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Il ruolo dell’agricoltura biologica nel sequestro del carbonio nel suolo

Informazioni tesi

  Autore: Stefano Grassi
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2006-07
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Agraria
  Corso: Scienze e tecnologie per l'ambiente e la natura
  Relatore: MarcoMazzoncini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 85

I vari pools che rappresentano le quantità disponibili di carbonio sono influenzati in maniera diversa dalle attività antropiche. Se da una parte le riserve litosferiche sono pressoché imperturbabili, dall’altra il pool atmosferico è assai influenzabile dalle attività umane. Basti pensare che dall’avvento della civiltà cosiddetta industriale le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica - CO2- sono vertiginosamente aumentate, passando da un valore vicino alle 300 ppm fino a valori attuali superiori alle 360 ppm. Le cause di questo aumento sono molteplici, e comprendono tra le altre: l’eccessivo utilizzo di combustibili fossili (che rilasciano in atmosfera prodotti di rifiuto come CO2 e CH4), le errate pratiche di gestione forestale (disboscamento, incendi per fare spazio a fondi agricoli, ecc.), le pratiche agronomiche e l’allevamento (che indirettamente riversano nell’ambiente composti carboniosi).
Tutte queste immissioni di composti del carbonio nell’atmosfera aumentano il cosiddetto “effetto serra”, fenomeno che comporta il surriscaldamento della terra e tutti i problemi ad esso associati.
Per contrastare questo fenomeno deleterio l’opinione pubblica e le istituzioni di tutto il mondo sono corse ai ripari. Oltre all’istituzione di organismi di controllo e di studio del fenomeno è stato ratificato dalle più importante forze mondiali (ad esclusione dei soli Stati Uniti) il famoso “protocollo di Kyoto. Le strategie di contenimento dei cosiddetti gas serra secondo questo trattato non passano solo da prerogative generali (come la diminuzione dell’uso di combustibili fossili, il riciclaggio di materie prime o l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili) ma anche da aspetti che interessano l’ambito forestale (riduzione del disboscamento e conseguente riforestazione) e quello agricolo (diminuzione dell’uso di carburanti per scopi agricoli, utilizzo di biocarburanti e aumento del carbonio sequestrato all’interno della struttura del terreno).
Riguardo a quest’ultimo aspetto -quello agricolo- i sistemi di agricoltura cosiddetti alternativi si propongono come soluzione al problema delle immissioni di sostanze che favoriscono l’effetto serra. Infatti grazie alle tecniche agronomiche promosse, la quantità di carbonio organico immagazzinata nel terreno aumenta, andando a far diminuire la concentrazione dell’elemento a livello atmosferico, contrastando dunque l’effetto serra.
I metodi di agricoltura alternativa comprendono l’agricoltura biodinamica, quella low-imput e quella biologica. Quest’ultima è stata oggetto di numerosi esperimenti volti a dimostrare appunto il ruolo della stessa all’interno delle dinamiche del sequestro del carbonio all’interno del suolo. Esperimenti in tutto il mondo hanno dunque dimostrato in che modo l’agricoltura BIO agisce, andando ad aumentare la quantità di SOC (Soil Organic Carbon) a livello del terreno. Basti ricordare tra i vari esperimenti quello compiuto dal Rodale Institute negli USA. Dopo una ricerca durata 22 anni si è visto come i sistemi organici rispetto a quelli tradizionali, hanno avuto un incremento del SOC con valori dal 15% al 28%, equivalente a 1000 libbre di C sequestrato per acro ogni anno. Si sono notate quindi le potenzialità dei sistemi agricoli BIO nel sequestro del C organico, e quindi nella mitigazione dell’effetto serra.
Il mio progetto di tesi ha riguardato proprio gli aspetti precedentemente descritti. Anche io ho cercato di capire le differenze tra un sistema BIO ed uno convenzionale, confrontando le diverse caratteristiche chimiche del suolo, in particolare il bilancio del C organico nei due diversi sistemi.
Le analisi hanno riguardato il pH, la quantità di Azoto minerale, il Fosforo assimilabile ed infine il C organico nel terreno. I miei risultati, che si riferivano al 2006, sono poi stati confrontati con i valori ottenuti 5 anni prima, quando la sperimentazione era all’inizio. Il confronto nell’evoluzione riferita ai valori dei diversi elementi ha permesso una valutazione critica sui due sistemi confrontati, soprattutto riguardo alle dinamiche del C organico nel tempo. Si è visto cosi come, riguardo all’Azoto minerale del terreno, ci sia stato un incremento significativo (+8%) nel sistema biologico (mentre il sistema convenzionale è stato interessato invece da una perdita del 6%). Per quanto riguarda il C organico anche in questo caso il sistema biologica ha dimostrato un leggero incremento (3% in media), mentre il sistema convenzionale non ha avuto variazioni sensibili.
Questo ci ha ulteriormente dimostrato come i sistemi di agricoltura alternativa, in particolare il biologico, riescano ad immagazzinare all’interno della struttura del terreno il C organico in modo da diminuirne la concentrazione atmosferica e quindi contrastare l’aumento dell’effetto serra.

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2 1. Introduzione Il carbonio 1 è un elemento del sistema periodico che ha importanza e funzioni peculiari in diversi ambiti. Ciò è dovuto ad un insieme di caratteristiche intrinseche che lo rendono capace di formare composti covalenti con la maggior parte degli altri elementi. A riguardo possiamo ad esempio ricordare tutte le sostanze studiate da quella branca della chimica chiamata organica. Sul nostro pianeta l’elemento carbonio è pressoché presente in tutte le molecole che formano la materia vivente, basti pensare agli zuccheri, come ad esempio il comune glucosio (C 6 H 12 O 6 ), alle proteine, ai lipidi o alla cellulosa. Il carbonio esiste in differenti forme allotropiche 2 , caratterizzate ciascuna da una diversa struttura cristallina: il diamante, conosciuto fin dai tempi più antichi e ricercato sia per l’incredibile durezza che per il grande valore commerciale, in cui ogni atomo è legato ad altri quattro formando un reticolo con struttura tetraedrica; la grafite, solido nero ed untuoso al tatto, usato per esempio nella costruzione dei crogiuoli degli altiforni per via della sua elevata refrattarietà, in cui gli atomi sono disposti in modo da formare degli esagoni affiancati su piani orizzontali; il fullerene, molecola scoperta solo negli anni ottanta, che si presenta come un solido nero e di aspetto abbastanza simile alla grafite; e infine il carbonio amorfo, caratterizzato da un basso grado di cristallinità (Marchetti et al., 1999). In natura il carbonio è un costituente di moltissimi composti. Sulla superficie terrestre rappresenta lo 0,025%. Qui lo troviamo sotto forma di idrocarburi 3 come il metano ed il petrolio, sostanze importanti dal punto di vista sia economico che produttivo. Basti 1 Non metallo tetravalente appartenente al 14 Gruppo del Sistema Periodico secondo la International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Numero Atomico 6 Peso Atomico 12,0107 uma Densità 2267kg/m 3 Punto di Fusione 3773 K Punto di Ebollizione 5100 K Forme Isotopiche 3 di cui la più comune sulla terra 12 C in ragione del 98,9% Numero di ossidazione tra +4 e -4 Elettronegatività secondo Pauling 2,55 Energia di Prima Ionizzazione 1086,5 KJ/mol Conducibilità elettrica 0,061 x 10 6 /m ohm Conducibilità termica 129 W/(m *K) 2 Allotropia (dal greco allos, altro, e tropos, modo), è una denominazione applicata da Jons Jacob Berzelius alla proprietà di esistere in diverse modificazioni, presentata da alcune sostanze. Le diverse forme sono note appunto come allotropi. 3 Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a formare lo scheletro della molecola, mentre gli idrogeni (H) sporgono da questo scheletro. Ad oggi sono stati classificati oltre 133mila tipi di idrocarburi.

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confronto convenzionale-biologico
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