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Uso di colture energetiche per il ripristino ambientale Anna Benedetti Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Istituto Sperimentale.

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Presentazione sul tema: "Uso di colture energetiche per il ripristino ambientale Anna Benedetti Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Istituto Sperimentale."— Transcript della presentazione:

1 Uso di colture energetiche per il ripristino ambientale Anna Benedetti Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante Via della Navicella 2, Roma, Italy tel: 06/ fax: 06/ Colture a scopo energetico e ambiente

2 Lultimo decennio è stato caratterizzato dalla comparsa a livello internazionale di numerosi documenti sulla conservazione del suolo. Lultimo 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 Strategia tematica per la conservazione del suolo di recente approvazione

3 Multifunzionalità del suolo è stata messa in relazione alla competizione che le diverse attività antropiche portano a fare delluso del suolo stesso specie in situazioni di spazi esigui come lItalia Multifunzionalità del suolo è stata messa in relazione alla competizione che le diverse attività antropiche portano a fare delluso del suolo stesso specie in situazioni di spazi esigui come lItalia

4 Doran e Parkin (1994) La capacità del suolo di interagire con lecosistema per mantenere la produttività biologica, la qualità ambientale e promuovere la salute animale e vegetale DEFINIZIONI DELLA QUALITÀ DEL SUOLO

5 Un corretto uso del suolo non può prescindere dalla valutazione delle potenzialità che ciascun suolo può esprimere in funzione dellobiettivo che ciascuna attività antropica va a perseguire Un corretto uso del suolo non può prescindere dalla valutazione delle potenzialità che ciascun suolo può esprimere in funzione dellobiettivo che ciascuna attività antropica va a perseguire

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7 FisicheChimicheIdrologicheSociali 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 strutturaElevato rischio di tossicità da alluminio Bassa permeabilitàDifficoltà nelle lavorazioni Elevata pietrosità o rocciosità Forte carenza di elementi nutritivi Elevati difetti di drenaggio Insufficiente viabilità MorfologiaElevata carenza di sostanza organica Pericoli di inondazione Insufficienza di altre strutture Elevata salinitàInquinamenti Alcune fra le principali limitazioni della qualità dei suoli

8 La strategia tematica ha focalizzato lattenzione su una serie di problematiche che spaziano da: La strategia tematica ha focalizzato lattenzione su una serie di problematiche che spaziano da: - erosione idrica - erosione idrica - perdita di sostanza organica - perdita di sostanza organica - inquinamento localizzato e diffuso - inquinamento localizzato e diffuso - salinità - salinità - compattazione superficiale e profonda - compattazione superficiale e profonda - perdita di biodiversità - perdita di biodiversità - rischio idrogeologico ecc. - rischio idrogeologico ecc.

9 Degradazione antropica nei diversi Paesi del mondo (ha10 6 ) e principali fattori che la determinano Deforestazione Eccessivo pascolo Pratiche agricole Totale aree degradate = 1.193

10 Forme e diffusione (ha10 6 ) dei principali tipi di degradazione fisica di origine antropica nel mondo CompattazioneSommersione Subsistenza di suoli organici Totale = 83.3

11 Forme di diffusione (ha10 6 ) della degradazione idrica di origine antropica Erosione superficiale Erosione profonda Totale =

12 Forme e diffusione della degradazione eolica di origine antropica (ha 10 6 ) Erosione superficiale Deformazione del terreno Trasporto Totale = 548.3

13 Forme di diffusione (ha10 6 ) della degradazione chimica di origine antropica Perdita di nutrienti Perdita di nutrienti Salinizzazione Salinizzazione Inquinamento Inquinamento Acidificazione Acidificazione Totale = 239.1

14 I cicli antropici di salinizzazione sono da ricondurre ad una non corretta gestione del territorio da parte delluomo (ad esempio: irrigazione con acque improprie o errate tecniche di coltivazione). I cicli antropici di salinizzazione sono da ricondurre ad una non corretta gestione del territorio da parte delluomo (ad esempio: irrigazione con acque improprie o errate tecniche di coltivazione).

15 il sovrapascolamento, che determina unalterazione del naturale bilancio e metabolismo dei composti presenti nella vegetazione naturale e nel suolo; deforestazione, che determina un mutamento nella dinamica dellacqua 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.

16 Tra gli effetti più importanti dellincendio ricordiamo (Fisher & Binkley, 2000): la perdita di nutrienti; le variazioni della disponibilità di nutrienti per le piante; lerosione; le variazioni dellinfiltrazione; linfluenza sullattività microbica.

17 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. F I T O R I M E D I O

18 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 esempio attraverso complessazione ed insolubilizzazione)

19 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. Assorbimento di nutrienti ed inquinanti a livello radicale

20 Gli impegni che lItalia si è assunta nellambito del protocollo di Kyoto, sono stati resi ufficiali dalla Delibera CIPE 137/98. Lobiettivo nazionale di riduzione delle emissioni dei gas serra stabilito dal Protocollo di Kyoto impone che nel periodo le emissioni di gas serra siano ridotte del 6.5%, rispetto al 1990, ossia non potranno superare i 487,1 Mt CO 2 eq, a fronte di una stima tendenziale delle emissioni al 2010 di 579,7 Mt CO 2 eq.

21 L entit à dei processi di mineralizzazione NON dipende dalla quantit à di sostanza organica contenuta nel terreno, ma pi ù frequentemente da altri fattori che influenzano le condizioni in cui operano i microrganismi (principalmente temperatura e umidit à ). I valori dell ultima colonna in Tabella, rappresentano il rapporto tra l attivit à di mineralizzazione in campo e la quantit à 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 pi ù fortemente quanto pi ù i sistemi sono naturali. 0,34*10 4 1,55 *10 4 1,51 *10 4 Sostanza Organica (mg C*kg -1 suolo) 4,63 8,17 9,17 Entità della Mineralizzazione (mg C-CO 2 *kg -1 suolo) Suoli agrari Suoli a prato-pascolo Suoli Forestali Tipologia di Suolo (strato superficiale) Rapporto Mineralizz /S.O. 6,07 * ,27 * ,62 *10 -4

22 Agricoltura e sequestro del carbonio nel suolo Per quanto riguarda l Italia è previsto un gap da colmare di 92,6 Mt CO 2 eq. E sorprendente fare due conti: se 1 ha (strato arabile di 40 cm) è composto da 5x10 6 kg di suolo e se la SAU in Italia corrisponde a 13x10 6 ha, la diminuzione o l incremento di un semplice 0,1% di C nel suolo (corrispondente a 5x10 3 kg di C, ossia 1,83x10 4 kg di CO 2 per ettaro) equivale, a livello dei soli suoli agricoli nazionali, a 238 Mt CO 2 eq, che come ordine di grandezza è circa la met à delle emissioni totali nazionali previste come obiettivo.

23 La situazione in Italia GAS SERRA CO 2 CH 4 N2OTOTALE (in Mt CO 2 eq. 100) Emissioni nazionali Emissioni dellUE Peso dell Italia su UE- 15 (%) Emissioni mondiali Peso dell UE- 15 sul totale mondiale (%) Peso dell Italia sul totale mondiale (%) Emissioni Nazionali, Europea e Mondiale dei tre principali gas serra. (Fonte: Libro bianco del Ministero dellambiente, 1997).

24 Quanto possono contribuire le formazioni forestali al bilancio complessivo della CO 2 nellatmosfera?

25 micro-reti le micro-reti, dove si trovano i microrganismi (batteri, alghe, lieviti e funghi) e la microfauna, legati alla pellicola dacqua 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 lecosistema, sebbene in unarea dazione assai ristretta, nellordine di qualche centimetro cubico. Il tempo di sviluppo di una sequenza successionale (tempo ecologico) è nellordine di giorni o mesi; il tempo di turnover biologico.

26 meso-reti le meso-reti, dove interagiscono i cosiddetti trasformatori della lettiera (mesofauna, forme larvali di macrofauna), che hanno funzioni di regolazione e disseminazione delle micro- reti, 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 organo- minerali, sequestrando alcune sostanze e mobilizzandone altre. Lordine 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.

27 macro-reti 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 allimpatto sul territorio di un termitaio), scavando cavità che permettono una circolazione agevolata dellacqua, 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.

28 Quanto possono contribuire le colture a scopo energetico ed in particolare larboricoltura 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?

29 BP D E° E* D = danno marginale, BP = beneficio marginale privato; E* = inquinamento ottimale; E° = inquinamento che si manifesta senza intervento Danni Benefici Modello economico di valutazione del danno-beneficio

30 Lambiente è un bene non rinnovabile che va quindi conservato e questo ha un costo. Nel caso dellagricoltura ci troviamo di fronte ad una pratica irrinunciabile per luomo in quanto da questo ne trae il suo sostentamento e questo ha un costo non solo monetario ma anche di usura dellambiente. Lambiente è un bene non rinnovabile che va quindi conservato e questo ha un costo. Nel caso dellagricoltura ci troviamo di fronte ad una pratica irrinunciabile per luomo in quanto da questo ne trae il suo sostentamento e questo ha un costo non solo monetario ma anche di usura dellambiente. Nel caso delle colture a scopo energetico questo concetto può essere ribaltato individuando un beneficio laddove normalmente si configura un danno! Nel caso delle colture a scopo energetico questo concetto può essere ribaltato individuando un beneficio laddove normalmente si configura un danno!

31 BP D E° E* D = danno marginale, BP = beneficio Marginale Privato; E* = inquinamento ottimale; E° = inquinamento che si manifesta senza intervento Sfruttamento Ripristino Danni Benefici D = vantaggio marginale, BP = vantaggio marginale privato; E* = vantaggio ambientale ottimale; E° = vantaggio che si manifesta senza intervento

32 Grazie per lattenzione!


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