Environmental fate of herbicides: the application of mitigation measures and the role of conservation agriculture

L’agricoltura conservativa può migliorare la struttura del suolo e aumentare l’infiltrazione dell’acqua, riducendo così il ruscellamento superficiale e l’erosione del suolo. Tuttavia, durante la fase di transizione dall’agricoltura convenzionale a quella conservativa, il suolo può essere soggetto a compattamento. Questo può favorire il ruscellamento superficiale e l’erosione del suolo, andando a incrementare le perdite di erbicida dal campo. Le fasce tampone sono considerate uno strumento efficace nel ridurre il ruscellamento di erbicidi, grazie alla capacità della vegetazione di ritardare il ruscellamento, favorire l’infiltrazione e adsorbire gli erbicidi. Tra gli erbicidi maggiormente utilizzati vi è il glifosate, per la pulizia del letto di semina, e la terbutilazina, l’S-metolaclor e il mesotrione dopo la semina. Essi sono tra i pesticidi più frequentemente trovati nelle acque superficiali e sotterranee in Italia. Per questo è di grande importanza studiare il loro destino ambientale. Il principale metabolita del glifosate è l’acido aminometilfosfonico (AMPA). Sono stati condotti diversi studi sul destino ambientale di glifosate e AMPA, ma le informazioni sull’effetto dei co-formulanti contenuti nei formulati a base di glifosate sul suo destino ambientale sono per il momento molto scarse. Per studiare il destino ambientale di glifosate e AMPA è necessario avere un metodo analitico sensibile e affidabile. Tuttavia, l’analisi di glifosate e AMPA in acqua e nel suolo è complessa per via del loro carattere polare, bassa volatilità, basso peso molecolare, e mancanza di gruppi chimici che potrebbero facilitare la rilevazione. Date queste premesse, lo scopo complessivo di questo PhD è stato di studiare il destino ambientale degli erbicidi sopra menzionati, di studiare l’applicazione delle fasce tampone come misura di mitigazione e di valutare il ruolo dell'agricoltura conservativa per quanto riguarda il ruscellamento superficiale e l’erosione del suolo. Il capitolo 1 studia il suolo dell’agricoltura conservativa nei processi di ruscellamento superficiale ed erosione del suolo durante il periodo di transizione. Il capitolo 2 presenta un metodo analitico per la determinazione di glifosate e AMPA in campioni acquosi usando la cromatografia liquida ad altissime prestazioni accoppiata con spettrometria di massa (UHPLC-MS/MS). Il metodo è stato applicato all’analisi di glifosate e AMPA in acqua di ruscellamento per valutare l’efficacia di una fascia tampone di sei metri nel ridurre il ruscellamenti di questi inquinanti. Il capitolo 3 studia l’efficacia di diversi tipi di fasce tampone nel ridurre il ruscellamento di terbutilazina, S-metolaclor e mesotrione da un campo non lavorato in transizione tra agricoltura convenzionale e conservativa. Il capitolo 4 presenta un metodo analitico per la determinazione di glifosate e AMPA nel suolo usando l’UHPLC-MS/MS. Il metodo è stato applicato allo studio della dissipazione di glifosate e della formazione e dissipazione di AMPA in un campo gestito con agricoltura conservativa in confronto con un campo convenzionale. Il capitolo 5 studia l’effetto della tessitura e della profondità del suolo sulla dissipazione di terbutilazina, S-metolaclor e mesotrione. Il capitolo 6 esamina l’influenza della fertilizzazione con liquame zootecnico sulla dissipazione di terbutilazina e S-metolaclor nel suolo. Il capitolo 7 indaga se la presenza di un surfattante alchilpoliglucosidico, Triton CG-110, può influenzare l’adsorbimento, la lisciviazione e la mineralizzazione del glifosate in tre suoli con differente tessitura. Con questa tesi, sono state acquisite informazioni sul destino ambientale di questi erbicidi ampiamente usati, che possono rivelarsi rilevanti se si considera l'uso diffuso e ricorrente di questi prodotti agrochimici in tutto il mondo.