cristos xiloyannis la gestione sostenibile degli oliveti ed il ... · lo schema evidenzia che dopo...
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La gestione sostenibile degli oliveti ed il
sequestro del carbonio atmosferico nel suolo
Cristos Xiloyannis
Università degli Studi della Basilicata /DiCEM
Annual global carbon emissions during the past 50 years (billions metric tons per year)
Source: National Geographic. Oct 2007 - IPCC
8
7
6
5
4
3
2
1
1957 today
380 ppm
360
340
320
280
Atm
osphere CO
2
Rielaborato da WBGU Special Report: The Accounting of Biological Sinks and Sources Under the Kyoto Protocol
Gestione convenzionale
Gestione sostenibile
Inizio della coltivazione
Anni dall’inizio della coltivazione
3,8
2.6
3.2
4,5
% Sostanza Organica
1.90 20 40 60 80
Frazione della SO duratura
Frazione della SO labile
Inversione della tendenza
La gestione del frutteto può agire sul livello di carbonio nel suolo ed indirettamente su quello della CO2 atmosferica. Lo schema evidenzia che dopo l’introduzione di tecniche conservative (es. non lavorazione, apporti organici esterni,
inerbimento, trinciatura materiale potatura) la tendenza del “consumo di carbonio” nel suolo si inverte favorendo il ritornodel carbonio (CO2) dall’atmosfera verso il suolo.
SOSTEN. AZIENDALE
lavorato
Compost (15 t ha-1)Azoto se necessario
trinciatibruciati
minerali, dosi calcolate empiricamente
Albicocco, actinidia, Pesco, percoco e olivo
Gestione del suolo
Residui potatura
Nutrizione minerale
Treatment plan
Main channel
Experimental olive orchard (0,66 ha)
Ferrandina (MT) - Basilicata
domestic watewater+rainwater run-off
Produzione (media 2001 -2008)
Sostenibile Convenzionale*
Sostenibile Convenzionale
Kg pianta-1 t ha-1
media 62.4 27.0 9.7 4.2
156 piante per ettaro* 2002, 2004, 2006 annate di scarica
….. Carbon balance
Carbon Input
Carbon output(respiration roots e microbics)
Net Carbonallocated in soil
Critical point to measuresuolo
CO2 = DM × 0,45 × 3,67(Norby et al., 2004)
L’aumento di 1% di carbonio nel suolo
corrisponde a 260 t/ha di CO 2 stabilmente stoccata(50 cm prof., 1.4 t/m3 densità app.)
Umidità % 24,8pH 7,98
Azoto (totale) % 1,52Carbonio organ. % 33,8Sostanza organ % 58,27
Humus % 10,4
P2O5 % 0,68K2O % 1,4
compost (%P.S)
C/N 22,2
60 t/ha CO2
4,11
15,07
t/ha CO2t/ha C
Dopo 4 anni
Confronto tra prezzi delle unità fertilizzanti apportate con la distribuzione di compost (15 t ha-1) e concimi minerali
N P K Mg** Fe** TotaleCosto medio
UnitàFertilizzanti*
228.0 33.8 130.8 10.0 1.0 403.6
COMPOST € 104,62 € 15,60 €60,41 € 0,50 € 0,05 €181,20 € 0,45
CONCIMIMINERALI
€273,60 €28,09 € 156,96 € 88,60 € 12,30 €559,51 € 1,38
• Unità calcolate considerando un prezzo medio del compost sfuso di12,5 €/t
(escluso trasporto).
** Quantità mediamente assorbite durante un’annata colturale.
Caratteristiche chimiche e composizione minerale del compost
pellettato utilizzato nell’anno 2014 resa dal produttore in
conformità al D. Lgs n.75 del 2010
Apporti
(15 t ha-1 FW)
N 270.60
P 80.53
K 214.36
Ca 1406.72
Mg 59.35
S 17.60
B 0.70
Cb 0.04
Cu 1.41
Fe 65.37
Mn 3.03
-
Zn 3.06
kg ha-1
Contenuto elementi
minerali per t di
compost (kg)
Emissioni di CO2
(kg CO2 eq)
Ntot 18 164,16
P2O5 6,8 10,88
K20 14 9,29
Ven
eto
Lom
bard
iaT
rent
ino
Pie
mon
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guria
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Cal
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Lazi
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Bas
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arde
gna
Mol
ise
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
Raccolta differenziata (RD) anno 2004 (fonte ONR - APAT)
L’aumento della RD riduce lo smaltimento in discarica….
RECUPERARE LA MATRICE ORGANICA!
1 2 3 40.0
0.5
1.0
1.5
2.0
30-60 cm10-30 cm0-5 cm
Car
boni
o O
rgan
ico
(%)
5-10 cm
Equivalent of about….
The increase of carbon in the soil of olive trees: 2000-2006 (sustainable management without compost).
61 t ha -1 of CO 2In the top 30 cm of soil
2006
2000
mean (2001-2008) Annual Net Primary Productivity (C O2eq, t ha -1 year -1)
1 calculated according to Almagro et al. (2010).2 estimated according to Sofo et al. (2005).3 estimated as the 50% of the annual biomass production of olive trees (Cannell, 1985).
4 estimated as 20% of the above-ground part (Celano et al., 2003).
Net Primary Productivity (NPP)
Sustainable System
Conventional System
CO2eq (t ha-1 year-1)Above Ground NPP 28.38 11.03
Yield 9.06 3.99Olive permanent structures1 0.60 0.60
Pruning material 6.11 4.84Senescent leaves2 1.60 1.60
Spontaneous vegetation epigean biomass
11.01 -
Below Ground NPP 10.43 5.51Olive root biomass3 7.68 5.51
Spontaneous vegetation root biomass4
2.75 -
Total NPP -38.81 -16.55
CO2eq emissions and stock variations in the 2 systems
1elaborated from data reported by Almagro et al. (20 09) and Testi et al. (2008)
Sustainable System
Conventional System
CO2eq (t ha-1 year-1)Total emissions +25.42 +27.37Anthropogenic +2.42 +1.53Fertilizers, pesticides
Farm operations and transport
Pruning residues burning - +4.84Soil respiration 1 + 23.00 + 21.00
Difference -13.39 +10.82
Total NPP - 38.81 - 16.55
Kg of CO 2 per L of Extra Vergin Oil
Sosten. Conven.
CO2 in azienda -8.62 +17.59
CO2 frantoio +0.13 +0.13
Confenz +1.81 +1.81
Bilancio -6.68 +19.53
CO2 CO2 CO2 CO2
CO2 CO2 CO2
CO2 CO2
CO
2
Conventional
???? Euro per t CO 2
….economic advantage?Sustainable
RUOLO MICRORGANISMI…
Flora intestinale
- Mineralizzazione SO
- Assorbimento idrico-minerale
- riduzione incidenza malattie
- Struttura suolo
- Degradazione inquinanti
Funzioni nel suolo:
Funghi Batteri
(CFU/g suolo secco) (CFU/g suolo secco)
Sostenibile 214.000 35.600.000
Convenzionale 29.000 10.000.000
FILLOSFERA…. Aumento delle difese naturali
La gestione sostenibile incrementa la biodiversità della fillosfera e carposfera:
da Pascazio et al., 2015
Pascazio et al., in stampa
In un oliveto a gestione sostenibile la microflora presente sui frutti è più complessa e variegata.
Maggiore BIODIVERSITA’ nella gestione sostenibile rispetto all’oliveto gestito in modo convenzionale.
10 generi e 31 specie di batteri individuati nei frutti dell’oliveto sostenibile rispetto a 1 genere e 2 specie individuati nel convenzionale.
apr giu ago ott dic feb0
40
80
120
160
200
ET0
precipitazioni
deficit = 855 mm
ET
o -
Pre
cipi
tazi
oni (
mm
)
mesi dell'anno
INCREASE THE SOIL HOLDING WATER CAPACITY DURING RAIFALL SEASON
Inerbito
a
a
a
a
a
0 2 4 6 8 10 12
40-50
30-40
20-30
10-20
0-10
prof
ondi
tà (c
m)
Macroporosità (%)
Regolari
Irregolari
Allungati
Lavorato
a
b
b
b
ab
0 2 4 6 8 10 12
40-50
30-40
20-30
10-20
0-10
prof
ondi
tà (c
m)
Macroporosità (%)
RegolariIrregolariAllungati
0-10 cm
10-20 cm
0-10 cm
10-20 cm
sustainable
Macroporosity %
Dep
th c
mD
epth
cm
Dep
th c
m
SOIL MACROPOROSITY IN THE TWO SYSTEMS
Conventional
Tesi Ksat (Guelph)(mm d-1)
Classe di Conducibilità satura (Rossi Pisa
1997)
Inerbito (tubo) 160 media
Lavorato (tubo) 13 molto bassa
Contenuto idrico del suolo (fino a 2 m profondità) in
due sistemi di gestione (media 2 anni)
SOSTENIBILE
4250 m3/ha
CONVENZIONALE
2934 m3/ha
Il “capitale naturale” suolo deteriorato non esplica la sua
funzione di REGOLAZIONE …(trattenere l’acqua e le particelle
di terreno)
Mancata stabilità degli aggregati….
…costi enormi per rispristino infrastrutture
Mancata ricarica della falda = incremento SUBSIDENZA (abbassamento suolo)
Studio della subsidenza dovuto al prelievo idrico d al sottosuolo
Requirements SuppliesWaste water (22 m3 plant-1 year-1)
- 402.6
permanent structures - -yield 477.4 -pruning material 203.2 101.6*?senescent leaves 88.8 44.4*?Total 769.4 548.6difference 220.8 N-supply by fertigation(efficiency coefficient=1.1)
242.0
*N recycling 50%
nutrient balance – N (g plant-1) (mean 2001-2008),Yield 9.7t/ha
young trees mature trees
(kg ha-1) (g ha-1) (kg ha-1) (g ha-1)
N P2O5 K2O Fe N P2O5 K2O Fe
permanent structures
111 17 90 1071 - - - -
pruning material+leaves
19 2 20 183 28 4 34 353
yield 56 11 53 89 64 12 60 103
TOTAL 186 31 163 1343 93 16 94 456
Nutritional needs comparison between young (VI year – 555 plants ha-1, yield 8t/ha) and mature trees (156 plants ha-1,yield
9.7t/ha)TRANSITION PHASE
Contenuto in elementi minerali della biomassa erbacea prodotta
nell’oliveto irrigato (5,7 t ha-1 peso secco – media 2000 - 2005)
N P K Mg Ca Fe Zn Cu
Kg ha-1 g ha-1
84,2 8,5 144,2 7,4 55,1 853,1 260,3 277,4
mineral element needs by cover crops (mean 2000-2008)
60% of cover crops annual needs in mineral elements overlaps with the beginning of vegetative growth of olive trees and fruit set
0102030405060708090
100
N P K Ca Mg Fe Zn Cu
mineral elements
Kg
ha-1
yea
r-1
juneoctober