Il biochar per la valorizzazione agronomica dei residui di potatura

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Basilio Messina
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1 "FRUITGAS" L'ENERGIA DAL FRUTTETO: ESEMPIO DI FILIERA PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE DA RESIDUI DI POTATURA DEI FRUTTETI Il biochar per la valorizzazione agronomica dei residui di potatura Carlo Grignani, Laura Petruzzelli, Raghunath Subedi, Chiara Bertora (UNITO DiSAFA ) Convegno «Energie da biomasse in agricoltura» 31 ottobre 2014

agronomica dei residui di potatura Carlo Grignani, Laura Petruzzelli, Raghunath

2 COS È IL BIOCHAR? UN SOTTOPRODOTTO CHE DIVENTA RISORSA

3 QUALI SONO I VANTAGGI DEL BIOCHAR? La principale ragione dell interesse intorno al BIOCHAR è il SEQUESTRO DEL CARBONIO Altre fonti di energia rinnovabile (solare, eolico, geotermico o idroelettrico) che non comportano emissioni di CO 2, ma non consentono comunque di strappare CO 2 dall'atmosfera >> Carbon-neutral La produzione di energia dalla pirolisi di biomasse e l'interramento del biochar consente di ottenere un bilancio negativo del carbonio immesso in atmosfera >> Carbon-negative

(solare, eolico, geotermico o idroelettrico) che non comportano emissioni di CO 2, ma non consentono comunque di strappare

4 MA C È DELL ALTRO Aumento della CSC Aumento della ritenzione idrica Habitat favorevole per i microorganismi AUMENTO DELLA FERTILITÀ DEL SUOLO RIDUZIONE USO FERTILIZZANTI E ACQUA MITIGAZIONE INQUINAMENTO VERSO ATMOSFERA E ACQUE

microorganismi AUMENTO DELLA FERTILITÀ DEL SUOLO

5 PROGETTO FRUITGAS La gassificazione come strumento per smaltire e gestire le biomasse legnose, specie per la sanitizzazione del materiale di risulta di potature e espianti del kiwi E COSA FACCIAMO DEL BIOCHAR? In Italia, come in altri Stati europei, il biochar viene oggi considerato un rifiuto e non è attualmente riconosciuto come ammendante. In alcuni paese europei (Austria e Svizzera, per esempio) il biochar è già autorizzato; in Francia non è autorizzato per legge, però è ammesso in agricoltura biologica. L'Associazione italiana che si occupa di biochar (ICHAR) due anni fa ha presentato al ministero dell'agricoltura una richiesta di autorizzazione per applicare i risultati della ricerca sul biochar e ammetterlo come ammendante agricolo e quindi commerciabile.

In alcuni paese europei (Austria e Svizzera, per esempio) il biochar è già autorizzato; in Francia non è autorizzato per legge, però è ammesso in agricoltura biologica.

6 UNO O TANTI BIOCHAR? Pirolisi (senza O 2 ), gassificazione (<20%) e carbonizzazione idrotermale (idrochar: pirolisi umida) Materie prime (biochar da letame e liquame, biomassa legnosa etc.) Pirolisi lenta e rapida (velocità di riscaldamento della biomassa) Temperatura di pirolisi (bassa, <400 C; alta, >400 C)

(idrochar: pirolisi umida) Materie prime (biochar da letame e liquame,

7 VALUTAZIONE AGRONOMICA DEL BIOCHAR DI FRUITGAS È fitotossico? Se usato in frutteto deprime quantità o qualità delle produzioni? Stabilizza la sostanza organica del suolo? Induce una diminuzione delle perdite di gas azotati?

8 SAGGIO DI FITOTOSSICITÀ Protocollo Preparazione substrato di sabbia silicea e torba bionda (1:1). Aggiunta di 3 dosaggi crescenti di biochar (25, 50, 75 g/l con relative 3 ripetizioni). Lepidum sativum Allestimento dei vasi (incluso il testimone senza aggiunta di biochar) e semina del crescione (Lepidium sativum). Determinazione della produzione di biomassa al termine dello sviluppo vegetativo, a confronto con lo sviluppo di un testimone non trattato.

Lepidum sativum Allestimento dei vasi (incluso il testimone senza aggiunta di biochar) e semina del crescione

9 SAGGIO DI FITOTOSSICITÀ Indice di accrescimento (% rispetto al testimone non trattato) Il biochar non è fitotossico a nessuna delle dosi testate

10 USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE AZIENDA AGRICOLA CASCINA COLONNA AZIENDA AGRICOLA BRUNETTI PAOLO ANNO DI IMPIANTO PORTAINNESTO M26 M9 FORMA DI ALLEVAMENTO fusetto classico con potatura tradizionale fusetto classico con potatura taille longue SESTO DI IMPIANTO 4.0*2.0 m, n piante/ha *1.0 m, n piante/ha 2500 CULTIVAR Golden Delicious Galaxy Brookfield Franco limoso; ph neutro/sub alcalino; Franco sabbioso; ph neutro; buona PRINCIPALI CARATTERISTICHE SUOLO buona dotazione sostanza organica; dotazione sostanza organica; media media CSC; scarso K; elevato P CSC; scarso K; elevato P QUANTITÀ DI BIOCHAR circa 120 tonnellate/ha, corrispondenti a 1,86 t C/ha

0 m, n piante/ha 2500 CULTIVAR Golden Delicious Galaxy Brookfield Franco limoso; ph neutro/sub alcalino; Franco sabbioso; ph neutro; buona PRINCIPALI CARATTERISTICHE

11 USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE: effetto sulle produzioni CASCINA COLONNA quintali/ha BRUNETTI Il biochar non induce depressione delle produzioni

12 USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE: effetto sulla qualità delle mele Uso di indici di sintesi che combinano durezza della polpa, grado zuccherino e acidità Il biochar non influisce significativamente sulla qualità delle mele

durezza della polpa, grado zuccherino e acidità Il

13 PROVE SUL RILASCIO DI NO 3, SULLA STABILITÀ DI C E SULLE PERDITE DI NH 4 E N 2 O Protocollo: 2 suoli (con diverse caratteristiche di fertilità), setacciati a 2 mm e seccati all aria (stabilizzati) kg di suolo per unità sperimentale. Reidratazione, ammendamento con biochar, fertilizzazione (con nitrato ammonico). Misura del rilascio di nitrati tramite captazione e campionamento con minicoppe porose e successiva in cromatografia ionica Misura dell emissione di CO 2, N 2 O e eventuale CH 4 con campionamento in vials e analisi gascromatografica.

Reidratazione, ammendamento con biochar, fertilizzazione (con nitrato ammonico).

14 PROVE SUL RILASCIO DI NO 3, SULLA STABILITÀ DI C E SULLE PERDITE DI NH 4 E N 2 O Tipo di biochar Temperatura Sostanze volatili C marcato Area superficiale % % m 2 g -1 C totale N totale Ceneri ph CSC % % % kg -1 cmol Pollina 400 C Pollina 600 C Liquame suino 400 C Liquame suino 600 C Biochar (Miscanthus) 600 C Idrochar (Miscanthus) 250 C Residui potatura 1000 C

59 Liquame suino 400 C 54.8 2.2 27.4 29.86 42.6 9.9 5.8 29.43 Liquame suino 600 C 57.9 1.7 34.5 17.77 47.6 10.4 10.6 29.47 Biochar (Miscanthus) 600 C 75.6 0.24 20.

15 EMISSIONI DI CO 2 COME INDICATORE DI STABILITÀ DI C suolo sabbioso suolo franco-limoso Tasso di mineralizzazi one netta di C (% rispetto al C dato, al netto della respirazione basale) C = testimone PL 400 = Pollina 400 C PL 600 = Pollina 600 C SM 400 = Liquame suino 400 C SM 600 = Liquame suino 600 C

al netto della respirazione basale) C = testimone PL 400 = Pollina 400 C PL

16 EMISSIONI DI N 2 O E NH 4 Addizionando al terreno N minerale, il biochar da residui legnosi ha mostrato emissioni molto ridotte di N 2 O ma non ha abbattuto la volatilizzazione di NH 4.

17 CONCLUSIONI Il principale beneficio agronomico/ambientale nell uso del biochar da residui legnosi è la sua stabilità, che porta a stoccare C nel suolo e a moderare le emissioni di N 2 O Non è né fitotossico né ha effetto depressivo sulle produzioni Il processo ha l indubbio vantaggio di smaltire e sanificare il materiale legnoso Occorre che sia reso disponibile (consolidamento della filiera di approvvigionamento, nascita di nuovi impianti) e facilmente utilizzabile in agricoltura (iscrizione alla lista dei fertilizzanti) Il biochar è una famiglia ampia di prodotti diversi

smaltire e sanificare il materiale legnoso Occorre che sia reso disponibile (consolidamento della filiera di approvvigionamento, nascita di

18 GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

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