Gli usi della Zeolite in agricoltura

Cosa sono le Zeoliti?

Il termine zeolite in greco significa “pietre bollite”, a causa della loro capacità di formare schiuma quando riscaldata ad una temperatura di 200 ° C.

L’identificazione delle zeoliti come minerali risale al 1756, quando un minearologo svedese, Alez Fredik Cronstedt, raccogliese alcuni cristalli da una cava di rame in Svezia.

Le zeoliti sono alluminosilicati naturali presenti in differenti rocce nel mondo. Sono composte da strutture tetraedriche (AlO 4 e SiO 4 ) riunite in strutture dimensionali.

La struttura dei pori è caratterizzata da celle di 12 Å di diametro, cui sono interconnesse mediante canali di circa 8 Å di diametro, composte da anelli di 12 tetraedri connessi.

Canali ampi di varie dimensioni in funzione del minerale. Questi canali consentono il facile movimento degli ioni risiedenti e delle molecole all’interno e all’esterno della struttura.

Le zeoliti hanno spazi larghi vuoti o celle all’interno che ricordano le strutture di un alveare.

La presenza di alluminio generi cariche negative, le quali sono bilanciate da cariche positive dei cationi.

Differenti combinazioni di tetraedri a basi di SiO 4 4- e Al (OH) 3 6 portano alla formazione di una struttura tridimensionale con pori e spazi di dimensioni molecolari.

Forma, dimensioni, connessione dei pori e gli spazi sono la caratteristica chiave dei materiali a base di zeolite.

I pori vuoti interconnessi sono occupati da cationi e molecole d’acqua.

La superficie interna di questi canali ha la capacità di raggiungere fino a centinaia di metri quadrati per grammo di zeolite, rendendola un estremo scambiatore di ioni. I cationi possono essere sostituiti da scambio ionico e l’acqua può essere rimossa reversibilmente da applicazioni di calore. Il minerale ha un reticolo cristallino tridimensionale, con cationi liberamente legati, capaci di idratarsi e reidratarsi senza alterare la struttura cristallina.

Esistono più di 50 specie di questo gruppo di minerali e sono classificate in base alle loro caratteristiche morfologiche, struttura cristallina, composizione chimica .

In funzione al rapporto Si: Al sono classificate in: basso Si: Al (tra 1 e 1.5), intermedio Si: Al (tra 2 e 5), alto Si: Al (tra 10 e diversi migliaia).

Gli usi dei Zeoliti in agricoltura sono svariati e investono il campo zootecnico, agronomico e fitoiatrico.

Le zeoliti addizionate al suolo possono ridurre i costi di irrigazione e di fertilizzazione mediante il trattenimento dei nutrienti nella rizosfera. La struttura porosa delle zeoliti aiuta a mantenere il suolo areato e umido per lungo tempo. Diversi lavori sulle proprietà ammendanti delle zeoliti hanno messo in rilievo i miglioramenti della struttura in terreni sabbiosi o in condizioni di aridità o semiaridità (Yasuda 1998).

È nota anche la loro azione nel miglioramento delle proprietà fisiche del suolo , riuscendo a trattenere l’acqua più a metà del loro peso dovuto all’alta porosità della struttura cristallina.

Nei processi di compostaggio, l’emissione di gas generati è considerata tra i maggiori impatti per l’ambiente. La maggior parte dell’ammonio del prodotto nel compostaggio viene rilasciato come NH 3 , portando sia ad una forma di inquinamento che a una riduzione di N nel compost finale.

L’ aggiunta di zeolite nel Processo di compostaggio dei Rifiuti solidi apporta dei Molteplici Vantaggi , Tra cui: la RIDUZIONE di azoto gassoso nell’atmosfera , il miglioramento dell’attività microbica , la decomposizione ha della matrice organica , il trattenimento di maggiori quantita di azoto nel compost , la ritenzione e la riduzione del rilascio dei metalli pesanti verso le colture , ecc.

La distribuzione sulle piante porta notevoli vantaggi proprio perché le zeoliti hanno la capacità di assorbire CO 2 e rilasciarla lentamente nell’ambiente. Sulle foglie possono incrementare la quantità di CO 2 vicino agli stomi, la quale induce un aumento della fotosintesi sia per le piante C3 che C4.

Nelle C3 (melo, agrumi, pomodoro, ecc.) Delle zeoliti tende ad aumentare la velocità di carbossilazione inibendo la Reazione di ossigenazione, incrementando Così l’Efficienza dell’assorbimento netto di CO 2 Mediante la Diminuzione delle Perdite di CO 2 per fotorespirazione.

Lo strato di zeolite sul filloplano tende a diminuire la temperatura a causa dell’incremento della radiazione infrarossa riflessa , i colpi di calore o le scottature delle colture ( scottature solari ).

Grazie alle proprietà sopra indicate, l’uso delle zeoliti nella difesa delle colture si sta facendo sempre più interessante, in miscela con fitofarmaci o spesso anche da sole.

Prisa D. (2020) ha condotto due esperimenti avvalendosi della zeolite, il primo riguardante la crescita e la biostimolazione di piante di pomodoro mediante un mix di zeolite arricchita con microrganismi (Ø 3-5 mm), il secondo esperimento ha riguardato l’uso di zeolite cabasite micronizzata (Ø 10 µm) arricchita con microrganismi nella protezione da patogeni fungini ( Phytophthora infestans , Leivellula taurica ).

Il processo ha mostrato un significativo miglioramento dei parametri agronomici analizzati nelle piante trattate con la cabasite granulare arricchita e un miglioramento nella protezione contro i patogeni citati mediante l’uso della zeolite micronizzata arricchita, la quale è risultata particolarmente utile nella protezione delle piante sia da agenti patogeni che da parassiti grazie alla sua particolare struttura che crea un film ruvido, il quale ha causato interferenze all’aderenza e al volo degli insetti che attaccano le piante nonché un ambiente sfavorevole a patogeni fungini per l’assorbimento dell’acqua, mezzo ideale per il loro sviluppo.

I cambiamenti climatici stanno portando a rivedere sempre di più le strategie fitoiatriche storicamente adottate e le normative europee, come l’abbassamento dei quantitativi di rame nella lotta biologica.

A tal proposito esorto a conoscere e mettere in atto nuove tecniche di lotta e utilizzare prodotti innovativi a basso impatto ambientale, quali i corroboranti per esempio.

Vatrano et al . (2021) hanno valutato gli effetti della zeolite su un patogeno fungino dell’olivo, la Pseudocercospora cladosporioides (Sacc.) U. Braun (syn. Cercospora cladosporioïdes Sacc.). La cercospora dell’ulivo, una malattia fungina un tempo considerata tra i patogeni secondari che per antonomasia ha controllato con i trattamenti rameici contro il cicloconio, in virtù dei cambiamenti climatici e delle errate gestioni agronomiche può creare danni più o meno ingenti agli uliveti. Tale patogeno, ad ogni modo risulta essere molto più presente al passato.

È stata condotta una sperimentazione con l’utilizzo di zeolite tal quale (sia in forma polverulenta che mediante l’uso di un atomizzatore), rame e zeolite in miscela con rame.

I risultati preliminari sull’efficacia della zeolite nella riduzione degli attacchi da cercospora sull’olivo sono stati molto promettenti

Anche nella gestione del post raccolta la zeolite sta mostrando dei risultati interessanti. Tzeng J. et al. (2019) hanno lavorato sullo shel-life della banana con l’utilizzo di zeolite integrata con palladio, evidenziando come il nano composto ha dimostrato una migliore capacità di eliminazione dell’etilene proprio grazie alla sua natura assorbente e catalitica.

Il trattamento ha conferito una maggiore consistenza alle banane evitando l’insorgere di effetti indesiderati sulla qualità dei frutti. Questo tipo di composti potrà essere d’aiuto nei trattamenti in post raccolta e nelle fasi di trasporto di frutti climaterici.

Cerrillo JL et al ., (2017) hanno usato un preparato a base di zeolite integrata con argento contro una importante malattia del post raccolta degli agrumi causata dal Penicillium digitatum (“muffa verde”).

I risultati hanno dimostrato come l’aggiunta di zeolite nei rivestimenti alimentari ha fornito un metodo sicuro e conveniente nel controllo del deperimento di agrumi freschi.

In campo zootecnico trova utilizzo come integratore alimentare degli animali da reddito, con funzione anti agglomerante per migliorare la qualità e la sicurezza della dieta.

Inoltre trova largo impiego nella gestione degli effluenti, in modo da intrappolare nella loro struttura le frazioni organiche azotate in modo da essere distribuite successivamente sui terreni. In questo modo viene ridotta la carica inquinante delle deiezioni animali e la perdita di sostanza azotata.

Articolo redatto da : Vatrano Thomas
Consulente aziendale nell’ambito di colture mediterranee

Bibliografia

JL Cerrilloa, AE Palomaresa, F. Reya, S. Valenciaa, L. Paloub, MB Pérez-Gagob. Ag-zeoliti come materiale fungicida: controllo della muffa verde degli agrumi causata da Penicillium digitatum . IVIA [http://dx.doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.03.036]

Prisa D. (2020) Film particellari: zeoliti chabazitiche con aggiunta di microrganismi nella protezione e

crescita delle piante di pomodoro ( Lycopersicon esculentum L.) – GSC Advanced Research and Reviews , 2020, 04 (02), 001–008

Vatrano T., Bella P., Mirabile G., Conigliaro G., Torta L. (2021). La zeolite per il controllo della cercosporiosi. OlivoeOlio 2/2021

Tzeng J., Weng C., Huang J., Shiesh C., Lin Y. e Lin Y. (2017) Applicazione di zeolite midificata al palladio per prolungare la durata di conservazione della banana post-raccolta – J Sci Food Agric

Yasuda, H., Takuma, K., Fukuda, T., Araki, Y., Suzuka, J. e Fukushima, Y. (1998). Effetto della zeolite sull’acqua e controllo del sale nel suolo. Toro. Fac. Agric. Tottori Univ ., 51: 35–42.

Vatrano Thomas
Author: Vatrano Thomas

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