Il ciclo dell azoto nell azienda da latte

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1 Achieving good water quality status in intensive animal production areas Il ciclo dell azoto nell azienda da latte Paolo Mantovi Fondazione CRPA Gestione integrata dell'azoto nell'azienda zootecnica. Alimentazione delle bovine e uso del prato stabile Azienda Scalabrini Ghiardo di Bibbiano (RE) 04 ottobre 2013

2 Leaky pipe, il tubo che perde Atmosfera NH 3 N 2 O NOx N 2 N outputs: prodotti vegetali NH 3 N 2 O NOx N 2 N inputs: fertilizzanti N fissazione biologica deposizioni N Produzioni vegetali alimenti effluenti Produzioni animali N outputs: latte, carne, uova NH 4 + NO 3 DON N par NH 4 + NO 3 DON N par Acque superficiali e sotterranee Inquinamento da nitrati (tossicità, eutrofizzazione)

3 N fluxes, i flussi dell'azoto Azzurro: flussi antropogenici. Arancio: flussi non intenzionali. Da Sutton et al. (2011), The European Nitrogen Assessment

4 Reactive N, azoto reattivo

5 Contabilizzare l'azoto. N budget Due tipi di bilancio dell azoto: Bilancio di stalla (Barn gate N balance) Bilancio aziendale (Farm gate N balance)

6 Bilancio dell'azoto in stalla INGRESSI Mangimi Foraggi Latte artificiale STALLA con bovini in lattazione, asciutte, manze, vitelli SURPLUS USCITE Latte Carne N - ESCRETO / VACCA N - ESCRETO / MANZA N - ESCRETO / VITELLO

7 N footprint, N efficiency Da Sutton et al. (2011), The European Nitrogen Assessment

8 Efficienza dell'azoto nella dieta Urine 15-45% N Ingestione 100% N Feci 25-40% N Latte 15-40% N

9 Efficienza dell'azoto nella dieta Ingestione (100 %) Indigeribile (18%) Digeribile (82%) Mantenimento (10%) Non utilizzato (37%) Produzione (35%) Feci (18%) Urine (47%) Escrezione (65%) Da Sutton et al. (2011), The European Nitrogen Assessment

10 Escrezione dell'azoto Il livello di escrezione dell'azoto dipende dal tenore proteico della dieta. Per bovini da latte: N escreto = SS ingerita x PG x 84,1 + PV x 0,196 (Nennich et al., 2005) L'incremento della frazione ureica (urine) è più che proporzionale all'incremento dell'escrezione di N. Le emissioni ammoniacali in allevamento dipendono in primo luogo dall'azoto delle urine. Ottimizzare il livello proteico della dieta significa ridurre le emissioni di ammoniaca, con conseguenze benefiche per ambiente, economia e benessere.

11 Bilancio aziendale dell'azoto Apporti al suolo (fertilizzanti, ) Perdite in ambiente SUOLO EFFLUENTI COLTURE Produzioni vegetali Ingressi in stalla (mangimi, lettiera, ) ANIMALI Produzioni animali

12 Aziende AQUA bilanci N aziendali, secondo anno Azienda Input (kg /anno) Output (kg/anno) Surplus (kg/anno) Efficienza Out/In (-) Surplus (kg/ha/anno) Pinotti , Sgambaro , Mori (P-R) , Bolzon , Mana , Zambelli , Biagi , Sevega ,18 151

13 Aziende AQUA efficienza N a scala aziendale, secondo anno

14 Azienda Mori bilancio N aziendale Input Kg N/anno Output Kg N/anno Fertilizzanti minerali 1128 Colture vendute 1697 Deposizione atmosferica 3380 Latte 8301 Azotofissazione Carne 850 Animali acquistati 0 Effluenti ceduti 0 Lettiera acquistata 275 Alimenti acquistati Totale input Totale output Bilancio o surplus (kg N): Efficienza (output/input): 0,30 - Surplus ad ettaro (kg N/ha): 193

15 Confronto _ Aziende da latte area Atlantica (prog. GreenDairy) Scozia Irlanda Inghilterra Bretagna (F) Loira atlantica (F) Aquitania (F) Paesi Baschi (S) Galizia (S) Portogallo Inputs (kg N/ha) Outputs (kg N/ha) Surplus (kg N/ha) Surplus (kg/1000 l milk) Efficienza (Outputs/inputs)

16 Alcune considerazioni L analisi dei bilanci dell N condotti nel progetto AQUA ha confermato come le aziende dimostrative abbiano caratteristiche distinte a seconda della specie allevata. In ogni caso aziende che allevano la stessa specie animale possono risultare più o meno efficienti nello sfruttare l azoto. Gli indici di efficienza e surplus che i bilanci permettono di calcolare, rispondendo alle pratiche che il conduttore può attivare in azienda, possono servire da stimolo agli agricoltori per perseguire azioni che riducano gli impatti ambientali delle loro attività.

17 Separazione solido-liquido dei liquami Sino al 30-35% in peso del liquame bovino. Tenore di s.s. del 20% circa. Concentra sostanza organica, azoto organico e fosforo. Tenore di s.s. ridotto rispetto al liquame bovino tal quale. Mantiene in se i composti solubili tra cui l N ammoniacale (sino al 60% dell N tot presente).

18 Separazione liquami Az. Mori

19 Efficienza di separazione - peso

20 Efficienza di separazione - ST

21 Efficienza di separazione - N

22 Consorzio AQUA per gestione frazioni solide separate (opzione «energetica»)

23 Caratteristiche delle frazioni solide

24 Caratteristiche delle frazioni solide Azienda Solidi totali (%) Solidi volatili (%) ST/SV (-) N totale (kg/ton) P totale (kg/ton) Valore minimo 17,4 15,6 0,84 3,3 0,57 Valore massimo 26,7 23,1 0,93 4,2 0,73 Valore medio 21,5 19,1 0,89 3,7 0,65 Con una produzione di 5 t/ora di frazione solida, in 10 ore di lavoro del separatore si concentrano oltre 170 kg N nella frazione solida.

25 Biogas dalle frazioni solide Risultati dei test di laboratorio (da liquami bovini) Frazione solida Quantità di silomais equivalente per produrre lo stesso metano* (= tonnellate di silomais sostituite da 1 tonnellata di solido separato) Con paglia, fresca 0,37 Con segatura, fresca 0,33 Con segatura, dopo 1 mese 0,12 * Considerando un silomais standard con 33% ST, 4% ceneri e BMP pari a 111 m 3 CH 4 /t tq.

26 Biogas dalle frazioni solide Frazione solida separata Insilato di mais +3-1

27 Alcune considerazioni La separazione solido-liquido dei liquami può permettere di migliorarne la gestione. La frazione liquida chiarificata risulta più facilmente miscelabile, pompabile e utilizzabile ai fini fertilizzanti. La frazione solida concentra in se la sostanza organica e i nutrienti e può essere utilizzata ai fini ammendanti oppure valorizzata dal punto di vista energetico (digestione anaerobica). L opzione «energetica» può rendere più conveniente la delocalizzazione delle frazioni solide separate.

28 Il prato stabile Azienda Mori Monitoraggio dei nitrati con coppe porose profonde 90 cm

29 Il prato stabile Azienda Mori Concentrazioni di nitrati nelle acque di ritenzione a 90 cm Il prato stabile è il miglior «filtro cattura nitrati»

30 Achieving good water quality status in intensive animal production areas Il ciclo dell azoto nell azienda da latte Gestione integrata dell'azoto nell'azienda zootecnica. Alimentazione delle bovine e uso del prato stabile Azienda Scalabrini Ghiardo di Bibbiano (RE) 04 ottobre 2013