Distribuzione di reflui zootecnici ed emissioni atmosferiche

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1 Francesco da Borso Alessandro Chiumenti Francesco Candoni Sonia Limina Distribuzione di reflui zootecnici ed emissioni atmosferiche Di4A-Dipartimento di Scienze Agro-Alimentari Ambientali ed Animali Università di Udine

2 Introduzione Distribuzione dei reflui Effetti su Atmosfera Suolo Acqua Valorizzazione agronomica da: Intensive LivestockFarmingIPPC Bref FinalDraft, 2015 NH 3 Ammoniaca Acidificanti PM 10, PM 2.5 N 2 O Protossido d azoto CO 2 Anidride carbonica Green-House Gases(gas ad effetto serra) GHG CH 4 Metano

3 Introduzione NH 3 N 2 O CO 2 CH 4 Protocollo di Göteborg, 1999 Protocollo di Kyoto, 1997 Riduzione dell'acidificazione, dell'eutrofizzazione e dell'ozono troposferico Direttiva NEC, 2001 Nuova Direttiva NEC Tra le molte misure in ambito agricolo: «diffusione di sistemi meno emissivi di spandimento» Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) Una tabella di marcia verso un economia competitiva a basse emissioni di carbonio al 2050 (COM , Commissione Europea) «recupero di biogas,uso razionale dei fertilizzanti, stoccaggio di carbonio nei suoli e nelle foreste, perfezionamentodelle pratiche di gestione dei reflui»

4 Materiali e metodi Tipo di coltura Loiessa- mais Platano su AFI Codice Dose applicata (kgn ha -1 anno -1 ) M0 0 M1 170 A0 0 A1 170 A2 250 Sito sperimentale di Tezze sul Brenta (VI) Sistema di distribuzione: Trailing shoe/ Band spreader Barra di distribuzione raso terra a bande, originariamente con denti deflettori per la deposizione al suolo, sotto la vegetazione

5 RedAFI M1 Successione loiessa-mais Distribuzione del digestato con barra raso terra Incorporamento del digestato con lavorazioni di dissodamento del terreno

6 RedAFI A1, A2 Platano su AFI Lavorazione del terreno Distribuzione del digestato con barra superficiale Tesi controllo A0 Tesi A2, tempo 0 2 ore dalla distribuzione

7 Materiali e metodi Tipo di refluo Codice Dose applicata (kgn ha -1 anno -1 ) Controllo non trattato 0 0 Digestato bovino Liquame suino A1 170 A2 340 Sito sperimentale di Monastier (TV), Arboreto di pioppo a ciclo quinquennale Sistema di distribuzione: Injection(closed slot) Penetrazione/iniezione B1 170 sotto-superficiale con B2 340 ancora, a solco chiuso

8 FloroBaSco A1, A2 (digestato) B1, B2 (liquame suino), Pioppo Primo anno Particolari dell organo di interramento Misura delle emissioni gassose sui solchi di distribuzione

9 Materiali e metodi I sistemi di distribuzione utilizzati RedAFI(tesi A1 A2) FloroBaSco RedAFI(tesi M1)

10 Materiali e metodi Il metodo di misura delle emissioni Camere chiuse (closedchambers, enclosures) con ricircolo dell aria Analizzatore PAS (Photo Acoustic Spectroscopy) Gas rilevati: NH 3, N 2 O, CO 2, CH 4 y = 4.16x R 2 = t = 0 h t = 6 h t = 18 h

11 Risultati: RedAFI Tesi M1 Effetto delle lavorazioni di dissodamento per l incorporamento del digestato Le emissioni di N sono variabili da 1,3 a 7,8 kg N/ha Le lavorazioni entro 1 ora dalla distribuzione riducono le emissioni di N dell 80-84% No lavorazione lavoraz lavoraz. 2013

12 Risultati: RedAFI Tesi M1 Effetto delle lavorazioni di dissodamento per l incorporamento del digestato Emissioni di N 2 O variabili da 0,3 a 0,7 kg N/ha Le lavorazioni comportano l emissione di una maggior % di N 2 O su N totale emesso ma in assoluto una minor emissione di N No lavorazione lavoraz lavoraz. 2013

13 Risultati: RedAFITesi A1 e A2 Emissioni di N da Platano su AFI Le dosi di N più elevate (A2) determinano emissioni di NH 3 più elevate Un unica distribuzione annuale determina emissioni più elevate rispetto alla somma di 3 interventi Tesi A1, anno 2013 (64 kg N ha -1 ) Tesi A2, anno 2014 (237 kg N ha -1 )

14 Risultati: RedAFITesi A1 e A2 Le emissioni più elevate dalla distribuzione della dose con un unico intervento sono causate dalla maggior persistenza del digestato sul terreno 64 kg N 237 kg N Con la dose annua suddivisa in 3 distribuzioni le emissioni di NH 3 si riducono drasticamente a 24 h Con unica distribuzione le emissioni di NH 3 si protraggono fino a 48 h Tesi A1, anno 2013 (64 kg N ha -1 ) Tesi A2, anno 2014 (237 kg N ha -1 )

15 Risultati: FloroBaSco (*) Effetto della tecnica di iniezione sotto-superficiale sulle emissioni di NH 3 Le emissioni di NH 3 risultano su livelli non misurabili (*) Tesi A1 e A2, 22/05/2014: solco più superficiale e mancata chiusura del solco (*) Tesi A Tesi A Tesi A2 2013

16 Risultati: FloroBaSco (*) Effetto della tecnica di iniezione sotto-superficiale sulle emissioni di N 2 O Le emissioni di N 2 O risultano molto basse (*) Tesi A1 e A2, 22/05/2014: solco più superficiale e mancata chiusura del solco Emissioni più elevate, ma in modo meno evidente rispetto a NH 3 (*) Tesi A Tesi A Tesi A2 2013

17 Risultati: Emissioni di GHG dalle tesi di controllo Valori di emissione giornalieri In assenza di distribuzione non è mai stata rilevata emissione di NH 3 I terreni leggeri del sito Tezze (RedAFI) presentano maggiore «attività» rispetto al terreno pesante di Monastier (FloroBaSco) Le emissioni di CO 2 sono prevalenti (respirazione del suolo) CH 4 è al di sotto dei limiti di rilevabilità e valori negativi lasciano supporre attività di sinkda parte del suolo

18 Risultati: Emissioni di GHG, RedAFI M1 Loiessa-mais A1, A2 Platano AFI Le lavorazioni del terreno dopo la distribuzione non riducono le emissioni di GHG Le emissioni sono prevalentemente rappresentate da CO 2 Le emissioni da Platano su AFI sono ridotte rispetto a Loiessa-Mais Le distribuzioni estive hanno effetto negativo Un unico intervento annuo non comporta GWP totale più elevato, ma maggiore incidenza % del CH 4

19 Risultati: Emissioni di GHG, FloroBaSco (*) Emissioni di GHG molto ridotte rispetto a RedAFI Emissioni più elevate per: Digestatorispetto a Liquame suino Digestatoalle dosi più elevate Epoca di distribuzione estiva (*) Tesi A Tesi A Tesi A2 2013

20 Conclusioni:fattori di emissione di NH 3 Sito Tesi Descrizione N em /N d (%) NH 3 /TAN (%) M1 No lavorazione (entro 24 h) 8,2 14,0 M1 Incorporamento (dopo 1 h) 1,2 2,0 RedAFI FloroBaSco A1 3 distribuzioni/anno 6,0 11,6 A2 6,4 12,5 A1 Unica distribuzione annuale 8,8 17,6 A2 7,1 14,2 A1 Interramento digestato < 0,1-0,3 < 0,1-0,4 A2 < 0,1-0,3 < 0,1-0,4 B1 Interramento liquame suino < 0,1 < 0,1 B2 < 0,1 < 0,1 N em = N totale emesso (N-NH 3 + N-N 2 O); Nd= N distribuito; NH 3 = NH 3 emessa; TAN= N ammoniacale distribuito

21 Conclusioni Sistema di distribuzione Iniezione in solco chiuso: riduzione quasi completa delle emissioni di NH 3 interagisce con gli apparati radicali? Incorporamento post-distribuzione: riduce notevolmente le emissioni di NH 3 effettuabile anche su AFI? Frazionamento della dose di distribuzione frazionamento in 3 interventi, piuttosto che intervento unico maggior compattamento e consumi energetici, vale la pena?

22 Conclusioni Platano su AFI Effetto ombreggiamento e frangivento: riduzione del picco di emissione (flusso massimo ridotto nelle prime ore) aumento della permanenza di emissione Deterioramento delle caratteristiche del suolo compattamento, foglie, residui colturali, infestanti riduzione dell infiltrazione superficiale aumento della permanenza di emissione

23 Conclusioni Interventi di miglioramento su AFI: Lavorazioni del suolo per l incorporamento post-distribuzione (ristrutturazione del sistema AFI) Recupero delle foglie, pulizia del soprassuolo, inerbimento Riduzione del compattamento, sistemi di distribuzione superficiale che evitino il transito del carrobotte(es. sistemi ombelicali)

24 Francesco da Borso Alessandro Chiumenti Francesco Candoni Sonia Limina GRAZIE,PER LA CORTESE ATTENZIONE! Di4A-Dipartimento di Scienze Agro-Alimentari Ambientali ed Animali Università di Udine

25 Risultati: RedAFITesi A1 e A2 Anno I: dose annua N in 3 distribuzioni Anno II: dose annua N in 1 distribuzione Emissioni di N da Platano su AFI Le emissioni totali annue di N sono più elevate per le tesi A2, ma le differenze A1/A2 si riducono con 1 distribuzione annua Le emissioni totali annue di N variano da 6,0 a 8,8% dell N distribuito Tesi A1, anno 2013 (64 kg N ha -1 ) Tesi A2, anno 2014 (237 kg N ha -1 )

26 Conclusioni:fattori di emissione di NH 3 Liquame bovino: 1) Distribuzione a bande con Trailing shoe 2) Iniezione sottosuperficiale