In occasione della Giornata del mais 2026, svoltasi a Bergamo, incentrata sulle sfide per la sostenibilità tra mercati, micotossine e nutrizione azotata, l'intervento di Marco Acutis, professore all’Università di Milano, ha affrontato il tema della valorizzazione dei reflui zootecnici in sostituzione della nutrizione minerale.
In un contesto in cui la maidicoltura italiana si trova a un bivio – stretta tra la volatilità dei mercati, l'emergenza micotossine e la pressione per una reale transizione ecologica – la nutrizione azotata diventa il terreno di scommessa principale.
Il messaggio chiave dell'intervento evidenzia che la sostituzione della concimazione minerale con i reflui zootecnici è possibile. Tuttavia, la riuscita di questo processo dipende da tre fattori determinanti: la gestione logistica, il rispetto delle finestre operative e il controllo delle emissioni.
Oggi la transizione verso i reflui è spinta da una doppia pressione: da un lato quella economica sui costi a ettaro per gli agricoltori, dall'altro quella regolatoria. Sul fronte del mercato, chi coltiva mais deve fare i conti con la forte volatilità e i prezzi elevati dei concimi minerali, condizionati dal costo del gas e della CO2, dall’incertezza geopolitica sugli approvvigionamenti, dalle fermate degli impianti produttivi e dalle criticità logistiche.
Sul piano normativo, specialmente nel bacino padano, l'applicazione del Piano nazionale di miglioramento della qualità dell'aria esercita una pressione tale da prospettare un possibile stop definitivo all’uso dell’urea a partire dal 2028.
I vincoli ambientali e il valore del riciclo
La necessità di cambiare strategia risponde anche a precisi vincoli ambientali legati alla tutela dei diversi comparti naturali. L'uso dei concimi chimici genera infatti pressioni sull'aria tramite le emissioni di ammoniaca (NH3), sull'acqua attraverso la lisciviazione dei nitrati (NO3) e sul clima a causa del protossido di azoto (N2O) e della CO2 di origine fossile. In questo scenario, l'impiego dei reflui zootecnici offre l'opportunità di attivare una valorizzazione territoriale basata sul riciclo non solo dell'azoto, ma anche di fosforo e potassio.
Il passaggio alla risorsa organica non può basarsi su una logica di sostituzione automatica "1:1". L'azoto nei reflui è presente, ma la differenza fondamentale risiede nell'efficienza d'uso, ovvero nella capacità di renderlo disponibile alla coltura nel momento esatto in cui ne ha bisogno. Diventa quindi cruciale arginare le perdite di ammoniaca che si concentrano soprattutto nelle prime ore successive alla distribuzione, un fenomeno che rischia di annullare l’intero vantaggio dell'operazione. Per questa ragione, la gestione di volumi elevati e la variabilità dei reflui richiedono cantieri idonei, la garanzia di accesso ai campi e l'adozione di tecniche di applicazione a bassa emissione.
Liquame e digestato: le differenze nella gestione agronomica
Per attuare una corretta sostituzione della concimazione minerale è fondamentale comprendere le differenze qualitative e gestionali tra il liquame tal quale e il digestato.
Il liquame è caratterizzato da un'elevata variabilità nella sua composizione, condizionata da fattori come il grado di diluizione, le modalità di stoccaggio e la dieta degli animali in allevamento.
Presenta spesso una quota ammoniacale alta che, in caso di distribuzione superficiale, espone al forte rischio di perdite per volatilizzazione dell'ammoniaca. Inoltre, l'impiego del liquame comporta il trasporto di volumi significativi, con conseguenti vincoli sul carico di metri cubi per ettaro (m3/ha) e il rischio di provocare il compattamento del terreno.
Il digestato offre invece una maggiore "prontezza" dell'azoto, dovuta a una quota di azoto ammoniacale spesso elevata. Attraverso la tecnologia della separazione solido/liquido, è possibile frazionare il prodotto ottenendo una parte liquida, in cui si concentra maggiormente l'azoto ammoniacale, e una parte solida, più ricca in carbonio e fosforo. Queste caratteristiche consentono una gestione del digestato più simile a quella di un fertilizzante minerale, a patto però di utilizzare una tecnica di distribuzione adeguata per valorizzarne le specificità.
Le forme dell'azoto e il calcolo della dose
La riuscita della concimazione dipende dalla comprensione delle forme in cui l'azoto si presenta nei reflui. L'azoto totale è infatti la somma di due componenti: l'azoto ammoniacale N-NH₄⁺ (che garantisce un pronto effetto ma espone al rischio di emissioni di ammoniaca (NH3), e l'azoto organico, caratterizzato da un rilascio graduale nel medio-lungo periodo. Per questo motivo, l'agricoltore non può pianificare gli interventi basandosi solo sull'azoto totale, ma deve stimare la quota realmente disponibile nei diversi momenti del ciclo colturale.
Il vero cambio di paradigma consiste nel passare dal calcolo dei volumi (m3/ha) a quello delle unità effettive (kg di N/ha), guardando soprattutto al contenuto di azoto ammoniacale.
La dose reale va quindi calcolata applicando coefficienti di efficienza che considerino la tecnica di distribuzione, il meteo e il suolo. Questo approccio quantitativo mira a massimizzare l'azoto utile per il mais e a minimizzare le perdite ambientali; un obiettivo che richiede due prerequisiti aziendali: l'analisi regolare delle matrici e la corretta taratura delle botti e degli spanditori.
Dove si perde l'azoto
Sostituire efficacemente il concime minerale significa riuscire a ottenere la stessa resa produttiva riducendo le perdite nell'ambiente. Per farlo, è necessario monitorare i tre diversi canali attraverso cui l'azoto si disperde.
La prima via è la volatilizzazione dell'ammoniaca (NH3), una perdita rapida che si consuma nel giro di poche ore o giorni. Questo fenomeno si verifica tipicamente dopo un'applicazione superficiale del refluo ed è fortemente influenzato da fattori meteo come vento e temperatura.
La seconda via è la lisciviazione dei nitrati (NO3-), un processo più lento che si sviluppa nell'arco di alcune settimane. Il rischio di trascinamento dell'azoto verso le falde aumenta quando si effettuano distribuzioni con un anticipo eccessivo rispetto ai fabbisogni della pianta e in concomitanza con piogge intense, specialmente se ci si trova su suoli leggeri e permeabili.
La terza via è rappresentata dalle emissioni di protossido di azoto (N2O), un potente gas serra i cui rilasci avvengono in un arco di tempo che va da pochi giorni a qualche settimana. Il pericolo di emissione si concentra soprattutto in presenza di suoli umidi o compattati, e laddove si crea un surplus di azoto prontamente disponibile.
Tecniche di distribuzione: impatto su efficienza ed emissioni
La scelta dell'attrezzatura per l'applicazione in campo è il fattore operativo che determina quanta parte dell'azoto distribuito rimarrà effettivamente a disposizione del mais e quanta verrà persa. Le soluzioni tecnologiche disponibili si differenziano sensibilmente per efficienza e contenimento delle emissioni.
La distribuzione superficiale classica, effettuata tramite piatto deviatore o irrigatore, si fa preferire per la sua semplicità gestionale. Tuttavia, comporta il maggior rischio di perdite per volatilizzazione dell'ammoniaca e presenta criticità nel garantire l'uniformità di spandimento.
Le tecniche di applicazione rasoterra o a bande, ad esempio attraverso calate o manichette, offrono un livello intermedio di riduzione delle emissioni di ammoniaca. Questa modalità si rivela particolarmente indicata e buona per le operazioni di concimazione in copertura.
L'interramento, l'iniezione e l'applicazione tramite strip-till rappresentano le soluzioni più avanzate. Queste tecniche garantiscono la massima ritenzione dell'azoto ammoniacale (TAN) nel suolo, traducendosi in una maggiore quota di azoto disponibile per la coltura.
L'adozione di queste tecnologie comporta un chiaro trade-off aziendale: a fronte di una maggiore efficienza agronomica, richiede potenze di trazione superiori e un'attenta gestione del traffico e del possibile compattamento in campo.
Nel confronto tra concimazione minerale e organica, il vero elemento discriminante non è la matrice in sé, ma la tecnica utilizzata in campo.
L'adozione di tecniche a bassa emissione, come l'iniezione diretta nel suolo o l'interramento immediato, permette al digestato e ai suoi derivati di garantire rese produttive uguali a quelle ottenibili con l'urea minerale. Al contrario, un'applicazione di tipo superficiale espone direttamente il refluo all'aria, causando la perdita quasi totale dell'azoto ammoniacale (TAN) per volatilizzazione e riducendo drasticamente l'efficienza complessiva dell'intervento nutrizionale.
Fattori di emissione dell’NH3 e impatto sulla resa
A supporto di questa dinamica ci sono i dati sperimentali (Riva, 2016), che misurano il Fattore di emissione (EF), ovvero il rapporto tra l'azoto ammoniacale emesso nell'aria e il totale del TAN applicato al terreno (N–NH₃ emesso / TAN applicato).
I numeri evidenziano che la distribuzione in superficie comporta la perdita di una quota rilevante di azoto ammoniacale (TAN). Nel caso peggiore, rappresentato dalla frazione liquida lasciata superficialmente sul terreno, si arriva a perdere quasi la metà dell'azoto prontamente disponibile.
Quando invece il digestato o la sua frazione liquida vengono iniettati direttamente nel suolo, i fattori di emissione crollano (rispettivamente al 5.4\% e al 9.75\%), diventando del tutto paragonabili – se non inferiori – a quelli dell'urea minerale (vedi tab.).
| Tab.- Proprietà ed efficienza delle tecniche distributive | ||
| Gestione / trattamento (sintesi) | EF NHʒ (% TAN) | Messaggio tecnico |
| Digestato/derivati superficiali (media) | 38±11 | Perdite elevate → cala l'efficienza dell'N |
| Digestato iniettato (media) | 5.4±5.4 | Drastica riduzione NHʒ |
| Frazione liquida iniettata (media) | 9.75±4.2 | L'iniezione rende l'uso “competitivo” |
| Urea (media) | 7.8±5.2 | Riferimento della pratica comune |
| Esempio puntuale: digestato superficiale (pre-semina) | 30.4 | Ordine di grandezza “alto” |
| Esempio puntuale: frazione liquida superficiale | 46.3 | Caso peggiore se non incorporato |
| (Dati: Riva 2016) | ||
L'implicazione diretta sulla produttività del mais è immediata. Nel momento in cui il TAN viene conservato all'interno del terreno grazie all'iniezione, l'azoto torna disponibile e le rese finali del mais risultano così comparabili a quelle ottenute con la concimazione chimica tradizionale.
Mais: strategia operativa per timing e frazionamento
La programmazione degli interventi deve rispondere alle specifiche esigenze della coltura durante il ciclo biologico.
Il mais presenta una domanda di azoto elevata a partire dallo stadio V6 fino alla fase di pre-fioritura, un fattore che rende necessaria la presenza di azoto disponibile nel momento giusto. Uno schema robusto per la gestione degli apporti prevede una quota base distribuita in pre-semina, a cui far seguire una seconda quota in sarchiatura o side-dress, preferibilmente interrata.
L'obiettivo complessivo di questo piano di frazionamento e gestione temporale è massimizzare il recupero dell'azoto da parte della pianta, riducendo il surplus nel terreno che alimenta le perdite per lisciviazione dei nitrati (NO3-) ed emissione di protossido di azoto (N2O).
Il sistema ReturN: come spostare il refluo dove serve
La redistribuzione dei nutrienti si scontra con il divario tra distretti zootecnici in surplus (vincolati dalla Direttiva Nitrati) e aree maidicole limitrofe in deficit.
Il modello matematico ReturN ottimizza questi flussi logistici calcolando la convenienza dello spostamento di liquami e digestati per ridurre l'uso di concimi chimici. Il sistema applica un'ottimizzazione multi-obiettivo basata su un peso matematico (w): impostando w=1 si minimizzano i costi economici (€/kg N), mentre con w=0 si minimizzano le emissioni di gas serra generate dal trasporto.
Incrociando i bilanci aziendali, le distanze e la concentrazione di azoto delle matrici (reflui più diluiti aumentano i viaggi e i costi), ReturN individua il punto di pareggio (breakeven) oltre il quale il trasporto perde competitività, fornendo in tempo reale lo scenario ottimale rispetto alla situazione di partenza.
L'applicazione dei reflui deve fare i conti con la portanza del suolo e il peso dei mezzi. Volumi elevati richiedono attrezzature pesanti che rischiano di compattare il terreno, riducendo l'infiltrazione dell'acqua, aumentando le emissioni di protossido di azoto e penalizzando la resa del mais. Questo vincolo costringe spesso a entrare in campo solo quando il terreno lo permette, anziché nel momento agronomico ideale. Per superare il problema e garantire un'applicazione precisa, le soluzioni operative prevedono di separare il trasporto logistico dalla distribuzione vera e propria, alleggerire i mezzi in campo e utilizzare, dove possibile, sistemi di distribuzione ombelicali.
La distanza “soglia”: perché non è un numero fisso
Il principio cardine del trasporto dei reflui risiede nell'individuazione di una distanza limite: oltre una certa distanza, infatti, la matrice organica perde la sua competitività a causa dell'aumento dei costi e delle emissioni di anidride carbonica per chilogrammo di azoto trasportato.
Questa soglia non è un valore fisso ma dipende da una serie di parametri variabili:
- Il peso w: definisce la priorità, bilanciando i costi economici rispetto a quelli delle emissioni.
- Il prezzo e le emissioni “embedded” (incorporate nella fase di produzione) dei fertilizzanti minerali, come l'urea.
- L'efficienza della logistica: il costo/km e le emissioni/km legati alla logistica, tipologia di mezzi impiegati, velocità e numero di viaggi necessari.
- La concentrazione di azoto nel refluo: un'elevata diluzione della matrice comporta il movimento di maggiori volumi d'acqua per trasportare lo stesso chilogrammo di azoto.
L'interazione di questi fattori fa sì che, all'interno di scenari e ipotesi differenti, le soglie di trade-off varino da un minimo di circa 5.7 km fino a un massimo di circa 94 km.
Linee guida e check-list operativa per un'azienda maidicola
La traduzione pratica di questi principi si articola in due fasi sequenziali:
La prima fase si concentra sulle attività di misurazione e pianificazione, dove diventa fondamentale eseguire analisi periodiche sulle matrici organiche per determinare l'azoto totale, la quota di azoto ammoniacale (TAN/NH4) e la sostanza secca se necessaria. In questo modo è possibile definire piani di concimazione con dosi espresse in chilogrammi di azoto per ettaro anziché in metri cubi, tenendo conto anche del monitoraggio e del bilancio nel medio periodo degli apporti di fosforo e potassio associati al refluo.
La seconda fase riguarda la corretta applicazione in campo, che richiede innanzitutto la pianificazione temporale degli interventi strutturata su una quota base iniziale a cui aggiungere una quota successiva in side-dress o copertura. L'efficacia dell'intervento si completa poi con l'adozione di tecniche di distribuzione a basse emissioni, orientandosi su applicazioni rasoterra o tramite iniezione diretta, e con una gestione del cantiere volta a ridurre il peso complessivo dei mezzi in campo per ampliare le finestre utili di intervento ed evitare il compattamento.
Il triangolo operativo per il futuro del mais
Il quadro delineato permette di trarre alcune conclusioni operative sulla gestione dei nutrienti nella coltura del mais.
Il liquame e il digestato hanno le caratteristiche agronomiche necessarie per sostituire gran parte dell'azoto minerale tradizionalmente impiegato, ma il raggiungimento di questo risultato è vincolato al rispetto di un triangolo operativo composto da tre fattori interconnessi, ovvero il calcolo della dose basato sull'azoto disponibile, il corretto timing di intervento e l'adozione di adeguate tecniche e cantieri.
In questo modo, la sostenibilità complessiva si gioca sull'ottimizzazione dell'efficienza dell'azoto, sul contenimento delle emissioni di ammoniaca NH3 nell'aria, sulla prevenzione della lisciviazione dei nitrati NO3- nelle acque e su una corretta gestione territoriale.
La responsabile del progetto Return dell'unità di Milano è stata la professoressa Alessia Perego del Dipartimento di scienze agrarie e ambientali (Unimi).
ReturN: obiettivi di ottimizzazione (vedi figura 1)
Obiettivi di ottimizzazione:
- S1–S3 (Cost-based): Ottimizzazione basata solo sui costi (w = 1). Varia il prezzo dell’N minerale acquistato.
- S4 (Emissions-based): Ottimizzazione basata solo sulle emissioni. Minimizza la CO2 associata ai flussi.
- S5 (Combined): Compromesso costi + emissioni (0 < w < 1, MT + Cover).
Focus S1–S3: Sensibilità al prezzo dell'N minerale
- S1 (Prezzo medio): 0,331\ €/kg N (media 2019–2024, escludendo anomalie)
- S2 (Prezzo minimo): 0,185\ €/kg N
- S3 (Prezzo massimo): 0,923\ €/kg N
- Effetto atteso: Più l'N minerale è caro, più diventa conveniente dal punto di vista economico spostare l'N organico a distanze maggiori.
Baseline: Rappresenta l'uso attuale (situazione prima della redistribuzione ottimizzata).
