (H⁺), secondo la seguente reazione:

S  +  O₂ +  H₂O  ? SO₄^2? +  H⁺

Tuttavia, una conseguenza dell’applicazione di zolfo per abbassare il pH è la riduzione dell’ossigeno nel suolo, che diminuisce la quantità disponibile per la respirazione delle radici delle piante e dei microrganismi. Ciò avviene perché l’ossigeno si lega allo zolfo in una reazione chimica che produce acido. La riduzione dei livelli di ossigeno può quindi avere un impatto, per esempio, sull’assorbimento dei nutrienti, poiché il trasporto degli ioni attraverso le membrane radicali è direttamente correlato alla velocità di respirazione delle radici, a sua volta direttamente legata alla concentrazione di ossigeno. La capacità dello zolfo di ridurre l’ossigeno nel suolo è illustrata nella Figura 1. Aumentando lo zolfo da zero a tre libbre per 1,000 sf, il pH del suolo scende da 7 a 4.5. Si noti però che diminuisce anche il potenziale redox del suolo. Il potenziale redox è un modo per misurare lo stato di aerazione (ovvero il contenuto di ossigeno). Valori bassi indicano carenza di ossigeno e quindi condizioni anaerobiche.

Poiché lo zolfo può abbassare il potenziale redox, può anche innescare la formazione del temuto strato nero. La Figura 2 mostra che il potenziale redox è basso nei suoli anaerobici con bassi livelli di zolfo, eppure si produce poco solfuro (ovvero lo strato nero). L’aggiunta di zolfo abbassa il potenziale redox e aumenta il livello di solfuri. Si noti che l’applicazione di fertilizzante nitrico insieme allo zolfo mantiene elevato il potenziale redox e basso il livello di solfuri. Questo accade perché il nitrato è un ossidante: aumenta il potenziale redox. In altre parole, l’aggiunta di nitrato ha lo stesso effetto generale dell’aggiunta di ossigeno.

La concimazione con fonti organiche naturali di N, come Milorganite, o con fertilizzanti a base di ammonio può anch’essa ridurre l’ossigeno nel suolo e abbassare il potenziale redox. Ciò avviene a causa di un processo chiamato nitrificazione, analogo alla reazione dello zolfo. La nitrificazione è la conversione dell’ammonio (NH₄⁺) in nitrato (NO₃^?), così come lo zolfo (S) viene convertito in solfato (SO₄^2?):

NH₄⁺ + O₂ ?  NO₃^? +  H⁺

Si noti che, come nella reazione dello zolfo, l’ossigeno si lega all’azoto. Di conseguenza, il livello di ossigeno diminuisce. L’ossigeno viene impegnato nella creazione di una nuova molecola. Questo processo è chiamato reazione di ossidazione. Tra l’altro, entrambi i processi contribuiscono ad abbassare il pH del suolo: queste reazioni di ossidazione rilasciano direttamente nell’ambiente ioni H⁺ (ovvero acidità).

Si utilizzano altre pratiche colturali correlate alle reazioni di ossidazione? La risposta è sì. Alcuni responsabili del tappeto erboso hanno applicato zuccheri come la melassa per stimolare l’attività microbica. Gli zuccheri vengono ossidati dalle comunità microbiche attraverso la respirazione, che consuma ossigeno.

C₆H₁₂O₆ + O₂ ?  CO₂ +  H₂O

E, nutrendosi dello zucchero, le popolazioni microbiche aumentano di dimensioni e consumano quantità sempre maggiori di ossigeno.

Tutto questo significa che non si dovrebbero usare zolfo, fertilizzanti ammoniacali e zuccheri? No. Modificare il pH del suolo con lo zolfo e concimarlo con prodotti come il solfato di ammonio possono essere pratiche positive nelle circostanze appropriate. Anche stimolare l’attività microbica può essere utile. Tuttavia, tenete presente che, se il potenziale redox del suolo tende a essere già basso, queste pratiche sarebbero controindicate.

Tenete presente che la sostanza organica nel suolo è sempre soggetta a ossidazione e consuma ossigeno quando questo è disponibile. Il suolo può diventare più anaerobico e raggiungere un potenziale redox inferiore quando si satura d’acqua durante periodi di pioggia prolungati. Questo perché l’acqua limita fortemente la velocità di diffusione dell’ossigeno nel suolo. Se poi il suolo si compatta, diminuisce lo spazio poroso riempito d’aria, il che significa che una percentuale maggiore dei pori contiene acqua, limitando ulteriormente la velocità di diffusione dell’ossigeno. Infine, se si applicano zolfo, ammonio o zucchero, il potenziale redox si abbassa ancora di più e, boom, si forma lo strato nero, o magari qualcosa di persino peggiore. Per questo, evitare l’applicazione di zolfo e concimare con fertilizzanti a base di nitrati, che aumentano il potenziale redox, è una BMP per la gestione dei suoli anaerobici e dello strato nero.

Il potenziale redox del suolo è una componente molto importante dell’ambiente del tappeto erboso, sulla quale i responsabili della gestione dei tappeti erbosi influiscono ogni giorno attraverso le pratiche agronomiche, che ne siano consapevoli o meno. È un fattore determinante per la salute e la qualità del tappeto erboso, e i responsabili della sua gestione dovrebbero approfondire l’argomento. Comprendere meglio come ogni pratica agronomica possa influire sulle diverse componenti dell’ambiente del tappeto erboso può aumentare le probabilità di raggiungere con successo gli obiettivi di gestione.

SCOPRI COME AUMENTARE IL POTENZIALE REDOX DEL TUO SUOLO