Impact of sustainable agronomical practices for the improvement of agricultural production

The development of sustainable agronomic practices represents a solution in maintaining and increasing agricultural production available to the growing population while respecting natural resources. Sustainable agriculture is considered fundamental to achieving the objectives of the European Green Deal, which aim to reduce the use of chemical inputs by supporting a more sustainable type of agriculture and the preservation of the natural resources that underpin agriculture, including water and soil. Sustainable agriculture is based on the use of multiple practices that, if used correctly, can produce multiple benefits due to their synergistic effects. Therefore, this study aims to examine the effects of sustainable agronomic practices (e.g. cover crops, green manure, algal biostimulants) on soil, environment, crop yield and quality. For initial study was using a review approach to evaluate changes in various soil parameters and crop production with the introduction of cover crops in conventional systems. In addition, three year study was conducted to assess the effects of green manure practice on the dynamics of organic matter-related parameters in an intensive potato system. Finally, a two-year study was conducted to evaluate the effects of the use of algal biostimulants and microbial consortia on the yield and quality of organically managed processing tomatoes. The first part of the research highlighted how the introduction of cover crops can enable the ecological transition of modern, intensive systems to sustainable agricultural systems. It was found that the introduction of cover crops into agricultural systems produces multiple benefits by supporting the productive stability of cash crops and increasing soil fertility through the accumulation of organic matter. However, not all cropping systems are equally suited to cover crops, especially when there are long season cash crop rotations that may not be compatible with the cultivation period of cover crops. Considering the contribution of cover crops on soil health is crucial in climate change mitigation, the study of the available scientific literature on this topic has highlighted the need to expand knowledge on the effects of cover crop use. A second part of the research was carried out through a three-year field trial aimed at evaluating the application of sorghum green manure in an intensive potato system. It was found that after the application of this sustainable farming practice, the soil showed positive effects on the composition of soil organic matter. In particular, the humic fraction, the most stable component of humified organic matter, increased in samples treated with green manure. The humification processes are enhanced by a richer microbial mass in the soil of the green manure-treated plots. This suggests that, with the addition of sorghum biomass to the soil, there is an enhancement of degradative processes, at the level of organic matter, in the formation of humified. A third part of the research was carried out through a field trial evaluating the application of microbial biofertilisers and algae-based biostimulants in processing tomatoes. It was found that the application of microbial biofertilisers combined with foliar application of algae-based biostimulants can support the growth and fruit yield of processing tomatoes in organic growing systems. In particular, the inoculation with growth-promoting organisms improved plant morphological parameters, resulting in well-established plants that are more resilient to transplant stress. The results at tomato harvest showed an increase in fruit yield and a greater quantity of marketable tomato. Therefore, this study demonstrated that the combined application of microbial biofertilisers and algae-based biostimulants is a strategy that could be integrated into organic farming management.

Lo sviluppo di pratiche agronomiche sostenibili rappresenta una soluzione nel mantenimento e nell'aumento di produzione agricola a disposizione della popolazione in continua crescita nel rispetto delle risorse naturali. L'agricoltura sostenibile è considerata fondamentale per raggiungere gli obiettivi del GreenDeal Europeo che mirano alla riduzione dell’utilizzo di input chimici sostenendo un tipo di agricoltura più sostenibile e alla preservazione delle risorse naturali alla base dell’agricoltura tra cui l’acqua e il suolo. L’agricoltura sostenibile si basa su l’utilizzo di molteplici pratiche che, se utilizzate in modo corretto, possono produrre molteplici benefici dati dai loro effetti sinergici. Pertanto, il presente studio ha lo scopo di esaminare gli effetti delle pratiche agronomiche sostenibili (es. colture di copertura, sovescio, biostimolanti algali), sul suolo, sulla resa e sulla qualità delle colture. La prima parte della ricerca ha evidenziato come l’introduzione di colture di copertura possa consentire la transizione ecologica dei sistemi moderni e intensivi verso sistemi agricoli sostenibili. E’ stato riscontrato che l'introduzione di colture di copertura nei sistemi agricoli produce molteplici benefici sostenendo la stabilità produttiva delle colture da reddito e aumentando la fertilità del suolo attraverso l'accumulo di materia organica. Tuttavia, non tutti i sistemi colturali sono ugualmente adatti alle colture di copertura, soprattutto quando ci sono rotazioni di colture da reddito di lunga stagione che potrebbero non essere compatibili con il periodo di coltivazione delle colture di copertura. Considerando che il contributo delle colture di copertura sulla salute del suolo è cruciale nella mitigazione dei cambiamenti climatici lo studio sulla letteratura scientifica disponibile su questo tema ha evidenziato la necessità di ampliare le conoscenze sugli effetti dell'uso delle colture di copertura. La seconda parte della ricerca è stata effettuata tramite una prova di campo di durata triennale atta nella valutazione dell’applicazione del sovescio con sorgo in un sistema pataticolo intensivo. E’ stato riscontrato che successivamente al sovescio, il suolo ha mostrato effetti positivi sulla produzione e sulla composizione della sostanza organica. In particolare, la frazione umica, la componente organica più stabile della sostanza organica umificata, aumenta nei campioni trattati con il sovescio. Ciò suggerisce che, con l'aggiunta di biomassa di sorgo al suolo, si verifica un miglioramento dei processi degradativi, a livello di sostanza organica, nella formazione della materia organica. a livello di sostanza organica, nella formazione di prodotti umificati. La terza parte della ricerca è stata effettuata tramite una prova di campo atta nella valutazione dell’applicazione di biofertilizzanti microbici e biostimolanti a base di alghe nel pomodoro da industria. E’ stato evidenziato che l'applicazione di biofertilizzanti microbici combinata con l'applicazione fogliare di biostimolanti a base di alghe può sostenere la crescita e la resa dei frutti del pomodoro da industria in sistemi di coltivazione biologica. In particolare, l'inoculazione delle piante di pomodoro con organismi promotori della crescita ha migliorato i parametri morfologici delle piante, determinando piante ben consolidate e più resilienti allo stress da trapianto. Inoltre, questa resistenza riscontrata nella fase iniziale di crescita da parte delle piante trattare è stata mantenuta per l'intera stagione di crescita. I risultati al momento della raccolta hanno mostrato un aumento della resa dei frutti e una maggiore quantità di pomodoro commercializzabile. Pertanto questo studio ha permesso di dimostrare che l'applicazione combinata di biofertilizzanti microbici e i biostimolanti a base di alghe rappresenta una strategia che potrebbe essere integrata nella gestione in agricoltura biologica.