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Produttività di colture poliennali dedicate ad uso energetico: il caso della canna comune (Arundo donax L.) e del miscanto (Miscanthus x giganteus Greef et Deuter)

Informazioni tesi

  Autore: Neri Roncucci
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Agraria
  Corso: Scienze della Produzione e Difesa dei Vegetali
  Relatore: Enrico Bonari
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 120

Il crescente interesse verso la coltivazione di specie dedicate per la produzione di energia rinnovabile pone nuovi obiettivi da raggiungere. Tali colture, infatti, risultano poco conosciute sia in termini di adattamento a specifici ambienti di coltivazione, che di risposte a diversi livelli di intensificazione colturale. Allo stesso tempo, la valutazione della qualità della biomassa riveste un ruolo di fondamentale importanza che, a sua volta, incide notevolmente sulla destinazione d’uso della stessa e sull’efficienza dell’intera filiera.
A tal proposito, il presente lavoro di tesi si pone come obiettivo quello di confrontare i principali aspetti legati alla produzione di due specie erbacee perenni a destinazione energetica particolarmente promettenti per l’areale mediterraneo, quali la canna comune (Arundo donax L.) ed il miscanto (Miscanthus × giganteus Greef et Deuter). Durante la stagione 2009, le due colture, entrambe al settimo anno d’impianto, sono state paragonate: (i) in termini di produttività, attraverso lo studio delle dinamiche di accrescimento per comprendere le eventuali limitazioni di carattere ambientale e/o di tecnica colturale che influiscono sullo sviluppo della coltura; (ii) in merito alle necessità nutritive, per meglio comprendere le esigenze durante la stagione di crescita e la loro capacità di ottimizzare l’uso dei nutrienti; (iii) andando ad investigare le eventuali variazioni della qualità della biomassa in diversi momenti dell’anno, in funzione di un impiego della biomassa prodotta per la produzione di biocarburanti di seconda generazione.
L’attività sperimentale, svolta presso il Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro-Ambientali “E. Avanzi” (Italia centrale), ha confermato le elevate capacità produttive di entrambe le specie, con valori massimi di resa in sostanza secca pari a circa 40 t ha-1 anno-1 per il miscanto e 30 t ha-1 anno-1 per la canna comune, raggiunti nella seconda metà di ottobre. Lo studio dell’analisi di crescita ha messo in evidenza le diverse strategie di sviluppo delle due colture, in cui la resa più elevata del miscanto è prevalentemente dovuta ad un maggior numero di culmi per unità di superficie, caratterizzati però da minori dimensioni, sia in termini di diametro basale che in termini di superficie fogliare. Lo studio della dinamica dei nutrienti ha fatto registrare valori massimi di asportazioni, riferiti alla parte aerea delle piante, pari a circa 130 kg ha-1 di azoto, a 40 kg ha-1 di fosforo e a 350 kg ha-1 di potassio, con fenomeni di traslocazione dei nutrienti verso l’apparato rizomatoso che si verificano a partire dalla prima metà di agosto per entrambe le colture. Infine, l’analisi della qualità della biomassa ha messo in evidenza come, da luglio ad ottobre il contenuto in cellulosa, emicellulosa e lignina si sia mantenuto pressoché stabile con valori per entrambe le colture mediamente pari a 38%, 25%, e 8%.
In conclusione, in un ambiente caratterizzato sia da buone disponibilità idriche che da terreni mediamente fertili, il miscanto e la canna comune mostrano una buona attitudine al loro inserimento in sistemi colturali per la produzione di energia. Infatti nonostante esse siano caratterizzate da strategie di accumulo della biomassa diverse, entrambe rivelano similitudini in termini di esigenze nutrizionali e attitudine alla produzione di biocarburanti di seconda generazione. Ulteriori studi sono comunque necessari per valutare le performance produttive ed ecologiche in aree marginali, in particolare in quelle in cui la disponibilità idrica può rappresentare un fattore limitante.

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1 INTRODUZIONE “The first farmer was the first man, and all historic nobility rests on possession and use of the land” Ralph Waldo Emerson (Society and Solitude, 1870) 1.1 Le biomasse vegetali ad uso energetico Il termine biomassa, nella sua accezione biologica, deve essere inteso come qualsiasi matrice di origine organica vegetale o animale; ad oggi il suo significato è stato esteso a numerosi ambiti della nostra quotidianità. Nel settore energetico infatti, la biomassa vegetale è qualsiasi sostanza organica da cui è possibile ricavare energia, in quanto liberata dai legami chimici precedentemente costituiti tramite fotosintesi (Morini et al., 2009). Per quanto concerne gli aspetti normativi, il termine biomassa viene riferito, nella Direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’energia elettrica prodotta da fonti di energia rinnovabili 1 , alla frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani. Questa impostazione consente, ai fini dell’attività agricola, di identificare la biomassa come qualunque materiale prodotto da coltivazioni vegetali specificatamente ad uso energetico, dai sottoprodotti originati dal trattamento esclusivamente meccanico di coltivazioni agricole non dedicate, generalmente ad uso alimentare, come paglie, 1 Nella stessa si identifica con “energia da fonti rinnovabili”, energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas (EURLEX)

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Parole chiave

analisi di crescita
arundo donax
biocarburanti di seconda generazione
bioetanolo
canna comune
contenuto in nutrienti
miscanto
produttività

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