L agricoltura e la riduzione delle emissioni di gas serra

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1 L agricoltura e la riduzione delle emissioni di gas serra Franco Miglietta Istituto di Biometeorologia CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE Firenze

2 Energia, Industria Trasporti Mitigazione Riduzione delle emissioni Protezione degli stock Aumento degli assorbimenti Agricoltura e Foreste

3 LUCE CALORE OSSIGENO ( poco 2%) ANIDRIDE CARBONICA (CO 2 ) ACQUA ELEM. NUTRITIVI

4 CO 2 atmosferica

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7 Inverno Inverno = prevalgono le emissioni Inverno Inverno Estate Estate Estate = prevalgono gli assorbimenti Estate Estate

8 %annua di perdita di C dai suoli

9 Combustibili fossili, produzione di cemento, Trasporti 6.4Gt C± 0.4 Aumento di CO2 In atmosfera 3.2Gt C± 0.1 MISSING SINK 4.9 Gt C Land use change 1.7Gt C± 0.8

10 Gt di CO Gt di CO Gt di CO Gt di CO2

11 Aumentando il contenuto di C del suolo dell 1% ogni anno (da 70 a 70.7 t ha -1 in 1 anno): 0.7 t C ha -1 x 18 M ha S.A.U. = 46.2 Mt CO 2 anno -1

12 Soil Organic Carbon (tc ha -1 ) no tillage tillage % all anno year fonte: Progetto SOMIT (Soil Organic Matter in Italian Soils) DPVTA - Università di Udine e Università di Pisa Mazzoncini et al. European Journal of Soil Science (2002)

13 A A 160 g C kg 1 sand free micro s % all anno -1.3% all anno 20 anni di riforestazione B 100 anni di gestione agricola B B B 100 years 20 years 20 0 A F N 0 mm M Micro's aggregates type A F N fonte: II Università di Napoli, Caserta Università di Udine Del Galdo et al. Global Change Biology (2003) Assolari et al., Soil Biology and Biochemistry (2003)

14 Domesticated biotechnology, once it gets into the hands of housewives and children, will give us an explosion of diversity of new living creatures, rather than the monoculture crops that the big corporations prefer. New lineages will proliferate to replace those that monoculture farming and deforestation have destroyed. Designing genomes will be a personal thing, a new art form as creative as painting or sculpture. Freeman Dyson, OurBiotechFuture The NY Review of Books - Volume 54, Number 12, 2007

15 Aumentando il contenuto di C del suolo dell 10% ogni anno (da 70 a 77 t ha -1 in 1 anno): 7t C ha -1 x 1.8 M ha S.A.U. = 46.2 Mt CO 2 anno -1

16 Amazzonia, Regione di Manaus. Terra Preta

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18 Terra Preta - Amazonia

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20 W.G. Sombroek ( ) Sombroek WG (1966) Amazzons Soils. CAPD, Wageningen, NL Terra Preta (ADE) è sicuramente un prodotto dell uomo Civiltà indigene pre-colombiane tra anni fa L ingrediente base è Carbone vegetale

21 Popolazioni amazzoniche Società del XXI secolo Aumento della fertilità Aumento delle produzioni Sequestro di CO2 atmosferica Produzione di energia rinnovabile Aumento della fertilità Aumento delle produzioni Riduzione dei fertilizzanti

22 Perchè il Carbone vegetale fa aumentare i raccolti? Ipotesi 1: apporto diretto di elementi nutritivi Biochar (g kg -1 ) K Ca Mg N P (cmol c kg -1 ) (cmol c kg -1 ) (cmol c kg -1 ) (g kg -1 ) (mg kg -1 ) Dati per Oxisol, Lehmann et al. (2002)

23 Ipotesi 2: miglioramento della struttura del suolo 20 t ha -1 biochar Control plot -hpa Jul 19-Jul 20-Jul 21-Jul 22-Jul 23-Jul 24-Jul 25-Jul date J. Major, 2007

24 Ipotesi 3: funzione rifugio per I microorgamismi Biomass carbon 100% Energy Production Biomass carbon 100% Bio-char carbon 50% 100 years Biomass carbon 0% Bio-char carbon >40%

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27 Esperimento in vaso Lolium perenne, Firenze 2008

28 Grano duro, Empoli % con 5 t/ha-1 biochar

29 Grano duro, Pistoia

30 Pistoia-Cespevi Semina: Gennaio 2009 Campo Sperimentale a blocchi randomizzati Tesi: 30t/ha di Carbone 60t/ha di carbone Controllo

31 Primi risultati esperimento 2009 Velocità di emergenza: il 20 Febbraio + 30% piante emerse 12 Accrescimento più rapido: Emissione di N2O: (?) 2 0 controllo biochar30 biochar60

32 17/03/09 3/7/09 3/8/09 3/9/09 3/10/09 3/12/09 13/03/09 14/03/09 15/03/09 16/03/09 3/6/09 3/5/09 Forte modifica dell albedo Incremento della temperatura del suolo a 5cm

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35 NPP agricola italiana: 0.18 GtC y-1 (1/300 della NPP globale) Scenario conservative = 2.3 MtC = 8.5 MtCO2 (1.2% NPP) Scenario optimistic = 8 Mt C = 29 Mt CO2 (3.2% NPP) Riduzione di fertilizzanti Residui forestali / orticoltura in serra / vivaismo

36 O 2 + Energia Biomassa Biomassa + Energia

37 Biochar = carbone vegetale

38 PYREG.DE 0.5 MW potenza Input: 2 t/ora di residui Output: 0.88 t/ora Biochar 170 KWh termici Investimento Consegna nel 2010

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42 Nathaniel Mulcahy WorldStove Corporation, Tortona