Giornata dimostrativa Biochar: valorizzazione energetica dei sottoprodotti agro-forestali nella provincia di Viterbo Il biochar: stato dell arte e opportunità per il florovivaismo Dott.ssa Costanza Zavalloni Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali Università di Udine
Che cos è il biochar? È un coprodotto della pirolisi di biomasse vegetali ottenuto in assenza o con poco ossigeno e a temperature variabili da 200 a 1000 C La pirolisi è un processo utilizzato per la produzione di energia (calore e syngas), bio-oli e carbone (20-30% della biomassa iniziale) E chiamato biochar quando è aggiunto al suolo come ammendante ed utilizzato per le sue proprietà agronomiche (Lehmann et al., 2006)
La storia Amazon, Manaus Area. Terra Preta
Terra Preta (Amazon Dark Earth, ADE) Ossisuoli vicini Terra Preta Mineralogia Tessitura suolo simile Ricchi in ossidi di Fe e Al Suoli antropogenici Origine pre-colombiana Residui attività antropogeniche Carbone (2000 anni) Fertilità del suolo Contenuto nutrienti Sostanza organica Incremento ritenzione idrica Glaser et al. (2001) Glaser (2007)
Biochar e sequestro di carbonio Elevato contenuto di carbonio (60-80%) Struttura policiclica aromatica From: Bourke et al., 2007 Resistente alla decomposizioni microbica (sequestro di C nel suolo per centinai di anni)
Lehmann, Nature, 2007
Le carbonaie Metodo tradizionale per ottenere carbone. Cumuli di legna coperti di terra per limitare la presenza di ossigeno. la carbonizzazione durava da 1 a 3 settimane ancora in uso nei paesi in via di sviluppo
Impianti piro-gassificazione Utilizzano diverse fonti di biomassa (sia secca che umida) Impianti di medie dimensioni: 50-500 kw (400-4000 ton anno -1 ) Circa il 40% del C nella biomassa rimane fissato come biochar (100-1000 ton anno -1 di biochar)
Non tutti i biochar sono uguali
Differenze tra biochar dovute a: Materiale di partenza (es. legno; residui vegetali; deiezioni animali) Pre- e post-trattamento Processo produttivo (gassificazione vs. pirolisi vs. HTC) Temperatura di pirolisi (350 vs. 700 C) Biochar con proprietà chimico-fisiche diverse
Legislazione un problema linguistico? A parte 4 Paesi UE, il carbone può essere usato come ammendante del suolo, compost o base per fertilizzante Il carbone vegetale (E 153) è normato in EU come addittivo alimentare
Biochar Quality Mandate IBI Standards European Biochar Certificate
Certificazione del biochar Provenienza della biomassa Qualità (contenuto di O,C,N,H) Nutrienti e metalli pesanti Contenuto di Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) Contenuto in diossine e furani
NORMATIVA BIOCHAR In Italia l impiego del biochar NON E NORMATO L Associazione Italiana Biochar (ICHAR) ha inoltrato alla commissione Fertilizzante del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali: 1) un fascicolo con tutte le attività di ricerca e sperimentazione condotte in Italia sul biochar e 2) una istanza per il riconoscimento del biochar come ammendante all interno della normativa vigente in materia Associazione Italiana Biochar: http://www.ichar.org/
Sinergie Mitigazione effetto serra Gestione rifiuti Biochar Produzione di energia Fonte: J. Lehmann, 2009 Miglioramento della fertilità dei suoli
Potenziali benefici agronomici e ambientali del biochar Incremento della disponibilità di nutrienti Incremento del ph del suolo (liming effect) Aumento della ritenzione idrica nei suoli Effetti sulla popolazione microbica del suolo e sulle sue funzioni
Nutrienti nel suolo Effetto diretto: apporto di nutrienti quali K, Mg, and P Effetto indiretto: in suoli acidi, incrementa la disponibilità di P (effetto simile ad una calcitazione) Non apporta direttamente N; tuttavia ha effetti indiretti sulla ritenzione di NH 4 + (minor lisciviazione) e riduce le emissioni di N 2 O
Ritenzione idrica del suolo Migliora la stabilità degli aggregati del suolo aumentanto la capacità di trattenere acqua Favorisce lo sviluppo di strutture organo-minerali complesse simili a sostanza organica stabile Particolarmente efficace in terreni e substrati sabbiosi Esempio di struttura porosa www.uq.edu.au/
Attività microbica Stimola l attività di funghi (es. micorrize) e batteri Fornisce nicchie di protezione da predatori Fonte: http://www.soilquality.org.au Fonte: UK Research Center
Conclusioni Il biochar rappresenta un interessante ammendante per il suolo in grado di apportare benefici sia agronomici che ambientali Potezialità per l ortoflorovivaismo: Utilizzo conservativo delle risorse (acqua e nutrienti) Riduzione degli impatti ambientali (minor lisciviazione ed emissione di GHG) Opportunità per valorizzare residui di produzione agricoli sustainable re-utilization of residues (legno di potatura, residui vegetali secchi ecc )
Grazie a tutti! Domande? Dott.ssa Costanza Zavalloni Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali Università di Udine