Convegno Progetto Bioenerlegno Ottimizzazione della filiera di produzione di biomasse ligno-cellulosiche

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1 Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura Unità di ricerca per le produzioni legnose fuori foresta (Ex Istituto di Sperimentazione per la Pioppicoltura) St. Frassineto Po, Casale Monferrato (AL)- Italy Convegno Progetto Bioenerlegno Ottimizzazione della filiera di produzione di biomasse ligno-cellulosiche Scelta varietale e tecniche di coltivazione dei cedui a corta rotazione Gianni Facciotto e Giovanni Mughini Città Studi di Biella 28 settembre 2007

2 Grazie alla fotosintesi clorofilliana vengono fissati complessivamente circa 200 Gt di carbonio all'anno, con un contenuto energetico equivalente a 70 miliardi di tonnellate di petrolio, circa 10 volte l'attuale fabbisogno energetico mondiale. Tra le Fonti Energetiche Rinnovabili la biomassa è l unica a dover essere prodotta Fonte:

3 Le biomasse ad uso energetico possono essere ricavate da: Residui agro-forestali Rifiuti urbani (potature filari, cura giardini, rifiuti legnosi) Scarti industriali Scarti zootecnici Piante coltivate a scopi energetici (annuali, poliennali e SRF)

4 Adatta all ambiente A rapida crescita Le specie Caratteristiche generali Buona capacità pollonifera e di ricaccio Resistente all allettamento Tollerante malattie e insetti

5 Populus nigra L., P. alba L., P. deltoides Bartr, P. canadensis Mönch Clima: Temp. media annua: 8,5 17 C Temp min. assoluta: C Piovosità annua: 700 mm Suolo: Sabbioso o franco. ph5,5 7,5. falda a 1,00 1,50 m Salix alba L., S. viminalis L., S. matsudana Koidz.(ibridi) Clima: T. media annua: 5 18 C T. min. assoluta: >-20 C Piovosità: mm/a Suolo: Sabbioso o limoso ph6,5 8. falda elevata

6 Cloni di pioppo iscritti al RNCF per biomassa Clone Sesso Specie Selezionatore MARTE M Populus alba L. Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN), Sabatti e Scarascia Mugnozza Università della Tuscia SATURNO M Populus alba L. Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN), Sabatti e Scarascia Mugnozza Università della Tuscia PEGASO M P. generosa P. nigra Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN) SIRIO M P. canadensis Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN) MONVISO F P. canadensis Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN) A2F M P. canadensis Franco Alasia, Cavallermaggiore (CN) ORION M P. deltoides D0-006 (S7C8) Texas P. nigra N094 Turro PC ISP Casale Monferrato (AL)

7 Caratteri salienti dei nuovi cloni ORION AF2

8 Robinia pseudoacacia L. Clima: Temp. media annua: C Temp min. assoluta: -20 C Piovosità annua: 800 mm, 100 nell estate. Suolo: sabbioso o franco. Tollera terreni compatti non troppo calcarei ph <7,5.

9 Modelli colturali Europeo: deriva dal modello di coltivazione utilizzato per il salice, in Svezia. In seguito è stato adattato all ambiente italiano. Prevede due possibili modalità d impianto per la produzione di materiale lignocellulosico (cippato) per energia e/o pannelli truciolari: Il turno di ceduazione può essere annuale, biennale o triennale Fila singola cm tra le talee, m tra le file. Fila binata 70 cm tra le talee e tra le file, 2.50 tra le bine.

10 modello Europeo: ceduazione annuale (Spinelli et al., 2006) D a

11 Ceduazione annuale: conviene? Biomassa secca t/ha ceduazione Anni dall'impianto Biomassa totale incr medio incr corrente Pisa, BL Costanzo, 5100 p/ha

12 modello Europeo con ceduazione biennale Casale Monferrato p/ha S.S. (t/ha) Oglio Orion Baldo ITA I-214 Dvina Lena Lambro Cloni S.S. ha 02 S.S. ha 03 S.S. ha 04 S.S. ha 05 S.S. ha 06 Med 02 Med 03 Med 04 Med 05 Med 06

13 30,00 27,00 24,00 21,00 18,00 15,00 12,00 9,00 6,00 3,00 0,00 modello Europeo con ceduazione biennale ALLASIA PLANT - INBO Poplar - Cavallermaggiore (CN) plants/ha 1 anno 2 anno I BALLOTTINO OUDEMBERG VESTEN MUUR GRIMMINGE DORSKAMP HAZENDANS HOOGVORST Dry biomass t/ha

14 Pioppo Mirto Crosìa (CS) p/ha Condizioni ambientali ottimali (periodo vegetativo e falda) L.Avanzo clone dominante Spaziature più ampie: 3 x 0.60 m 40 Biomassa anidra t/ha produzioni al II anno media cloni L.Avanzo S.Giorgio J.Pourtet Bellini

15 modello Europeo con ceduazione triennale Lombriasco (TO) p/ha 25,0 20,0 15,0 10,0 Biomassa anidra t/ha 5,0 0, BALLOTTINO I-214 S78003 S78008 S78004 S anno 2 anno 3 anno

16 modello Europeo con ceduazione triennale Bagni di Tivoli (RM) p/ha I-214 Dvina Lena Lambro anno 2 anno 3 anno Media 1 anno Media 2 anno Media 3 anno Biomassa secca t/ha

17 Produzioni per tipo d impianto - Casale Monf.to, Pioppo p/ha, Biomassa anidra t/ha Pioppo singola Pioppo binata Salice singola Salice binata Turno Anno Pioppo Salice F. singola F. binata F. singola F. binata I 1 7,94 a 7,68 a 8,29 A 6,81 B 2 26,03 a 23,96 b 27,15 a 24,33 b II 1 9,20 a 6,77 b 9,42 a 7,25 a 2 18,14 a 15,56 a 21,70 a 21,40 a III 1 5,39 a 4,72 b 14,00 a 13,00 a

18 Modello Europeo: vantaggi e svantaggi Vantaggi: produzione di grandi quantità di materiale ogni due anni. Non si richiede qualità del legno. Svantaggi: costo dell impianto elevato, difficile la gestione delle infestanti e il controllo degli insetti parassiti, scarsa elasticità nel turno: obbligo a ceduare ogni due/tre anni pena il deperimento delle piante per la competizione; si è maggiormente esposti all andamento di mercato.

19 2 Modello di coltivazione Americano: già in uso in Italia in passato, oggi è praticato in particolare negli Stati Uniti, in Canada e in Argentina per la produzione di cellulosa per l industria cartaria. Prevede una sola modalità d impianto per la produzione di legno con molteplici usi: per cellulosa, pallets, tronchetti e cippato per energia. Il turno di ceduazione va dai 4 ai 7 anni. Le ceppaie possono ricacciare, ma negli USA gli impianti vengono rifatti ogni volta. Spaziature: 3 x 2 m, 3 x 3 m

20 Mod. Americano Motta dei Conti (VC) p/ha t/ha per anno di biom.secca ,2 14,7 16,2 20, Pioppo Salice 1 turno 2 turno

21 Pioppo, 1666 p/ha, Ottobiano (PV) Impianto 2000 Prove di concimazione con modello americano 12 Biomassa anidra (t/ha per anno) Test.non concimato Urea granulare test. A test. B test. C test. D test. E Test A, B, C, D, E = concimi azotati a lenta cessione

22 Modello Americano: vantaggi e svantaggi Vantaggi: Minor investimento iniziale, maggior elasticità: possibilità di ceduare con turni più o meno lunghi (4-7 anni), possibilità di produrre materiale per usi molteplici, miglior controllo infestanti. Svantaggi: maggior attenzione alla qualità del prodotto, tempi più lunghi tra i raccolti.

23 Caramagna Tesi a confronto Sop BS Pioppo B 15,63 BC A 16,72 BC Orion 100 A 21,70 B Pegaso 91 AB 11,81 C Salice Drago 95 AB 20,61 B Levante 92 AB 26,93 A S A 27,38 A SI AB 17,38 BC Robinia Energy 86 AB 14,85 BC Belgio 88 AB 16,77 BC Mantova 90 AB 17,03 BC Calabria 94 AB 16,64 BC Media specie Pioppo 88,8 16,47 b Salice 93,9 23,07 a Robinia 89,7 16,32 b Media generale 90,80 18,62 Valori di F Specie (S) 0,9 n.s. 8,1 * Clone (C) 5,3 **. 10,1 ** pioppo salice robinia Calabria Mantova Belgio Energy SI S Levante Drago Pegaso Orion biomassa anidra t/ha

24 Cavallermaggiore Tesi a confronto Sop BS Pioppo , ,07 Orion 89 17,34 Ballottino 54 4,84 Salice Drago 96 21,10 Levante 86 19,00 S ,22 SI ,98 Robinia Energy 81 14,73 Belgio 91 14,91 Mantova 85 15,36 Calabria 92 17,53 Media specie Pioppo 70,1 B 11,03 Salice 86,4 A 20,57 Robinia 85,3 A 15,33 Media generale 79,69 15,708 Valori di F Specie (S) 32,4 ** 6,2 n.s. Clone (C) 2,3 n.s. 1,2 n.s. pioppo salice robinia Calabria Mantova Belgio Energy SI S Levante Drago Ballottino Orion biomassa anidra t/ha

25 Casale Monferrato Tesi a confronto Sop BS Pioppo C 7,37 cd AB 10,97 abcd Orion 85 A 15,91 a Pegaso 44 BC 5,81 d Salice Drago 53 ABC 12,42 abcd Levante 62 AB 15,99 a S AB 9,30 abcd SI ABC 12,96 abc Robinia Energy 43 BC 8,65 bcd Belgio 71 AB 14,44 ab Mantova 79 AB 14,97 ab Calabria 74 AB 14,06 abc Media specie Pioppo 57,9 10,01 Salice 58,2 12,67 Robinia 66,7 13,03 Media generale 60,96 11,903 Valori di F Specie (S) 1,0 n.s. 1,0 n.s. Clone (C) 8,0 ** 2,9 * pioppo salice robinia Calabria Mantova Belgio Energy SI S Levante Drago Ballottino Orion biomassa anidra t/ha

26 Conclusioni Le SRF con Salicacee e Robinia sono una realtà con grandi possibilità di sviluppo (energia termica ed elettrica, biocombustibili e prodotti innovativi) I dati ottenuti nella sperimentazione in corso sono incoraggianti: la produttività può aumentare con la selezione di nuove varietà e con l ottimizzazione delle tecniche di coltivazione.

27 L eucalitto questo sconosciuto L eucalitto è la latifoglia attualmente più idonea per le colture a ciclo breve da biomassa lignocellulosica nelle zone a clima mediterraneo dell Italia centro-meridionale.

28 Eucalyptus camaldulensis (Prov. Lago Albacutya) Clima: Temp. media annua: C Temp min. assoluta: -6-8 C Piovosità annua: mm Suolo: da torbosi a fortemente argillosi con presenza di cloruri o soggetti a ristagno idrico Cloni ibridi ISPIO in selezione E.camaldulensis x E.bicostata, E.camaldulensis x E.grandis, E.camaldulensis x E.viminalis. Clima: come E.camaldulensis Suolo: come E.camaldulensis

29 Densità e distanza d impianto 1) piante/ha (3m x 0,60 cm). Turni di 2 anni. Assortimenti: cippato 2) piante/ha (3m x 2m). Turni di 5 anni. Assortimenti: cippato, legna da ardere Dispositivo sperimentale per ciascuna densità A) Blocchi completamente randomizzati con un minimo di 4 ripetizioni per accessione. B) Parcella elementare di 6 e 20 piante in linea rispettivamente per le densità di e piante/ha.

30 Accessioni di eucalitto impiegate nelle prove Prog. Riselvitalia Sigla Specie / clone CDG Eucalyptus camaldulensis 13A E. camaldulensis x E.bicostata 14 E. camaldulensis x E.bicostata 20 E. camaldulensis x E.bicostata 22 E. camaldulensis x E.bicostata 29 E. camaldulensis x E.bicostata 40 E. camaldulensis x E.bicostata 44 E. camaldulensis x E.bicostata 45 E. camaldulensis x E.bicostata 7 E. camaldulensis x E.bicostata 8 E. camaldulensis x E.bicostata 7 imp E. grandis 330 E. grandis 358 E. grandis 65 E. camaldulensis x E grandis 81 E. camaldulensis x E.viminalis

31 Ophelimus maskelli Leptocybe invasa Specie suscettibili: E.camaldulensis, E. globulus, E.viminalis, E.botryoides, E. gunnii, E.grandis, E. x trabutii e i loro ibridi. L attacco riduce significativamente la crescita fino a compromettere la riuscita degli impianti al primo anno. E in corso l introduzione in Italia di un parassitoide di Ophelimus maskelli con buoni risultati e entro il 2008 probabilmente anche di uno di Leptocybe invasa

32 Produttività negli impianti sperimentali (densità piante ha) Stazione Densità età rilievi E. cam media migliori tre cloni piante/ha anni t/ha/anno Stazione con elevata disponibilità idrica e limitati attacchi degli insetti CZ ARSSA ,77 22,24 31,52 (40); 27,99 (358); 27,26 (14) Stazione con elevata disponibilità idrica e forti attacchi degli insetti RM ARSIAL ,46 10,96 16,62 (45); 16,61 (358); 15,87 (14) Stazioni con scarsa disponibilità idrica e forti attacchi degli insetti OR EFS ,86 5,2 11,20 (65); 9,70 (358); 7,58 (45) RM CRA ,98 4,77 7,61 (65); 6,50 (20); 6,43 (7)

33 Produttività negli impianti sperimentali (densità piante ha) Stazione Densità età rilievi E. cam media piante/ha anni t/ha/anno migliori tre cloni Stazione con elevata disponibilità idrica e limitati attacchi degli insetti CZ ARSSA ,8 16,06 Stazione con elevata disponibilità idrica e forti attacchi degli insetti RM ARSIAL ,62 5,24 26,74 (40); 21,92 (358); 21,33 (44) 8,94 (65); 7,75 (358); 6,41 (44)

34 Considerazioni conclusive sugli eucalitti 1. I cloni, benché suscettibili ai fitofagi, registrano accrescimenti superiori a E.camaldulensis 2. Le produzioni, anche se ridotte dagli attacchi, in situazioni di disponibilità idrica si mantengono abbastanza elevate 3. I migliori risultati sono stati ottenuti con i seguenti cloni ISPIO: 7; 14; 20; 40; 44; 45; 65; 358, alcuni dei quali si prevede a breve termine di immettere in commercio. 4. E.gomphocephala, E.occidentalis sembrano non attaccati dagli insetti, prima del loro arrivo però, la produttività era nettamente inferiore a E.camaldulensis. 5. Si impone il contenimento delle popolazioni dei fitofagi supportando adeguatamente: a) la lotta biologica già in corso; b) la selezione di cloni resistenti (introduzione dei caratteri di resistenza ai fitofagi presenti in E.gomphocephala, E.occidentalis, E.citriodora, con incroci controllati, nei cloni selezionati)

35 GRAZIE PER L ATTENZIONE Gianni FACCIOTTO e Giovanni MUGHINI