IL COMPOST DA REFLUI OLEARI

Transcript

1 IL COMPOST DA REFLUI OLEARI IL PROGETTO TIRSAV PLUS L UTILIZZO AGRONOMICO DEI COMPOST DA REFLUI OLEARI Roberto Altieri, Alessandro Esposito Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo - Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISAFoM- CNR), Via Madonna Alta, 128, 06128, Perugia, Italy. Tel ; Fax ; roberto.altieri@cnr.it Introduzione La gestione dei reflui oleari rappresenta per i frantoiani un aspetto non trascurabile del ciclo produttivo. Infatti, l elevato quantitativo di reflui con elevato carico organico, generati in un breve periodo dell anno, rende necessario il loro smaltimento in modo rapido, economico nel rispetto dell ambiente. Le procedure più diffuse in ambito nazionale sono lo spandimento diretto in campo delle acque di vegetazione e delle sanse umide e il trattamento delle acque di vegetazione nei sistemi locali di depurazione, mentre il ricorso ai sansifici avviene sempre meno di frequente per la scarsa convenienza economica a produrre un olio, quello di sansa, di scarsa qualità. Lo spandimento in campo, è regolato dalla Legge 574/96 e dai successivi recepimenti a livello Regionale che prevedono fino ad un massimo di 50 o 80 m 3 ha -1 relativamente ai reflui prodotti rispettivamente dai frantoi tradizionali a pressione o da moderni a ciclo continuo. Tuttavia lo spandimento non sempre risulta praticabile per le caratteristiche geo-morfologiche del territorio italiano che rendono difficile il reperimento, in prossimità dei frantoi, di suoli idonei. Pertanto, gli operatori del settore manifestano un crescente interesse per sistemi alternativi allo spandimento diretto, volti ad una migliore valorizzazione dei sottoprodotti del frantoio. Tra le varie possibilità, l impiego agronomico, previo trattamento biologico delle masse, rappresenta una delle soluzione più interessanti, per l apporto di sostanza organica e nutrienti al suolo che ne può conseguire, fondamentali per migliorarne la fertilità e contrastare la desertificazione (Paredes et al., 1999, Alburquerque et al., 2007, Altieri and Esposito, 2008). Sebbene siano stati realizzati numerosi brevetti riguardo alla gestione dei reflui oleari (Niaounakis and Halvadakis, 2006), questi purtroppo risultano spesso troppo costosi per la maggioranza degli operatori del settore. Il compostaggio, invece, è una tecnologia consolidata, eco-compatibile ed economicamente sostenibile in grado di produrre ottimi ammendanti da matrici organiche di scarto quali i reflui oleari (Paredes et al., 2005): questi, durante il compostaggio, subiscono, a seguito dell intensa attività microbica, una forte degradazione aerobica che produce un innalzamento della

2 temperatura della massa e una conseguente stabilizzazione della sostanza organica in essa presente, con particolare arricchimento in preziose sostanze umo-simili. Sebbene, in generale, siano noti gli effetti benefici riguardo all uso agronomico del compost in agricoltura, tuttavia la sperimentazione in particolare del compost ottenuto da reflui oleari risulta ancora carente. Sperimentazioni di pieno campo condotte da Tomati et al. (1996) su mais, lattuga e spinacio, dove è stato previsto l impiego di compost da reflui oleari alle dosi di 60 t/ha e 80 t/ha, hanno dimostrato produttività comparabili a quelle ottenute nei controlli con fertilizzazione minerale standard delle piante. Brunetti et. al. (2007) hanno evidenziato che suoli ammendati con reflui oleari, tal quali o trasformati in compost, consentono di incrementare la produzione di grano sia in termini di semi e numero di spighe per unità di superficie che di peso unitario del seme. Lo spargimento controllato sul suolo di una dose pari a 30 t/ha di sansa umida proveniente dal ciclo estrattivo a due fasi ha determinato nel suolo significativi incrementi di carbonio organico totale, carbonio organico solubile in acqua e di sostanze umiche (López-Piñeiro et al., 2007). Senesi et al (2007) hanno riportato che il compost da reflui oleari presenta sostanze umiche simili a quelle presenti nel suolo: ciò indicherebbe che l apporto costante di compost può incrementare la quantità e la qualità della sostanza organica del suolo. Recentemente attraverso il progetto TIRSAV (2001) e il successivo TIRSAV PLUS è stata messa a punto una tecnologia innovative di compostaggio dei reflui oleari. Il processo consiste essenzialmente nel miscelare all uscita dal frantoio il refluo oleario, previamente denoccciolato, con additivi igroscopici di scarto quali paglia, cascami di lana, segature, foglie e rametti di risulta dal lavaggio delle olive. La miscela ottenuta viene poi sottoposta ad un sistema di compostaggio statico (Altieri et. al, 2011) che consente una maturazione aerobica adeguata della massa prima dell uso agronomico (Altieri et al., 2005). La torba rappresenta attualmente una delle componenti più importanti utilizzata nella realizzazione dei terricci di coltivazione delle piante in vaso. Il notevole impatto ambientale conseguente al prelievo di torba dai siti naturali sta tuttavia spingendo la ricerca verso lo studio dell impiego di altri materiali riciclabili come sostitutivi della torba nella realizzazione dei substrati di crescita per piante in contenitore o per coltivazioni senza terra. Il compost da reflui oleari rappresenta a tal proposito un interessante surrogato della torba. Nel presente lavoro vengono riportati i risultati di una serie di sperimentazioni agronomiche condotte durante il progetto TIRSAV PLUS volte a valutare le performance di diversi compost ottenuti dai reflui oleari sia in coltivazioni di pieno campo che in ambito vivaistico.

3 Sperimentazione - prove agronomiche di pieno campo La prova agronomica di pieno campo è stata realizzata su pomodoro e lattuga, usando due ammendanti a base di reflui oleari ottenuti attraverso processi di maturazione aerobica differenti: 1. la miscela iniziale è stata sottoposta ad una procedura standard di compostaggio che prevede la realizzazione di un cumulo trapezoidale sottoposto ad un rivoltamento ed irrigazione periodiche per compensare l evaporazione; il prodotto finale del processo, indicato come Compost, ha subito poi una fase finale di maturazione (curing) all aperto al riparo dalla pioggia per evitare produzione di percolato (Figura 1); 2. La miscela è stata semplicemente posta in sacchi porosi da 15 kg impilati su pallet, fino a costituire ammassi di circa 1 m 3, stoccati all aperto sotto una copertura; il prodotto ottenuto è stato denominato Stack Pile (Figura 2). Figura 1. Compostaggio standard in cumulo Figura 2. Compostaggio statico: stack pile Il refluo oleario impiegato per la realizzazione delle miscele proveniva da un frantoio moderno continuo a due fasi. La miscela iniziale, contenente 72 % di sansa umida denocciolata, 14% di cascame di lana, 14% di paglia tritata, è stata realizzata presso la Cooperativa Nuova Cilento (S. Mauro Cilento, Salerno, Italia) attraverso un impianto prototipo. Mentre la miscela in Stack pile è stata lasciata indisturbata per tutto il periodo di stoccaggio, il Compost invece è stato miscelato a mano due volte alla settimana per tutta la fase termica bio-ossidativa di compostaggio ed irrigato per mantenere l umidità della massa intorno al 50%. La fase termica di compostaggio è durata circa 60 giorni: il compost ottenuto (2 tonnellate) è stato poi fatto ulteriormente maturare in cumulo per ulteriori 30 giorni prima dell uso agronomico. L ammendante derivante dallo stoccaggio statico in Stack Pile è stato considerato pronto all uso dopo circa 90 giorni.

4 Durante lo stoccaggio si è proceduto al monitoraggio delle temperature della massa e dell ambiente; inoltre, periodicamente, è stata anche analizzata aria esausta estratta dalla massa in maturazione per la valutazione del contenuto di ossigeno. Al momento dell impiego agronomico si è proceduto alla raccolta e analisi di campioni rappresentativi di Compost e Stack Pile per una caratterizzazione chimico-fisica del materiale (Tabella 1). Tabella 1. Caratterizzazione dello Stack Pile e Compost al momento dell impiego agronomico Stack Pile Compost Umidità % ph 7,19 7,42 conducibilità elettrica (EC) ds m -1 1,94 1,95 ceneri % 22,1 30,8 Azoto totale % 3,1 3,5 Fosforo totale % 0,15 0,17 Potassio totale % 2,1 2,3 WSOC % 4,1 2,5 Fenoli totali g Kg -1 0,6 0,4 COT % 40,8 37,9 TEC % 23,4 15,7 HA+FA % 18,6 12,1 DH % 79,5 77,1 HI % 25,8 29,7 Indice di germinazione % 72,6 88,4 WSOC = Carbonio solubile in acqua; COT = Carbonio organico totale; TEC = Corbonio totale estratto; HA = acidi umici; FA = acidi fulvici; DH = Grado di umificazione = (HA+FA)x100/TEC; HI = indice di umificazione = [TEC (HA+FA)]/(HA+FA) La prova di pieno campo è stata realizzata in un area di 200 m 2 situati in località Sanguineto, Tuoro sul Trasimeno, Perugia, Italia (Figura 3). Il suolo mostrava le seguenti caratteristiche: 41% sabbia, 34% limo, 25% argilla (terreno franco); ph: 6,69, EC: 0,10 ds m -1, TOC: 0,7 %, azoto totale: 0.7 g kg -1 ; capacità di scambio cationica: 26,2 cmol (+) kg -1. Sia per il pomodoro (Licopersicon esculentum Mill. F1 Ibryd Optimo) che per la lattuga (Lactuca sativa cv Canasta) è stato realizzato un disegno sperimentale a blocchi randomizzati con 3 ripetizioni, comprendenti 6 tipologie di trattamenti a confronto per un totale di 36 parcelle (Tabella 2).

5 Figura 3. Campo sperimentale presso ISAFoM-CNR, Tuoro sul Trasimeno, Perugia: momento del trapianto di pomodoro e lattuga: TF = controllo fertilizzato; SP+F = Stack Pile + metà dose della concimazione minerale standard; Co+F = Co + metà dose della concimazione minerale standard; SP = Stack Pile; Co = Compost; TNF = controllo non fertilizzato e non ammendato. Tabella 2. disegno sperimentale per le prove di pieno campo realizzate su pomodoro (Lycopersicon esculentum) e lattuga (Lactuca sativa) Dose Co/SP fertilizzante N P K POMODORO trapianto il 6/5/2008 g/pianta controllo fertilizzante* TF - 65,0 9,8 2,6 8,1 Stack Pile (SP) + metà dose della cioncimazione minerale standard SP+F ,5 96,6 4,7 58,0 Stack Pile (SP) SP ,7 3,4 53,9 Compost (Co) + metà dose della cioncimazione minerale standard Co+F ,5 98,2 5,3 49,9 Compost (Co) Co ,3 4,0 45,9 Controllo non fertilizzato e non ammendato TNF LATTUGA trapianto il 6/5/2008 controllo fertilizzante* TF - 10,0 1,5 0,4 1,2 Stack Pile (SP) + metà dose della cioncimazione minerale standard SP+F ,0 46,6 1,9 27,6 Stack Pile (SP) SP ,8 1,7 27,0 Compost (Co) + metà dose della cioncimazione minerale standard Co+F ,0 47,4 2,2 23,6 Compost (Co) Co ,7 2,0 22,9 Controllo non fertilizzato e non ammendato TNF *Nitrophoska Gold BASF (NPK: )

6 Le parcelle di pomodoro e lattuga erano costituite da 4 e 8 piante, rispettivamente. Si è proceduto all irrigazione a goccia delle piante e al diserbo manuale, mentre il controllo dei fitopatogeni è stato realizzato secondo protocolli standard facenti uso di prodotti rameici. Le piante di lattuga sono state raccolte dopo 45 giorni dal trapianto, registrando il peso fresco e secco della parte epigea. La coltivazione di pomodoro si è protratta per circa 150 giorni. La raccolta dei frutti è avvenuta a maturazione commerciale; si è proceduto a registrare il numero di frutti per pianta e il relativo peso fresco. Al termine della prova sono stati raccolti campioni di suolo (0-20 cm di profondità) su cu sono stati determinati diversi parametri analitici di interesse. I dati raccolti sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) e le differenze tra medie sono state determinate attraverso lo Student Newman Keuls test, per p < Risultati Il compostaggio tradizionale in cumulo rivoltato è proceduto normalmente: infatti è stata registrata un iniziale fase termofila dovuta all intesa attività microbica che ha fatto raggiungere un picco di temperature della massa (67 C). Successivamente si è registrata una fase mesofila durante la quale la temperatura ha oscillato tra 21 e 43 0 C. La concentrazione di ossigeno nel compost durante l intero processo non è stata mai al di sotto del 10%, ad eccezione dei primi 6 giorni di maturazione. La miscela stoccata in stack pile ha subito una progressiva e lenta disidratazione, raggiungendo il 45% di umidità alla fine dello stoccaggio mentre il tenore di ossigeno è sempre stato superiore al 15% per tutta la durata della maturazione. La temperatura della massa in stack pile ha subito un rapido raffreddamento senza mostrare fasi termofile (Figura 4). L evoluzione dell attività microbica connessa ai profili di temperature e ossigeno registrati nella massa durante la maturazione sono assimilabili a quelli riportati in letteratura per processi di compostaggio (Adani et al., 2004).

7 Contenuto di ossigeno durante lo stoccaggio (%) Temperature durante lo stoccaggio ( C) 80 compost stack pile ambiente giorni Figura 4. Temperatura and ossigeno registrati durante la maturazione aerobica in cumulo (Compost) e in Stack Pile. La principale differenza registrata tra Compost e Stack Pile ha riguardato il contenuto in COT e WSOC, risultati più alti nello Stack Pile (Tabella 1), dove, dunque, è risultata minore la mineralizzazione occorsa. Per quanto attiene agli indici di umificazione DH e HI sono risultati simili per le due matrici a confronto, indicando la presenza di un alto contenuto di sostanza organica ben umificata nella massa e confermando risultati precedenti Altieri e Esposito (2008). Riguardo al contenuto di elementi della nutrizione vegetale, sia il Compost che lo Stack Pile hanno mostrato livelli ottimali, soprattutto in termini di potassio e azoto. Inoltre, i valori relativi all indice di germinazione (GI) attestano ridotti livelli di fitotossicità per entrambi gli ammendanti in prova (Zucconi et al., 1985), dovuti probabilmente al ridotto contenuto di polifenoli registrato (Kistner et al., 2004).

8 La prova riguardante la lattuga si è conclusa con la raccolta della parte edule effettuata 45 giorni dopo il trapianto. Sono stati registrati i pesi freschi di tutte le piante e calcolata la mortalità %; inoltre, su un campione di 5 piante per parcella, è stato determinato il valore della sostanza secca %. I dati, raccolti e riportati nella Tabella 3, non evidenziano differenze statistiche in termini di mortalità. Questa si è manifestata pochi giorni dopo il trapianto ed è stata principalmente da attribuire al marciume del colletto causato da Pythium ultimum and Rhizoctonia solani. Il tasso di accrescimento determinato su base settimanale è risultato simile in tutte le tesi ad eccezione del controllo non fertilizzato (TNF) che ha mostrato, come atteso, il valore più basso. Tutte le tesi ammendate, tranne C, hanno mostrato produzioni simili per parcella al controllo fertilizzato (TF), dimostrando, in particolare in SP, l efficacia dell ammendante usato in sostituzione della fertilizzazione minerale ordinaria. Non si sono notate, infine, differenze sulla sostanza secca, tranne che per la tesi TNF che ha fatto registrare valori superiori a TF, SP e CF. Probabilmente ciò è da attribuire alla ridotta presenza di nutrienti nel suolo che determina minori accrescimenti e dunque minore presenza di acqua nei tessuti. Tabella 3. Effetti della concimazione organica a base di Stack Pile e Compost sui principali parametri produttivi registrati sulla lattuga Tasso di Produzione fresca mortalità Lattuga accrescimento Sostanza secca g parcella (-1) % g settimana (-1) % TF 2934 C 0 A 2,52 B 4,30 A TNF 1093 A 0 A 1,15 A 5,32 B SP 2189 BC 12,5 A 2,21 B 4,41 A C 1761 AB 12,5 A 2,16 B 4,63 AB SPF 2267 BC 16,7 A 2,58 B 4,75 AB CF 2758 C 4,2 A 2,46 B 4,26 A Dati contrassegnati con la stessa lettera non sono significativamente differenti secondo il test Student Newman Keuls, p < 0,05 La prova di coltivazione del pomodoro si è conclusa 150 giorni dopo il trapianto; in Tabella 4 sono riportati i principali parametri produttivi registrati nel corso della prova relativi, in particolare, al numero di frutti per pianta, alla produzione per parcella, al peso medio dei frutti e alla mortalità %.

9 Tabella 4. Effetti della concimazione organica a base di Stack Pile e Compost sui principali parametri produttivi registrati su pomodoro frutti pianta (-1) Produzione Pomodoro parcella (-1) Peso medio frutti mortalità # kg g % TF 30 A 24,0 B 205 A 0,0 A TNF 21 A 11,7 A 167 A 16,7 A SP 28 A 15,8 AB 188 A 25,0 A C 28 A 22,3 B 202 A 0,0 A SPF 48 A 24,5 B 201 A 0,0 A CF 34 A 13,9 A 152 A 50,0 A Dati contrassegnati con la stessa lettera non sono significativamente differenti secondo il test Student Newman Keuls, p < 0,05 L analisi statistica non ha evidenziato differenze significative in termini di mortalità tra tutte le tesi a confronto, nonostante i valori elevati registrati nelle tesi CF, SP e TNF. Ciò è da attribuire all alta variabilità e al ridotto numero di parcelle realizzate nella prova. Anche il numero di frutti per pianta e il peso medio dei frutti in tutte le tesi a confronto si è attestato su valori simili tra loro. Il disseccamento radicale, occorso principalmente nelle tesi CF, SP e TNF, ha ridotto in maniera drastica la produzione per parcella; tuttavia le parcelle CF e soprattutto SP hanno fatto registrate produzioni per pianta più alte che hanno in parte ridotto gli scarti in termini di produzione per parcella (Figura 5). Tra le parcelle ammendate ma non fertilizzate con concime minerale, C ha mostrato produzioni, sia per pianta che per parcella, simili al controllo fertilizzato, dimostrando l efficacia fertilizzante del compost da reflui oleari impiegato.

10 produzione pe pianta (Kg) produzione per parcella (Kg) 25 TNF TF C CF SP SPF giorni dal trapianto Figura 5. Andamento delle produzioni nella prova di coltivazione del pomodoro L indagine ha previsto anche l analisi dei principali parametri chimico fisici del suolo determinati su campioni di suolo superficiale (0-20 cm di profondità) raccolti a distanza di 6 mesi dal trattamento ammendante (Tabella 5). Le analisi hanno evidenziato in generale una scarsa fertilità del suolo, facendo registrare solo lievi incrementi di N e P nelle tesi fertilizzate.

11 Se si mette in relazione il basso contenuto di potassio con l alto valore di capacità di scambio cationica ritrovati del suolo si deduce che il K apportato sia con la fertilizzazione minerale sia con quella organica è stato completamente assorbito dalle piante. Lo stesso può dirsi per l N, essendo tale elemento contenuto, in entrambi le tipologie di fertilizzanti impiegati, in una forma a lenta cessione. Tabella 5. Caratteristiche chimico-fisiche del suolo a sei mesi dal trattamento ammendante (CV < 5%) ph CEs N-total P* CSC Ca** Mg** K** S cm -1 g Kg -1 mg Kg -1 cmol (+) Kg -1 TF 7, ,71 5,5 27,68 15,10 3,68 0,37 TNF 6, ,68 3,5 26,71 15,96 3,72 0,15 SP 6, ,91 6,6 26,68 14,68 3,43 0,36 C 7, ,89 6,5 28,19 13,05 5,12 0,40 SPF 6, ,86 6,8 27,96 14,79 3,58 0,42 CF 6, ,76 6,0 24,33 12,98 3,06 0,29 CEs = conducibilità elettrica specifica; CSC = capacità di scambio cationica; * P = fosforo assimilabile (Olsen), **cationi scambiabili Per quanto riguarda l evoluzione del carbonio organico nel suolo (Tabella 6), si evidenzia, rispetto ad entrambi i controlli (TF e TNF), un maggiore contenuto di COT in tutte le tesi ammendate. Tabella 6. Evoluzione del carbonio organico del suolo, nelle sue varie forme, a sei mesi dal trattamento ammendante (CV < 5%) COS COT CET HA + FA HR HI mg Kg -1 g Kg -1 mg Kg -1 % % TF 110,3 A 7,24 AB 2,41 A 1,76 A 24,3 37,0 TNF 104,5 A 6,47 A 2,27 A 1,78 A 27,5 27,7 SP 158,3 B 9,18 C 3,57 AB 3,07 A 33,5 16,3 C 214,0 C 9,12 C 4,09 B 2,83 A 31,0 44,6 SPF 118,2 A 8,48 BC 3,64 B 2,26 A 26,6 61,1 CF 117,4 A 7,91 BC 2,88 AB 2,10 A 26,6 37,1 Dati contrassegnati con la stessa lettera non sono significativamente differenti secondo il test Student Newman Keuls, p < 0,05. COS = carbonio organico solubile; COT = carbonio organico totale ; CET = carbonio estraibile totale; HA = acidi umici; FA = acidi fulvici; HR = tasso di umificazione = (HA + FA)100/COT; HI = indice di umificazione = [CET (HA + FA)]/(HA + FA) SP e C hanno mostrato anche un incremento di carbonio organico solubile (COS) mentre per C e SPF le analisi documentano un incremento di carbonio organico estraibile (CET).

12 Questi risultati assumono un valore di particolare rilievo se si considera che sono stati ottenuti in ambiente Mediterraneo dove generalmente i suoli sono poveri di sostanza organica e soggetti ad intensi fenomeni di mineralizzazione (Jones et. al, 2004). Per quanto riguarda, invece, il carbonio umificato (HA + FA), non sono emerse differenze significative tra tutte le tesi a confronto, confermando il fatto che, in un breve periodo, le componenti umiche del suolo non vengono influenzate in modo significativo dai trattamenti ammendanti, pur con l evidenza di differenze in termini di carbonio organico totale e di carbonio organico estraibile. Tali risultati confermano studi recenti condotti in un oliveto ammendato con compost da reflui oleari (López-Piñeiro et al., 2007). Al contrario, esperimenti di maggiore durata hanno invece dimostrato come i trattamenti ammendanti possano migliorare i parametri di umificazione del suolo sottoposto a periodici trattamenti con ammendanti a base di reflui oleari (Altieri e Esposito, 2008). - Prove in ambito vivaistico La prova in vivaio ha previsto l impiego di due compost sperimentali impiegati in sostituzione della torba nella formulazione dei terricci colturali ad uso vivaistico. I compost, realizzati con sansa umida come principale ingrediente, si differenziavano essenzialmente per il diverso sistema di maturazione aerobica adottato: 1) compostaggio in cumulo classico, con rivoltamento periodico della massa (Co); 2) compostaggio statico con areazione naturale della massa confezionata in contenitori porosi (Big Bag) della capacita di circa 1 metro cubo (BB). La miscela BB è stata realizzata con la stessa metodologia e con lo stesso impianto utilizzato per la realizzazione del compost impiegato per le prove di campo sopra descritte. Un campione rappresentativo della miscela prodotta è stata immediatamente confezionata in tre sacchi di polipropilene gas-permeabili di 1 metro cubo e contenenti ciascuno 500 Kg di massa. I sacchi sono stati stoccati all aperto sotto una tettoia per circa 4 mesi prima dell uso sperimentale per evitare lisciviazioni causate da eventi meteorici. La miscela denominata Co è stata realizzata formando un cumulo di circa 3,5 m 3 contenente: 2400 kg di sansa umida, 150 kg di cascame di lana grezza, 150 kg di foglie e rametti di olivo recuperati dal lavaggio delle olive in frantoio, 94 kg di paglia di grano previamente triturata a 10 cm, 72 kg di pollina. Il contenuto iniziale di acqua della miscela era pari al 60%; durante il processo, per compensare l evaporazione, è stata praticata l irrigazione della massa, mantenendo il tenore di umidità tra 45 e 50%. Il cumulo è stato sottoposto a rivoltamenti periodici per tutto il periodo di maturazione durato circa 140 giorni. In Tabella 7 viene riportata una caratterizzazione chimico-fisica dei due ammendanti a base di reflui oleari impiegati nella prova di vivaio.

13 Tabella 7. Caratteristiche chimiche e fisiche delle miscele organiche a base di reflui oleari impiegate nelle prova di vivaio (i dati si riferiscono alla sostanza secca). Compost (Co) Big Bag (BB) giorni di maturazione ph 8,45 7,31 conducibilità elettrica (ds m -1 ) 1,88 2,89 carbonio organico totale (%) 38,9 30,3 carbonio organico solubile (%) 2,82 0,82 carbonio umico (%) 13,2 12,8 azoto totale (%) 2,8 3,5 azoto minerale (% azoto totale) 0,5 9,3 potassio (%) 2,3 2,1 fosforo (%) 0,16 0,15 indice di germinazione (%) 73,5 70,0 fenoli totali (g Kg -1 ) 0,16 0,10 capacita idrica max (%) IRDP (mg O 2 Kg SV -1 h -1 ) < 10 < 10 IRDP = indice respirometrico dinamico potenziale; SV = sostanze volatili I terricci sono stati preparati tutti a partire da una base comune costituita da fibre di cocco (17%), lolla (13%), pomice (38%) e torba (32%); in quelli sperimentali la torba è stata sostituita in toto o per metà con Co e BB (Tabella 8). Alle sole tesi concimate (C) è stato aggiunto Osmocote alla dose di 27,5 g per vaso. TC e TNC rappresentano rispettivamente i testimoni concimati e non concimati.

14 Tabella 8. Descrizione delle tesi sperimentali a confronto nelle prove in vivaio Tesi Descrizione Torba TC TNC Co_50_C Co_100_C BB_50_C BB_100_C Co_50_NC Co_100_NC BB_50_NC BB_100_NC Testmone aziendale CONCIMATO Testmone aziendale NON CONCIMATO Compost in sostituzione torba (50%) CONCIMATO Compost in sostituzione torba (100%) CONCIMATO Big Bag in sostituzione torba (50%) CONCIMATO Big Bag in sostituzione torba (100%) CONCIMATO Compost in sostituzione torba (50%) NON CONCIMATO Compost in sostituzione torba (100%) NON CONCIMATO Big Bag in sostituzione torba (50%) NON CONCIMATO Big Bag in sostituzione torba (100%) NON CONCIMATO Cocco (17) Lolla (13) Pomice (38) Compost Big Bag Concime OSMOCOTE % g/vaso , , , La sperimentazione agronomica è stata condotta presso l azienda Vannucci Piante (Pistoia) (Figura 6).

15 Figura 6. Fasi della sperimentazione presso azienda Vannucci Piante: preparazione dei substrati di coltivazione, dosaggio, miscelazione, travaso. Per le prove sono state utilizzate le seguenti specie ornamentali: Feijoa (Acca sellowiana (Berg.) Burret); Viburno (Viburnum tinus L.); Abelia (Abelia x grandiflora (Rovelli ex André) Rehder) coltivate secondo lo standard aziendale che prevede l uso di vasi da 5 litri disposti in piazzole all aperto (Figura 7). Figura 7. Vista delle parcelle sperimentali presso il vivaio Vannucci Piante (PT); da notare in primo piano il sistema di irrigazione per aspersione e, sotto i vasi, il telo drenante, per la raccolta delle acque percolanti. La prova ha impiegato complessivamente 1200 piante (400 per specie indagata), con parcelle di 10 piante ripetute 4 volte e disposte secondo uno schema a blocchi randomizzati Figura 8

16 Figura 8. Schema sperimentale a blocchi randomizzati Alla fine del ciclo colturale (Aprile-Ottobre) è stato espresso dai tecnici dell azienda Vannucci Piante un giudizio estetico sulle performance produttive, assegnando un punteggio arbitrario (1-5) secondo propri standard commerciali. Il valore 1 ha rappresentato il giudizio peggiore, corrispondente a piante non commerciabili, mentre 5 è stato espresso per piante che hanno mostrato uno sviluppo ottimale. A fine ciclo, inoltre, su un campione di 2 esemplari per parcella, è stato determinato il peso secco della parte epigea della pianta. Le piante di Abelia e di Viburno usate nella sperimentazione provenivano da talee radicate mentre le piante di Feijoa sono state ottenute da seme, mostrando, dunque, naturalmente un maggiore tasso di variabilità genetica. L Abelia, circa a metà giugno è stata sottoposta a potatura secondo quanto previsto dalle ordinarie procedure aziendali. I dati relativi alle performance produttive sono stati sottoposti ad analisi della varianza, ANOVA, Fisher test per p< 0,05. Ambedue i compost sperimentali presentavano, al momento dell utilizzo, valori di ph sub alcalini, con valori pari a 8,45 per Co e 7,31 per BB mentre la CEs si attestava su valori rispettivamente pari a 1,88 e 2,89 ds m -1 per Co e BB. Tali valori, pur notevolmente diversi da quelli della torba, hanno influito in modo marginale sui valori finali di ph e CEs dei terricci realizzati per la sperimentazione agronomica, con particolare riferimento al ph che si è attestato su valori sub acidi (tra 5,74 e 6,75), dunque in linea con gli standard aziendali utilizzati per la coltivazione delle specie ornamentali prese in considerazione. Sia Co che BB hanno fatto registrare valori del contenuto dei macro-elementi indagati piuttosto alti. Infatti, le concentrazioni di N, P e K totali, espresse sulla sostanza secca, erano rispettivamente pari a 2,8%, 0,16% e 2,3%, per Co, e 3,5%, 0,15% e 2,1% nel caso di BB: in virtù

17 di tali caratteristiche si può affermare che i due ammendanti presi in considerazione abbiano arricchito in elementi nutritivi i terricci sperimentali in misura maggiore rispetto alla torba che, in genere, contiene quantità irrilevanti di elementi della nutrizione vegetale (Boldrin et al., 2010). Complessivamente la sperimentazione agronomica ha evidenziato performance di crescita soddisfacenti per tutte le specie testate ed ammendate con i due prodotti a base di sansa umida, facendo registrare tassi di mortalità molto bassi (< 1%), ampiamente compatibili con gli standard aziendali. Non sono emerse, inoltre, fisiopatie di rilievo, se si esclude una prevedibile clorosi persistente nelle tesi NC in tutte e tre le specie testate, che ha compromesso il valore commerciale delle piante. Nel Figura 9 sono riportati i pesi secchi della parte epigea e il giudizio estetico registrati a fine ciclo per Abelia. BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC Abelia A AB C C BC BC C C BC BC peso secco (g) BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC A Abelia C B BC BC E DE D D giudizio estetico (1-5) E Figura 9. Performance produttive dei terricci sperimentali valutati a fine ciclo colturale in Abelia: il peso secco si riferisce alla parte epigea della pianta; i dati contrassegnati con la stessa lettera non sono statisticamente differenti tra loro, p < 0,05 I dati sulla sostanza secca non fanno emergere differenze significative tra tutte le tesi ammendate e il controllo aziendale (TC) a causa, probabilmente, della potatura effettuata a metà giugno. Il giudizio estetico mostra che entrambe le tesi BB concimate (BB50C e BB100C) hanno raggiunto lo standard aziendale (TC) mentre le tesi Co concimate hanno esibito performance inferiori. Le piante coltivate nelle tesi non concimate, pur non raggiungendo lo standard aziendale, sono state giudicate comunque commerciabili, avendo raggiunto una valutazione significativamente superiore a quelle coltivate nel terriccio aziendale di base non concimato. In Figura 10 sono riportati i pesi secchi della parte epigea e il giudizio estetico registrati a fine ciclo per Viburno.

18 Viburno Viburno BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC A AB AB BC CD CD CDE DE EF F BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC A AB B C CD DE DE EF FG G peso secco (g) giudizio estetico (1-5) Figura 10. Performance produttive dei terricci sperimentali valutati a fine ciclo colturale in Viburno: il peso secco si riferisce alla parte epigea della pianta; i dati contrassegnati con la stessa lettera non sono statisticamente differenti tra loro, p < 0,05. Tra le tesi concimate solo la BB50C ha raggiunto lo standard aziendale, sia in termini di giudizio estetico che di sostanza secca. Le altre tesi concimate, anche se con performance inferiori al TC, sono state comunque giudicate accettabili in termici commerciali. E interessante inoltre notare come anche entrambe le tesi BB non concimate (BB50NC e BB100NC) abbiano mostrato performance di crescita apprezzabili con valori di sostanza secca comparabili a quelle delle tesi ammendate e concimate (escluso BB50C risultato invece superiore). Anche nel caso di Viburno si è manifestata nella maggioranza dei casi una migliore performance delle tesi ammendate non concimate rispetto a quella offerta dal terriccio aziendale di base non concimato (TNC). In Figura11 sono riportati i pesi secchi della parte epigea e il giudizio estetico registrati a fine ciclo per Feijoa. Feijoa Feijoa BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC A AB AB B C CD C C DE peso secco (g) E BB100NC BB50NC Co100NC Co50NC BB100C BB50C Co100C Co50C TNC TC Figura 11. Performance produttive dei terricci sperimentali valutati a fine ciclo colturale in Feijoa: il peso secco si riferisce alla parte epigea della pianta; i dati contrassegnati con la stessa lettera non sono statisticamente differenti tra loro, p < 0,05. A B B B BC CD D CD CD CD giudizio estetico (1-5) Il giudizio estetico espresso per Feijoa per le tesi concimate ed ammendate è stato comparabile, per entrambi i compost sperimentali, a quello dello standard aziendale (TC). In

19 termini di sostanza secca, la tesi BB100C è stata quella che ha offerto le migliori performance, superiori, anche se non significativamente, al controllo aziendale (TC). La sperimentazione su Feijoa conferma, inoltre, le buone performance offerte in generale dai terricci ammendati non concimati: infatti, i giudizi estetici, anche se non pienamente comparabili al controllo aziendale (TC), sono stati sempre superiori al terriccio aziendale di base non concimato (TNC). Questo dimostra chiaramente che gli ammendanti sperimentali, oltre a surrogare la torba, apportano elementi nutritivi al terriccio capaci di soddisfare, almeno in parte, la nutrizione delle piante. La sperimentazione dei substrati di coltivazione contenenti le due miscele a base di reflui oleari ha dato risultati soddisfacenti sia in termini di compatibilità nella sostituzione della torba, sia per la possibile riduzione d impiego di concimi di sintesi. Tra le due miscele sperimentate, la BB ha eguagliato le performance dello standard aziendale (TC) nella maggioranza delle composizioni testate. Le migliori performance di BB rispetto a Co sono da attribuire probabilmente alle caratteristiche fisiche del materiale che lo rendono più simile alla torba. Il Co, infatti, avendo subito un processo di degradazione più marcato, è caratterizzato da una granulometria più fine che determina un eccessiva riduzione della porosità del mezzo di coltivazione Conclusioni Le performance agronomiche di entrambi gli ammendanti a base di residui di frantoio oleario sono state pienamente soddisfacenti sia per la lattuga che per il pomodoro, dimostrando come i nutrienti contenuti negli ammendanti a base di reflui oleari, sono presenti in forme disponibili per le piante, capaci di nutrire in modo adeguato anche colture a ciclo breve. Entrambi gli ammendanti, inoltre, hanno mostrato proprietà tipiche dei fertilizzanti a lenta cessione, evidenti soprattutto nella prova su pomodoro che ha beneficiato per un tempo più lungo (150 gg) rispetto alla lattuga (45 gg) dell effetto fertilizzante. Sei mesi dopo l applicazione degli ammendanti non sono state registrate differenze in termini di contenuto di sostanze umiche nel suolo rispetto ai controlli non ammendati Nella coltivazione in vaso di Abelia, Viburno e Feijoa, BB si è dimostrato idoneo come surrogato della torba, mentre Co andrebbe utilizzato a dosi ridotte. Entrambi gli ammendanti agiscono come concimi a lento rilascio fornendo alle colture soprattutto N e K, potendo surrogare, almeno in parte, la concimazione minerale richiesta dalle colture. La sostituzione della torba con i due compost sperimentali ha dato risultati soddisfacenti in termini di sviluppo e qualità commerciale delle piante raggiungendo, nella quasi totalità delle tesi, gli standard commerciali previsti. La presenza di rilevanti quantità di macro elementi nei

20 due ammendanti ha consentito di ottenere performance di crescita comparabili al controllo aziendale anche in molte delle tesi non concimate. Se si considerano i benefici ambientali ottenibili sia in termini di minore rischio di inquinamento legato allo smaltimento dei reflui oleari, sia in termini di miglioramento della fertilità dei suoli, i risultati ottenuti con il presente lavoro dimostrano la validità dell approccio utilizzato nel riciclaggio in agricoltura dei residui organici provenienti dalla molitura delle olive. Ringraziamenti Lavoro svolto nell ambito del progetto Europeo LIFE TIRSAV PLUS, LIFE05 ENV/IT/ La prova agronomica realizzata in pieno campo (Field Trial), relativa a Pomodoro e Lattuga, è stata pubblicata in un articolo della rivista scientifica International Biodeterioration & Biodegradation (Altieri R., Esposito A., (2010). Evaluation of the fertilizing effect of olive mill waste compost in short-term crops. International Biodeterioration & Biodegradation, 64: ); dall articolo citato sono state estratte e rielaborate le tabelle e figure citate nel paragrafo relativo. Bibliografia Adani, F., Tambone, F., Gotti, A., Biostabilization of municipal solid waste. Waste Management 24, Alburquerque, J.A., Gonzálvez, J., García, D., Cegarra, J., Effects of a compost made from the solid by-product ( alperujo ) of the two-phase centrifugation system for olive oil extraction and cotton gin waste on growth and nutrient content of ryegrass (Lolium perenne L). Bioresour. Technol. 98, Altieri, R., Pepi, M., Esposito, A., Fontanazza, G., Chemical and microbiological characterization of olive-mill waste-based substrata produced by the O.Mi.By.P. technology and their grounds amendment. In: Benitez, J. (Ed.), Integrated Soil and Water Management for Orchard Development. Role and Importance. FAO Land and Water Bullettin, No. 10, Roma, pp Altieri, R., Esposito, A., Olive mill waste amendments in an intensive olive orchard: effects on soil organic carbon, plant growth and yield. Bioresour. Technol. 99/17, Altieri R., Esposito A., Nair T., (2011). Novel static composting method for bioremediation of olive mill waste, International Biodeterioration & Biodegradation, 65, Boldrin A., Hartling K. R., Laugen M., Christensen T.H., Environmental inventory modelling of the use of compost and peat in growth media preparation. Resources, Conservation and Recycling, 54:

21 Brunetti, G.. Senesi, N., Plaza, C., Effects of amendment with treated and untreated olive oil mill wastewaters on soil properties, soil humic substances and wheat yield. Geoderma 138, Jones, R.J.A., Yli-Halla, M., Demetriades, A., Leifeld, J., Robert, M Status and distribution of organic matter in Europe. In: Van-Camp L, Bujarrabal B, Gentile A-R, Jones, R.J.A., Montanarella, L., Olazabal, C., Selvaradjou, S-K (eds) Reports of the Technical Working Groups Established under the Thematic Strategy for Soil Protection, EUR EN/3, 872 pp. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg. Available via DIALOG. Kistner, T., Nitz, G., Schnitzler, W.H., Phytotoxic effects of some compounds of olive mill wastewater (OMW). Fresen. Environ. Bull. 13, Legge n. 574 del 11 Novembre 1996, Gazzetta Ufficiale n. 265 del 12 Novembre 1996, Roma. López-Piñeiro, A., Murillo, S., Barreto, C.,. Muñoz, A, Rato, J.M., Albarrán, A., García, A., Changes in organic matter and residual effect of amendment with two-phase olive-mill waste on degraded agricultural soils. Science of the Total Environment, 378/1-2, Mehlich, A., Rapid estimation of base-exchange properties of soils. Soil Sci, 53, Murphy, J., Riley, J.P., A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica Chimica Acta. 27, Niaounakis, M., Halvadakis, C.P., Olive processing waste management literature review and patent survey, second ed. Waste Management, Series 5. Elsevier, Amsterdam. Paredes, C., Cegarra, J., Roig, A., Sánchez-Monedero, M.A., Bernal, M.P., Characterization of olive mill wastewater (alpechin) and its sludge for agricultural purposes. Bioresource Technol. 67, Paredes, C., Cegarra, J., Bernal, M.P., Roig, A., Influence of olive mill wastewater in composting and impact of the compost on a Swiss chard crop and soil properties. Environment International, 31, Senesi, N., Plaza, C., Brunetti, G., Polo A., A comparative survey of recent results on humic-like fractions inorganic amendments and effects on native soil humic substances. Soil Biology & Biochemistry, 39, TIRSAV, Tecnologie Innovative per il Riciclaggio delle Sanse e delle Acque di Vegetazione (Innovative technologies for recycling olive residues and vegetation water), Project Life- Environment, contract n. LIFE00ENV/IT000223, Bruxelles, 14/08/2001. Tomati, U., Galli, E., Fiorelli, F., Pasetti, L., Fertilizers from Compost of olive mill wastewater International. Biodeterioration & Biodegradation,

22 Zucconi, F., Monaco, A., Forte, M., De Bertoldi, M., Phytotoxins during the stabilization of organic matter. In: Gasser, J.K.R. (Ed.), Composting of Agricultural and Other Wastes. Elsevier Applied Science Publishers, London, pp