Le caratteristiche fisico-chimiche dei terreni di prova, sono risultate pressoché simili.

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1 Il secondo anno di sperimentazione del Progetto Girasole alto oleico Andrea Del Gatto 1, Giuseppe Toscano 2, Rodolfo Santilocchi 4 Ester Foppa Perdetti 2, Antonella Petrini 3, Daniele Seghetta 3, Piergiorgio Angelini 1, Mangoni Lorella 1, Sandro Pieri 1 andrea.delgatto@entecra.it La Regione Marche, ha promosso e finanziato, in attuazione della Legge Regionale 37/99, il Progetto Regionale Girasole Alto Oleico, che si prefigge, tra gli obiettivi, l individuazione di varietà di girasole alto oleico, idonee per l areale marchigiano, con caratteristiche qualitative sufficienti al sistema di trasformazione ed utilizzazione energetica o altre applicazioni industriali. Di seguito verranno illustrati i risultati del secondo anno di sperimentazione. Valutazione agronomica Come nell anno precedente, nel 2008 sono state allestite tre prove varietali (una in provincia di Ancona, una nel Maceratese e una nel Fermano) dove sono state poste in valutazione, in uno schema sperimentale a blocchi randomizzati, con 4 repliche, in parcelle di 47,1 m 2 di superficie, 8 cultivar ad alto contenuto di acido oleico nella frazione lipidica, accanto a 2 testimoni convenzionali, individuate da graduatorie redatte in base a risultati di prove di valutazione varietale afferenti ad una rete nazionale di sperimentazione coordinata dalla l unità di Osimo. Le prove sono state seminate, meccanicamente, a fila continua o a postarella, per ottenere, con diradamento manuale, allo stadio di 2-4 foglie vere, l investimento di 5,5 piante/m 2. Nel corso dell esperienza sono stati rilevati i principali parametri morfo-fenologici (date di emergenza, fioritura, maturazione, altezza delle piante) e, sul campione parcellare, raccolto su una superficie di 42,9 m 2, quelli produttivi (peso, umidità, peso di 1000 acheni, contenuto di olio con risonanza magnetica nucleare NMR) e calcolati resa ettariale in acheni ed olio; la composizione acidica dell olio è stata determinata tramite gas-cromatografia dei metil-esteri degli acidi grassi. In analogia alle attività condotte nel corso del primo anno del progetto, la valutazione delle prestazioni energetiche delle 10 varietà si è basata sul comportamento dei materiali all estrazione meccanica e sull analisi delle caratteristiche chimico-fisiche degli oli e del panello prodotto. Risultati Le caratteristiche fisico-chimiche dei terreni di prova, sono risultate pressoché simili. 1: Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Centro di Ricerca Colture Industriali Ex S.O.P. Osimo (AN); 2: Dipartimento di Scienze Alimentari, Agro-Ingegneristiche, Fisiche, Economiche-Agrarie e del Territorio Università Politecnica delle Marche (AN); 3: Centro di Ricerche per il Miglioramento Vegetale Nazareno Strampelli (MC) 4: Dipartimento di Scienze Ambientali e Produzioni Vegetali Università Politecnica delle Marche (AN) 1

2 Il decorso termico è risultato abbastanza differenziato nei tre ambienti: ad Osimo la temperatura dell anno è sempre rimasta al di sotto di quella poliennale raggiungendo i 25 C solo nella terza decade del mese di luglio, al contrario della località maceratese, dove, nell intervallo esaminato, le temperature sono sempre risultate superiori a quelle del poliennio per tutto il ciclo della coltura, superando abbondantemente i 25 C per tutto il periodo estivo; intermedio il comportamento di Fermo dove le temperature hanno lievemente oscillato attorno alla media poliennale. L andamento pluviometrico è risultato abbastanza simile, con abbondanti precipitazioni primaverili e scarse in estate, ad eccezione di un significativo evento meteorico ad Osimo a fine luglio, tardivo per poter incidere sulla produzione. Il 2008 (Tabella 1) ha permesso di ottenere produzioni medie in acheni ed olio soddisfacenti, superiori a quelle dello scorso anno (24,9 q/ha vs 31, 9,2 vs 13,1, rispettivamente); anche gli altri parametri hanno mostrato valori superiori al 2007, confermando che l andamento climatico del 2008 è risultato più favorevole alla coltura. A Fermo si sono raggiunti i migliori risultati con differenze statisticamente significative in tutti i caratteri produttivi; le varietà hanno denotato il più breve ciclo colturale ed il minore intervallo semina-fioritura; nella prova di Abbadia di Fiastra (MC) si sono riscontrate le piante più basse ed il maggiore peso medio degli acheni. Dall analisi dei dati relativi alle 10 varietà a confronto (Tabella 2) si evidenzia che la risposta produttiva in acheni è stata condizionata dall effetto combinato del genotipo e dell ambiente di sperimentazione: nessuno degli ibridi in prova ha ottenuto, ad Osimo, produzioni comparabili a quelle di Linsol, migliore dei testimoni convenzionali, che ha fatto registrare, proprio nell Anconetano, la migliore resa in acheni in assoluto (37,4 q/ha); 6 varietà alto oleico (oltre all altro testimone convenzionale, Ardana PR) vi si sono approssimate a Fermo, 4 ad Abbadia di Fiastra, senza differenze statisticamente significative: tra queste PR64H41, Mas 97 OL, NK Camen e Oleko si sono distinte in entrambe le località. Nessuno degli altri caratteri ha fatto rilevare condizionamenti da parte dell ambiente; Il contenuto in olio degli acheni, solitamente legato al genotipo, è risultato relativamente basso, con valori inferiori al 44%. Linsol è risultato il testimone col migliore tenore in olio; Ultrasol ha raggiunto il valore più elevato (48,1 %); proprio per questo si è posizionata di diritto fra le cultivar alto oleico con le più alte rese aggiungendosi alle già citate PR64H41, NK Camen, Mas 97.OL ed Oleko, tutte con performance statisticamente indifferenti da Linsol, in assoluto la migliore. Questa ha anche evidenziato il maggiore peso dei 1000 acheni (55,3 g), seguita da LG54.50, Oleko, Heroic RM e PR 64 H 41, tutte con valori superiori ai 50 g. Le piante hanno raggiunto una ragguardevole statura: 6 genotipi hanno eguagliato o superato la media di 2 metri; Oleko è stato l ibrido più alto in tutti gli ambienti (211 cm); PR 64H41, il più basso (187 cm). Le costituzioni hanno presentato un ciclo colturale pressoché simile con solo 5 giorni di differenza tra quello delle più tardive (Oleko e Ultrasol) e della più precoce (Heroic RM). Lo stesso intervallo ha separato la data di fioritura delle cultivar più precoci, Heroic RM e LG 54.50, dalla più tardiva, Ultrasol. 2

3 Tutte le varietà alto oleico hanno presentato un contenuto di acido C 18:1 variabile in un range compreso fra l 85,7 e il 90,1 %, valori in generale superiori a quelli riscontrati lo scorso anno (80,9 87,3); viceversa per il linoleico, variato da un minimo di 2,5% ad un massimo di 5,9% (2,9 8,8 % nel 2007). NK Bonita si è distinta con un valore superiore al 90%, cui si sono avvicinate tutte le altre tranne Heroic RM, che quest anno ha comunque denotato un valore (85,7) di molto superiore a quello del 2007, quando superò di poco il limite commerciale comunemente accettato del 80%. Valutazione energetica L analisi dei risultati dei test (Tabella 3) evidenzia, innanzitutto, delle differenze di resa di estrazione tra i due anni di sperimentazione. Nel corso del secondo si è rilevato un rendimento di estrazione di 4,3% in più rispetto al primo anno. La crescita è stata maggiormente evidente per le varietà alto oleico (+4,7%) che non per quelle convenzionali (+2,7%). Al contrario del 2007, nel 2008 l incremento di resa delle varietà alto oleico ha raggiunto e, in alcuni casi, superato le prestazioni delle varietà convenzionali. Tra tutte è emersa la PR64H41, con il più elevato valore in assoluto (35,5%), seguita da Ultrasol, NK Carmen, NK Bonita e MAS 97OL, tutte con rese superiori al 30%. Nella prima parte della tabella 3 è possibile valutare l andamento delle rese di estrazione per ciascun ibrido nelle tre località considerate. Solo tre di questi, Linsol, Ultrasol e PR64H41, hanno mantenuto una resa di estrazione sempre superiore al 30%; quest ultimo, in particolare, ha raggiunto punte del 37,2% e valori del 35,2% in un areale ove la media generale è inferiore al 30%, mantenendo pertanto una prestazione medio-alta anche quando le condizioni ambientali sono meno favorevoli. La resa di estrazione delle varietà è condizionata in misura importante anche dalla località di provenienza. In figura 1 sono riportati gli intervalli di variazione delle rese di estrazione di tutte le varietà coltivate nei tre ambienti. Oltre alle differenze generali tra il 2007 ed il 2008, si sono osservati valori inferiori per le varietà coltivate nel Maceratese. Come conseguenza della diversa composizione acidica dell olio vegetale, si osserva una differenza tra i tipi alto oleico e quelli convenzionali in termini di numero di iodio e di viscosità (tabella 4). Per i rimanenti parametri i valori sono risultati praticamente simili. In particolare l olio risulta pienamente conforme alle indicazioni di alcune specifiche tecniche di aziende costruttrici di sistemi endotermici ad alimentazione vegetale e con un progetto di norma (E0209A760) in via di elaborazione dal Comitato Termotecnico Italiano sulla standardizzazione degli oli e grassi vegetali ad uso energetico. Conclusioni In attesa del completamento del triennio di sperimentazione rimangono valide alcune considerazioni già fatte precedentemente. Il secondo anno di sperimentazione ha confermato le buone prestazioni della varietà PR64H41, le cui rese di estrazione, carattere strettamente legato alla quantità di olio presente nei semi ed, indubbiamente, il dato più importante per gli effetti sulla produttività di una filiera olio-energia, rimangono costanti ed elevate anche in ambienti di crescita in cui le altre varietà 3

4 risentono di cali produttivi, con differenze che, in alcuni casi, superano valori del 9%, con riflessi importanti nell ambito della produttività della filiera energetica. Interessanti sia dal punto di vista agronomico che energetico risultano anche Ultrasol ed NK Camen, anche se al primo anno di valutazione. E importante notare, inoltre, come i rendimenti di estrazione non condizionino la qualità dei prodotti energetici, rimasta costante per tutte le varietà nell arco dei due anni di lavoro. Riduzione degli input di lavorazione La sperimentazione è stata effettuata in ambiente collinare marchigiano presso l Azienda Agraria Didattico-Sperimentale Pasquale Rosati della Facoltà di Agraria di Ancona ad Agugliano (AN), su terreno declive di fondovalle (80 m s.l.m.) a tessitura franco-argillosa, con un ph alcalino, con una eccessiva dotazione di calcare totale, ricco in fosforo e potassio assimilabile. Sono state poste a confronto 5 modalità di preparazione del letto di semina: aratura superficiale a 25 cm, discatura, scarificatura, semina diretta con seminatrice da sodo pneumatica per soffiato e con una convenzionale pneumatica ad aspirazione adattata, in uno schema sperimentale fattoriale con 3 ripetizioni in cui, all interno di tre fasce altimetriche sono state condotte le lavorazioni seguendo la pendenza del terreno. I lavori preparatori sono stati effettuati nel mese di settembre del 2007 su terreno che aveva ospitato precedentemente frumento duro; successivamente sono state eseguite, durante l inverno, due erpicature prima della semina. L impianto della coltura è stato effettuato il 17 aprile con un sesto di cm 50 x 32 (6,25 semi/m 2 ) impiegando la varietà PR64H41, risultata fra le migliori nell ambito delle prove di valutazione varietale effettuate per lo stesso progetto in tre località marchigiane (Del Gatto et al., 2008) e nell ambito della rete di prove varietali nazionali finanziata dall Associazione Italiana Sementi (A.I.S.). La sola tesi su sodo, effettuata su terreno probabilmente troppo umido, non ha permesso il raggiungimento di una densità sufficiente per cui è stata riseminata in due epoche: 9 e 29 maggio, quest ultima risultata, in definitiva, troppo tardiva per ottenere un investimento e una produzione accettabili. Su tutte le parcelle il diserbo è stato eseguito in pre-emergenza con aclonifen + s- metholaclor (Challenge 2 l/ha+ Dual Gold 1,25 l/ha). La concimazione fosfatica è stata realizzata sul solco di semina distribuendo 40 kg/ha di P 2 O 5, l azotata somministrando 96 kg/ha di elemento sotto forma ureica distribuito sulla superficie del terreno in presemina. La raccolta è stata effettuata manualmente il 9/09/2009 su parcelle di 20 m 2. I semi ottenuti con le differenti tecniche colturali sono stati sottoposti a una serie di misure di laboratorio per valutarne le possibilità di impiego energetico. Più in particolare sono stati condotti test di estrazione per determinare la resa del processo, espressa come massa di olio estratto su massa di semi impiegati. Inoltre, sui materiali ottenuti dall estrazione, olio e panello solido, sono state eseguite alcune analisi chimico-fisiche per verificare eventuali differenze significative per l uso energetico Risultati 4

5 Rispetto alla media poliennale le temperature del 2008 sono rimaste sempre al di sopra per tutto il ciclo della coltura, mentre le precipitazioni sono risultate più abbondanti nella fase vegetativa, meno dalla fase di bottone fiorale. Nel complesso comunque non può dirsi sia stato sfavorevole all oleaginosa; dal punto di vista produttivo, infatti, si è raggiunta una soddisfacente resa in acheni ed olio (27,8 e 12,6 q/ha, rispettivamente). Nessun effetto significativo si è riscontrato in relazione alla posizione altimetrica delle parcelle. Le modalità di preparazione del terreno hanno influito significativamente sulle rese (Tabella 1): la scarificatura e l aratura hanno consentito i migliori risultati, non differenziandosi, quest ultima, dalla discatura, per la resa in acheni, con oltre 3,3 q/ha di scarto dalle restanti tesi, per quella in olio. Anche l investimento alla raccolta è risultato sensibile al tipo di preparazione del letto di semina, riflettendo l andamento già illustrato riguardo la produzione; i peggiori risultati sono stati conseguiti con l assenza di lavorazione, cui si è statisticamente assimilata la coltura condotta dopo discatura. L umidità alla raccolta è, risultata più alta nella tesi a sodo che, a causa della posticipazione di impianto, ha accusato un leggero ritardo di tutte le fasi fenologiche, inclusa la maturazione. Nessuna influenza è stata riscontrata sugli altri caratteri esaminati, compresa la qualificazione gas - cromatografica dell olio, che ha fatto denotare un contenuto in acido oleico prossimo al 90% in tutte le tesi. Valutazione energetica I test di estrazione (Tabella 2) hanno messo in evidenza differenze di resa di circa il 2% tra i semi ottenuti dalla scarificatura e quelli ottenuti da sodo. Per i rimanenti confronti le differenze sono più contenute e difficilmente imputabili alla tecnica colturale piuttosto che a differenze delle condizioni di spremitura (esperienze con la pressa estrattrice impiegata in laboratorio hanno mostrato variabilità dell ordine del punto percentuale). I dati sulle caratteristiche energetiche non evidenziano differenze rilevanti se non per il contenuto di ceneri del panello solido di estrazione. Il contenuto di ceneri del panello ricavato da semi ottenuti con la tecnica su sodo sembrerebbe essere minore rispetto agli altri test di confronto. La differenza raggiunge 1,2% se confrontata con lo stesso parametro misurato su panelli ottenuti da semi derivanti da tecnica colturale con aratura. I rimanenti parametri per il resto sono caratteristici di una varietà alto oleico (denotata da un basso numero di iodio) e le differenze presenti sono presumibilmente da legare alla normale variabilità dei materiali Conclusioni Il confronto di tre modalità di lavorazione del terreno per la semina del girasole (aratura convenzionale, discatura, scarificatura) con semina su sodo ha delineato la totale indifferenza della lavorazione tradizionale e della scarificatura, evidenziandone i vantaggi in relazione alla semina su sodo. E comunque necessaria una ulteriore verifica dei risultati, magari con l ausilio di attrezzature che salvaguardino il terreno dall eccessivo costipamento, problema che non va trascurato né in relazione all esecuzione delle operazioni colturali proprie dell oleaginosa che quelle relative 5

6 alla precessione, specie in condizioni di terreno umido, che un aratura leggera potrebbe permettere di superare. Per gli aspetti energetici non si denotano variazioni sostanziali tra i prodotti ottenuti con le diverse tecniche colturali ad eccezione di piccole differenze sul comportamento alla resa di estrazione e del minor contenuto in ceneri del panello solido derivante da tecnica su sodo. 6

7 Tabella 3: confronto tra le rese di estrazione delle varietà (stagione 2007 e 2008). VARIETA' AN MC AP Media NK CAMEN 32,8 28,5 37,7 33,0 27,6 ULTRASOL 36,2 30,0 36,2 34,1 27,1 MAS 97OL 31,7 28,1 33,8 31,2 26,8 HEROIC MR 28,8 27,3 33,1 29,7 25,6 OLEKO 29,3 26,8 33,1 29,7 24,6 LG ,7 25,4 31,1 27,7 24,2 NK BONITA 33,3 27,4 33,6 31,4 28,1 PR64H41 37,2 35,2 34,1 35,5 31,2 ARDANA PR 33,2 27,7 35,6 32,2 29,6 LINSOL 33,6 33,4 33,6 33,5 30,6 Media 32,3 29,0 34,2 31,8 27,5 Media v. alto oleico 32,0 28,6 34,1 31,6 26,9 Media v. convenzionali 33,4 30,55 34,6 32,8 30,1 Tabella 4: caratterizzazione energetica dell olio vegetale e del panello delle diverse varietà (medie anno 2007 e 2008). OLIO PANELLO Viscosità N di Iodio PCS Cloro Zolfo Fosforo Ceneri PCS VARIETA' (cst) (g I 2 /100g) (kj/kg) (%) (%) (mg/kg) (%) (kj/kg) NK CAMEN 41,4 81, ,03 0,01 4,8 5, ULTRASOL 41,1 83, ,01 0,01 4,4 4, MAS 97OL 41,3 80, ,03 0,00 2,8 5, HEROIC MR 40,6 85, ,01 0,00 3,0 5, OLEKO 41,2 84, ,03 0,02 3,8 4, LG ,6 84, ,03 0,01 3,0 4, NK BONITA 41,2 83, ,04 0,01 4,1 4, PR64H41 41,4 83, ,02 0,01 6,1 4, ARDANA PR 34,6 122, ,03 0,01 2,1 4, LINSOL 36,3 113, ,02 0,01 2,3 4, Figura 1: intervalli di variazione delle rese di estrazione nelle diverse località (stagione 2007 e 2008). 7

8 36 34 Rese di estrazione (%) Località AN AP MC Tabella 6: rese di estrazione e analisi energetiche dell olio e del panello ottenuti dagli acheni prodotti con ognuna delle tecniche colturali in esame. Tecnica colturale OLIO VEGETALE PANELLO SOLIDO Resa Viscosità Numero di Iodio PCS Umidità Ceneri PCS (%) (cst) (g/100g) (kj/kg) (%) (%) (kj/kg) Aratura 32,9 41,2 83,7 39,3 8,0 5,8 21,7 Scarificatura 34,1 41,6 84,1 39,5 8,2 5,5 20,7 Discatura 32,6 42,0 84,6 39,1 8,2 5,6 21,3 Sodo 32,0 41,5 84,4 39,2 8,0 4,6 20,8 8

9 Tabella1: effetto delle località su caratteri fenologici, altezza e principali caratteri produttivi Intervallo Ciclo Altezza Prod. acheni Peso 1000 Olio s.s.: sem-fior sem-matur piante 9% um. 9% um. contenuto produzione Località (d) (d) (cm) (q/ha) (g) (%) (q/ha) OSIMO 77 b 122 b 216 c 29,6 b 45,9 c 45,5 b 12,4 b FERMO 73 a 121 a 211 b 33,3 a 50,2 b 48,8 a 14,9 a TOLENTINO 81 c 128 c 173 a 30,9 b 54,4 a 42,9 c 12,1 b Media ,3 50,2 45,8 13,1 Tabella 5: effetti della modalità di preparazione del letto di semina sui caratteri quali-quantitativi in girasole Lavorazione Umidità Piante Prod. acheni Peso Peso Peso 1000 Altezza Diametro Olio s.s. granella raccolte 9% di um. ettolitrico 1000 al 9% di um. piante calatide contenuto produzione (%) (n/m 2 ) (q/ha) (g) (g) (g) (cm) (cm) (%) (q/ha) Aratura 4,9 b 5,7 a 30,6 ab 40,1 51,5 48,9 167,4 15,0 51,0 14,2 a Scarificatura 5,0 b 4,7 b 33,1 a 39,5 57,1 54,2 157,7 15,9 49,8 14,9 a Discatura 6,5 b 4,1 bc 24,3 bc 38,2 56,4 52,6 157,5 15,7 49,2 10,9 b Sodo 10,5 a 3,6 c 23,2 c 37,3 60,8 54,7 148,2 17,3 48,6 10,2 b Media 6,7 4,5 27,8 38,8 56,4 52,6 157,7 15,9 49,7 12,6 C.V. % 52,5 20,0 26,8 7,2 12,7 13,4 6,1 17,2 3,7 25,9 LSD (p<0,05) 3,5 0,9 7,3 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 3,2 9

10 Tabella 2: dati produttivi, fenologici, biometrici e composizione acidica dell'olio delle 10 varietà in prova Intervallo Lunghezza Altezza Acheni al 9% di umidità. Olio s.s.: Acidi grassi peso Varietà sem-fior ciclo (s-m) piante produzione 1000 contenuto produzione (%) (d) (d) (cm) (q/ha) (g) (%) (q/ha) palmitico stearico oleico linoleico altri C O F T C 16:0 C 18:0 18:1 C 18:2 HEROIC RM 75 a 121 a 192 ab 27,8 gh 28,9 dh 29,7 ch 52,6 ab 44,0 cd 11,6 c 4,8 2,8 85,7 5,9 0,8 MAS 97OL 79 e 122 ab 196 bc 27,6 gh 34,8 ac 34,3 ad 46,9 cd 46,6 ab 13,7 ab 4,1 2,8 89,3 3,1 0,7 LG a 123 ab 192 ab 27,1 h 32,8 ag 28,9 dh 54,8 a 42,3 d 11,5 c 4,5 2,7 88,5 3,3 1,0 ULTRASOL 80 f 126 c 204 de 31,7 bh 35,7 ab 30,5 bh 50,0 bc 48,1 a 14,3 ab 4,3 2,3 88,4 4,4 0,6 PR64H41 77 cd 123 ab 187 a 29,1 dh 34,1 ad 35,9 ab 51,8 ab 46,8 ab 14,1 ab 3,7 2,4 89,6 3,5 0,8 OLEKO 76 bd 126 c 211 f 29,7 ch 33,3 af 32,1 ah 53,0 ab 44,2 cd 12,8 ac 4,2 2,7 88,1 4,3 0,7 NK CAMEN 78 e 126 c 200 cd 29,6 ch 35,6 ab 34,1 ae 49,6 bd 46,6 ab 14,1 ab 4,2 2,7 89,8 2,5 0,8 NK BONITA 77 cd 124 ac 206 df 27,9 gh 29,9 ch 27,7 gh 46,1 d 45,5 bc 11,9 c 4,1 2,1 90,1 3,0 0,7 ARDANA PR 77 d 122 a 202 cd 28,7 eh 33,9 ae 27,5 gh 41,7 e 45,8 bc 12,7 bc 6,8 2,6 31,5 58,6 0,5 LINSOL 76 bc 125 bc 210 ef 37,4 a 33,6 ae 28,1 fh 55,3 a 47,9 a 14,5 a 5,2 2,8 47,3 44,0 0,7 MEDIA ,2 50,2 45,8 13,1 10