Il biochar: stato dell arte e opportunità per il florovivaismo

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1 Giornata dimostrativa Biochar: valorizzazione energetica dei sottoprodotti agro-forestali nella provincia di Viterbo Il biochar: stato dell arte e opportunità per il florovivaismo Dott.ssa Costanza Zavalloni Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali Università di Udine

2 Che cos è il biochar? È un coprodotto della pirolisi di biomasse vegetali ottenuto in assenza o con poco ossigeno e a temperature variabili da 200 a 1000 C La pirolisi è un processo utilizzato per la produzione di energia (calore e syngas), bio-oli e carbone (20-30% della biomassa iniziale) E chiamato biochar quando è aggiunto al suolo come ammendante ed utilizzato per le sue proprietà agronomiche (Lehmann et al., 2006)

3 La storia Amazon, Manaus Area. Terra Preta

4 Terra Preta (Amazon Dark Earth, ADE) Ossisuoli vicini Terra Preta Mineralogia Tessitura suolo simile Ricchi in ossidi di Fe e Al Suoli antropogenici Origine pre-colombiana Residui attività antropogeniche Carbone (2000 anni) Fertilità del suolo Contenuto nutrienti Sostanza organica Incremento ritenzione idrica Glaser et al. (2001) Glaser (2007)

5 Biochar e sequestro di carbonio Elevato contenuto di carbonio (60-80%) Struttura policiclica aromatica From: Bourke et al., 2007 Resistente alla decomposizioni microbica (sequestro di C nel suolo per centinai di anni)

6 Lehmann, Nature, 2007

7 Le carbonaie Metodo tradizionale per ottenere carbone. Cumuli di legna coperti di terra per limitare la presenza di ossigeno. la carbonizzazione durava da 1 a 3 settimane ancora in uso nei paesi in via di sviluppo

8 Impianti piro-gassificazione Utilizzano diverse fonti di biomassa (sia secca che umida) Impianti di medie dimensioni: kw ( ton anno -1 ) Circa il 40% del C nella biomassa rimane fissato come biochar ( ton anno -1 di biochar)

9 Non tutti i biochar sono uguali

10 Differenze tra biochar dovute a: Materiale di partenza (es. legno; residui vegetali; deiezioni animali) Pre- e post-trattamento Processo produttivo (gassificazione vs. pirolisi vs. HTC) Temperatura di pirolisi (350 vs. 700 C) Biochar con proprietà chimico-fisiche diverse

11 Legislazione un problema linguistico? A parte 4 Paesi UE, il carbone può essere usato come ammendante del suolo, compost o base per fertilizzante Il carbone vegetale (E 153) è normato in EU come addittivo alimentare

12 Biochar Quality Mandate IBI Standards European Biochar Certificate

13 Certificazione del biochar Provenienza della biomassa Qualità (contenuto di O,C,N,H) Nutrienti e metalli pesanti Contenuto di Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) Contenuto in diossine e furani

14 NORMATIVA BIOCHAR In Italia l impiego del biochar NON E NORMATO L Associazione Italiana Biochar (ICHAR) ha inoltrato alla commissione Fertilizzante del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali: 1) un fascicolo con tutte le attività di ricerca e sperimentazione condotte in Italia sul biochar e 2) una istanza per il riconoscimento del biochar come ammendante all interno della normativa vigente in materia Associazione Italiana Biochar:

15 Sinergie Mitigazione effetto serra Gestione rifiuti Biochar Produzione di energia Fonte: J. Lehmann, 2009 Miglioramento della fertilità dei suoli

16 Potenziali benefici agronomici e ambientali del biochar Incremento della disponibilità di nutrienti Incremento del ph del suolo (liming effect) Aumento della ritenzione idrica nei suoli Effetti sulla popolazione microbica del suolo e sulle sue funzioni

17 Nutrienti nel suolo Effetto diretto: apporto di nutrienti quali K, Mg, and P Effetto indiretto: in suoli acidi, incrementa la disponibilità di P (effetto simile ad una calcitazione) Non apporta direttamente N; tuttavia ha effetti indiretti sulla ritenzione di NH 4 + (minor lisciviazione) e riduce le emissioni di N 2 O

18 Ritenzione idrica del suolo Migliora la stabilità degli aggregati del suolo aumentanto la capacità di trattenere acqua Favorisce lo sviluppo di strutture organo-minerali complesse simili a sostanza organica stabile Particolarmente efficace in terreni e substrati sabbiosi Esempio di struttura porosa

19 Attività microbica Stimola l attività di funghi (es. micorrize) e batteri Fornisce nicchie di protezione da predatori Fonte: Fonte: UK Research Center

20 Conclusioni Il biochar rappresenta un interessante ammendante per il suolo in grado di apportare benefici sia agronomici che ambientali Potezialità per l ortoflorovivaismo: Utilizzo conservativo delle risorse (acqua e nutrienti) Riduzione degli impatti ambientali (minor lisciviazione ed emissione di GHG) Opportunità per valorizzare residui di produzione agricoli sustainable re-utilization of residues (legno di potatura, residui vegetali secchi ecc )

21 Grazie a tutti! Domande? Dott.ssa Costanza Zavalloni Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali Università di Udine