Metodologie per la quantificazione dell'azotofissazione simbiotica delle leguminose

nitrogen fixation of forage legumes in eco-compatible farming systems", with the aim of analysing the state of the art on the main methods to estimate symbiotic nitrogen fixation of legumes in the field. Assumptions, procedures, advantages and limits of the following methods are illustrated: nitrogen balance (NB), acetylene reduction assay (ARA), 15N2 isotope reduction OR), 15N isotopic dilution (ID), 15N natural abundance (NA) and xylem sap analysis. Some applications on the estimate of belowground nitrogen of legumes and the implications on rotations and mixtures are also described. The developrnent of methods based on the nitrogen isotopic discrimination, particularly ID and NA methods, have substantially contributed to overcome the limitations of old methods such as ARA and NB. However, new methods can be misused if fundamental assumptions are not satisfied, such as the time-space uniformity of soil 15N enrichment and the similar N uptake dynamics of the fixing and reference species. Modelling approaches can help to mitigate the assumptio~ violations: It is not available a standard methodology to assess the below-ground fixed mtrogen of any.legume specles, as speclfic procedures should be developed for each species and experimental site. As this is a relevant pomt from .an. agrono~lc perspective, further research is needed to assess below-ground nitrogen of legumes and the amount of symblOtIc fixed mtroge!1 which enters the nitrogen cycle. Particular attention should also be deserved to the developme~t of adequate methods to explOIt the results of the field experiments involving main stakeholders of the legume-based productIon systems.

Il lavoro si inserisce nell'ambito delle attività relative al progetto di rilevante interesse nazionale (PRIN) "Fisiologia della produzione e azotofissazione di leguminose foraggere in sistemi agricoli ecocompatibili" e ha come obiettivo quello di fare il punto sulle le principali metodologie impiegabili per la quantificazione in campo dell' azotofissazione simbiotica delle leguminose. Sono stati illustrati gli assunti, le procedure, i vantaggi e i limiti di applicazione dei seguenti metodi: bilancio dell' azoto (NB), riduzione dell'acetilene (ARA), riduzione di 15N2 (lR), diluizione isotopica (ID), abbondanza naturale (NA) e metodo dell'ureide. Sono state inoltre descritte alcune applicazioni relative alla quantificazione dell'azoto ipogeo delle leguminose e del trasferimento dell'azoto fissato alla coltura in successione. Lo sviluppo delle metodologie basate sulla discriminazione isotopica dell'azoto, in particolare il metodo ID e NA, hanno permesso di superare molti dei limiti di applicazione dei metodi più tradizionali (es. ARA e NB), ma il loro impiego non è scevro da errate interpretazioni se non vengono rispettati gli assunti fondamentali, tra i quali il principale è quello della irregolare distribuzione spazio-temporale dell'arricchimento isotopico (metodo ID) e della scelta della specie di riferimento. I modelli di simulazione possono contribuire ad attenuare questi problemi. Per la quantificazione dell' azoto ipogeo delle leguminose derivante da azotofissazione, che rappresenta un elemento di grande rilevanza da un punto di vista agronomico, non è stata messa a punto una procedura standard, in quanto occorre adattare la metodologia alla specie e al sito sperimentale. Occorre quindi investire, in particolare a livello nazionale, sullo sviluppo di metodologie per la quantificazione dell'azoto delle parti ipogee e della quota di azoto fissato che, attraverso i residui colturali, entra nel ciclo dell'azoto, tenendo conto anche dell'esigenza di valorizzare i risultati attraverso metodi che facilitino il coinvolgimento dei principali attori delle filiere produttive basate sulle leguminose.