I nutrimenti per le piante contengono varie sostanze che interagiscono con il metabolismo vegetale: da esse le piante ottengono l’energia che assicura crescita, fioritura e produzione di foglie, frutti e semi.
I concimi che utilizziamo per le piante ornamentali e la maggior parte di quelli che vengono impiegati nell’orto e nel frutteto contengono le tre sostanze principali, chiamate “macroelementi”:
• Azoto (N)
• Fosforo (P)
• Potassio (K)
Questi tre elementi chimici sono alla base dei meccanismi nutritivi delle piante e vengono utilizzati nei diversi tipi di concime in proporzioni diverse, in relazione alle esigenze dei diversi tipi di piante.
Leggere una sigla che dice “NPK 7-5-9” significa che ci sono 7 parti di Azoto, 5 di Fosforo e 9 di Potassio sul totale del contenuto, che comprende anche altre sostanze e acqua.

L’azoto e le piante
L’azoto entra nella composizione delle piante in una proporzione che, rapportata al peso secco, è dell’ordine dello 0,5-3% nei tessuti maturi, mentre è più alta (5-6%) nei tessuti giovani. Anche se queste percentuali possono sembrare modeste, l’azoto è l’elemento più rappresentato, dopo C, O e H, nel mondo vegetale, e comunque svolge funzioni di straordinaria importanza per la vita dei vegetali e, quindi, per tutta la biosfera. L’azoto nella pianta è presente essenzialmente sotto forma di proteine (contenenti dal 15 al 17% di N).
Effetti dell’azoto
L’azoto esercita sui vegetali una potente azione di stimolo della crescita: una pianta ben provvista di azoto cresce rapidamente per la veloce moltiplicazione cellulare e allungamento dei tessuti giovani, produce un apparato assimilatore ampio, di colore verde scuro per l’abbondanza della clorofilla, e che rimane verde e funzionale a lungo: tutte sicure premesse per un’attività assimilatoria intensa e prolungata. Inversamente, una pianta carente di azoto cresce stentata e clorotica, assimila poco e per breve tempo, dato che l’apparato fogliare va incontro a senescenza precoce e che la maturazione viene accelerata, con grave compromissione della produttività. È per questo che l’azoto è il fattore nutritivo che maggiormente determina il livello produttivo dei vegetali.
Disponibilità e fabbisogni
II prelevamento di azoto che una coltura può fare avendone a disposizione è sempre notevole (fino ad alcune centinaia di kg/ha all’anno) mentre la fornitura di azoto da parte del terreno è limitata
per lo più ad alcune decine di kg/ha all’anno. Questo divario quantitativo tra esigenze e disponibilità naturali di azoto giustifica due fatti:
1) il ruolo di fattore limitante che questo elemento ha in natura;
2) l’assoluta necessità di assicurare agli «agroecosistemi» un adeguato «input» di azoto per stimolarne la produttività, sotto forma di concimazioni con concimi azotati di sintesi.
C’è poi da considerare il fatto che la fornitura di azoto che un terreno agrario è capace di assicurare, oltre che inadeguata come quantità, è spesso sfasata rispetto al fabbisogno delle colture. Per determinare razionalmente la tecnologia della concimazione azotata è quindi necessario che per ogni coltura si conosca l’andamento (entità e calendario) dei suoi fabbisogni di azoto e l’andamento della fornitura di azoto da parte del terreno. Dalla comparazione dei due andamenti emergerà l’entità e il calendario dell’integrazione da assicurare con la concimazione azotata. È impostandola su questa base razionale, che la concimazione azotata potrà essere fatta con il massimo di efficienza e quindi di beneficio economico e con il minimo impatto ambientale, nel senso della tutela degli acquiferi da inquinamento di nitrati.
Risposta delle colture all’azoto
A parte le leguminose, che sono autosufficienti, tutte le altre colture non trovano in genere nel terreno azoto in quantità sufficiente a promuovere appieno le loro potenzialità di fotosintesi, tant’è vero che quasi senza eccezione le colture rispondono alla concimazione azotata con aumenti delle loro rese per ettaro che giustificano questa tecnica dal punto di vista economico.

Fosforo
Funzioni, carenze ed eccessi
ll fosforo ha diversi ruoli nel metabolismo dei vegetali, tutti comunque di importanza fondamentale; a grandi linee, si possono distinguere tre diverse funzioni che questo macroelemento svolge nella vita delle piante:
• una funzione strutturale, entrando, soprattutto come H3P04, nella composizione di alcune importanti sostanze biologiche, quali gli acidi nucleici, i fosfolipidi, i dinucleotidi e il coenzima A.
• una funzione energetica, fungendo da trasportatore di energia chimica grazie ai legami che lo ione fosfato forma con alcuni composti organici; l’esempio più importante di questo ruolo svolto dal fosforo è quello del complesso ADP/ATP, che costituisce il veicolo principale di trasporto dell’energia in tutti gli organismi viventi.
• una funzione enzimatica, entrando nella composizione della parte coenzimatica di buona parte degli enzimi che intervengono nel metabolismo dei carboidrati.
Conseguenze delle carenze e degli eccessi:
La carenza di fosforo, come quella dell’azoto, implica sintomi generalizzati. La prima conseguenza è la ridotta sintesi degli acidi nucleici e dell’ATP che si ripercuotono direttamente sull’entità della sintesi proteica, per cui si verifica un aumento dei composti azotati a basso peso molecolare. La riduzione dell’ATP deprime in pratica tutti i processi metabolici. l sintomi più evidenti della carenza di fosforo sono una ridotta crescita e una drastica diminuzione dello sviluppo di frutti e semi, che risultano anche di qualità scadente. Le piante si presentano più piccole rispetto alla norma, con fusto esile e poco ramificato e apparato radicale poco sviluppato. Le foglie, a partire da quelle più vecchie, appaiono più verdi rispetto alla norma. La maturazione dei frutti viene ritardata, specie se la carenza di fosforo è associata a un relativo eccesso di azoto.
L’eccesso di fosforo ha in generale effetti opposti a quelli dell’eccesso di azoto; infatti esso provoca uno sviluppo più elevato dell’apparato radicale rispetto alla parte aerea e una maturazione anticipata dei frutti.

Potassio
Funzioni, carenze ed eccessi
Le funzioni del potassio sono collegate soprattutto alla sua presenza nelle soluzioni cellulari; questo elemento infatti si trova in prevalenza nei vacuoli e nonostante questo, è rappresentato in abbondanza nella sostanza secca. l ruoli principali che il potassio svolge nel metabolismo vegetale sono i seguenti:
• È un importante attivatore enzimatico, trovandosi associato ai siti attivi di molti enzimi che intervengono nella sintesi delle proteine, dell’amido e di altre macromolecole organiche. Esso presiede anche al mantenimento dell’equilibrio tra la produzione di carboidrati e quella di proteine.
• Agisce come regolatore dell’equilibrio osmotico della cellula vegetale, determinandone il turgore e normalizzando il processo di traspirazione. Una discreta ricchezza di K nell’acqua cellulare presente all’interno dei vacuoli aumenta quindi la resistenza al gelo e alla siccità
• Regola il processo fotosintetico, agendo in due modi distinti: da un lato è stato accertato che un aumento del tasso di K nelle cellule di guardia accompagna sempre l’apertura degli stomi; dall’altro questo elemento determina l’entità della traslocazione degli elaborati fotosintetici dalle foglie alle altre parti della pianta.
• Costituisce un fattore che incide molto sulla qualità e sulla serbevolezza dei prodotti, specialmente per alcuni come il tabacco, dove le proprietà organolettiche come sapore, colore, consistenza, profumi, sono determinati per le caratteristiche qualitative del prodotto finale.
Conseguenze delle carenze e degli eccessi:
La carenza di potassio si manifesta soprattutto per la formazione di zone necrotiche localizzate sui margini e sulle punte delle foglie, a partire da quelle più vecchie. lnoltre essa determina un aumento in sostanze azotate a basso peso molecolare (soprattutto amminoacidi e ammine) che inducono, in molte piante alimentari, un peggioramento della qualità del prodotto e, a volte, anche una riduzione delle rese. La comparsa di questi fenomeni negativi è spiegata con la formazione di putrescine, dovuta appunto all’accumulo di amminoacidi e ammine nelle foglie. L’eccesso di potassio può indurre una carenza relativa di altri cationi nutritivi, in particolare Ca e Mg.

MICROELEMENTI
L’importanza del ruolo degli oligoelementi o microelementi nell’alimentazione minerale delle piante coltivate risulta crescente con l’intensificazione produttiva delle colture di pieno campo.
l sempre più frequenti danni dovuti a carenze devono essere prevenuti o perlomeno corretti. Oggi la conduzione di una coltura non può più essere fatta senza tener conto del ruolo dei microelementi.
La loro caratteristica principale è quella di essere indispensabili alle piante, ma solamente in piccola quantità: qualche chilo per ettaro e per anno. Nonostante i microelementi possano essere presenti in grande quantità nella roccia madre e nei terreni, essi non sono sempre sufficientemente disponibili per le piante; i fattori che ne limitano la disponibilità sono numerosi. ln particolare, la disponibilità dipende in misura notevole dalle condizioni del substrato; le carenze di ferro compaiono nei suoli calcarei, il manganese è maggiormente disponibile nei suoli compatti e lo zinco è molto meno assimilato dalle piante durante il periodo freddo e umido. D’altra parte, esistono numerose piante che risultano molto sensibili ad alcune carenze: la barbabietola e il girasole al boro, i cereali a paglia al rame e al manganese, il mais allo zinco.
Gli apporti dei microelementi alle colture non devono essere sistematici, ma ben ragionati. Ciò esige una individuazione delle situazioni a rischio, che ha come premessa la conoscenza delle condizioni in cui si manifestano le carenze. Studiare le caratteristiche del suolo diviene, quindi, fondamentale. È necessario appoggiarsi all’analisi del suolo e quindi interpretarla, su base regionale e per tipo di terreno. l bisogni delle colture sono conosciuti per ogni specie. L’individuazione dei sintomi delle carenze più tipiche è necessaria; così come è possibile basarsi sull’analisi vegetale. Alcuni lavori recenti propongono, per coltura, delle norme di interpretazione sulla base della diagnostica fogliare. Le dosi di apporto dipendono direttamente dalla scelta del tipo di prodotto. Le modalità di apporto devono essere idonee: al suolo o per via fogliare. Ad esempio, la carenza dello zinco su mais può essere più facilmente controllata con degli apporti al suolo eseguiti prima della semina. Correzioni con concimazione fogliare saranno preferibili nel caso della carenza del manganese. l controlli sull’efficacia dell’apporto possono venire effettuati a posteriori, con i metodi tradizionali di analisi (foglie e suolo). Prove di campo permettono di valutare gli effetti sulla resa e quindi indicare probabilità di risposta della coltura agli apporti di microelementi.
Sebbene i microelementi siano presenti in quantità ridotta nei vegetali, essi giocano dei ruoli fondamentali nella vita della pianta; ciò viene anche dimostrato dalle sintomatologie connesse con fenomeni di carenza. Tuttavia risulta insufficiente limitarsi alla trattazione delle sole carenze che sono spesso riconducibili a dei forti squilibri nell’attività fisiologica.
Le piante assorbono i microelementi prevalentemente sotto forma ionica: cationi (Fe++, Cu++, Mn++, Zn++) e anioni (BO3H-, MoO4–). Questi ioni si fissano nei siti specifici di grosse molecole organiche, chiamate enzimi, in tutte le funzioni metaboliche.