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Densità di semina e produzione di biomassa

La produzione di biocarburanti è aumentata rapidamente negli Stati Uniti, ciò in parte dovuto alla conversione di praterie e all'aumento della superficie coltivata a mais. Mentre il mais è in grado di fornire elevata biomassa, fornisce pochi altri servizi ecosistemici, oltre ad avere conseguenze ambientali dannose come le emissioni di gas serra, un aumento dell'utilizzo di fertilizzanti, e la riduzione degli habitat. In alternativa alle colture annuali come il mais e la soia, le colture bioenergetiche perenni hanno il potenziale di fornire una produzione abbinata alla fornitura di servizi ecosistemici.
 
Lo stato attuale. Diversi studi sperimentali nelle praterie mostrano che gli impianti ad alta diversità producono più biomassa rispetto alle monocolture. Questo ha portato alcuni ricercatori a proporre impianti bioenergetici con elevata diversità di specie; questi dovrebbero aumentare la produzione di biocarburante, utilizzando input di fertilizzanti ed erbicidi più bassi. Tuttavia, queste ricerche non hanno incluso le questioni pratiche che gli agricoltori dovranno affrontare nel piantare e mantenere le colture per la produzione di bioenergia.
Gli studi che sono stati esaminati prima di effettuare questa ricerca utilizzano principalmente il diserbo manuale per l'eliminazione delle infestanti, creando un contesto molto lontano dalla realtà agricola, che effettua il controllo con prodotti chimici o lavorazioni meccaniche.
Inoltre, gli impianti esistenti utilizzano specie altamente produttive, al contrario delle ricerche sperimentali classiche, che hanno incluso anche specie a basso rendimento.
Una meta-analisi di 83 esperimenti sulla biodiversità ha scoperto che le colture in mix più diverse non superano in modo significativo la monocultura più produttiva nel 88% dei casi.
 
Dalla teoria alla pratica. Vi è una necessità critica di determinare se i risultati degli studi sulla biodiversità, possono essere tradotti in conoscenze realmente applicabili.
Per farlo sono stati utilizzati i dati di campi utilizzati per impianti di conservazione. L'esperimento di coltura bioenergetica valuta il potenziale dei sistemi con maggiore ricchezza di specie nella produzione di biomassa rispetto alle monocolture, in un contesto realistico di gestione agricola.
La monocoltura utilizzata è stata il Panicum virgatum, un'erbacea C4 nativa con un alto potenziale come coltura bioenergetica, derivato dalla sua elevata produttività. I campi con maggiore ricchezza di specie sono stati piantati con miscele di erbe alte e graminacee native. Le modalità di gestione dei campi in monocoltura sono state identiche a quelle utilizzate nei veri impianti di produzione, ovvero lavorazioni classiche e impiego di prodotti chimici per il controllo delle specie indesiderate e delle avversità patologiche. Questo non è avvenuto negli appezzamenti ad alta diversità, dove non sono stati effettuati interventi per limitare lo sviluppo delle malerbe.

I risultati. Nel complesso, è stato trovato che gli impianti con ricchezza specifica più elevata non producono più biomassa rispetto alle monocolture di panico. La mancanza di una relazione positiva tra diversità e produzione può essere dovuta a diversi fattori. Le erbe infestanti non sono state rimosse e queste specie sono quindi entrate in competizione con le piante coltivate. Inoltre, è stato riscontrato che la bassa densità di semina nelle coltivazioni in mix ha limitato la produzione di biomassa. Questa produzione, in futuri impianti ad elevata ricchezza di specie può essere aumentata utilizzando una alta densità di semina, e gli sforzi futuri per tradurre i risultati degli esperimenti dovrebbero prendere in considerazione il ruolo determinante di questo fattore. Oltre a avere il potenziale per incrementare la resa degli impianti, l'alta densità di semina potrebbe anche aumentare la pressione delle colture sulle specie indesiderate, limitandone fortemente lo sviluppo.
 
 

Necessario un compromesso tra mantenimento della biodiversità e necessità di alte rese nel settore dei biocarburanti

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