1 Sommario WP5 / UO3 ......................................................................................................................................................... 2 Premessa ....................................................................................................................................................... 2 Risultati .......................................................................................................................................................... 2 Conclusioni sui substrati ................................................................................................................................ 6 WP6 / UO3 ......................................................................................................................................................... 7 Prova n. 1: Allevamento di L. camara............................................................................................................ 7 Risultati prova n.1........................................................................................................................................ 10 Figura 4 - Qualità fisiologica delle piante di Lantana................................................................................... 11 Figura 5- Qualità dell’apparato radicale delle piante di Lantana ................................................................ 12 Conclusioni prova n.1 .................................................................................................................................. 12 Prova n. 2: Allevamento di R . officinalis ......................................................................................................... 13 Risultati prova 2 ........................................................................................................................................... 14 Prova n. 3: Allevamento di L. sellowiana......................................................................................................... 16 Risultati Prova 3 ........................................................................................................................................... 17 Allegato fotografico ......................................................................................................................................... 19 WP7 / UO2 ....................................................................................................................................................... 20 Premessa ..................................................................................................................................................... 20 Redazione del processo produttivo dei substrati dell’azienda Primavita. .................................................. 20 Processo di produzione del compost .......................................................................................................... 21 Risultati del processo produttivo del compost............................................................................................ 22 Sottrazione dei carichi evitati ...................................................................................................................... 22 LCA dei Substrati autoprodotti .................................................................................................................... 23 Analisi dei risultati dello studio di LCA sui substrati .................................................................................... 24 Valutazioni complessive sui substrati autoprodotti ........................................................................................ 27 Conclusioni ...................................................................................................................................................... 28 Bibliografia ....................................................................................................................................................... 28
28
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Sommario - Università degli Studi di Bari Aldo Moro · Chioma e radici furono pesate per determinare il peso fresco e poi essiccate in stufa ventilata a 65°C, sino al raggiungimento
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Conclusioni sui substrati ................................................................................................................................ 6
Prova n. 2: Allevamento di R . officinalis ......................................................................................................... 13
Nelle tabelle 11-13 sono riportati i risultati delle analisi chimico-fisiche sui campioni dei quattro
substrati impiegati nelle prove di allevamento su Lantana camara, L. sellowiana e Rosmarinus
officinalis
Tabella n.11: Risultati relativi alla determinazione di pH, conducibilità elettrica e umidità.
Campioni pH CE (mS/cm) Umidità (%)
S0 6,25 0,3 13,13
S1 6,26 0,83 19,56
S2 6,61 0,38 11,25
S3 6,9 0,41 37,33
6
Tabella n.12: Risultati relativi ai volumi d’acqua a pF1, pF1,7, pF2.
Campioni
Volume
d’acqua pF1
(%)
Volume
d’acqua pF1,7
(%)
Volume d’acqua
pF2 (%)
S0 42,20 31,38 33,22
S1 39,69 29,30 30,94
S2 35,56 29,01 30,40
S3 35,22 28,75 29,78
Tabella n.13: Risultati relativi alla determinazione della percentuale di azoto mediante mineralizzazione
Kjeldahl e di P, K, Mg e Na mediante spettrometro al plasma (ICP).
Campioni N (%) P (ppm) K (ppm) Mg (ppm) Na (ppm)
S0 2,75 492,60 1174,50 894,45 6,0890
S1 4,03 1140,50 1724,50 1413,00 10,8400
S2 6,02 1449,00 1717,50 1824,00 14,7000
S3 4,45 1070,70 1367,00 1450,50 18,6600
Conclusioni sui substrati L’analisi dei risultati sovra esposti permette di trarre le seguenti conclusioni
I quattro substrati possiedono le caratteristiche ed i requisiti generali che devono indicare un
substrato di buona qualità per la coltivazione:
Capacità di ritenzione idrica, capillarità e drenaggio. Struttura e buona aerazione. Costituzione e stabilità fisica. Potere assorbente o CSC. Proprietà chimiche e pH. Contenuto in elementi nutritivi ed EC. Biologicamente inerte e sano. Basso costo e facilità di realizzazione.
7
WP6 / UO3 Titolo: Prove agronomiche sui 5 substrati prodotti nel progetto e scelta delle specie vegetali
Scopo: Applicazione di protocolli agronomici qualitativi e quantitativi.
Attività: Espletamento delle prove agronomiche in azienda;
Valutazione: Risultati conseguiti
Prova n. 1: Allevamento di L. camara
Con tre matrici: compost verde da arbusti, torba acida e inerte vulcanico (pomice), sono stati
preparati quattro substrati (v:v):
S0: Compost 0% + torba 80% +20% pomice;
S1: Compost 20% + torba 60% + 20% pomice
S2: Compost 40% + torba 40% + 20% pomice
S3: Compost 60% + torba 20% + 20% pomice
Gli ambienti di coltivazione sono stati: pieno sole (Bari) e mezz’ombra (Molfetta)
Il protocollo ha previsto l'impianto, in ciascun ambiente di coltivazione, di 120 vasi (4 substrati x 3
ripetizioni, ogni ripetizione è costituita da 40 vasi)
Nella seconda decade di febbraio 2014, 120 piantine da talea radicata della specie L. camara cv
Kolibri sono state trapiantate dal vaso di diametro 7 cm al vaso diametro 16 cm (volume L 1.8).
La densità di impianto è stata di 9 vasi/m2
I vasi sono stati sistemati in un’area colturale dotata di impianto di irrigazione a microportata con
gocciolatori 2L/h. Dal trapianto a fine settembre 2014 sono stati previsti interventi irrigui
giornalieri ciascuno della durata di 10 minuti.
Sono stati condotti, al termine della coltivazione i seguenti rilievi:
A fine prova (seconda decade di settembre) sono stati rilevati i seguenti rilievi morfo-biometrici
della pianta come indicatori di qualità:
Altezza e diametro pianta (cm)
Foglie pianta-1 (n)
Area fogliare pianta-1 (cm2); l’analisi della superficie fogliare è stata determinata mediante
l’apparecchio Licor LI-3100 Area meter
Peso fresco (g): Epigeo, Ipogeo
Peso secco (g): Epigeo, Ipogeo
Inoltre sono state condotte misure non distruttive del contenuto di clorofilla SPAD. Chioma e
radici furono pesate per determinare il peso fresco e poi essiccate in stufa ventilata a 65°C, sino al
raggiungimento della massa costante, per determinarne il peso secco.
8
I rilievi dell’architettura radicale hanno riguardato
Lunghezza cumulata (cm)
Diametro medio (mm)
Volume medio (cc)
Punte (n)
Biforcazioni (n)
Incroci (n)
Ugualmente le radici delle stesse piante furono lavate con acqua distillata per allontanare le
particelle di substrato, scannerizzate ed analizzate utilizzando il software di analisi d'immagine
WINRhizo Scanner STD4800 (Reagent instruments, Canada) per misurare i parametri
descriventi la root morfology.
Questa strumentazione, dotata di uno scanner su cui viene poggiata una vaschetta d'acqua (Fig. 2)
in cui si immerge l'apparato radicale permette di ottenere attraverso l'analisi della fotografia i
diversi valori dei parametri morfologici della radice.
Il sistema WinRHIZO consente così di valutare:
Analisi delle connessioni: studia la morfologia e le connessioni di base tra i vari segmenti di
radici
Analisi topologica: una estesa analisi delle ramificazioni, di cui valuta dimensioni, quantità,
Classificazione evolutiva: cerca di creare l'ordine di insorgenza delle ramificazioni, a partire
da quelle di base, nel corso della crescita della pianta.
Figura 2 - strumento WINRHIZO
CV1 Dose 0 Rad CV1 Dose 1 Rad
Rilievo di immagine dell'architettura radicale con lo
scanner dello strumento WINRHIZO.
9
I rilievi fisiologici degli scambi gassosi hanno riguardato:
Fotosintesi netta (Pn) (µmol CO2 m-2 s-1)
Conduttanza stomatica per l'acqua (gs) (mmol m-2 s-1)
Concentrazione di CO2 negli spazi intercellulari (Ci) (µmol mol-1)
Le misurazioni di tasso fotosintetico netto, conduttanza stomatica e concentrazione
sottostomatica sono state condotte utilizzando un analizzatore di gas ad infrarossi (IRGA) LI-6400
St (Li-Cor, Inc) operando ad un flusso di 300 µmol s-1. Le misurazioni sono state effettuate tra le
09.00 e le 11.00 h e tra le 13.00 e le 15.00 h CET Time. La temperatura all'interno della camera
fogliare è stata posta uguale a quella ambientale ed è stata mantenuta costante durante le
misurazioni mediante il regolatore di temperatura automatico dello strumento. La luce è stata
settata ad una PAR (Photosynthetic Active Radiation) di 1000 µmol m-2 s-1 mentre l’area di foglia
analizzata per ogni foglia è stata di 2 cm2. Ogni misurazione è stata registrata dopo che i valori di
concentrazione di CO2 ed H2O hanno raggiunto la stabilità all’interno della camera (steady state).
10
Risultati prova n.1
La qualità morfologica delle piante di Lantana è descritta nella figura 3
Figura 3 - Qualità morfologica in Lantana
0
20
40
60
80
100
120
S0 S1 S2 S3
Altezza pianta (cm)
30
32
34
36
38
40
42
S0 S1 S2 S3
Diametro pianta (cm)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
S0 S1 S2 S3
Rami secondari (n)
250
260
270
280
290
300
310
S0 S1 S2 S3
Lunghezza cumulata rami (cm)
0
50
100
150
200
S0 S1 S2 S3
Foglie (n)
1200
1600
2000
2400
S0 S1 S2 S3
Area fogliare (cm2)
0
10
20
30
40
S0 S1 S2 S3
Indice di clorofilla (SPAD)
250 260 270 280 290 300 310
S0 S1 S2 S3
Lunghezza cumulata rami (cm)
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La qualità fisiologica delle piante di Lantana è descritta nella figura 4
Figura 4 - Qualità fisiologica delle piante di Lantana
12
La qualità dell’apparato radicale delle piante di Lantana è descritta nella figura 5
Figura 5- Qualità dell’apparato radicale delle piante di Lantana
Conclusioni prova n.1
Dall’esame delle caratteristiche morfofisiologiche di L. camara è emerso che le piante allevate
nel substrato S2= Compost 40% + torba 40% + 20% pomice, hanno mostrato una qualità
globale più elevata rispetto a quelle allevate negli altri substrati.
0
5000
10000
15000
S0 S1 S2 S3
Lunghezza (cm)
0
1000
2000
3000
S0 S1 S2 S3
Surface area (cm2)
0
200
400
600
800
1000
S0 S1 S2 S3
Proj. area (cm2)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
S0 S1 S2 S3
Average diameter (mm)
0
10
20
30
40
50
S0 S1 S2 S3
Root volume (cm3)
0
10000
20000
30000
40000
S0 S1 S2 S3
Punte (n)
0
20000
40000
60000
80000
100000
S0 S1 S2 S3
Biforcazioni (n)
0
5000
10000
15000
S0 S1 S2 S3
Incroci (n)
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Prova n. 2: Allevamento di R . officinalis Con tre matrici: compost verde, torba acida e inerte vulcanico (pomice), sono stati preparati
quattro substrati (v:v):
S0: Compost 0% + torba 80% +20% pomice;
S1: Compost 20% + torba 60% + 20% pomice
S2: Compost 40% + torba 40% + 20% pomice
S3: Compost 60% + torba 20% + 20% pomice
Il protocollo ha previsto l'impianto di 120 vasi (4 substrati x 3 ripetizioni, ogni ripetizione è
costituita da 40 vasi)
Nella seconda decade di febbraio 2014, 120 piantine da talea radicata della specie R. officinalis
sono state trapiantate dal vaso di diametro 7 cm al vaso diametro 16 cm (volume L 1.8). La densità
di impianto è stata di 9 vasi/m2. I vasi sono stati sistemati in un’area colturale dotata di impianto di
irrigazione a microportata con gocciolatori 2L/h. Dal trapianto a fine settembre 2014 sono stati
previsti interventi irrigui giornalieri ciascuno della durata di 10 minuti.
Sono stati condotti, al termine della coltivazione i seguenti rilievi:
A fine prova (seconda decade di settembre) sono stati rilevati i seguenti rilievi morfo-biometrici
della pianta come indicatori di qualità:
Altezza e diametro pianta (cm)
Foglie pianta-1 (n)
Area fogliare pianta-1 (cm2); l’analisi della superficie fogliare è stata determinata mediante
l’apparecchio Licor LI-3100Area meter
Peso fresco (g): Epigeo, Ipogeo
Peso secco (g): Epigeo, Ipogeo
Chioma e radici furono pesate per determinare il peso fresco e poi essiccate in stufa ventilata a
65°C, sino al raggiungimento della massa costante, per determinarne il peso secco.
Per lo studio dell'apparato radicale la metodologia di analisi di immagine è quella del software
WinRHIZO.
Il disegno sperimentale è stato a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, ciascuna ripetizione
costituita da 40 piante. I dati sono stati sottoposti ad ANOVA, il confronto tra le medie è stato
effettuato con il test S.N.K.
14
Risultati prova 2
Tabella 44- Influenza del substrato sui caratteri morfologici
Substrati Altezza
Pianta (cm)
Diametro
Pianta(cm)
Assi
(n)
Lunghezza
Radice (cm)
S0 68,7 26,7 4,3 40,2
S1 74,3 27,7 6,3 48,4
S2 65,0 26,0 6,0 44,2
S3 64,1 25,4 7,2 45,3
Tabella 15- Influenza del substrato sul peso fresco pianta (g)
Peso fresco (g)
Substrati Rami Foglie Totale
epigeo
Radice Totale pianta
S0 26,0 35,5 61,5 53,3 114,8
S1 34,0 51,9 85,9 88,3 174,2
S2 37,3 53,8 91,1 85,1 176,2
S3 29,7 42,6 72,2 75,7 147,9
Tabella 16 - Influenza del substrato sul peso secco pianta (g)
Peso secco (g)
Substrati Rami Foglie Totale Parte
epigea
Radice Totale pianta
S0 17,9 15,9 33,8 9,7 43,5
S1 21,7 22,1 43,7 19,6 63,3
S2 23,4 22,0 45,4 15,1 60,5
S3 18,5 18,7 37,1 14,2 51,3
15
Tabella 17 - Influenza del substrato sul Root/shoot
Tabella 18- Influenza del substrato sull'architettura dell'apparato radicale.
Substrati Lunghezza
cumulata
(cm)
Proiezione
area
(cm2)
Superficie
area
(cm2)
Diametro
medio
(mm)
Volume
(cc)
Punte
(n)
Biforca-
zioni
(n)
Incroci
(n)
S0 20346 993 3119 6 38 38785 128117 23181
S1 34660 1778 5586 9 72 67812 255469 43828
S2 24814 1299 4080 7 53 65687 194476 29012
S3 26871 1390 4368 6 57 47898 217745 36101
I risultati sulla prestazione della chioma nel rosmarino hanno evidenziato che l'aggiunta di
compost verde sino alla dose del 40% (substrati S1 e S2), rispetto alle altre tesi, induce un maggior
peso fresco e secco della parte aerea. Questo risultato è dovuto ad un miglior accestimento della
pianta, ad un più elevato peso fresco e secco delle foglie e dei rami. La qualità della pianta (altezza
e diametro) in S2 si è mostrata sempre superiore alle altre tesi oggetto del confronto.
I risultati sui principali parametri dell'apparato radicale nel rosmarino hanno evidenziato che
l'aggiunta di compost alla dose del 20% (substrato S1), rispetto alle altre tesi, determina maggiori
valori per lunghezza, superficie, volume, punte, biforcazioni ed incroci.
Substrati Root/shoot
S0 0,29
S1 0,35
S2 0,43
S3 0,38
16
Prova n. 3: Allevamento di L. sellowiana Con tre matrici: compost verde, torba acida e inerte vulcanico (pomice), sono stati preparati
quattro substrati (v:v):
S0: Compost 0% + torba 80% +20% pomice;
S1: Compost 20% + torba 60% + 20% pomice
S2: Compost 40% + torba 40% + 20% pomice
S3: Compost 60% + torba 20% + 20% pomice
Il protocollo ha previsto l'impianto di 120 vasi (4 substrati x 3 ripetizioni, ogni ripetizione è
costituita da 40 vasi)
Nella seconda decade di febbraio 2014, 120 piantine da talea radicata della specie L. sellowiana
sono state trapiantate dal vaso di diametro 7 cm al vaso diametro 16 cm (volume L 1.8). La densità
di impianto è stata di 9 vasi/m2. I vasi sono stati sistemati in un’area colturale dotata di impianto di
irrigazione a microportata con gocciolatori 2L/h. Dal trapianto a fine settembre 2014 sono stati
previsti interventi irrigui giornalieri ciascuno della durata di 10 minuti.
Sono stati condotti, al termine della coltivazione i seguenti rilievi:
A fine prova (seconda decade di settembre) sono stati rilevati i seguenti rilievi morfo-biometrici
della pianta come indicatori di qualità:
Altezza e diametro pianta (cm)
Foglie pianta-1 (n)
Area fogliare pianta-1 (cm2); l’analisi della superficie fogliare è stata determinata mediante
l’apparecchio Licor LI-3100Area meter
Peso fresco (g): Epigeo, Ipogeo
Peso secco (g): Epigeo, Ipogeo
Chioma e radici furono pesate per determinare il peso fresco e poi essiccate in stufa ventilata a
65°C, sino al raggiungimento della massa costante, per determinarne il peso secco.
Per lo studio dell'apparato radicale la metodologia di analisi di immagine è quella del software
WinRHIZO.
Il disegno sperimentale è stato a blocchi randomizzati con tre ripetizioni, ciascuna ripetizione
costituita da 40 piante. I dati sono stati sottoposti ad ANOVA, il confronto tra le medie è stato
effettuato con il test S.N.K.
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Risultati Prova 3
Tabella 19- Influenza del substrato sui caratteri morfologici della pianta
Substrati Altezza pianta
(cm)
Diametro pianta
(cm)
Assi
(n)
Lunghezza
Media
Radice (cm)
S0 73,8 81,9 9,5 46,0
S1 79,1 92,4 12,6 47,5
S2 78,4 90,4 14,6 49,2
S3 77,2 87,2 14,5 45,1
Tabella 20- Influenza del substrato sul peso fresco pianta (g)
Substrati Peso fresco (g)
Rami Foglie Fiori Totale Parte
epigea
Radice Totale
pianta
S0 16,4 20,9 0,9 38,1 78,0 116,2
S1 29,0 39,3 2,3 70,5 94,7 165,2
S2 27,6 36,7 3,4 67,8 84,8 152,6
S3 30,4 40,4 4,4 75,2 101,2 176,5
Tabella 21- Influenza del substrato sul peso secco pianta (g)
Substrati Peso secco (g)
Rami Foglie Fiori Totale Parte
epigea
Radice Totale
pianta
S0 9,6 8,9 0,3 18,8 17,7 36,5
S1 16,0 16,7 0,8 35,5 22,3 55,8
S2 16,1 15,8 1,2 33,1 21,6 54,7
S3 17,9 18,1 1,7 37,6 24,7 62,3
18
Tabella 22 - Influenza del substrato sul Root/shoot
Tabella 5- Influenza del substrato sull'architettura dell'apparato radicale.
Substrati Lunghezza
cumulata
(cm)
Proiezione
area
(cm2)
Superficie
area
(cm2)
Diametro
medio
(mm)
Volume
(cc)
Punte
(n)
Biforca-
zioni
(n)
Incroci
(n)
S0 18246 902 2918 5 35 35502 120465 20180
S1 22501 1252 3384 5 45 40562 157125 25621
S2 22607 1144 3915 7 46 41458 172694 27147
S3 24583 1235 4157 6 51 45798 197647 33085
I risultati sulla qualità nella lantana tappezzante hanno evidenziato che l'aggiunta di compost
verde alla dose del 60% (substrato S3), rispetto alle altre tesi, si riflette sul maggior peso fresco e
secco della parte aerea. Questo risultato è dovuto ad un miglior accestimento della pianta, ad un
più elevato peso fresco e secco delle foglie, dei rami e dell'apparato radicale. La qualità della
pianta (altezza, diametro) in S3 si è mostrata sempre superiore alle altre tesi oggetto del
confronto.
I risultati sui principali parametri dell'apparato radicale nella lantana tappezzante hanno
evidenziato che l'aggiunta di compost al 60% (substrato S3), ha permesso di raggiungere qualità
superiore
Substrati Root/shoot
S0 0,29
S1 0,35
S2 0,43
S3 0,38
19
Allegato fotografico
20
WP7 / UO2 Titolo: Analisi Ambientale delle produzioni vivaistiche realizzate con substrati a base di compost
Scopo Redazione di uno studio di LCA (Life Cycle Assessment) sul ciclo produttivo vivaistico e
confronto tra produzioni convenzionali e produzioni mediante compost auto-prodotti
Attività: Redazione di uno studio di LCA (Life Cycle Assessment) sul ciclo produttivo vivaistico e
confronto tra produzioni convenzionali e produzioni mediante compost auto-prodotti
Premessa Con la finalità di redigere uno studio di LCA (Life Cycle Assessment) sulla produzione del compost e
dei substrati di coltivazione a scopo ornamentale, nel II anno della ricerca l'U.O. 2 ha utilizzato i
dati aziendali dell’azienda Primavita (dati primari) raccolti mediante questionari nel semestre
precedente. Questi dati sono confluiti nel software Gabi6 per la redazione di plans che
riproducano i carichi ambientali di tutte le fasi del processo produttivo e riportano in maniera
quantitativa gli input e gli output di ciascun processo analizzato. In ciascun plan redatto, ai dati
primari sono stati aggiunti i dati secondari cioè quelli relativi ai carichi ambientali generati da
prodotti provenienti dalla tecnosfera, come (l'energia elettrica utilizzata, l'acciaio, il calcestruzzo,
ecc.). L'unione di questi plans ha consentito di valutare il processo produttivo dei compost con il
metodo CML2001 che esprime i carichi ambientali rispetto agli indici ADP (Potenziale di consumo
delle risorse abiotiche, kg Sb-Equiv.), AP (potenziale di acidificazione, kg SO2-Equiv.), EP
(potenziale di eutrofizzazione, kg Phosphate-Equiv.), GWP (potenziale di emissione di gas serra, kg
CO2-Equiv.), ODP (potenziale di riduzione dello strato di ozono, kg R11-Equiv.), POPC (potenziale di
ossidazione fotochimica, kg Ethene-Equiv.). A questi indici si è aggiunta la richiesta di energia
primaria PED (MJ). Tali indici consentono di redigere il profilo ambientale dei substrati prodotti.
Redazione del processo produttivo dei substrati dell’azienda Primavita. Per semplificare il lavoro di redazione dei plans prodotti l’attività di raccolta e preparazione delle
matrici organiche è stata ripartita in sette fasi:
1. Trasporto dei rifiuti verdi in azienda (15km).
2. Triturazione dei residui verdi.
3. Miscelazione.
4. Disposizione nel compostatore, e avvio del processo. In questa fase avvengono le fasi mesofila
di latenza e termofila di bio-stabilizzazione, durante le quali è effettuato il controllo delle
temperature per mezzo di aria insufflata proveniente dal ventilatori.
5. Svuotamento del compostatore con rivoltamento della biomassa.
6. Maturazione della biomassa, con durata di 120 giorni, in piazzali all’aperto. Consiste nel
rivoltamento dei cumuli di biomassa per permetterne un miglior contatto con l’ossigeno
atmosferico. Al termine dei 120 giorni si ottiene la sostanza organica stabilizzata, definita compost.
7. Stoccaggio: il compost ottenuto viene stoccato in un’area sotto tettoia per il successivo
confezionamento dei substrati.
21
Per il compost autoprodotto sono stati valutati i consumi energetici del compostatore, e il suo
peso. Che sono stati valutati per mezzo del processo “macchina agricola generica” con vita utile di
15 anni
Processo di produzione del compost L’analisi condotta ha avuto lo scopo di valutare il processo di autocompostaggio svolto
nell’azienda Primavita e in seguito di valutare il profilo ambientale dei substrati realizzati e
utilizzati nelle prove agronomiche. Per il processo del compost l’unità funzionale è stata definita
da 1kg di compost prodotto, mentre per i substrati, denominati in base al loro rapporto in volume,
ci si è riferiti ad un 1kg di substrato prodotto. I risultati sono stati valutati mediante il metodo
CML2001 che esprime i carichi ambientali rispetto agli indici ADP (Potenziale di consumo delle
risorse abiotiche, kg Sb-Equiv.), AP (potenziale di acidificazione, kg SO2-Equiv.), EP (potenziale di
eutrofizzazione, kg Phosphate-Equiv.), GWP (potenziale di emissione di gas serra, kg CO2-Equiv.),
ODP (potenziale di riduzione dello strato di ozono, kg R11-Equiv.), POPC (potenziale di ossidazione
fotochimica, kg Ethene-Equiv.). A questi indici si è aggiunta la richiesta di energia primaria PED
(MJ).
Il compost autoprodotto dalla ditta Primavita ha come componenti gli input riportati in tab.24 per
kg di compost prodotto. Le matrici legnose e i residui di potatura aziendali subiscono una
riduzione in peso pari al 35% dovuta al processo di compostaggio. In base ai rapporti C/N
riscontrati dalle analisi (tab. 2,3 relazione del I anno) pari in media a C/N = 88, si rende necessario
additivare le matrici iniziali con un componente ricco di azoto che porti il valore della miscela
compostabile a valori ottimali pari a C/N = 30. Nelle aziende di compostaggio ciò avviene
additivando fanghi residuali di processi depurativi e/o industriali o FORSU alle matrici vegetali.
Come procedura da applicare nelle aziende vivaistiche potrebbero essere utilizzati i fanghi ottenuti
da vasche Imoff per le acque reflue aziendali trattate attualmente con fitodepurazione in quanto
l’azienda è in aperta campagna e non è servita dal servizio fognario. Nelle attività del progetto
SEABIA questa additivazione è stata effettuata mediante l’aggiunta di Urea Ammonium Nitrate alle
matrici a base di residui vegetali per ovvie esigenze procedurali. Nello studio di LCA realizzato si è
considerato un consumo di elettricità necessario per il funzionamento del trituratore dei residui
legnosi e per il funzionamento del compostatore in base alle potenze delle due macchine e ai
tempi di utilizzo pari a 0,21 kwh per kg di compost prodotto. Per l’urea si è utilizzato il process
“Urea ammonium nitrate a distributore locale” e pertanto si è considerato un trasporto 30km. Le
emissioni del processo di autocompostaggio sono state considerate simili a quelle del processo
ordinario svolto in impianto all’aperto ad eccezione del percolato causato dalle piogge, e pertanto
non si è considerato il trattamento del percolato poiché il compostatore domestico utilizzato
riutilizza il percolato sulle nuove masse immesse.
Componente Trasporto Quantità in ingresso kg
Potatura dell’olivo 15 km 0,675
Potature aziendali 0 km 0,675
Urea (46,0,0) 30 km 0,086 Tab.24: quantità e trasporto delle matrici organiche utilizzate per il processo di autocompostaggio
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Risultati del processo produttivo del compost In tab.25 sono riportati i risultati dello studio di LCA sull’autoproduzione del compost della ditta
Primavita (Compost_pr). I risultati sono stati messi a confronto con un normale processo di
compostaggio svolto in un impianto con bio-celle all’aperto. Si osserva come per l’indice ADP,
ODP, e per l’energia primaria PED si abbia un carico ambientale maggiore per il compost
autoprodotto. Ciò è imputabile all’uso del fertilizzante chimico urea che grava su tali indici. Per gli
indici AP, EP, GWP, ODP e POPC il compost autoprodotto comporta una riduzione dei carichi
ambientali rispetto al compost convenzionale. Si evince come, nonostante l’uso del fertilizzante, si
riscontrino dei notevoli vantaggi ambientali che l’uso di fanghi aziendali potrebbe incrementare.
Compost_op Compost_pr
ADP 3,30E-08 1,08E-06
AP 2,71E-03 1,35E-03
EP 5,16E-04 3,84E-04
GWP 8,88E-01 3,92E-01
ODP 2,80E-09 4,34E-08
POCP 9,57E-05 1,05E-04
PED 4,14E-01 7,35E+00
Tab.25: Confronto degli indici ambientali tra il compost prodotto in maniera convenzionale
(compost_op) e compost autoprodotto dalla ditta Primavita (compost_pr) per i suoi substrati.
Sottrazione dei carichi evitati Nei processi in cui si riutilizzano biomasse di scarto (sostanza organica) che avrebbero un destino
ambientale diverso dal ritorno al suolo, come ad esempio la combustione o il conferimento in
discarica, è possibile effettuare detrazioni dei carichi ambientali evitati. Tali detrazioni sono lecite
perché, nelle analisi di LCA, differenti autori valutano come quantificare gli innumerevoli vantaggi
che fornisce l’applicazione del compost al suolo (Martínez-Blanco et al., 2009). Le detrazioni
apportate in questo studio si basano sulla capacità di accumulo della sostanza organica nel suolo e
sul potere fertilizzante che le biomasse di scarto possono avere (Russo et al 2015; Martinez -
Blanco et al. 2009; White 2012; Blengini 2009). I carichi evitati impiegati in questo studio
provengono dall’estensione dei confini del sistema all’impiego che il compost ha come
ammendante o costituente di substrati. Infatti il compost ha un potere fertilizzante grazie alla
presenza di nutrienti ormai mineralizzati presenti in esso.
Questo comporta una riduzione dei fertilizzanti impiegati nei successivi processi di coltivazione. Un
altro vantaggio è il sequestro di anidride carbonica nei suoli o nei substrati (carbon sink), che evita
ulteriori emissioni in atmosfera (White E., 2012). A questi vantaggi dell’uso del compost si può
aggiungere la riduzione dell’uso di acqua di irrigazione, il miglioramento della struttura e del
drenaggio dei suoli e aumento della sostanza organica, ma questi ulteriori vantaggi sono
difficilmente quantificabili in uno studio di LCA (Martínez-Blanco et al., 2013).
Nel lavoro svolto dall'U.O.2 si è pertanto adottato il secondo approccio e si è realizzato uno
scenario in cui è possibile considerare il compost con i carichi evitati Compost_ab (compost avoid
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burns). Tale scenario è stato realizzato perché, nelle successive valutazioni dei substrati di
coltivazione delle piante ornamentali, considerare il solo processo produttivo del compost o il
processo del compost con i carichi evitati può portare a notevoli differenze nell'analisi dei carichi
inquinanti generati dalla produzione di 1kg di substrato. La detrazione causata dal non
conferimento dei rifiuti organici in discarica non è stata applicata perché è ormai proibito dalle
normative europee sui rifiuti. La prima detrazione, basata sul potere fertilizzante del compost,
ipotizza un contenuto di azoto pari al 1,9 kg tC-1, un contenuto di fosforo espresso come P2O5 pari a
3,3 kg tC-1 e un contenuto di potassio espresso come K2O pari a 5,2 kg tC
-1 (White E., 2012). Queste
quantità di macro-elementi sono state ipotizzate essere equivalenti al contenuto in azoto dell’urea
(82%), di un mix di rocce fosfatiche (32,4%) e del Potassium chloride (60%).
Questi componenti sono stati impiegati per la formazione di un fertilizzante fittizio F (0,19; 0,33;
0,52) che ha identico potere fertilizzante del compost. Tale fertilizzante è stato portato in
detrazione nel processo di produzione dei substrati rapportato alle quantità di compost impiegato.
Questa detrazione è applicata alla produzione dei substrati e non al successivo ciclo di coltivazione
delle piante pertanto risulta superflua questa ulteriore analisi. La seconda detrazione applicata è
basata sul fenomeno del “carbon sink” causato dal compost e dipende da numerosi fattori tra i
quali la qualità del compost, le quantità applicate, i fattori climatici, il tipo di suolo ecc..
Tra i numerosi studi sull’argomento, in questa analisi si è scelto il valore medio proposto da
Blengini (Blengini, 2009; White, 2012) pari a 173 kgCO2-Eq t -1 di compost. Pertanto in base alle
quantità di compost impiegato nel substrato una corrispondente quantità di anidride carbonica è
stata ipotizzata essere sottratta all’atmosfera perché immagazzinata nel substrato stesso. Questa
detrazione influenza in particolare l’indice GWP.
LCA dei Substrati autoprodotti I substrati analizzati sono stati i seguenti utilizzati anche nelle prove agronomiche espressi come
del substrato commerciale, ha impronta carbonica del 13% rispetto al substrato commerciale;
pertanto è auspicabile il suo impiego tra i vivaisti. Il substrato T20C60P20 manifesta in maniera più
accentuata i vantaggi ambientali con uso di PED pari all’11% del substrato commerciale e impronta
carbonica pressoché nulla. IL substrato S1= T60C20P20 manifesta in maniera meno accentuata i
vantaggi ambientali rispetto ai precedenti con maggiore tenore di compost ma risulta ugualmente
più favorevole all’ambiente per gli indici GWP, ADP e per la PED rispetto al substrato commerciale
Conclusioni L’attività di ricerca svolta nel progetto SEABIA ha dimostrato che la pratica dell’auto-compostaggio
è realizzabile per le aziende vivaistiche con procedure abbastanza semplici e poco dispendiose
basate sull’approvvigionamento di matrici di scarto reperibili sul territorio e sugli scarti di potatura
aziendali. Le prove morfofisiologiche sulle specie analizzate mettono in evidenza che la qualità
delle produzioni non è pregiudicata dalla parziale sostituzione della torba con compost e le analisi
ambientali effettuate consentono di avere substrati autoprodotti con impronta carbonica bassa o
nulla, basso consumo di energia primaria e modesto ricorso a materie prime abiotiche se
confrontate con il substrato commerciale utilizzato nelle convenzionali produzioni della ditta
Primavita. La procedura dell’autocompostaggio nelle aziende vivaistiche utilizzando i fanghi
prodotti per l’autodepurazione delle acque reflue aziendali invece che fertilizzanti chimici azotati
potrebbe migliorare ulteriormente i risultati conseguiti. La procedura del compostaggio di
prossimità e l’autoproduzione dei substrati è pertanto applicabile e conveniente per le aziende
vivaistiche.
Bibliografia Blengini, G.A. 2009. Using LCA to evaluate impacts and resources conservation potential of composting: A case study of the Asti District in Italy. Resources, Conservation and Recycling, 52, 1373-1381.
Martinez - Blanco, J., Munoz, P., Anton, A., Rieradevall, J. (2009). Life cycle assessment of the use of compost from municipal organic waste for fertilization of tomato crops. Resources, Conservation and Recycling, 53, 340-351.
Russo G., Vivaldi G.A., De Gennaro B., Camposeo S. (2014). Environmental sustainability of different soil management techniques in a high-density olive orchard. J. Clean. Prod., 30, 1-11 http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.06.064
White E. (2012) A life cycle assessment of a standard Irish composting process and agricultural use of compost. rx3, West Pier Business Campus, Dún Laoghaire, Co. Dublin. http://www.cre.ie/web/wp-content/uploads/2010/12/Compost-Life-Cycle.pdf