Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura
Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante
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Uso di colture energetiche
per il ripristino ambientale
Anna Benedetti
Colture a scopo energetico e ambiente

L’ultimo
decennio
è
stato
caratterizzato dalla comparsa a
livello internazionale di numerosi
documenti sulla conservazione del
suolo.
Strategia
tematica
per
la
conservazione del suolo di recente
approvazione


Multifunzionalità del suolo è stata
messa
in
relazione
alla
competizione che le diverse attività
antropiche portano a fare dell’uso
del suolo stesso specie in situazioni
di spazi esigui come l’Italia
DEFINIZIONI DELLA QUALITÀ DEL SUOLO
Doran e Parkin (1994)
“La capacità del suolo di interagire con l’ecosistema per
mantenere la produttività biologica, la qualità ambientale e
promuovere la salute animale e vegetale”

Un corretto uso del suolo non può
prescindere dalla valutazione delle
potenzialità che ciascun suolo può
esprimere in funzione dell’obiettivo
che ciascuna attività antropica va a
perseguire
EMERGENZA SUOLO
DESERTIFICAZIONE
DEGRADAZIONE
FATTORI NATURALI
FATTORI ANTROPICI
geologici
litologici
climatici
morfologici
caratteristiche fisiche e idrologiche
erosione
caratteristiche chimiche e biologiche
caratteristiche biologiche
fattori socio - economici
Alcune fra le principali limitazioni della qualità dei suoli
Fisiche
Chimiche
Idrologiche
Sociali
Elevati rischi di
erosione
Bassa capacità di
fissazione di
potassio
Bassa capacità di
ritenzione idrica
Bassa capacità
produttiva
Limitato spessore
del profilo
Bassa capacità di
scambio cationico
Forte squilibrio
idrico
Media capacità
produttiva
Difetti di struttura
Elevato rischio di
tossicità da
alluminio
Bassa permeabilità
Difficoltà nelle
lavorazioni
Elevata pietrosità o Forte carenza di
rocciosità
elementi nutritivi
Elevati difetti di
drenaggio
Insufficiente
viabilità
Morfologia
Pericoli di
inondazione
Insufficienza
di altre
strutture
Elevata carenza di
sostanza organica
Elevata salinità
Inquinamenti

La strategia tematica ha focalizzato l’attenzione
su una serie di problematiche che spaziano da:

- erosione idrica

- perdita di sostanza organica

- inquinamento localizzato e diffuso

- salinità

- compattazione superficiale e profonda

- perdita di biodiversità

- rischio idrogeologico ecc.
Degradazione antropica nei diversi Paesi del mondo
(ha106) e principali fattori che la determinano
Deforestazione
Eccessivo pascolo
Pratiche agricole
Totale aree degradate = 1.193
Forme e diffusione (ha106) dei principali tipi di
degradazione fisica di origine antropica nel
mondo
Compattazione
Sommersione
Subsistenza di suoli organici
Totale = 83.3
Forme di diffusione (ha106) della degradazione
idrica di origine antropica
Erosione superficiale
Erosione profonda
Totale = 1093.9
Forme e diffusione della degradazione eolica di
origine antropica (ha 106)
Erosione superficiale
Deformazione del terreno
Trasporto
Totale = 548.3
Forme di diffusione (ha106) della degradazione
chimica di origine antropica
Perdita di nutrienti
Salinizzazione
Inquinamento
Acidificazione
Totale = 239.1

I cicli antropici di salinizzazione sono da
ricondurre ad una non corretta gestione
del territorio da parte dell’uomo (ad
esempio: irrigazione con acque improprie
o errate tecniche di coltivazione).
il sovrapascolamento, che determina un’alterazione
del naturale bilancio e metabolismo dei composti
presenti nella vegetazione naturale e nel suolo;
deforestazione, che determina un mutamento nella
dinamica dell’acqua nel paesaggio e, soprattutto negli
ambienti a clima arido, può condurre ad un accumulo
di sali nel suolo;
la contaminazione chimica per deposizioni
atmosferiche, uso di prodotti fitosanitari in
agricoltura, fertilizzazioni, sversamenti accidentali,
ecc.
Tra gli effetti più importanti dell’incendio
ricordiamo (Fisher & Binkley, 2000):
la perdita di nutrienti;
le variazioni della disponibilità di nutrienti
per le piante;
l’erosione;
le variazioni dell’infiltrazione;
l’influenza sull’attività microbica.
FITORIMEDIO
Negli ultimi venti anni numerosi studi hanno
permesso di stabilire che le piante sono in grado di
svolgere funzioni utili per rimuovere sostanze
inquinanti da suolo, terreni umidi, acque ed aria.
Piante con funzione di tolleranza verso la tossicità degli
inquinanti
Piante dotate di meccanismi che permettono di assorbire un
inquinante, trasportandolo nel suo interno e confinandolo in
un compartimento per disattivare la sua tossicità sia mediante
la sua completa o parziale degradazione metabolica, oppure
mediante
il
suo
sequestro
(per
complessazione ed insolubilizzazione)
esempio
attraverso
Assorbimento di nutrienti ed inquinanti a livello radicale
Gli inquinanti entrano nelle piante attraverso un
processo di assorbimento sulla superficie radicale. In
una prima fase le molecole che sono vicine a zone di
questa superficie, in cui si trovano derivati di fosfati,
pectine, altri polisaccaridi e proteine, sono sottoposte a
varie forze attrattive che le avvicinano e le concentrano
trattenendole con debolissimi legami chimici.
Gli impegni che l’Italia si è assunta nell’ambito del
protocollo di Kyoto, sono stati resi ufficiali dalla
Delibera CIPE 137/98.
L’obiettivo nazionale di riduzione delle emissioni dei gas
serra stabilito dal Protocollo di Kyoto impone che nel
periodo 2008-2012 le emissioni di gas serra siano ridotte
del 6.5%, rispetto al 1990, ossia non potranno superare i
487,1 Mt CO2 eq, a fronte di una stima tendenziale delle
emissioni al 2010 di 579,7 Mt CO2 eq.
Tipologia di Suolo
(strato superficiale)
Sostanza Organica
(mg C*kg-1suolo)
Rapporto
Entità della
Mineralizzazione Mineralizz /S.O.
(mg C-CO2*kg-1suolo)
6,07 *10-4
9,17
Suoli Forestali
1,51 *104
Suoli a prato-pascolo
1,55 *104
8,17
5,27 *10-4
Suoli agrari
0,34*104
4,63
13,62 *10-4
L’entità dei processi di mineralizzazione NON dipende dalla quantità
di sostanza organica contenuta nel terreno, ma più frequentemente da
altri fattori che influenzano le condizioni in cui operano i
microrganismi (principalmente temperatura e umidità). I valori
dell’ultima colonna in Tabella, rappresentano il rapporto tra l’attività di
mineralizzazione in campo e la quantità di sostanza organica del suolo.
Tali valori mostrano una mineralizzazione spinta nei terreni agrari
sottoposti a pratiche agronomiche, al contrario i fenomeni di
mineralizzazione appaiono limitati tanto più fortemente quanto più i
sistemi sono naturali.
Agricoltura e sequestro del carbonio nel suolo
Per quanto riguarda l’Italia è previsto un “gap” da colmare di 92,6
Mt CO2 eq. E’ sorprendente fare due conti: se 1 ha (strato arabile di
40 cm) è composto da 5x106 kg di suolo e se la SAU in Italia
corrisponde a 13x106 ha, la diminuzione o l’incremento di un semplice
0,1% di C nel suolo (corrispondente a 5x103 kg di C, ossia 1,83x104 kg
di CO2 per ettaro) equivale, a livello dei soli suoli agricoli nazionali, a
238 Mt CO2 eq, che come ordine di grandezza è circa la metà delle
emissioni totali nazionali previste come obiettivo.
La situazione in Italia
GAS SERRA
CO2
CH4
N2O
TOTALE
(in Mt CO2 eq.
100)
Emissioni nazionali
442
2.5
0.17
548
Emissioni dellUE- 15
3286
24.7
0.93
4091
Peso dell’Italia su UE- 15 (%)
13.5
10.8
18.7
13.4
Emissioni mondiali
20167
375
17.91
33595
Peso dell’UE- 15
sul totale mondiale (%)
16.3
6.6
5.2
12.2
Peso dell’Italia
sul totale mondiale (%)
2.2
0.6
1.0
1.6
Emissioni Nazionali, Europea e Mondiale dei tre principali gas serra.
(Fonte: Libro bianco del Ministero dell’ambiente, 1997).
Quanto possono contribuire le formazioni
forestali al bilancio complessivo della CO2
nell’atmosfera?
le micro-reti, dove si trovano i microrganismi (batteri, alghe,
lieviti e funghi) e la microfauna, legati alla pellicola d’acqua
nelle porosità del suolo, alla rizosfera e alla lettiera. Queste
reti svolgono un ruolo fondamentale a livello locale,
partecipando alla formazione di associazioni simbiotiche di
specie
ed
esercitando
funzioni
indispensabili
per
l’ecosistema, sebbene in un’area d’azione assai ristretta,
nell’ordine di qualche centimetro cubico. Il tempo di sviluppo
di una sequenza successionale (“tempo ecologico”) è
nell’ordine di giorni o mesi; il “tempo di turnover biologico” .
le meso-reti, dove interagiscono i cosiddetti “trasformatori
della lettiera” (mesofauna, forme larvali di macrofauna), che
hanno funzioni di regolazione e disseminazione delle microreti, di apertura e rivestimento dei microcanali di aerazione del
suolo, di triturazione e digestione della materia organica in
decomposizione (che aumenta la superficie attaccabile dalle
micro-reti) e di formazione di complessi organici ed organominerali, sequestrando alcune sostanze e mobilizzandone
altre. L’ordine di grandezza spaziale varia da qualche
centimetro a pochi metri; il tempo ecologico varia da una
settimana a qualche mese, il tempo di turnover biologico da
giorni a mesi.
le macro-reti, che includono i cosiddetti “ingegneri del suolo”
(come termiti, formiche e lombrichi), in grado di spostarsi
liberamente nel suolo. Essi hanno la capacità di poter
modificare in modo notevole anche ampi tratti di terreno (si
pensi all’impatto sul territorio di un termitaio), scavando cavità
che permettono una circolazione agevolata dell’acqua,
consumando in misura rilevante la sostanza organica in
decomposizione e controllando in numero e qualità le
sottostanti reti. Il tempo ecologico varia da qualche settimana a
mesi, quello di turnover biologico impiega dei mesi, anche
degli anni.
Quanto possono contribuire le colture a scopo energetico ed in
particolare l’arboricoltura da legno al :
- alla conservazione della biodiversità del suolo?
- al contrasto di erosione di sostanza organica?
- alla formazione di nuovo suolo?
- al disinquinamento di suoli e acque interessati dalla presenza di
inquinanti chimici (metalli pesanti, composti organici di sintesi,
eccesso di nutrienti ecc.)?
- al ripristino ambientale per scopi ricreativi?
Modello economico di valutazione del danno-beneficio
D’
B’P
Danni
Benefici
E*
E°
D’ = danno marginale, B’P = beneficio marginale privato;
E* = inquinamento ottimale; E° = inquinamento che si
manifesta senza intervento

L’ambiente è un bene non rinnovabile che va quindi
conservato e questo ha un costo. Nel caso
dell’agricoltura ci troviamo di fronte ad una pratica
irrinunciabile per l’uomo in quanto da questo ne trae
il suo sostentamento e questo ha un costo non solo
monetario ma anche di usura dell’ambiente.

Nel caso delle colture a scopo energetico questo
concetto può essere ribaltato individuando un
beneficio laddove normalmente si configura un
danno!
D’
Danni
Benefici
B’P
Sfruttamento
Ripristino
E*
E°
D’ = danno marginale, B’P = beneficio Marginale Privato;
E* = inquinamento ottimale; E° = inquinamento che si
manifesta senza intervento
D’ = vantaggio marginale, B’P = vantaggio marginale
privato;
E* = vantaggio ambientale ottimale;
E° = vantaggio che si manifesta senza intervento
Grazie per
l’attenzione!