L importanza del ritorno sul suolo dei nutrienti e della sostanza organica (digestati, compost, fanghi): i risultati della ricerca

Transcript

1 USO del DIGESTATO PER IL MANTENIMENTO DELLA FERTILITA DEI TERRENI Giovedì 14 Marzo Ore 10,00 Sala Convegni Azienda Sperimentale Marani via Romea Nord, 248 Ravenna L importanza del ritorno sul suolo dei nutrienti e della sostanza organica (digestati, compost, fanghi): i risultati della ricerca Lorella Rossi, Paolo Mantovi Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A. Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

2 Piano di fertilizzazione aziendale 1.Apporto di SOSTANZA ORGANICA stabilizzata: - effetto sulla struttura del terreno; - rilascio graduale di nutrienti (N in part.) 2. Apporto di NUTRIENTI (di origine organica o minerali): - copertura della quota restante di nutrienti (coltura, terreno, ecc.). 2

3 Emilia-Romagna: carbonio organico nei SUOLI (Fonte: Regione Emilia-Romagna, 2009) 3

4 Emilia-Romagna: TESSITURA SUOLI (Fonte: Regione Emilia-Romagna, 2009) 4

5 COSA DIFFERENZIA LE DIVERSE MATRICI ORGANICHE DESTINATE ALL USO AGRONOMICO? UMIDITA AZOTO (quantità e qualità) e altri nutrienti SOSTANZA ORGANICA (quantità e qualità) EVENTUALE CONTENUTO INQUINANTI (metalli pesanti, indesiderati, ) QUALITA NEL TEMPO CONCIME O AMMENDANTE? RIFIUTO, SOTTOPRODOTTO O PRODOTTO? 5

6 1. Prova agronomica con FANGHI di lungo periodo (dal 1988 al 2009) Coordinamento: Centro Ricerche Produzioni Animali (CRPA) Reggio Emilia Finanziamento: Asses. Agricoltura Regione Emilia-Romagna Co-finanziamento: HERA SpA, IREN SpA (ex ENÌA SpA) Valutazione degli effetti dei FANGHI URBANI su: Quantità e qualità delle produzioni (food e non food); Fertilità del suolo; Possibile accumulo nel suolo e trasferimento alle piante di elementi nocivi (metalli pesanti, contaminanti organici). 6

7 Caratteristiche medie dei fanghi ( ) Parametri ph Sostanza Secca SV TOC NTK P K Na Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn TEC HA+FA Liquidi Disidratati Compostati g/kg % s.s. % s.s. % s.s. % s.s. % s.s. % s.s. mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg % s.s. % s.s. s.s. s.s. s.s. s.s. s.s. s.s. s.s. 7,49 31,9 54,5 31,4 5,83 1,93 1,73 1,47 2, , ,9 11,5 7,80 225,9 53,6 30,4 4,32 1,89 0,77 0,59 2, , ,7 11,4 7,50 511,5 47,8 26,3 2,84 1,49 1,33 0,41 1, , ,2 10,7 Limiti dlgs 99/92 >20 >1,5 >0,4 <20 <1000 <10 <300 <750 <2500 7

8 Effetti sulla sostanza organica del suolo (anno 2006) Sostanza organica nel suolo [%] 2,0 1,9 Dose: 5 t s.s./ha anno 1,8 1,7 Dose: 10 t s.s./ha anno 1,6 Dose nulla 1, Apporti totali di carbonio organico [t/ha] Fango liquido Fango disidratato Fango compostato 8

9 Effetti sull azoto totale del suolo (anno 2006) 1,5 Azoto totale nel suolo [ ] Dose: 10 t s.s./ha anno 1,4 1,3 1,2 Dose: 5 t s.s./ha anno 1,1 Dose nulla 1, Apporti totali di azoto [t/ha] Fango liquido Fango disidratato Fango compostato 9

10 Bilanci dell AZOTO per colture food (medie) kg N/ha anno INPUT fanghi 250 OUTPUT colture L D C 7,5 t s.s./ha anno L D C 170 kg N/ha anno 10

11 Metalli pesanti totali nei terreni (anno 2003) Dati pubblicati su: Water Practice and Technology v. 2(1)/2007 ARPA Rivista n. 5/

12 Contaminanti organici nei terreni (anno 2006) 5 t s.s./ha anno 10 t s.s./ha anno Dati pubblicati su: L Informatore Agrario n. 31/2008 Limiti di quantificazione (mg/kg s.s.): LAS 1,0 - NPE 0,01 - PAH 0,04 - PCB 0,01 12

13 RIPRISTINO E MANTENIMENTO DELLA SO NEI TERRENI MEDIANTE L USO DI AMMENDANTI COMPOSTATI Progetto regionale LR 28/ Finanziamento: Asses. AGRICOLTURA REGIONE EMILIA-ROMAGNA Cofinanziamento: Soci CIC emiliano-romagnoli, Soci del CRPV 13

14 L AMMENDANTE COMPOSTATO IMPIEGATO AMMENDANTE COMPOSTATO MISTO fornito dai Soci CIC emiliano-romagnoli (Aimag, Nuova Geovis, Caviro, Hera) ottenuto a partire da : scarti di manutenzione del verde ornamentale; scarti alimentari raccolti in modo differenziato rispetto al resto dei rifiuti urbani (FORSU); scarti vegetali da trasformazione dei prodotti ortofrutt. 14

15 GLI AMMENDANTI IMPIEGATI (Valori medi di 6 ANNI) Compost: ogni anno lo stesso nelle due prove ph Sost. Secca Sost. Organica NTK N-NH4 TOC C/N Ptot. Ktot. C.E.S. HA+FA (%) (% ST) (% ST) (% NTK) (% ST) (% ST) (% ST) (ms/cm) (% ST) Letame: valori medi STUARD COMPOST LETAME MEDIA Dev.Std CV (%) MEDIA Dev.Std CV (%) 1,04 13,1 0,20 2,2 7,9 9,1 69,7 6,75 9,7 26,0 3,58 13,8 50,2 11,25 22,4 66,6 12,18 18,3 0,27 11,4 0,51 20,2 2,4 2,5 10,2 6,01 58,7 8,5 5,85 68,9 6,40 23,7 4,81 14,3 27,0 33,6 11,3 1,95 17,2 13,5 2,03 15,1 0,03 8,0 0,26 27,9 0,4 0,9 0,66 38,6 1,19 26,7 1,7 4,5 3,6 0,57 15,7 3,2 0,59 18,4 2,96 29,5 1,10 8,9 10,0 12,4 15

16 PROVA SPERIMENTALE SU SORGO (Az. Stuard - Parma) Tesi Sperimentali T L C10 C40 NL Testimone nessun apporto fertilizzante Letame 10 t/ha di sostanza organica Compost 10 t/ha di sostanza organica Compost 40 t/ha di sostanza organica Non-lavor. Semina su sodo, NO fertiliz. 16

17 AMMENDANTI e NUTRIENTI: apporti medi annuali APPORTI TQ SS SO N P K t/ha t/ha t/ha kg/ha kg/ha kg/ha MEDIA 6 YR C10 L10 C

18 Sostanza organica (%) nel suolo Evoluzione S.O. nei 6 anni di prova 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 T 0,5 L C10 C40 NL 0,

19 Evoluzione dell N nei 6 anni di prova Azoto nel suolo (%0) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 T L C10 C40 NL 0,

20 Metalli pesanti nel terreno a fine prova Cd Ni Pb Cu Zn Cr VI Hg T 0, ,0 52,5 77,5 0,33 0,00 L 0, ,1 63,0 83,0 0,34 0,18 C10 0, ,3 59,5 81,5 0,76 0,08 C40 0, ,7 68,3 97,5 0,54 0,09 NL 0, ,6 66,5 91,3 0,65 0,04 Media 0, ,1 61,9 86,2 0,52 0,08 CV % 19,5 20,9 24,7 25,2 14,7 52,0 209,4 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s Significatività 20

21 0 04/10/07 30/07/07 30/04/07 14/02/07 13/10/06 25/08/06 25/05/06 04/10/07 30/07/07 30/04/07 14/02/07 13/10/06 25/08/06 25/05/06 NL 13/10/05 13/10/05 22/06/05 NL 22/06/05 L 02/02/ /02/05 L 30/09/04 30/09/04 23/09/03 C40 23/09/03 17/04/02 29/10/05 C40 17/04/02 29/10/05 C10 27/09/02 17/05/02 C10 27/09/02 17/05/02 05/03/ /03/02 29/11/01 Nitrati nel suolo (mg/kg) /11/ /09/ /09/01 Nitrati nel suolo (mg/kg) Andamento dei NITRATI (NO3-, mg/kg) nel terreno durante il periodo sperimentale (0-30 cm) 140 T (30-70 cm) T

22 IL DIGESTATO 3. IL DIGESTATO è il sottoprodotto dell attività di produzione di biogas mediante DA, ha caratteristiche agronomiche e ambientali migliori rispetto, ad esempio, agli effluenti zootecnici tal quali 22

23 Digestato = Fertilizzante I principali vantaggi dell uso del digestato come fertilizzante: Distribuzione di materiale stabilizzato; Apporto di Sostanza Organica nei suoli; Apporto di NPK (sostituzione di fertilizzanti chimici); Riduzione emissioni gas serra. 23

24 IL DIGESTATO. Caratteristiche Caratteristiche medie di FRAZIONI SOLIDE di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA) Sostanza Sostanza secca organica (SS) Matrici caricate all'impianto LIQUAME SUINO (1) LIQUAME BOVINO o LIQUAME BOVINO + COLTURE DEDICATE COLTURE ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGROINDUSTRIALI NTK N-NH4 P 2 O5 K2O (%) (% SS) (kg/t) (% NTK) (kg/t) (kg/t) ,

25 IL DIGESTATO. Caratteristiche Caratteristiche medie di frazioni chiarificate di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA) Sostanza Sostanza secca organica (SS) Matrici caricate all'impianto LIQUAME SUINO (1) LIQUAME BOVINO o LIQUAME BOVINO + COLTURE DEDICATE COLTURE ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGROINDUSTRIALI NTK N-NH4 P 2 O5 K2 O (%) (% SS) (kg/t) (% NTK) (kg/t) (kg/t) 1,5-3, , ,3-3 1,5-5 2, ,2-2 2, , ,7-1,

26 DIGESTATO = MENO ODORE Misure della concentrazione di odore Tesi 1: Liquame bovino, NON digerito Tesi 2: Liquame bovino, digerito 26

27 Digestione anaerobica ed emissioni di CO2 (Università di Torino, CRPA MIPAAF, 2011) Separato solido Separato solido mg CO2-C kg suolo -1 mg CO2-C kg suolo Separato liquido Separato liquido Giorni fertilizzazione Giorni dalladalla fertilizzazione Giorni fertilizzazione Giorni dalladalla fertilizzazione Liquame Tal quale Liquame Tal quale Separato liquido Tal quale Separato liquido Tal quale Separato solido Tal quale Separato solido Tal quale Separato liquido Digerito Separato liquido Digerito Separato solido Digerito Separato solido Digerito Separato liquido Codigerito Separato liquido Codigerito Separato solido Codigerito Separato solido Codigerito 27

28 DIGESTATO e rischio igienico-sanitario Conclusioni Progetto FERTIBIO Reg. Piemonte (Biogas e fertilizzazione dei suoli: opportunità e criticità - Chiusa Pesio, 18/02/ 2011) La qualità del digestato prodotto da un impianto di biogas non può essere peggiore di quella dei substrati in ingresso (EFSA, 2007) Considerando il tradizionale impiego in agricoltura degli effluenti zootecnici, l uso del digestato derivante dalla co-digestione non può introdurre nuove vie di trasmissione di microorganismi patogeni Nessun incremento di rischio patogeno per l uomo 28

29 DIGESTATO e rischio igienico-sanitario La digestione anaerobica in mesofilia non peggiora la qualità igienico-sanitaria dei materiali trattati, ma al contrario la migliora. 1L entità della riduzione della carica patogena è stata accertata ed è correlata a numerosi aspetti (specifico microorganismo in gioco, tempi di ritenzione, efficienza del processo, livello iniziale di contaminazione). Il digestato dopo stoccaggio prolungato presenta uno stato igienico-sanitario ulteriormente migliorato rispetto al digestato fresco appena scaricato dai digestori. 29

30 DIGESTATO e rischio igienico-sanitario Rispetto prescrizioni e divieti previsti dal Reg. n.1/2011 Secondo l art. 4, in relazione alle colture, l utilizzazione agronomica di effluenti di allevamento e di fertilizzanti azotati (tra cui il digestato) è VIETATA: a) nei casi in cui i liquami possano venire a diretto contatto con i prodotti destinati al consumo umano; b) in orticoltura, a coltura presente, nonché su colture da frutto, a meno che il sistema di distribuzione non consenta di salvaguardare integralmente la parte aerea delle piante; c) su colture foraggere nelle tre settimane precedenti lo sfalcio del foraggio o il pascolamento. 30

31 DIGESTATO e rischio igienico-sanitario J.E. Olsen e H.E. Larsen (1987). Bacterial decimation time in anaerobic digestion of animal slurry. Biological Wastes 21 (1987):

32 APPORTO SOSTANZA ORGANICA STABILIZZATA 1. funzione NUTRITIVA (surrogabile con concimi); 2. funzione STRUTTURALE (caratteristica ESCLUSIVA della SO) Sono in parziale ANTAGONISMO: Funzione nutritiva SO + facil. degradabile MONETIZZABILE! Funzione strutturale SO MATURA Non ancora MONETIZZABILE! 32

33 CONCLUSIONI Il ritorno sul suolo di sostanza organica stabilizzata è PRATICA CORRETTA E SOSTENIBILE L accrescimento NETTO della fertilità del suolo, più pronunciato in seguito all uso dei materiali più stabili, AMPIAMENTE DIMOSTRATO SCIENTIFICAMENTE USO AGRONOMICO VERO, Dosaggi commisurati ai FABBISOGNI REALI delle NON SMALTIMENTO!!!! COLTURE Adozione di BUONE PRATICHE GESTIONALI (epoca e modalità di distribuzione, ) 33

34 Grazie per l attenzione! Lorella Rossi USO del DIGESTATO PER IL MANTENIMENTO DELLA FERTILITA DEI TERRENI l.rossi@crpa.it C.R.P.A. S.p.A. Giovedì 14 Marzo Ore 10,00 Sala Convegni Azienda Sperimentale Marani via Romea Nord, 248 Ravenna Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.