Introduzione

Il Protocollo di Kyoto, impegna i Paesi industrializzati a ridurre le emissioni che provocano l’effetto serra, anche attraverso l’immagazzinamento di carbonio atmosferico. I suoli del pianeta contengono 1500 Gt di C (Batjes 1996), tre volte il contenuto di C dell’atmosfera terrestre e costituiscono un sink potenzialmente importante per lo stoccaggio del carbonio atmosferico.

Un metodo innovativo per aumentare la stabilità del carbonio nel suolo prende spunto da antichi terreni dell'Amazzonia brasiliana dove sono stati scoperti numerosi siti con caratteristiche assolutamente diverse dai terreni adiacenti. Sono caratterizzati da un alto contenuto in materiale carbonioso (black carbon, oltre 70 volte più dei suoli circostanti, prodotto dalla combustione incompleta di parti vegetali (probabilmente resti di fuochi per cucinare il cibo) e introdotto volontariamente nel terreno dalle popolazioni locali in migliaia di anni. La tecnica taglia e carbonifica (slash and char) consente di prevenire il rilascio di grosse quantità di CO₂ in atmosfera e può diventare un mezzo economico e rispettoso dell'ambiente per migliorare le rese agricole e contenere le emissioni di CO₂ in atmosfera.

Per massimizzare le dimensioni di questo sink è necessario utilizzare processi controllati che consentano di trasformare le biomasse in biochar con un alto rendimento attraverso la flash pirolisi (Antal et al., 2003): la decomposizione termochimica dei materiali organici è ottenuta mediante l’applicazione di calore in assenza di ossigeno. La temperatura di pirolisi e il tipo di materiale di partenza determinano la formazione di biochar con caratteristiche diverse, differente concentrazione di nutrienti, differente capacità di scambio cationico e pH.

Il biochar ,infatti, può essere ottenuto a partire da numerosi tipi di residui: stocchi di mais, paglia, gusci di noce, pula di riso, scarti di potatura e lavorazione del legno, ma anche da biomasse appositamente coltivate per essere carbonificate (Gaskin et al.2007).

Con opportune condizioni di pirolisi dalla biomassa si ottiene oltre al biochar, il syngas (combustibile) che può essere utilizzato come fonte di energia per avviare una nuova pirolisi o come combustibile per scopi diversi.

La carbonificazione di biomasse e l'interramento nei suoi agricoli del biochar così ottenuto potrebbe rappresentare una opzione per gestire i residui colturali. I vantaggi sono molteplici: conferisce struttura al terreno anche in terreni argillosi e ne migliora le proprietà meccaniche, diminuisce la lisciviazione degli elementi nutritivi, in particolar modo azoto (Lehmann et al., 2003) e aumenta le rese agricole in numerose colture (Rondon et al., 2007).

I risultati principali della ricerca svoltasi in Italia

La ricerca in Italia, condotta dall’ITABI (coordinatore del progetto Dr.Franco Miglietta-CNR-Ibimet di Firenze) si è orientata sulla valutazione dell’effetto del biochar sulla produzione del grano duro in un esperimento in Toscana. L’aggiunta di biochar al terreno è stata di 10 t/ha in pre-semina con un effetto di stimolazione della produzione di circa il 15%. Le rese in biomassa, infatti, sono passate da 81 q/ha (sostanza secca) a 95 q/ha con l’aggiunta di biochar, confermando l’effetto “fertilizzante” del biochar. Un aumento del 15% della produzione, in considerazione dell’aumento del prezzo del grano, potrebbe rappresentare un ulteriore sostegno al settore cerealicolo.

Bibliografia

Antal M. J., Mochidzuki K., Paredes L. S., 2003: Flash Carbonization of Biomass. Industrial & engineering chemistry research,  42, 3690-3699.

Batjes N.H., 1996. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. European Journal of Soil Science, 47: 151-163.

Gaskin J.W., Speir A., Morris L.M., Ogden L., Harris K., Lee D., Das K.C., 2007: Potential for pyrolysis char to affect soil moisture and nutrient status of a loamy sand soil, proceedings of the 2007. Georgia Water Resources Conference, held March 27–29, 2007, at the University of Georgia

Lehmann J., da Silva J. P., Steiner C., Nehls T., Zech W., Glaser B., 2003. Nutrient availabilityand leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Central Amazonbasin_fertilizer, manure and charcoal amendments, Plant and Soil 249: 343–357.

Rondon M. A., Lehmann J., Ramírez J., Hurtado M. 2007: Biological nitrogen fixation bycommon beans (Phaseolus vulgaris L.) increases with bio-char additions , Biol Fertil Soils. 43:699–708.