Effetti agronomici dell'impiego di fertilizzanti azotati a rilascio controllato su mais

Mineral nitrogen fertilizers are fundamental for increasing crop yields, however, their use is often associated with environmental concerns due to low efficiency, primarily caused by leaching losses that contribute to eutrophication of surface waters. The application of urease and nitrification inhibitors has emerged as a promising strategy to mitigate these drawbacks and enhance nitrogen use efficiency. Controlled-release nitrogen fertilizers incorporating such inhibitors are already available on the market. The objective of this thesis was to evaluate the agronomic response to the use of urease and nitrification inhibitors, applied both individually and in combination, by comparing newly formulated “smart N fertilizers” with an existing commercial product (NBPT) and with conventional urea without inhibitors in maize (Zea mays L.) cultivation. Phenological observations (BBCH) and plant height measurements did not reveal significant differences among treatments, while SPAD values highlighted a better nitrogen nutritional status in fertilized plots compared to the control. In terms of yield, the BM treatment recorded the highest grain production (9.25 t/ha), whereas GABM showed lower performance, likely due to an excessively slow nitrogen release. All fertilized plots ensured significantly higher biomass production compared to the unfertilized control. Nitrogen efficiency indices showed variable results, with apparent balances often negative, confirming the crop’s ability to exploit soil nitrogen reserves. Overall, smart fertilizers, and in particular BM-based formulations, demonstrated potential in improving nitrogen management, allowing yields comparable or superior to conventional urea, while offering prospects for greater agronomic and environmental sustainability. The results encourage further multi-year experiments under different pedoclimatic conditions to consolidate current findings and to define optimal application strategies for maximizing nitrogen use efficiency in maize.

I fertilizzanti minerali azotati sono fondamentali per l’incremento delle rese colturali; tuttavia, il loro impiego è spesso associato a problematiche ambientali dovute alla scarsa efficienza, legata principalmente alle perdite per lisciviazione che contribuiscono all’eutrofizzazione delle acque superficiali. L’utilizzo di inibitori dell’ureasi e della nitrificazione rappresenta una strategia promettente per mitigare tali criticità e migliorare l’efficienza d’uso dell’azoto. Fertilizzanti azotati a rilascio controllato contenenti questi inibitori sono già disponibili sul mercato. L’obiettivo di questa tesi è stato quello di valutare la risposta agronomica all’impiego di inibitori dell’ureasi e della nitrificazione, applicati sia singolarmente sia in combinazione, confrontando nuove formulazioni di “smart N fertilizers” con un prodotto commerciale già presente (NBPT) e con urea convenzionale priva di inibitori, nella coltivazione del mais (Zea mays L.). Le osservazioni fenologiche (BBCH) e le misurazioni dell’altezza delle piante non hanno evidenziato differenze significative tra i trattamenti, mentre i valori SPAD hanno mostrato un migliore stato nutrizionale azotato nelle parcelle fertilizzate rispetto al controllo. In termini produttivi, il trattamento BM ha registrato la resa in granella più elevata (9,25 t/ha), mentre GABM ha mostrato performance inferiori, probabilmente a causa di un rilascio di azoto eccessivamente lento. Tutte le parcelle fertilizzate hanno comunque garantito produzioni di biomassa significativamente superiori al controllo non fertilizzato.Gli indici di efficienza dell’azoto hanno mostrato risultati variabili, con bilanci apparenti spesso negativi, a conferma della capacità della coltura di sfruttare le riserve di azoto presenti nel suolo. Nel complesso, i fertilizzanti smart, e in particolare le formulazioni a base di BM, hanno dimostrato un buon potenziale per migliorare la gestione dell’azoto, consentendo rese comparabili o superiori a quelle dell’urea convenzionale e prospettive di maggiore sostenibilità agronomica e ambientale. I risultati ottenuti incoraggiano a proseguire le sperimentazioni su più anni e in diversi contesti pedoclimatici, al fine di consolidare le conoscenze e definire strategie di applicazione ottimali per massimizzare l’efficienza d’uso dell’azoto nella coltivazione del mais.