Il rame, importante per molteplici funzioni

rame
Inibita la crescita del cavolo cappuccio in carenza di rame.
Il rame è microelemento indispensabile, ma anche metallo pesante da utilizzare con raziocinio. Tende ad accumularsi nel suolo

Il rame in agricoltura è importante per le sue molteplici funzioni: si tratta anzitutto di un microelemento essenziale ma anche, come si è scoperto dalla seconda metà del 1800 in concomitanza dell’insorgere della peronospora della vite sul continente europeo, attività fungicida ad ampio spettro.
In conseguenza della sua consistente attività fungicida di copertura (ed anche batteriostatica), da allora se ne fa largo impiego nei vigneti e su numerose altre colture.
Purtroppo, però, si deve anche sapere che il rame è un metallo pesante e come tale risulta tossico per gli organismi viventi, a partire da alghe e lombrichi fino ad arrivare ai mammiferi.
Il rame distribuito in qualsiasi forma tende ad accumularsi nel suolo: se in un suolo normalmente abbiamo tenore in rame attorno ai 30 ppm, nel terreno di alcuni vigneti storici francesi, trattati con poltiglia bordolese da 150 anni, si raggiungono anche concentrazioni di rame di 1.280 ppm, che risultano tossiche non solo per gli artropodi, ma per le stesse piante coltivate.
In considerazione di ciò si è posto un tetto per la distribuzione di rame fitofarmaco nelle coltivazioni: prima nell’agricoltura biologica, che fa maggiore uso di rame per la difesa stanti le limitate alternative disponibili, poi anche nella produzione integrata. Il limite posto è di 6 kg/ettaro/anno di rame metallo: ad esempio se consideriamo una poltiglia bordolese al 20% di rame, se ne possono impiegare al massimo 30 kg/ettaro/anno.
Riconoscendo la gravità del problema, la Commissione Europea ha attivato il progetto di ricerca After-Cu, con 1 milione e 200 mila euro co-finanziato al 50% dall’UE, per promuovere la riduzione dell’impiego di rame come contrasto dei batteri patogeni.
In seguito si è fatta una riflessione anche sulla distribuzione di rame come nutriente, in quanto dal punto di vista ambientale l’impatto del metallo pesante è lo stesso, sia esso distribuito per finalità nutrizionali o fitoiatriche: per questo motivo a partire dal 2017 è stata inserita la seguente nota nelle Norme Generali di Produzione Integrata: se si utilizzano dei prodotti fertilizzanti fogliari contenenti rame metallico (Cu) la sua quantità distribuita deve essere registrata perché concorre al raggiungimento del limite previsto dalle norme fitosanitarie (tali quantitativi devono essere indicati nelle schede di registrazione della difesa
Questa nota è stata introdotta anche per mettere un freno all’impiego nella difesa di prodotti rameici che erano codificati come fertilizzanti.

Colture

La concentrazione media di rame all’interno della pianta è più bassa rispetto ad altri microelementi, varia tra i 5 e i 15 ppm. I consumi di rame da parte delle piante coltivate possono essere compresi tra i 50 grammi per ettaro fino ai 200 grammi per ettaro/anno per le colture più esigenti.
Particolarmente sensibili alla cuprocarenza tra le colture orticole sono soprattutto il cavolo, tutte le alliacee (aglio, scalogno, cipolla e porro) e la carota, ma anche molte altre orticole possono essere soggette a fenomeni di carenza di rame in quanto ricevono laute concimazioni organiche che, come vedremo in seguito, accentuano le manifestazioni di carenza per questo microelemento.

Carenza

Non è frequente che i nostri suoli coltivati presentino una carenza assoluta di rame, in quanto in genere i fenomeni di carenza sono dovuti ad una ridotta assimilabilità da parte dell’apparato radicale del rame presente nel suolo.
Le cause possono essere le seguenti:
- elevata presenza di elementi antagonisti del rame come il fosforo, lo zinco ed il molibdeno;
- alti livelli di azoto nella foglia che conducono ad un eccesso di aminoacidi e proteine che formano legami stretti con il rame e ne limitano fortemente la mobilità all’interno della pianta;
- pH alcalino che riduce la quota di rame assimilabile;
- terreni sabbiosi o torbosi.
Le carenze lievi o moderate di rame non si manifestano con sintomi ben evidenti: solo carenze gravi si evidenziano con un raccorciamento degli internodi e necrosi dei meristemi apicali.
Le punte delle foglie appassiscono ed ingialliscono, si attorcigliano, infine disseccano e muoiono.
Le diverse specie di colture orticole possono presentare i seguenti sintomi caratteristici:
- Il pomodoro in carenza di rame presenta foglie giovani di colore verde-bluastro e con il bordo arricciato;
- nella cipolla si riscontra un bulbo appassito, di consistenza spugnosa e dal colore pallido;
- la carota carente di rame si caratterizza per una ridotta dimensione del fittone, con conseguente calo di resa produttiva;
- nel pisello si constatano avvizzimenti e cascola, in particolare dell’apice dei germogli; le foglie giovani si presentano marmorizzate con colorazione verde chiara o grigiastra;
- la crescita del cavolo cappuccio in carenza di rame è inibita, con disseccamenti e difficoltà di sviluppare i cappucci: se la carenza è grave le foglie diventano clorotiche;
- nella lattuga si riscontrano disseccamenti; le foglie sono piccole e convesse; una clorosi a chiazze compare agli apici e ed ai margini delle foglie più vecchie e solo successivamente si diffonde a quelle più giovani. Successivamente le clorosi degenerano in necrosi bruno-grigiastre, le foglie ingialliscono e appassiscono, a partire dagli apici. Nota particolare, le venature a volte assumono una colorazione rosa;
- nello spinacio, oltre agli avvizzimenti, si denotano decolorazioni verde oliva o verde chiare, con necrosi che si diffondono a partire dagli apici: lo sviluppo delle piante è estremamente rallentato.

Inquadramento chimico

Il nome del rame deriva dal tardo latino aeramen; il nome latino scientifico è cuprum, da cui il simbolo chimico Cu, e proviene dal fatto che nell’antichità sull’isola di Cipro era presente un centro importante per la produzione del rame.
Il rame è un metallo dal numero atomico 29 e peso atomico 63,57. Per il suo facile rinvenimento in natura e per il relativamente agevole processo di estrazione e lavorazione è stato uno dei primi metalli utilizzati fin dalla preistoria.
È molto duttile e malleabile sia a freddo che a caldo; si caratterizza per il tipico colore rosso, che in ambiente secco rimane tale, mentre con l’umidità dell’aria si origina in superficie il verderame, che è una patina verde di carbonato basico. Il rame forma composti sia con carica monovalente (rameosi) che con carica bivalente (rameici).

In natura

In genere il rame si trova in giacimenti in cui è presente come composti minerali costituiti con lo zolfo o con l’ossigeno.
Il rame è largamente usato, sia allo stato puro (come, per esempio, nei conduttori elettrici e come catalizzatore), sia in lega con altri metalli (da ricordare in particolare bronzi e ottoni), sia sotto forma di sale.
Il rame è molto tossico per gli organismi inferiori e per i microrganismi. Per gli animali superiori e per l’uomo dosi fino a un decimo di grammo non sono dannose, mentre lo sono quantità di 2-3 grammi, che possono anche riuscire letali.
Pur potendo raggiungere livelli di tossicità, il rame è indispensabile per gli organismi viventi: in certi Invertebrati (Artropodi e Molluschi) sostituisce il ferro nella costituzione dell’emocianina, mentre nei Vertebrati è necessario perché il ferro alimentare sia utilizzato nella costruzione dell’emoglobina. Il rame rappresenta il gruppo attivo delle ortofenolossidasi, catalizza l’ossidazione dei gruppi solfidrilici (-SH-S-S-) essenziale nell’ossido-riduzione ed è presente nelle uova e nelle penne (turacina) degli uccelli.
I nostri terreni contengono in media 30 ppm di rame totale, pari a circa 90 kg per ettaro nel profilo di suolo interessato dalla maggior parte delle radici: in genere il rame scambiabile è su livelli attorno ai 10 ppm, sufficienti per le esigenze delle colture.
Nei suoli il rame si trova come catione bivalente legato in minerali primari o secondari, ma come tale è indisponibile per le piante: elevate quantità di solfuri di rame sono presenti nei suoli in genere in prossimità dei giacimenti di rame.
Il rame è inoltre presente nei suoli adsorbito dai colloidi organici ed in generale dal complesso di scambio; questo rame proviene in prevalenza dall’uso di anticrittogamici e dalla decomposizione dei residui vegetali. Il legame con la sostanza organica favorisce l’assorbimento del rame da parte della piante solo se si tratta di molecole organiche a basso peso molecolare e di recente complessazione, altrimenti anche questo rame è poco disponibile. La disponibilità del rame diminuisce all’aumentare del pH per la sua precipitazione come idrossido insolubile.
Notevoli apporti fosfatici ed azotati possono indurre situazioni di carenza di rame, dovuta alla precipitazione di fosfati insolubili di rame oppure alla formazione di complessi organici di rame poco assimilabili.

Nelle piante

Le piante assorbono il rame come catione bivalente Cu2+ ma la mobilità di questo catione all’interno della pianta è piuttosto bassa in quanto si trasferisce lentamente dalle radici alla parte aerea e viene scarsamente redistribuito all’interno della pianta. Nelle piante il rame può svolgere la sua funzione sia come ione libero che complessato in molecole di elevata stabilità.
Il rame è costituente di molti enzimi, impegnati nella respirazione (citocromo-ossidasi), nella lignificazione ed in processi legati alla germinazione. Il rame è inoltre fondamentale per la stabilità della clorofilla e di altri pigmenti, per la riduzione dei nitrati e per l’azotofissazione da parte dei rizobi.
Le principali interazioni del rame con altri elementi nutritivi riguardano il fosforo e lo zinco, che se sono in eccesso ne diminuiscono la disponibilità; inoltre si deve rimarcare che molibdeno e rame sono antagonisti.

Apporti

In molte coltivazioni vengono effettuati consistenti apporti di rame con finalità fitoiatriche: in particolare nei vigneti situati in aree soggette alla peronospora, prima della introduzione dei fungicidi di sintesi, venivano facilmente distribuiti a questo scopo 8-10 kg/ha di rame metallo. Come precedentemente detto, attualmente sia in agricoltura biologica che nei programmi di produzione integrata è stato posto un tetto alla distribuzione di rame per ettaro pari a 6 kg/ha/anno di rame metallo.
Nei terreni dove è riconosciuta una carenza strutturale di rame, la concimazione con questo microelemento al terreno viene prevalentemente attuata con solfati, nitrati o ossidi di rame che presentano diversa solubilità e diverso costo, ma che, in terreni a pH superiore a 7, vedono rapidamente bloccato il loro contenuto in rame.
Per ottenere una azione più persistente e più efficace per la concimazione al suolo si può operare con chelati di rame: fra gli agenti chelanti il DTPA è quello più idoneo per la concimazione radicale.
In numerosi fertilizzanti da impiegare per via radicale è presente, oltre ai macro e mesoelementi, una dotazione di microelementi e tra questi è sempre rappresentato il rame in una frazione che può oscillare fra il 2 e il 10 per mille: questo avviene soprattutto se i fertilizzanti presentano una componente organica.
In alcuni fertilizzanti specifici per la concimazione localizzata alla semina dei cereali autunno-vernini oltre all’azoto ed il fosforo può essere contenuto il rame che è il microelemento riconosciuto come il più influente per la produttività del grano tenero e duro e dell’orzo.
In considerazione delle piccole quantità in gioco risulta molto efficace anche la concimazione con rame per via fogliare, che presenta il vantaggio della maggiore prontezza di azione rispetto alla via radicale. I formulati impiegati per via fogliare possono essere a base di solo rame o di un opportuno mix di microelementi soggetti alle medesime problematiche di assorbimento nel suolo. Il rame in questi prodotti può essere presente sotto forma di sale, in genere solfato, oppure come chelato EDTA, HEDTA o DTPA, oppure complessato con polisaccaridi od amminoacidi, sempre per favorirne l’assorbimento fogliare.
Il rame solfato o protetto con polisaccaridi od amminoacidi applicato per via fogliare, svolge sempre una funzione a metà tra il nutrizionale ed il fitoiatrico, in quanto il suo assorbimento è sempre parziale e la frazione, a volte corposa, di rame che permane sulla lamina fogliare svolge una azione batteriostatica o fungitossica.

Asportazioni

Gli asporti di rame da parte delle colture rientrano fra i 30, più frequentemente 100 grammi, fino a raggiungere, in caso di elevate produzioni, i 120-150 grammi per ettaro.
Il rame è poco soggetto a dilavamento nei terreni che presentano pH tra 6,5 e 8, livelli a cui il rame è poco solubile, mentre a pH inferiori a 6 incrementa la sua solubilità ed anche il suo possibile movimento verso le falde acquifere in corrispondenza di forti precipitazioni.

Eccesso

I sintomi di tossicità da rame si presentano nelle piante con uno sviluppo ridotto della coltura, clorosi, disseccamento e morte della foglie.
Questi sintomi si possono manifestare già a partire da un tenore di rame superiore ai 25-30 ppm: in realtà eseguendo diagnostiche fogliari si possono riscontrare valori di rame anche di 100-300 ppm, ma si tratta però di valori dipendenti da depositi di rame esterni alla lamina fogliare, conseguenti ai trattamenti anticrittogamici con sali di rame, molto frequenti su parecchie colture. Questi livelli di rame sarebbero estremamente tossici per tutte le colture, ma di fatto non creano danni perché il microelemento apportato in questo modo presenta una biodisponibilità limitatissima e non entra nella fisiologia della pianta.

Concimazione

A fronte di asporti annuali di rame molto ridotti da parte delle piante (attorno ai 250 grammi), se le concimazioni di rame vengono effettuate al suolo con fertilizzanti sotto forma di sali può essere necessario apportare anche 10-15 kg/ha di rame metallo, in considerazione di tutte le inefficienze che comportano queste distribuzioni.
Molto più efficiente la somministrazione per via fogliare, in particolare mediante prodotti chelati con EDTA o HEDTA: l’applicazione di prodotti chelati per via fogliare può comportare apporti di rame non molto superiori agli asporti della coltura, in conseguenza della loro considerevole efficienza.
Un aspetto che vale in ogni caso è che, laddove sia prevedibile una carenza di rame, è opportuno effettuare gli apporti in modalità preventiva, per agire a monte e con maggiore efficacia.
Ad esempio, data l’importanza riconosciuta del rame per i cereali autunno-vernini molti microgranulati preparati per la concimazione localizzata alla semina prevedono il rame come microelemento accessorio, sotto forma chelata o di sale.

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