Pioppo bianco per la produzione di bioenergie

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1 Pioppo bianco per la produzione di bioenergie Laura Rosso, Lorenzo Vietto, Gianni Facciotto e Sara Bergante CRA Unità di ricerca per le produzioni legnose fuori foresta Research unit for Intensive wood production Strada Frassineto 35, Casale Monferrato (AL) I 1533 Italy tel fax laura.rosso@entecra.it 1

2 Il pioppo bianco è presente in un ampia area geografica che include il Centro e il Sud dell Europa, il Nord Africa, l Asia Centrale e Occidentale (FAO 198). Alle nostre latitudini è possibile trovare una buona disponibilità di riserve genetiche di Populus alba (genotipi naturali o collezioni). Nelle zone geografiche in cui gli areali si incontrano (nelle vallate alpine e tra i 45 e i 65 di latitudine Nord) Populus alba si ibrida spontaneamente con Populus tremula dando origine a P. xcanescens (pioppo grigio) che presenta caratteri fenotipici ed ecologici intermedi tra le due specie. 2

3 Esigenze ecologiche del Pioppo Bianco Temperature: media annua superiore ai 1 C. Piovosità: può sopportare una moderata siccità ma necessita di almeno 7 mm/anno di pioggia. Luce: in impianti molto fitti la ricerca della luce può causare eccessive curvature del fusto, soprattutto nelle file esterne. Altitudine: il pioppo bianco cresce lungo i corsi d acqua e viene coltivato in pianura. Suolo: in generale ha problemi nell affrancamento che fa sì che sia meno competitivo in confronto ad altre coltivazioni, ma superata tale fase riesce a sopportare suoli molto svantaggiati, sabbiosi e ricchi di scheletro. Avversità: la specie non risulta particolarmente sensibile ad avversità biotiche ed abiotiche. 3

4 Utilizzazioni attuali: arboricoltura da legno per produzione di segati L interesse commerciale di questa specie, in Italia, èlimitato all areale toscano; infatti non è mai stata realmente svolta un attività di miglioramento genetico. 4

5 Utilizzazioni attuali: Restoration ecology : impianti per riforestazione in aree golenali, ex cave, parchi ricreativi. 5

6 Obiettivi delle Restoration ecology : aumentare la capacità auto depurativa delle fasce fluviali (buffer strips), ricreare corridoi biologici ricollegando tra loro ambienti naturali frammentati 6

7 Obiettivi delle Restoration ecology : creare aree per la fruizione turistico didattica, contribuire al reinserimento di questa specie arborea negli ambienti naturali di origine 7

8 Utilizzazioni attuali: Produzione di biomassa per energia e biocombustibili. buone produzioni composizione chimica del legno ottimale per pre trattamenti a basso input facile separazione dei componenti del legno e conversione in biocarburanti 8

9 Attualmente per l arboricoltura da legno e per interventi di rinaturalizzazione sono utilizzate in particolare tre varietà di Populus alba: Forma chioma sesso idromorfia aridità vento defogliazione primaverile Villafranca espansa F Marte espansa M? Saturno semi-espansa M??? 2? ruggini bronzatura macchie brune virus del mosaico afide lanigero capacità di radicamento drittezza idoneità alla potatura rapidità di accrescimento Il clone "Villafranca" presenta buone caratteristiche di affrancamento e produzione ed è utilizzabile come coltivazione energetica (clone registrato nel Registro Nazionale dei materiali forestali di base). 9

10 Presso l Azienda Sperimentale Mezzi del CRA PLF di Casale Monferrato è presente un archivio di riserve genetiche in vivo con 97 accessioni Origine Maschi Femmine Sesso sconosciuto Totale Piemonte Cloni Italiani Lombardia Toscana Origine sconosciuta Turchia Cloni stranieri Siria Paesi Bassi Ex Yugoslavia 2 2 1

11 progenie di Villafranca G4 Nell ambito del progetto SALPIO si è effettuata la prima selezione di una progenie di Villafranca. Axis V4 G3 P4 G1 V1 Dei 24 cloni (in celeste) ne sono stati selezionati 25 (in rosso) Considerando le variabili (in blu) con il numero di classi (n): G7 P3 F1 A4 G6 V3 C2 G2 A3 C1 V2 A2 G5 F2 A1 F3 P1 V= vigoria (4) F= forma del fusto (3) A= attecchimento (4) C= emissione polloni (2) P= piantabilità (4) G= valore generale (7) P Axis 1 Selezione dei cloni di pioppo bianco sulla base di caratteristiche qualitative e quantitative Analisi delle corrispondenze 11

12 Materiali & Metodi Nuovi obiettivi: selezionare nuovi cloni di P. alba che abbiano buone caratteristiche tra la progenie del clone Villafranca e genotipi collezionati in natura Due impianti sperimentali: A. Caramagna Piemonte (CN) Azienda Il Merlino : 58 genotipi con densità d impianto di 1667 p ha 1 B. Casale Monferrato (AL) Azienda Mezzi: 2 genotipi con densità d impianto di 1111 p ha 1 12

13 White poplar selection for energy Genotipi naturali Progenie di Villafranca Clone Sesso Origine Clone Sesso Origine GA 17 D M Italia Centrale M Azienda Mezzi Casale Monf. PA78 Italia Centrale M Azienda Mezzi Casale Monf. PA79 F Nord Italia M Azienda Mezzi Casale Monf. PA85 M Italia Centrale F Azienda Mezzi Casale Monf. PA89 Italia Centrale F Azienda Mezzi Casale Monf. PI93 6 Italia Centrale F Azienda Mezzi Casale Monf. PI93 7 Italia Centrale F Azienda Mezzi Casale Monf. PI93 8 Italia Centrale M Azienda Mezzi Casale Monf. PI93 22 Italia Centrale M Azienda Mezzi Casale Monf. DI 12 M Italia Centrale VILLAFRANCA F Nord Italia 13

14 6 Risultati A AB AB ABC ABC ABC ABC BC ABC BC BC ABC ABC ABC BC ABC ABC ABC C 1 Caramagna Piemonte (CN) Produzione di biomassa da cloni selezionati di P. alba misurati alla fine del 5 anno di crescita confrontati con il clone Villafranca. 14 Biomass (Odt ha -1 ) DI - 12 PA PA VILLAFRANCA Clones

15 2 Risultati a 12 ab 1 abc abc abc abc abc abc 8 bc bc abc bc bc bc c bc c c c 6 c 4 2 Casale Monferrato (AL) Produzione di biomassa da cloni selezionati di P. alba misurati alla fine del 4 anno di crescita confrontati con il clone Villafranca. 15 Biomass (O.D.T. ha -1 y -1 ) GA 17D PA 78 PA 79 PA 85 PA 89 PI 93.6 PI 93.7 PI 93.8 PI DI-12 VILLAFRANCA Clones

16 Produzione di bioetanolo da pioppo Estrazione di Bioetanolo dal clone IMOLA selezionato dal CRA PLF per la produzione di biomassa ligno cellulosica Due processi DA pre treatment (Diluit Acid pre treatment) 19 C 1,1 min 2% Acido solforico (SO 4 ) LHW pre treatment (Liquid Hot Water pre treatment) 2 C 1 min Acqua (H 2 O) Saccarificazione Fermentazione.257 kg Bioetanolo/ kg sostanza secca.21 kg Bioetanolo/ kg sostanza secca Facciotto, Guo, et al., 213. DENSITÀ BASALE CLONE IMOLA:.364 g cm 3 16

17 Densità basale,5,45.46,4,35,3,25,2,15,1.31,5 17 Basal density (g cm -3 ) PA VILLAFRANCA PA PA-84 PA PI 93.7 DI-12 GA-17D PI 93.6 PA-85 PI 93.8 PI Clones Un indice di alto contenuto di cellulosa (e bioetanolo estraibile) è l alta densità basale (Sannigrahi et al., 21).

18 Conclusioni Il pioppo bianco ha ampie potenzialità per la produzione di bioenergie. La buona adattabilità a diverse condizioni ambientali, la buona tolleranza agli stress biotici ed abiotici, le buone produzioni ottenute, il differente utilizzo che può avere rendono la specie interessante soprattutto in aree marginali dove le coltivazioni agricole tradizionali non sono in grado di garantire ritorni economici validi, senza provocare ripercussioni negative sulle produzioni alimentari. La selezione genetica di nuovi cloni può contribuire ad aumentare le produzioni diminuendo i costi rendendo questa specie interessante per i coltivatori. 18

19 Grazie per l attenzionel 19