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Vermicompostaggio e compost: Cristina Macci, ISE-CNR, Pisa potenzialità e vantaggi a confronto 1.

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1 Vermicompostaggio e compost: Cristina Macci, ISE-CNR, Pisa potenzialità e vantaggi a confronto 1

2 Qualità e funzionalità del suolo Tecniche ecologiche per il recupero di suoli stressati Bioindicatori per valutare la degradazione del suolo Bioremediation di sedimenti contaminati Fitodepurazone delle acque reflue Valorizzazione di residui organici (parte organica RSU, residui della spremitura delle olive, fanghi biologici) tramite tecnologie biologiche Centro Nazionale delle Ricerche (CNR), Istituto per lo studio degli Ecosistemi (ISE), Pisa Ceccanti, G. Masciandaro : group coordinators C. Macci, S. Doni, E. Peruzzi : researchers R. Iannelli: Engineer at University of Pisa 2

3 Pubblicazioni Macci C., Masciandaro G., Ceccanti B. (2010). Vermicomposting of olive oil mill wastewaters. Waste Management and Research. vol 28, Masciandaro G., Macci C., Doni S., Ceccanti B. (2010). Use of earthworms (Eisenia fetida) to reduce phytotoxicity and promote humification of pre-composted olive oil mill wastewater. J. Sci. Food Agr. 90, Masciandaro G., Bianchi V., Macci C., Doni S., Ceccanti B., Iannelli R. (2010). Potential of on-site vermicomposting of sewage sludge in soil quality improvement. Desalination and Water Treatment, 23, Grazia Masciandaro, Veronica Bianchi, Cristina Macci, Eleonora Peruzzi, Serena Doni, Brunello Ceccanti, Renato Iannelli (2010). Ecological and Agronomical Perspectives of Vermicompost Utilization in Mediterranean Agro-ecosystems. Dynamic Soil, Dynamic Plant 4: Masciandaro G., Ceccanti B., Ronchi V. and Bauer C. (2000). Kinetic parameters of dehydrogenase in the assessment of the response of soil to vermicompost and inorganic fertilisers. Biology and Fertility of Soils, 32, Masciandaro G., Ceccanti B. and Garcia C. (2000). “In situ” vermicomposting of biological sludges and impacts on soil quality. Soil Biology & Biochemistry, 32,

4 Benitez E., Nogales R., Elvira C., Masciandaro G. and Ceccanti B. (1999). Enzyme and Earthworm activities during vermicomposting of carbaryl treated sewage sludge. Journal of Environmental Quality, vol. 28, No. 4, Ceccanti B. and Masciandaro G. (1999). Researchers study vermicomposting of municipal and papermill sludges. Biocycle, vol. 40, No. 6, pag Masciandaro G., Ceccanti B. e Garcia C. (1997). Soil agro-ecological management: fertirrigation and vermicompost treatments. Bioresource Technology, 59, Masciandaro G., Macci C., Doni S. Peruzzi E., Bianchi V., Iannelli R., Ceccanti B. (2010). Ecological perspectives of vermicompost utilization in Mediterranean agro-ecosystems. 4

5 Tecniche biologiche di stabilizzazione della sostanza organica Compostaggio: processo bio-ossidativo controllato, ad opera di microrganismi, richiedente substrati organici eterogenei solidi Vermicompostaggio: processo di stabilizzazione del materiale organico mediante bio-ossidazione ad opera dei lombrichi e dei microrganismi aerobi e anaerobi facoltativi presenti nel tratto intestinale dei lombrichi 5

6 1. Una valida soluzione per il recupero e la valorizzazione dei residui di natura organica (RSU, attività agro-industriali, rifiuti di origine animale, vegetale 152/2006 s.m.i, 75/2010) 2. Permette di ottenere un prodotto stabile e sicuro in termini di fitotossicità che libera i nutrienti (i.e. azoto organico) in modo graduale, equilibrato e costante, evitando contemporaneamente, i pericoli di dilavamento ed inquinamento delle falde acquifere 3. Permette di ottenere un ammendante compostato di ottima qualità, prezioso per l’impiego agronomico soprattutto in terreni a basso tenore di sostanza organica, con conseguente aumento della fertilità e miglioramento delle caratteristiche fisiche del terreno conviene all’ambiente conviene al nostro terreno conviene all’economia Perché il compost/vermicompost 6

7 7 La sostanza organica nel terreno, pur rappresentando una percentuale molto bassa (2- 4% in peso del suolo), costituisce l’elemento fondamentale della fertilità agronomica, cioè la migliore condizione per ospitare la vita vegetale. E’ costituita da residui di piante (es. foglie e rami secchi), animali, microorganismi e dai loro prodotti di trasformazione. La sostanza organica, se ben umificata, contribuisce al miglioramento delle proprietà biologiche, fisiche e chimiche di un terreno. Funzioni della sostanza organica

8 La sostanza organica è la vera e propria energia del terreno Sostanza organica Sostanze non umiche: costituite da molecole ben conosciute come aminoacidi, carboidrati e lipidi, rappresentano la componente labile e quindi più prontamente metabolizzabile dai microrganismi Sostanze umiche: costituite da molecole ad alto peso molecolare, di natura polifenolica e policarbossilica. Rappresentano la componente più stabile della sostanza organica. Sono formate da tre componenti: Acidi umici, Acidi fulvici, Umina Sostanza organica 8

9 Compost/Vermicompost  Residui vegetali e di lavorazione agricole (sanse borlande, stocchi, colletti...)  Sottoprodotti lavorazione del legno  Scarti alimentari domestici e da produzioni agro-industriali  Scarti organici da rifiuti solidi urbani indifferenziati (RSU)  Deiezioni animali (letami e liquami)  Fanghi di depurazione 9

10 Compostaggio Processo aerobico di decomposizione biologica della sostanza organica Condizioni controllate Prodotto biologicamente stabile Elevato grado di evoluzione della sostanza organica Microrganismi 10

11 Processo compostaggio Fase 1: Mineralizzazione (o biossidazione) Degradazione della sostanza organica più fermentescibile ( sostanze a struttura semplice quali zuccheri, acidi, amino-acidi, ecc.) Attività microbica produzione di calore CO2, H2O Igienizzazione ( °C) Prodotto organico parzialmente trasformato e stabilizzato 11

12 Fase 2: Umificazione (o maturazione) Condizioni meno ossidative anche se sempre aerobiche Formazione delle sostanze umiche Degradazione dei composti fitotossici Processo compostaggio 12

13 13

14 Un’alternativa: Vermicompostaggio Il lombrico e la microflora del suo apparato digerente degradano qualsiasi materiale organico in decomposizione riducendone il volume del 40-50% in circa 3-4 mesi in condizioni ottimali di vita (consumano cibo ogni giorno pari a metà del loro peso). Il prodotto finale della degradazione é chiamato casting, humus da lombrico o vermicompost. Processo di stabilizzazione del materiale organico mediante bio-ossidazione ad opera dei lombrichi e dei microrganismi aerobi e anaerobi facoltativi presenti nel tratto intestinale dei lombrichi che converte la biomassa organica in un composto di più fine pezzatura, omogeneo, umificato e microbiologicamente attivo (compostaggio a freddo)

15 Azione dei lombrichi Casting o humus da lombrico Casting o humus da lombrico Microrganismi e Enzimi Rivoltamento e aerazione del substrato organico in decomposizione Formazione di gallerie Rilascio di proteine enzimatiche per la degradazione dei composti organici Mineralizzazione della materia organica mediante un processo combinato aerobico- anaerobico Arricchimento di sostanze metaboliche Stimolazione dei microrganismi Monitoraggio continuo della tossicità del materiale 15

16 E’ un ammendante organico ricco di elementi nutritivi prontamente disponibili definito anche “Black Gold” per i suoi preziosi e duraturi effetti sulla crescita delle piante e sulla struttura del terreno.  Ricchezza della microflora batterica e fungina, sia a livello quantitativo che di diversità biologica  Elevato contenuto in enzimi ed ormoni: effetto positivo sulla crescita delle piante Vermicompost 16 Capacità di aumentare fino al 50% la sostanza organica nel terreno L’humus di lombrico inoltre rende migliore la struttura del terreno ed è in grado di aumentare notevolmente (fino a 20 volte) la capacità di trattenere l’umidità, diminuendo così la richiesta di acqua della pianta!

17 Eisenia fetida lombrico rosso, lombrico da compost, lombrico da letame Anellide appartenente alla sottoclasse oligocheta  Ermafroditi insufficienti.  Possono riprodursi asessualmente rigenerando le parti mancanti nel caso in cui il corpo venga spezzato in varie parti. Cocoons:uovo fecondato Clitello  3-6 settimane dopo essere depositato: 1-7 lombrichi  Entro 6 settimane dalla schiusa i lombrichi sono in grado di riprodursi 17

18 Sofferenza Condizioni di sopravvivenza pH 6-8 Umidità 50-70% Temperatura 15-30°C Altrimenti in condizioni critiche Specie più adatta al processo di vermicompostaggio  Prolificità  voracità  adattamento range di temperature ampio Eisenia fetida 18  Fattori limitanti per la crescita della popolazione sono fonte di cibo, temperatura, pH, umidità, rapporto C/N  Studio Vigo

19 Fenologia Quiescenza: i lombrichi si ammasso in gruppi compatti, subendo una forte riduzione del contenuto idrico corporeo, ed è riconducibile a tre differenti tipi di situazioni ambientali : Abbassamento della temperatura anche a 2-4°C Disidratazione Tossicità Eisenia foetida Diapausa: I lombrichi, dopo aver svuotato il tubo digerente si appallottolano su sé stessi. In tale periodo di drastica riduzione delle attività individuali, i lombrichi perdono peso ma non si disidratano 19

20 Eisenia fetida Resistente contaminazione inorganica, (efficienti accumulatori di metalli), mentre sono fortemente sensibili all'azione di numerosi tipi di pesticidi. indicatori biologici “Nella storia del mondo i vermi hanno svolto un ruolo più importante di quanto molti possano di primo acchito supporre” (Charles Darwin 1881) 20

21 VANTAGGI  Bassi costi  Tempi più brevi (3-6 mesi)  Non necessita di rivoltamento meccanico  Non necessita dell’intervento dell’uomo  Fornisce un prodotto inodore, umificato, stabilizzato, ricco di nutrienti, enzimi e sostanze ad azione fito-ormonale SVANTAGGI  Assicurare un periodo di adattamento dei lombrichi  Garantire le condizioni per la sopravvivenza dei lombrichi  Maggiori spazi  Necessità di allontanare lombrichi Perché il vermicompostaggio 21

22 Vermicompostiere 22

23 23

24 Casi studio:  Processi di vermicompostaggio  Applicazione al suolo del vermicompost Compostaggio e vermicompostaggio delle acque di vegetazione e sansa: 1.Confronto delle 2 tecnologie biologiche in esperimenti di laboratorio 2.Trasferimento della miglior tecnologia in esperimento pilota di campo e applicazione del prodotto in agricoltura Vermicompostaggio di fanghi civili (aerobi) e di cartiera (anaerobi): 1.Fattibilità del vermicompostaggio 2.Applicazione del vermicompost al suolo 24

25 1.Confronto delle 2 tecnologie biologiche in esperimenti di laboratorio Compostaggio e vermicompostaggio delle acque di vegetazione e della sansa 25

26 Acque di Vegetazione (AV) e Sansa Prodotte ogni anno in gran quantità durante la campagna olearia (In Italia circa 2 milioni di tonnellate per anno), quindi in un periodo di tempo molto ristretto (n°574/96)  Maleodoranti  pH acido  Elevato contenuto in sostanza organica, acidi grassi volatili e polifenoli  Potere antimicrobico e azione fitotossica AV Sansa  Elevato contenuto in sostanza umiche e polifenoli  Azione fitotossica nei confronti della germinazione e della crescita delle piante 26 Tecniche di stabilizzazione della sostanza organica: Compostaggio e Vermicompostaggio

27 AV fatte assorbire su paglia e trucioli (per 7 giorni) compost Sansa compost vermicompost 21 giorni vermicompostcompost 110 giorni vermicompost compost Introdotti 30 lombrichi Schema riassuntivo dell’esperimento (*dopo 65 giorni al vermicompost con la sansa è stato aggiunto del compost con le A.V.) Introdotti 20 lombrichi 110 giorni vermicompostcompost vermicompost 65 giorni* 27

28 Parametri chimici : pH; Conducibilità; Azoto ammoniacale; Azoto totale; Carbonio totale; Carbonio idrosolubile; Carbonio estraibile extracellulare; Carbonio estraibile totale; Acidi umici e acidi fulvici; Fenoli; Fosforo totale Parametri biologici : Analisi della biomassa dei lombrichi; Test di germinazione Analisi effettuate Per valutare il livello di maturità del compost e del vermicompost. L’evoluzione del processo di degradazione e stabilizzazione della sostanza organica Parametri biochimici : Deidrogenasi; b- glucosidasi; Fosfatasi; Proteasi-BAA; Ureasi 28

29 Gli enzimi sono proteine che consentono alle reazioni di procedere ad una maggiore velocità riducendo l’energia di attivazione della reazione: Definizione di enzima  Gli enzimi possono essere presenti come:  Enzimi liberi (Esoenzimi)  Enzimi citoplasmatici o periplasmatici (Endoenzimi)  Enzimi costitutivi Usati frequentemente nelle cellule – sempre presenti  Enzimi inducibili Presenti nel codice genetico– sintetizzati solo quando necessario Tipi di enzimi  Sono i catalizzatori biologici di molte reazioni metaboliche e sono parte integrante del ciclo dei principali nutrienti

30 Enzimi idrolitici ed il ciclo degli elementi EnzimaSubstratoCiclo  -glucosidasi cellulosaC FosfatasiEsteri fosforiciP Ureasiurea N Proteasiproteine La diversità funzionale dipende da molteplici reazioni metaboliche e interazioni microbiche, pertanto è necessario determinare simultaneamente molteplici attività per un adeguato monitoraggio. Contemporaneamente alla determinazione dell’attività enzimatica risulta significativo valutare anche indici biologici aspecifici come L’ATP, la RESPIRAZIONE MICROBICA e l’ATTIVITA’ OSSIDO-REDUTTASICA TOTALE 30

31 Attività deidrogenasica R-H 2 + NAD +  NADH + R + H + L’ attività di questo enzima è direttamente proporzionale all’attività e alla quantità di microorganismi non fotosintetici del suolo. La deidrogenasi è un enzima chiave della respirazione microbica ed ha un ruolo importante nella produzione di energia per i microorganismi NADH Deidrogenasi Catalizza l’ossidazione dei composti organici con separazione di due atomi di idrogeno che sono trasferiti alla molecola di NAD +

32  Mineralizzazione del carbonio e sequestro del carbonio/condensazione: L’enzima  -glucosidasi catalizza lo step finale limitante della degradazione della cellulosa  -glucosidasi Fosfatasi Enzima extracellulare o periplasmatico Prodotto da quasi tutti gli organismi Responsabile del rilascio di fosfato inorganico solubile a partire dalle molecole organiche con produzione di energia (catalizza idrolisi di esteri fosforici) Il fosforo (P) è essenziale per il metabolismo e la crescita delle piante e viene catturato dalle radici solo nella forma inorganica R-O-PO H 2 O R-O-H + HO-PO

33 proteina enzima proteasi-BAA monomero (amminoacido) peptide Proteasi giocano un ruolo importante nel turnover dell’azoto (N) Catalizzano l’idrolisi delle proteine in peptidi e di questi in amminoacidi Sono principalmente extracellulari, infatti l’attacco idrolitico di composti ad alto peso molecolare avviene all’esterno della cellula microbica con produzione di piccoli peptidi e amminoacidi che vengono assorbiti dai microorganismi Ureasi NH 2 CNH 2 CO 2 + 2NH 3 H2OH2O O Ureasi Enzima extracellulare prodotto dai microrganismi. Catalizza l’idrolisi dell’urea ad ammoniaca ed anidride carbonica 33

34 RISULTATIRISULTATI 34

35 Test di germinazione 35

36 AV tal quali (al 100%, al 75%, al 50% e al 25%) e sugli estratti acquosi (1:10) dei campioni di compost e vermicompost prelevati alla fine dei processi Test di germinazione 36 letale

37 lombrichi totali lombrichi clitellati lombrichi non clitellati Numero e peso dei lombrichi: monitoraggio continuo 37

38 Azoto Carbonio L’attività del lombrico si nota dal confronto fra il compost e il vermicompost, in cui si rilevano concentrazioni maggiori di nutrienti azotati (Azoto totale N-tot, ammoniaca-NH3) 38 AVCAVVC Giorni N g/kg N-NH 3  g/g C-totale g/kg C-idros. g/kg N g/kg N-NH 3  g/g C-totale g/kg C-idros. gk/g                 12.7 SCSVC Giorni N g/kg N-NH 3  g/g C-totale g/kg C-idros. g/kg N g/kg N-NH 3  g/g C-totale g/kg C-idros. g/kg                 5.8

39 Carbonio estraibile totale, acidi fulvici e acidi umici Ac. fulvici C-estr. tot. Ac. umici  g/g

40 Attività enzimatiche analizzate: Attività ossidoreduttasica: Deidrogenasi Attività idrolasica:  -glucosidasi Fosfatasi Proteasi Ureasi 40

41 Deidrogenasi (  gINTF/g*h) C-idrosolubile (%)Deidr/C-idros Deidrogenasi e carbonio idrosolubile 41

42 b-glucosidasi, fosfatasi, proteasi e ureasi  -glucosidasi ProteasiUreasiFosfatasi 42

43 Vermicompost A.V. Compost A.V. Vermicompost sansa Compost sansa 43

44 44 AVCAVVCSCSVC Ammendante Compostato misto pH8,438,627,387,896-8,5 C-org. (%) >20 (s.s.) C/N <50 N-tot. (%)1,42,02,12,0 Acidi umici (%)3,52,81,40,9 >7 (s.s.) Acidi fulvici(%)4,64,10,91,9 >7 (s.s.) Confronto normativa (Dlgs 75/2010)

45 Conclusioni La degradazione della sostanza organica può essere studiata attraverso l’evoluzione delle attività enzimatiche legate alla biomassa microbica (alti valori iniziali e poi stabilizzazione) Il test di germinazione ha evidenziato che prodotti fitotossici come le A.V., dopo processi di compostaggio e vermicompostaggio perdono la tossicità e anzi sono in grado di stimolare la germinazione e la crescita delle piante. I residui della lavorazione delle olive possono essere sottoposti a una forma di stabilizzazione della sostanza organica attraverso processi di compostaggio e vermicompostaggio. Si è ottenuto un prodotto con aumentata concentrazione di azoto ammoniacale, una maggiore quantità di carbonio idrosolubile (soprattutto Vc e con Av), ottimale rapporto C/N (parametri rientrano nella normativa).

46 2.Trasferimento della miglior tecnologia in esperimento pilota di campo e applicazione del prodotto in agricoltura Compostaggio e vermicompostaggio delle acque di vegetazione e della sansa 46

47 Obiettivo della sperimentazione progetto di collaborazione tra l’ISTITUTO PER LO STUDIO DEGLI ECOSISTEMI (CNR Pisa) e il COMUNE DI SAN GIULIANO TERME (Pisa) per il RECUPERO-RICICLO DELLE ACQUE DI VEGETAZIONE Confrontare gli effetti sulla biomassa vegetale e sulla qualità del suolo del VERMICOMPOST ottenuto da AV con quelli derivanti da un COMPOST convenzionale preparato dalla frazione organica RSU 47

48  Assorbimento AV su materiale ligno- cellulosico (1:1 v/v)  Aggiunta di lombrichi 5kg m 3  Processo di vermicopostaggio condotto per 6 mesi 3 Settimane Vermicompost Eisenia fetida Vermicompost AV 48  AV 1 mese di stoccaggio in vasche (n°574/1996)

49 ParametriVermicompostCompost pH7,7±0,47,7±0,5 CE (mS/cm)0,76±0,100,44±0,08 N totale (%)1,5±0,0031,12±0,035 C organico totale (%)29,7±0,725,3±0,3 Sostanza Organica (%)51,2±1.243,6±0,52 C/N19,8±2,122,6±0,7 Nitrati (  g/g ss) 2564±178432±26 Ammoniaca (  g/g ss) 6,1±0,313,5±1,7 C idrosolubile (  g/g ss) 2237±302457±38 C umico (  g/g ss) 78314± ±3221 Acidi Umici (  g/g ss) 774± ±1483 Acidi Fulvici (  g/g ss) 53039± ±3757 Cloruri (  g/g ss) 40±3143±8,58 Fosfati (  g/g ss) 678±4168±4,1 Solfati (  g/g ss) 51±3,6276±22 N/O0,8±0,061,0±0,08 B/E30,7±0,041,1±0,1 AL/AR0,4±0,030,5±0,0 IG (%)80±6,479±7,10 Deidrogenasi tot. (  g INTF/g ss*h) 3,8±0,214,5±0,07  -glucosidasi tot. (  g PNG/g ss*h) 1087±45183±7 Ureasi tot. (  g NH 3 /g ss*h) 115±10,3588±6,16 Fosfatasi tot. (  g PNF/g ss*h ) 1471±133355±40 Proteasi tot. (  g NH 3 /g ss *h) 58±3,4826±1,82 Caratteristiche degli ammendanti

50 : Trattamenti : 225kgN/ha Compost Convenzionale derivante dalla frazione organica RSU 200qli/ha Vermicompost da AV: 150qli/ha Specie ortive: Cichorium intybus L. var. foliosum (cicoria verde da foglia) Brassica oleracea L. var. botrytis (cavolfiore,varietà pisana) Azienda agricola biologica Bonamici San Giuliano Terme (Pisa) Allium porrum L. (porro, gigante d’inverno) 50

51 Schema di lavoro Dopo quattro mesi prelievo del terreno e della biomassa Controllo VermicompostCompost Ogni parcella 2mx1m Sperimentazione condotta in triplo 51

52 Caratteristiche del terreno ParametriValori pH7,5±0,7 CE (mS/cm)0,8±0,09 N totale (%)0,2±0,01 C organico totale (%)2,5±0,4 Sostanza organica (%)4,31±0,7 C/N12,7±1,3 Nitrati (  g/g ss) 83±7,1 Ammoniaca (  g/g ss) 2,4±0,1 C idrosolubile (  g/g ss) 579±38 C umico (  g/g ss) 8530±597 Acidi Umici (  g/g ss) 1953±156 Acidi Fulvici (  g/g ss) 6577±526 Cloruri (  g/g ss) 361±29 Fosfati (  g/g ss) 13±0,7 Solfati (  g/g ss) 16±1,3 N/O1,1±0,08 B/E30,7±0,05 AL/AR0,5±0,04 IG (%)88±7,0 Deidrogenasi tot. (  g INTF/g ss*h) 0,24±0,01  -glucosidasi tot. (  g PNG/g ss*h) 188±35 Ureasi tot. (  g NH 3 /g ss*h) 24±1,9 Fosfatasi tot. (  g PNF/g ss*h ) 339±4,1 Proteasi tot. (  g NH 3 /g ss *h) 39±1,95 Sabbia: 56,51 % Limo: 36,53 % Argilla: 6,96 % Franco-sabbioso Tessitura: 52

53 Analisi Sulla pianta: Biomassa Chimici carbonio totale azoto totale carbonio idrosolubile carbonio umico nitrati ammoniaca deidrogenasi  -glucosidasi proteasi ureasi fosfatasi Biohimici pirolisi-gas cromatografia Chimico-strutturali Analisi delle componenti principali Statistica Sul terreno: 53

54 RISULTATIRISULTATI 54

55 Risultati sul terreno 55

56 Risultati sul terreno 56

57 Indice di mineralizzazione Indice di umificazioneAlifatici/Aromatici Analisi chimico-strutturali Risultati sul terreno 57

58 Biomassa Fresca 58

59 Conclusioni Inoltre, anche dal punto di vista agronomico, il vermicompost è risultato una valida alternativa al compost tradizionale. Questo trattamento è risultato in grado di attivare il ciclo degli elementi nutritivi (aumento delle attività idrolasiche) e di stimolare la biomassa microbica (aumento dell’attività deidrogenasica) del terreno. Il vermicompost da AV, pur essendo prodotto da una matrice ad elevato carico organico inquinante e con proprietà fitotossiche, è risultato in grado, nel periodo del ciclo produttivo delle specie orticole utilizzate nella sperimentazione, di migliorare la qualità e la fertilità del suolo (aumento C, N). 59

60 Vermicompostaggio di fanghi civili (aerobi) e di cartiera (anaerobi) 1.Fattibilità del vermicompostaggio 2.Applicazione del vermicompost al suolo 60

61 Vermicompostaggio di fanghi civili (aerobi) e di cartiera (anaerobi) 1.Fattibilità del vermicompostaggio 61

62 Fattibilità vermicompostaggio Diverse miscele 1 fango aerobio (AR) e 1 fango anaerobico (AN) 0% (100% AR-0% AN); 25%; 50; 100% (0%AR-100%AN) Lombrichi: 5Kg m 3 FangoAR 1AN SST % SSV% IG (50%) Progetto di ricerca ”Esecuzione di una sperimentazione agronomica in campo con la vermicomposta prodotta da fanghi biologici”, finanziato dalla società CODEPIANA srl (Porcari, Lucca)

63 Rivoltamento (areazione) manuale delle miscele di fanghi ogni giorno, per 15 giorni prima di addizionare i lombrichi (fase di pre-trattamento) per la riduzione delle sostanze tossiche formatesi durante il processo di anaerobiosi (digestore) Dimensioni letto:2m x 2m x 0,25m (1 m3 miscela) Sperimentazione per 8 mesi Risultati 100% AN: morte istantanea dei lombrichi 25% e 50% AN: permesso la vita dei lombrichi per circa 20 ore 100% AR: favorito la vita dei lombrichi  perdita odore  aumento attività biologica  OM 50%  aumento sostanze umiche stabili  N 3-3.5%  P 2-2.5% 63

64 Miscele (AN%) 0 %0 %0 %0 % 25 % 50 % 100 % pH ,5 EC (dS/m) WSC (mg C/kg) C umico (%) Acidi fulvici (%) Acidi umici (%) TOC (%) TN (%) C/N (%) Dhase ( mg INTF/kg dw h ) Fattibilità vermicompostaggio Maggiore attività metabolica

65 Vermicompostaggio di fanghi civili (aerobi) e di cartiera (anaerobi) 2. Applicazione del vermicompost al suolo 65

66 Applicazione Vermicompost (prova di laboratorio) Vermicompost (1:1:1) 2 fanghi biologici aerobi 1 fango anerobio di cartiera –(9 mesi) –5 kg lombrichi/m 3 –letto:10m x 2,50m x 1m circa Applicazione suolo agronomico – 4 mesi –40t ha -1 –21x15x5 cm Vermicompost pH7.7 Cond. Elettrica (mS/dm) 4.9 TOC (g/kg)342 TN (g/kg)20.2 C/N17.1 Acidi umici (mg C/kg) 43.2 Acidi fulvici (mg C/kg)15.6 DH ase (mgINTF Kg -1 h -1 )

67 Applicazione Vermicompost Applicazione 2 suoli agronomici diversi –Suolo A: Vicarello –Suolo B: Murcia (Spagna) Prova di laboratorio Suolo ASuolo B pH Cond. Elettrica (mS/dm) TOC (g/kg)115.8 TN (g/kg) C/N3.615 DHase (mg INTF/kg dw h) Tessitura Argilloso Franco- sabbioso 67

68 Parametri chimici Suolo + VCSuolo 68

69 Parametri biochimici Suolo + VCSuolo 69

70 Crepacciatura Suolo Suolo + VC  Aumento del numero di crepe totali  Aumento crepe con diametro  m  Miglioramento delle caratteristiche fisiche del suolo 70

71 Conclusioni Generali  Il processo di vermicompostaggio si è rivelato efficace per i residui oleari e i fanghi di depurazione (aerobi ed anaerobi)  Le prove di laboratorio e in campo hanno dimostrato l’efficacia del vermicompost nel migliorare le caratteristiche chimico-fisiche, biochimiche e agronomiche del suolo 71


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