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BIOSTIMOLANTI VEGETALI E MITIGAZIONE DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA NELLA PRODUZIONE VEGETALE

A cura di: Andrea Colantoni* & Sara Rajabi Hamedani
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali, Università della Tuscia, Italia
*email: colantoni@unitus.it

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I biostimolanti hanno un potenziale eccezionale per lo sviluppo sostenibile del settore agricolo, grazie alla loro capacità di gestire la produttività e di aumentare l'efficienza nell'uso dei nutrienti nelle produzioni vegetali. I benefici ambientali derivanti dall'applicazione di prodotti biostimolanti possono rappresentare un vantaggio complementare per l'espansione delle politiche di sviluppo dei biostimolanti e aumentarne l'approvazione da parte delle industrie agrochimiche e degli agricoltori.

Tra i vari indici ambientali, l'impronta di carbonio è un indicatore controverso non solo per le aziende che si occupano della catena di produzione, ma anche per i responsabili politici. Il termine "impronta di carbonio del prodotto" indica le emissioni di gas serra di un prodotto nel suo ciclo di vita, dall'estrazione delle materie prime alla fase di produzione, alla distribuzione, all'uso da parte dei consumatori e allo smaltimento/riciclaggio. Comprende i gas a effetto serra anidride carbonica (CO2), metano (CH4) e protossido di azoto (N2O), insieme a famiglie di gas tra cui gli idrofluorocarburi (HFC) e i perfluorocarburi (PFC).

Nel capitolo 11 del libro "Biostimolanti per un'agricoltura sostenibile" Colantoni e Rajabihamedani (2019) riportano le prestazioni ambientali di biostimolanti microbici e non microbici sui sistemi produttivi di anguria e mais in condizioni ottimali e di stress. Viene valutato l'impatto ambientale complessivo della filiera di produzione delle colture, seguendo una prospettiva cradle to gate (fasi di coltivazione delle piante fino al raccolto), e considerando sia le emissioni dirette delle diverse fasi del processo sia le emissioni indirette associate alla produzione di materie prime come input. Vengono confrontate diverse modalità di gestione delle filiere produttive per 1 tonnellata di anguria e di mais, al fine di individuare la modalità più sostenibile dal punto di vista ambientale.

Nello studio citato, la prova in campo sull'anguria (Kalinova et al., 2014) prevede il confronto di quattro trattamenti sperimentali: (T1) irrigazione standard senza inoculo di funghi micorrizici arbuscoli; (M1) irrigazione standard e inoculo di funghi micorrizici arbuscoli; (T2) irrigazione ridotta senza inoculo di funghi micorrizici arbuscoli; (M2) irrigazione ridotta e inoculo di funghi micorrizici arbuscoli. I funghi micorrizici arbuscoli Glomus clarum sono stati precedentemente moltiplicati su mais coltivato in serra per 8 settimane su un substrato composto da perlite e vermiculite. Le radici di mais colonizzate da Glomus clarum sono state applicate come inoculo delle piantine di anguria. I volumi di irrigazione stagionale sono 7010m3 ha-1 per i trattamenti irrigui standard (T1 e M1) e 5670m3 ha-1 per i trattamenti soggetti a stress idrico (T2 eM2).

La prova in campo sul mais (Kaya et al., 2003) prevede diverse combinazioni di fertilizzanti al suolo e applicazioni fogliari di biostimolanti e fertilizzanti contenenti micronutrienti. Il trattamentoC1 applica una quantità di macronutrienti per ettaro pari a 300 kg di N, 150 kg di P e 150 kg di K; il trattamentoB2 applica una quantità di macronutrienti per ettaro pari a 200 kg di N, 150 kg di P e 150 kg di K e un'applicazione fogliare di biostimolante a base di oli vegetali ed estratti di alghe alla dose di 5 L ha-1 miscelato con un fertilizzante contenente 300 g di Mn, 200 g di Zn e 84 g di Cu per litro di prodotto e il trattamentoC2 applica una quantità di macronutrienti per ettaro pari a 200 kg di N, 150 kg di P e 150 kg di K. In tutti e tre i trattamenti, il trattamento fogliare di biostimolante e fertilizzante a base di micronutrienti viene effettuato allo stadio vegetativo di 4-6 foglie.

I risultati mostrano che la micorrizazione aumenta la resa dell'anguria con l'irrigazione standard (M1=176,4 t/ha), seguita dalle piante non micorrizate con l'irrigazione standard (T1=139,8 t/ha), dalle piante micorrizate con l'irrigazione ridotta (M2=130,6 t/ha) e infine dalle piante non micorrizate con l'irrigazione ridotta (T2=88,0 t/ha). L'efficienza d'uso dell'acqua (metri cubi di acqua di irrigazione per la produzione di 1 tonnellata di frutti di anguria) è più alta nelle piante micorrizate con irrigazione standard e ridotta (M1 = 39,8m3 per 1 tonnellata di frutti;M2 = 43,4m3 per 1 tonnellata di frutti), mentre nelle piante non micorrizate con irrigazione standard (T1) e ridotta (T2) sono necessari rispettivamente 50,1 e 64,4m3 per 1 tonnellata di frutti. Inoltre, la micorrizazione riduce le emissioni totali di anidride carbonica equivalente per tonnellata di anguria commercializzabile raccolta, in corrispondenza di entrambi i regimi di irrigazione. La Figura 1 indica che l'effetto della micorrizazione sul risparmio diCO2 relativo al testimone (T1, T2) è più considerevole nelle piante soggette a stress idrico (27%) rispetto a quelle coltivate in condizioni di disponibilità idrica ottimale (19%). I valori assoluti più bassi di emissioni diCO2 equivalente si ottengono nel trattamento che prevede la micorrizazione delle piante irrigate con irrigazione standard (M1). La micorrizazione riduce le emissioni di tutti gli input utilizzati grazie all'effetto di aumentare la produzione di anguria commerciabile a parità di consumo di input. Al contrario, lo stress idrico aumenta le emissioni di anidride carbonica equivalente per tonnellata di anguria commercializzabile a causa di una riduzione della produzione rispetto ai trattamenti di irrigazione standard.

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Figura 1: Risultati comparativi dell'impronta di carbonio nella produzione di angurie

I risultati mostrano che il trattamento con biostimolanti e micronutrienti aumenta la resa del mais (B2 =10,3 t/ha), mentre le piante fertilizzate con la stessa quantità di NPK del trattamentoB2 forniscono una resa in granella di 8,98 t/ha (C2). Le piante concimate con il tasso di azoto più alto (300 kg/ha) senza l'applicazione di biostimolanti e micronutrienti danno una resa intermedia (C1=9,87 t/ha). L'efficienza d'uso dell'azoto è maggiore nelle piante trattate con biostimolanti e micronutrienti (B2=19,4 kg di N per produrre 1 tonnellata di granella di mais) rispetto alle piante trattate con fertilizzanti minerali senza biostimolanti e micronutrienti (C1=30,4 kg di N per produrre 1 tonnellata di granella;C2=22,3 kg di N per produrre 1 tonnellata di granella). I risultati del calcolo dei gas serra nella produzione di mais con i trattamenti definiti rivelano che l'apporto fogliare di biostimolanti e microelementi (B2) riduce le emissioni totali di anidride carbonica equivalente per tonnellata di granella raccolta rispetto al trattamento che fornisce lo stesso apporto di fertilizzanti, ma senza applicazione fogliare di biostimolanti e microelementi (C2). La Figura 2 mostra che l'aumento dell'apporto di fertilizzanti azotati (C1) aumenta le emissioni totali di anidride carbonica equivalente per tonnellata di mais raccolto del 33% rispetto al trattamento che prevede un minore apporto di azoto insieme a fertilizzanti a base di biostimolanti e microelementi (B2); questo aumento è del 15% rispetto al trattamento con una riduzione della quantità di azoto e senza applicazione di fertilizzanti a base di biostimolanti e microelementi (C2).

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Figura 2: Risultati comparativi dell'impronta di carbonio nella produzione di mais

I risultati confermano che l'applicazione di biostimolanti microbici e non microbici può comportare una sostanziale riduzione delle emissioni di gas serra. Pertanto, dare priorità all'applicazione dei biostimolanti nella gestione dell'azienda agricola consente agli agricoltori di mitigare le corrispondenti emissioni di gas serra. Questo risultato, indicato dall'etichetta dell'impronta di carbonio, è certamente un elemento distintivo per indicare il miglioramento della qualità di un prodotto. Infatti, per quanto riguarda le attuali strategie di marketing incentrate sulla tutela dell'ambiente che influenzano i consumi di prodotti considerando l'impatto ambientale associato ai prodotti, la mitigazione dell'impronta di carbonio corrispondente a un prodotto crea una notevole opportunità commerciale.

Riferimenti:
Colantoni A., Rajabihamedani S., 2019. Biostimolanti e sostenibilità ambientale delle colture. In: Colla G. & Rouphael Y., editori. Biostimolanti per un'agricoltura sostenibile. 1a ed., Verona: L'informatore agrario; p. 143-153.

Kalinova St., Kostadinova S., Hristoskov A., 2014. Efficienza d'uso dell'azoto e risposta della resa del mais al tasso di azoto e alla concimazione fogliare. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 20 (1): 178-181.

Kaya C., Higgs D., Kirnak H., Tas I., 2003. La colonizzazione micorrizica migliora la resa dei frutti e l'efficienza dell'uso dell'acqua nel cocomero (Citrullus lanatus Thunb.) coltivato in condizioni di irrigazione e stress idrico Plant and Soil 253: 287-292.