Impagliazzo, Adriana (2014) Dinamica di crescita e risposta produttiva di una coltura da biomassa lignocellulosica (Arundo donax L.) in tre ambienti del territorio campano. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Le preoccupazioni per l’esaurimento delle risorse energetiche derivanti da energia fossile, hanno portato negli ultimi anni ad una maggiore attenzione verso fonti energetiche alternative rinnovabili, in particolare verso il settore agro energetico, il quale rappresenta un’ importante opportunità per lo sviluppo di riforme in campo sociale, ambientale ed economico. Inoltre, le filiere bioenergetiche offrono l’opportunità per compiere operazioni di tutela e valorizzazione ambientale, riducendo le emissioni di inquinanti atmosferici (con i conseguenti effetti positivi sul riscaldamento globale ed i cambiamenti climatici) seguendo di fatto gli indirizzi comunitari, e, contribuendo a risolvere il problema dell’approvvigionamento energetico, soprattutto nei i Paesi non energeticamente autosufficienti e indipendenti. Alcune bioenergie non pongono il problema della competizione tra uso alimentare ed energetico delle risorse agricole, essendo basate su sottoprodotti o scarti, ma addirittura consentono all’agricoltore di ricavarne un beneficio economico grazie ad una minore intermediazione del settore della trasformazione industriale (filiere corte). Possono essere economicamente valide anche a piccola scala, rendendosi particolarmente interessanti anche per sistemi agricoli di molte realtà italiane. Va inoltre ricordato che, anche la coltivazione di “colture dedicate” per le bioenergie possono avere ricadute positive sul territorio, se ben inserite, soprattutto nel caso in cui vengano utilizzati suoli poco adatti per la coltivazione di colture alimentari. Sulla base del crescente interesse verso la coltivazione di specie dedicate ad uso energetico, risulta importante testare anche sul territorio nazionale, il loro adattamento e le loro risposte produttive in ambienti di coltivazione non idonei alle colture alimentari. Per tali motivi, il presente lavoro si pone l’ obiettivo di studiare il comportamento dell’Arundo donax L., (specie erbacea perenne a destinazione energetica più promettente per l’areale mediterraneo) in aree considerate “marginali” del territorio campano, cioè caratterizzate da fattori ambientali limitanti (es. aree contaminate, presenza di falda affiorante, aree potenzialmente interessate alla progressiva salinizzazione, aree cerealicole collinari soggette ad erosione, ecc) che le rendono non idonee per le colture tradizionali o poco convenienti dal punto di vista economico. Per migliorare la conoscenza delle dinamiche di accumulo di biomassa, di sviluppo fogliare e delle asportazioni azotate durante il ciclo annuale e nel lungo periodo e comprendere le eventuali limitazioni di carattere ambientale e/o di tecnica colturale, è stata effettuata l’analisi di crescita che ha il vantaggio di utilizzare dati semplici primari in forma di aree, pesi e volumi al fine di studiare e descrivere i vari processi che coinvolgono lo sviluppo della coltura. I siti individuati ricadono in tre sistemi differenti del territorio campano, in particolare: pianura irrigua a rischio salinizzazione (sito di Bellizzi, SA), pianura a rischio inquinamento dei suoli (sito di Acerra, NA) e collina a rischio erosione (sito di Sant’Angelo dei Lombardi, AV). Le prove sono state condotte in tutti i siti in assenza d’irrigazione e con due tesi a confronto: (i) due livelli di concimazione azotata per la provincia di Salerno ed Avellino (50 kg ha-1 e 100 kg ha-1 di Azoto) e due livelli di fertilizzazione, con (20 t ha-1) e senza compost, per la provincia di Napoli. Le ricerche condotte hanno dato risposte produttive differenti riconducibili ai diversi trattamenti applicati in combinazione con differenti condizioni pedoclimatiche. Infatti, nel caso studio di Acerra, gli effetti del trattamento sono stati annullati dall’ elevata fertilità intrinseca del suolo. Per tutti i siti e tesi a confronto, lo sviluppo della biomassa aerea negli anni di coltivazione è risultata in accordo con quanto riportato in letteratura, ed in particolare sulla presenza di tre stadi di sviluppo della pianta, con il raggiungimento del plateau produttivo tra il 3° e 4° anno di crescita (Angelini et al. 2009). Le risposte produttive dei siti di Bellizzi (SA) e Sant’angelo dei Lombardi (AV), ambienti meno fertili rispetto al sito di Acerra, sono risultate in linea con quelle ottenute in Italia in suoli marginali da Nassi o di Nasso et al. (2010; 2013) ed inferiori a quelle riportate in letteratura per gli ambienti più fertili (Angelini et al., 2005a; Cosentino et al., 2006) le quali risultano in accordo con le produzioni ottenute nel sito di Acerra. Per quanto riguarda l’effetto dei diversi trattamenti a confronto, va detto che nel sito di Bellizzi con le tesi N100 ed N50 a confronto, nel lungo periodo il minor apporto di azoto al sistema da parte della concimazione (tesi N50) si traduce in un lento depauperamento delle riserve del suolo con un effetto riduttivo anche sulla biomassa prodotta, con una differenziazione sempre più evidente e marcata tra le due tesi nei diversi anni a confronto. Inoltre va sottolineato che nei due siti con le tesi (N100 e N50) a confronto (S.Angelo dei Lombardi e Bellizzi) la differenziazione in termini di biomassa aerea prodotta dalle tesi, è avvenuta dal terzo anno con un valore pressoché identico di differenza (circa il 16%). Diversamente nel sito di Acerra, le tesi a confronto: compost (COM) e no compost (NoCOM), hanno mostrato andamenti e produzioni simili senza diversificarsi. Tale comportamento è riconducibile alla qualità del suolo che ha ben supportato la crescita colturale. Nell’ambito della tesi realizzata, col fine di trasformare le informazioni raccolte in parametri di input per modelli di simulazione della produzione di biomassa aerea, basati sui modelli water growth engine, è stata determinata la water productivity (WP) dell’Arundo donax, non presente in letteratura, per le due tesi a confronto (N100 ed N50) del sito di Bellizzi per gli anni di monitoraggio (2012 e 2013). I valori ottenuti hanno confermato come questa coltura in presenza di limitato stress idrico e nutritivo mostri un comportamento a limite tra colture a ciclo fotosintetico C3 e C4 mostrando valori di WP vicini a 29 g m-2 (piante a ciclo C3 valori in letteratura tra 15-20 g m-2 e C4 tra 30-35 g m-2). Confermando le perplessità che si sollevano dai risultati ottenuti da Rossa et al., 1998 che mostravano un comportamento fotosintetico di tale specie (descritta come C3) superiore alle piante dotate di ciclo C4.

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