Cenvinzo, Vincenzo (2017) La coltivazione della Canna comune (Arundo donax L.) in suoli marginali. Accrescimento e produttività in ambiente Mediterraneo. [Tesi di dottorato]

[img]
Preview
Text
Vincenzo_Cenvinzo_28 ciclo.pdf

Download (3MB) | Preview
[error in script] [error in script]
Item Type: Tesi di dottorato
Lingua: Italiano
Title: La coltivazione della Canna comune (Arundo donax L.) in suoli marginali. Accrescimento e produttività in ambiente Mediterraneo.
Creators:
CreatorsEmail
Cenvinzo, Vincenzovincenzo.cenvinzo2@unina.it
Date: 10 April 2017
Number of Pages: 109
Institution: Università degli Studi di Napoli Federico II
Department: Agraria
Dottorato: Valorizzazione e gestione delle risorse agro-forestali
Ciclo di dottorato: 28
Coordinatore del Corso di dottorato:
nomeemail
D'urso, Guidodurso@unina.it
Tutor:
nomeemail
Fagnano, MassimoUNSPECIFIED
Date: 10 April 2017
Number of Pages: 109
Uncontrolled Keywords: Arundo donax, suoli marginali, accrescimento, produttività.
Settori scientifico-disciplinari del MIUR: Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/02 - Agronomia e coltivazioni erbacee
Date Deposited: 06 May 2017 15:21
Last Modified: 14 Mar 2018 14:14
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/11774
DOI: 10.6093/UNINA/FEDOA/11774

Abstract

L’Unione Europea, al fine di fronteggiare l’incremento di gas ad effetto serra (GHG), riconosce l’importanza delle fonte energetiche rinnovabili e in particolare delle bioenergie per la mitigazione dei cambiamenti climatici. Tuttavia per soddisfare l’obiettivo del 20% di energie rinnovabili prefissato dalla UE, sarebbe necessario occupare migliaia di ettari con colture da energia, sottraendo suoli utili alle colture tradizionali. Per evitare il rischio di conflitti sull'uso del suolo, causa della competizione tra cibo ed energia, le biomasse energetiche dovrebbero essere coltivate sui suoli non idonei per le colture alimentari, come ad esempio suoli in pendenza soggetti ad erosione, degradati fisicamente, inquinati o salinizzati. Tra le varie specie poliennali lignocellulosiche utilizzabili a fini energetici, l’ A.donax è risultata molto interessante, in quanto perenne, con un’elevata resistenza a stress biotici ed abiotici ed elevati livelli produttivi anche in terreni con bassa fertilità. Pertanto, l’attività di ricerca svolta in questo triennio di dottorato è stata finalizzata alla valutazione della adattabilità e del potenziale di accrescimento di A. donax in terreni considerati marginali. Nello specifico, gli obiettivi sono stati i seguenti: i) monitorare l’accrescimento epigeo ed ipogeo in 2 ambienti marginali dell’areale campano; ii) studiare il comportamento di A.donax su substrati inquinati da attività industriale; iii) valutare il potenziale produttivo della Canna comune in terreni salinizzati per risalita di acqua di falda. Relativamente al primo esperimento sono stati individuati due siti con aspetti di marginalità differenti: Teverola (CE, 25 m s.l.m.) sito di pianura, un tempo adibito a discarica di rifiuti solidi urbani e S. Angelo dei Lombardi (AV, 700 m s.l.m.), collina soggetta ad erosione. In particolare, è stata effettuata l’analisi di crescita. I risultati ottenuti nel corso dei tre anni di monitoraggio hanno evidenziato una netta differenza di produzione di biomassa secca e di superficie fogliare in relazione ai siti sperimentali studiati. In particolare, nel I anno d’impianto le produzioni sono risultate modeste ma più elevate a S. Angelo. Diversamente, nel II e III anno, il sito di pianura, ha fatto registrare produzioni nettamente superiori rispetto al sito collinare (+50%). Anche il contenuto di N totale in culmi foglie e rizomi, nonchè le asportazioni, nel primo anno d’impianto sono risultate mediamente più elevate a S. Angelo rispetto a Teverola. Negli anni successivi, invece, i valori risultato sempre più alti a Teverola. In conclusione, la pianta di A.donax è riuscita a colonizzare anche i siti degradati, non solo adattandosi alle condizioni limitanti, ma anche contribuendo a migliorarne gli aspetti fisici del suolo. Per quanto riguarda il secondo obiettivo: l’esperimento di campo è stato condotto per due anni (2013-2015). In questo caso le unità sperimentali sono costituite da lisimetri di 1 m3 nei quali sono stati trapiantati rizomi di A.donax. I substrati utilizzati per l’allestimento della sperimentazione, provenienti dall’impianto industriale ex-ILVA di Bagnoli, sono stati un suolo (S) e relativi fanghi di lavaggio (F). Successivamente al trapianto delle colture, metà delle unità sperimentali (3 ripetizioni di S e 3 di F), sono state fertilizzate con un ammendante a base di acidi umici estratti in soluzione alcalina (KOH) da leonardite. Lo schema sperimentale, completamente randomizzato su 3 repliche, è stato impostato per verificare le seguenti ipotesi: i) Effetto Substrato: S vs F (suolo vs fanghi); ii) Effetto fertilizzazione: H vs NoH (presenza acidi umici vs assenza acidi umici da leonardite); iii) Effetto ciclo di crescita: (1º ciclo di crescita vs 2º ciclo di crescita). I risultati dell’analisi statistica dei parametri di crescita colturale hanno evidenziato l'effetto significativo della fertilizzazione. In particolare, la fertilizzazione con acidi umici ha incrementato in maniera significativa il peso secco della biomassa aerea sia nel primo che nel secondo ciclo di crescita. Il contenuto di Pb in rizomi, culmi e foglie è risultato maggiore e significativo per i fanghi, rispetto ai suoli. Il sito preferenziale di accumulo di Pb sono risultati i rizomi. Anche per lo Zn, tra i fattori presi in considerazione, il substrato ha influenzato l’assorbimento da parte della pianta. Il contenuto di Zn nei differenti organi è risultato essere più elevato nei fanghi rispetto ai suoli. Sia nei fanghi che nei suoli l’ A. donax tende a distribuire lo zinco maggiormente nei rizomi. Tutti i tessuti delle piante cresciute su entrambi i substrati hanno un contenuto di Zn e Pb minore alle soglie previste dalle norme UNIEN per l’ utilizzo della biomassa come cippato, ad eccezione del contenuto dei rizomi cresciuti sui fanghi. In conclusione, l’A. donax cresciuta su sedimenti dell’Ex-Ilva non presenta particolari sintomi di sofferenza legati all’inquinamento del suolo, con valori produttivi analoghi a quelli di suoli agricoli non inquinati. In tutti i casi, la qualità della biomassa, ad eccezione dei rizomi, rispetta i parametri per il suo riutilizzo nella filiera energetica. Infine, relativamente al terzo esperimento, la prova è stata condotta nel sito sperimentale del Dipartimento di Agraria di Portici (NA), Parco Gussone (N 40° 48.870’; E 14° 20.821’; 70 m s.l.m.). I rizomi di un ecotipo locale di canna (omogenei per dimensioni, peso e numero di gemme) sono stati impiantati nella seconda decade di maggio 2013 in vasi forati posti all’interno di contenitori/vasche in legno, rivestiti da teli di plastica, al fine di simulare una falda superficiale. Lo schema sperimentale ha previsto il confronto tra: 4 livelli di “falda” salina: controllo (acqua fresca); S1 (EC 2.5 dS m-1); S2 (EC 5.0 dS m-1); S3 (EC 7.5 dS m-1) e 2 tipologie di terreno (salinizzato a circa 2 dS m-1 e non salinizzato). Ciascun trattamento è stato ripetuto 4 volte per un totale di 32 vasi. L’esperimento ha avuto durata biennale e sono state effettuate due raccolte (febbraio 2014 e marzo 2015). Alla raccolta sono stati determinati le principali componenti della resa. In corrispondenza della seconda raccolta sono stati anche espiantati i rizomi, puliti dal terreno, pesati e anche essi messi ad essiccare in stufa per la determinazione della sostanza secca. Inoltre, in corrispondenza di questi rilievi sono stati effettuati anche campionamenti di terreno per monitorarne la conducibilità, il pH e il contenuto idrico. Infine, sulle parti vegetali campionate alla raccolta è stato determinato anche il contenuto in azoto. I risultati di questo esperimento hanno mostrato in tutte le tesi trattate produzioni interessanti, in particolare nel secondo anno le produzioni dei trattamenti salini sono raddoppiate. La concentrazione salina dell’acqua di falda che ha determinato un dimezzamento della produzione è stata molto alta (6 dS m-1), confermando la buona resistenza di questa specie. Inoltre, la salinità non ha influito sulla composizione della biomassa, dal momento che l’incidenza percentuale degli steli sulla biomassa totale è comunque superiore al 90% anche nelle tesi più stressate. I risultati di questo studio dimostrano che l’A. donax mostra una buona adattabilità alla salinità del terreno determinata dalla risalita di acqua falda salina. In conclusione, le ricerche svolte durante il corso di dottorato aprono prospettive molto interessanti per l’utilizzazione di A. donax in aree marginali attraverso l’attivazione di una filiera di produzione di biomasse lignocellulosiche per la produzione di energia e biochemicals. Tuttavia in ambienti limitanti è opportuno inserire tecniche agronomiche volte a migliorare le caratteristiche fisiche e chimiche del suolo al fine di massimizzare le produzioni e ottenere all’interno della filiere di riferimento un maggior ritorno economico. Ulteriori ricerche sono necessarie per quanto riguarda la qualità della biomassa in termini di contenuto di lignina, cellulosa e zuccheri per verificarne l'idoneità a processi specifici della chimica verde.

Actions (login required)

View Item View Item