Proposta per un utilizzo agronomico del Digestato

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1 Proposta per un utilizzo agronomico del Digestato Oltre la direttiva nitrati G. D Imporzano F. Adani, B. Scaglia, F. Tambone Di.Pro.Ve. - Università degli Studi di Milano, Via Celoria 2, Milano [email protected] website:

2 Limitazioni di utilizzo del digestato 340 Fonte: Coldiretti modificato

3 Presupposti..impliciti delle limitazioni di utilizzo dell EA 1.Bassa efficienza fertilizzante Presenza di azoto organico, Pratiche di distribuzione non ottimali 2.Gestione dell EA poco rispettosa dell ambiente (più simile ad uno smaltimento che a una fertilizzazione). Impatto nelle acque e in atmosfera

4 Presupposti..impliciti delle limitazioni di utilizzo dell EA Un possibile percorso per superare le limitazioni d uso del Digestato e utilizzare l azoto a bilancio delle colture è quello di dimostrare non più fondati i presupposti di inefficienza e non rispetto dell ambiente

5 Presupposti..impliciti delle limitazioni di utilizzo dell EA Bassa efficienza fertilizzante presenza di azoto organico, Pratiche di distribuzione non ottimali Gestione dell EA poco rispettosa dell ambiente (più simile ad uno smaltimento che a una fertilizzazione)

6 Digestione anaerobica E possibile rappresentare il processo di digestione anaerobica come una biotecnologia per la produzione di fertilizzante minerale 3. ingestato Azoto organico potenzialemente disponibile ( f(x) del tasso di mineralizzazione) ( ) ( ) k t N NO = N N e 3t ORG. digestore 2. biogas 3. Digestato Azoto minerale (NH3) prontamente disponibile

7 Digestione anaerobica La componente organica si degrada per il % e la frazione residua si presenta stabile e humus precursore.

8 minore è l apporto di N-org. al suolo minore sarà la presenza di N-NO 3 lisciviabile (SØRENSEN and MØLLER, 2008)..è anche la politica delle deroghe alla direttiva nitrati, che prevede la presenza di una coltura permanente al fine della captazione dei surplus di N.

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10 Efficienza di utilizzo digestato Fonte: Pedersen 2003

11 Se escludessi la frazione organica dal digestato otterrei un fertilizzante inorganico (soluzione ammoniacale) a pronto effetto da utilizzarsi a bilancio della coltura.

12 Come ridurre il contenuto di N- organico nei reflui e biomasse?

13 Schema semplice: Digestione anaerobica; Separazione S/L + decantazione = Digestato liquido (DL) + digestato solido (DS); DL = sostituzione fertilizzanti chimici DS = ammendante e/o esportato dall azienda

14 Digestione (dati medi su 20 campionamenti in 3 impianti full scale) N-NH4 38% Ingestato Digestato Norg 38% Norg 62% N-NH4 62%

15 Separatore solido liquido (Centrifuga full scale) N -NH 4 /P = 4-12 Separato Liquido 90.4% N-NH 4 /K = 1-6 Separato Solido 9.6% N NH 4 / N org. N-org 28% N-NH % N-NH4 72% N-org 63.7%

16 Sedimentazione in Vasca di lagunaggio Surnatante vasca 92.2% Azoto: N ammon. / N organico Separato Liquido N-org 16% N-NH4+ 24% Separato Solido Accumulo Fondo 7.8% N-NH4+ 84% N-org 76%

17 Digestato: alcuni valori ST (%) N (%) NH3 (%) HN3/N (%) Digestato Digestato SL* * Separazione solido liquido con stoccaggio e copertura Il digestato separato liquido è analogo ad una soluzione di ammoniaca allo %

18 Esperienza svedese di utilizzo della frazione DL in sostituzione di fertilizzanti inorganici (da Lena et al., 2006) N-NH 4 = 29% Ntot N-NH 4 = 75% Ntot N/P = 4.5 N-NH 4 /P = 9 N/K = 2.8 N/K = 1.16

19 N-NH 4 = 71% Ntot N-NH 4 /P = 8.1 N-NH 4 /K = 2.7

20 Ambiente

21 Da: SØRENSEN and MØLLER,

22 Emissioni di ammoniaca in pieno campo Fattori che influenzano la volatilizzazione Aumento ph Emissioni Diminuzione viscosità del materiale Il maggior quantitativo di ammoniaca e il ph elevato possono determinare una maggiore volatilizzazione La minor viscosità del liquame digerito permette una più veloce infiltrazione nel suolo e una minore perdita di ammoniaca per volatilizzazione (Hansen et al 2004) Incorporazione diretta (entro pochi minuti) è efficace nel ridurre drasticamente la volatilizzazione di ammoniaca Incorporazione dopo dodici ore: assolutamente inutile nel ridurre la volatilizzazione di ammoniaca (Moller et al 2009)

23 Emissioni di N 2 O in pieno campo Emissioni Fattori che influenzano l emissione Azoto distribuito Carbonio organico facilmente biodegradabile N 2 O emesso=1.25% N applicato (Bouwman 1994) L emissione di N 2 O è favorita dalla presenza di sostanza organica facilmente biodegradabile (Granly and Bockman,1994) L asportazione dei residui colturali e del materiale organico facilmente degradabile, la digestione anaerobica di questi materiali e la successiva distribuzione in campo del digestato diminuiscono il potenziale di emissione di N 2 O. (Larsson et al 1998, Heuwinkel et al 2005) Stabilizzazione

24 Emissioni Potenziale di generazione di metano Materiale Metano (kg/ton ss) Metano (kg/m3) Liquame Mix Liquame e colture energetiche Digestato Digestato stoccato Una maggiore stabilizzazione determina una minore emissione specifica di metano

25 ODORI aspetto quantitativo Impatto odorigeno (OU m- 2 h -1 ) Stabilità biologica OD 20 (mgo 2 gss -1 ) Ingestato Digestato La stabilità biologica si correla con l impatto odorigeno. Una maggiore stabilizzazione determina un minore impatto odorigeno. Ingestato Digestato Ingestato Digestato Odore (U.O. m 2 h -1 ) OD20 vs UO r = 0.98; P < 0.05 OD 20 (mgo 2 gss -1 )

26 Mancato impatto dovuto al non utilizzo di unità fertilizzanti di sintesi CO 2 CO NO x SO 2 HCl N (g/kgn) P (g/kgp) Boriesson et al 2006

27 Legare l utilizzo del digestato ad una maggiore tutela ambientale è il passaggio strategico per costruire nuove prospettive oltre la direttiva nitrati.

28 NH 3 concentrations derived from IASI observations above the Po Valley Lieven Clarisse et al., Nature Geoscience 2, (2009)

29 Presupposti..impliciti delle limitazioni di utilizzo dell EA Bassa efficienza fertilizzante presenza di azoto organico, Pratiche di distribuzione non ottimali Gestione dell EA poco rispettosa dell ambiente (più simile ad uno smaltimento che a una fertilizzazione)

30 Condizioni per un uso a bilancio colturale del digestato: Caratteristiche del materiale Corretta gestione del digestato

31 Caratteristiche del digestato per un utilizzo a bilancio colturale Proprietà concimanti Contenuto elementi nutritivi Titolo NPK da dichiarare Concime azotato a pronto effetto Impatto odorigeno Aspetti igienicosanitari Contenuto in N prontamente assimilabile Stabilità biologica (OD20) Microorganismi indicatori Titolo N-NH 4 > 80 % N-totale <100 mg O 2 g ST h -1 - Salmonella: assente - Escherichia Coli < 1000 MPN

32 Corretta gestione del digestato: - Vasche stoccaggio chiuse; - Spandimento per iniezione; - q.tà a bilancio delle necessità colturali, nei periodi di richiesta (meglio in primavera che in autunno ); - completa sostituzione dei fertilizzanti minerali.

33 Grazie per l attenzione