Prove di coltivazione in vaso con utilizzo di biochar da sansa di oliva

Prove di coltivazione in vaso con utilizzo di biochar da sansa di oliva e da residui di potatura
dell’ulivo (SANCHAR)
Nel mese di aprile 2014 è iniziata una prova di coltivazione in vaso di arbusti ornamentali che
prevedeva l’utilizzo di substrati a ridotto contenuto di torba, con la parziale o totale sostituzione
della torba con scarti della filiera olivicola (biochar da sanse e da residui di potatura dell’ulivo).
Sono state coltivate due specie a differente sensibilità alla salinità del substrato di coltivazione
(Photinia x fraseri ‘Red Robin’ - specie sensibile – e Olea europaea ‘Frantoio’ – specie resistente).
Sono state preparate differenti miscele di componenti del substrato (biochar da sansa, biochar da
residui di potatura, torba bionda, compost da scarti di manutenzione del verde, pomice), secondo lo
schema riportato in tabella 1. A tutte le miscele è stata aggiunta una dose di 3 kg/m3 di concime a
cessione controllata (Ficote 5-6 mesi, titolo 15-8-12), mentre la torba è stata corretta con l’aggiunta
di 4 kg/m3 di carbonato di calcio.
Tabella 1 – Componenti dei substrati saggiati nelle prove di coltivazione
Biochar da Biochar da
Compost
Trattamento
Torba
sanse
potature
verde
P1 (controllo) 0
0
50
0
P2 (controllo) 0
0
0
50
P3
0
10
20
20
P4
0
10
40
0
P5
0
20
30
0
P6
0
10
0
40
P7
0
20
0
30
S1 (controllo) 0
0
50
0
S2 (controllo) 0
0
0
50
S3
10
0
20
20
S4
10
0
40
0
S5
20
0
30
0
S6
10
0
0
40
S7
20
0
0
30
Pomice
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
Dopo la preparazione delle miscele si è proceduto con l’invasatura il 29 e 30 aprile 2014. Le fotinie
sono state invasate in contenitori di diametro 15 cm e volume di 1,5 litri, mentre gli ulivi sono stati
invasati in contenitori quadri 14x14x16 cm e volume di 2,2 litri. Dopo l’invasatura le piante sono
state trasferite in un tunnel coperto con rete antigrandine e dotato di impianto di irrigazione per
aspersione. Lo schema sperimentale adottato è un blocco randomizzato con parcella elementare di 5
piante e 4 replicazioni per tesi. Nel primo mese di coltivazione è stata programmata un’irrigazione
giornaliera di 5 minuti, aumentata a 8 minuti dal 6 giugno fino alla metà di ottobre.
I rilievi di sviluppo delle piante sono stati effettuati il 6 ottobre, ed i risultati dell’analisi statistica
sono riportati in tabella 2.
Tabella 2 – Risultati della prova di coltivazione delle due specie saggiate nel 2014.
Photinia x fraseri
Olea europaea
Fattori
Altezza pianta Ramificazione Incremento % Ramificazione
(cm)
(n.)
altezza pianta
(n.)
Effetto della miscela
1
92,3 a
4,2
61,5
5,6 ab
2
77,1 b
4,4
60,9
5,3 ab
3
75,5 b
3,8
61,8
5,2 ab
4
90,4 a
4,0
57,9
6,3 a
5
88,1 a
3,8
66,6
4,6 b
6
75,8 b
4,2
69,6
6,0 a
7
82,0 ab
3,8
61,9
5,9 a
Significatività
**
n.s.
n.s.
*
Effetto del biochar
Residui potatura
83,8
4,0
61,5
5,6
Sanse
82,2
4,1
64,3
5,6
Significatività
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
Interazione miscela x
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
biochar
Dai risultati emerge che la differente tipologia di biochar non ha avuto effetti significativi sulla
crescita delle piante nelle due specie saggiate mentre la differente composizione del substrato ha
influenzato la crescita delle specie. In fotinia la presenza di compost ha ridotto la crescita in altezza
delle piante, con l’eccezione della tesi 7, in cui la presenza di 20% di biochar ha limitato gli effetti
negativi del compost. Per questa specie, sensibile alla salinità del substrato, la torba risulta
fondamentale per avere una crescita equilibrata; è comunque possibile effettuarne una parziale
sostituzione con biochar senza deprimere la crescita delle piante. In ulivo non sono state osservate
influenze delle miscele sullo sviluppo in altezza, espresso in questo caso in percentuale di sviluppo
durante la stagione vegetativa in quanto si è registrata una disformità in altezza delle piante ad
inizio prova. Le differenti miscele hanno invece influenzato la ramificazione degli ulivi: in
particolare la tesi 5 (20% di biochar, 30% di torba e 50% di pomice) è risultata quella con la più
scarsa ramificazione delle piante. Nessuna tesi è comunque risultata significativamente differente
dalla tesi controllo per questo parametro.
Valutazione della filiera produttiva
Gli obiettivo posti sono stati:
• Valutazione degli input e output energetici ed economici della filiera di produzione di olio di
oliva in ambiente lariano riferito a frantoio e due agricoltori.
• Valutazione ambientale della valorizzazione degli scarti di produzione dell’olio (sanse non
esauste e legno di potatura) in riferimento alla filiera produttiva tradizionale. La
valorizzazione proposta è la trasformazione in energia elettrica e termica delle biomasse di
scarto tramite gassificazione nonché l’utilizzo agronomico del biochar cioè il residuo di
gassificazione ottenuto nel ciclo produttivo olivicolo.
I partecipanti al Progetto Sanchar sono piccoli produttori agricoli, di cui uno dedito alla
valorizzazione energetica delle biomasse e due piccoli olivicoltori, di cui uno gestisce un frantoio.
Lo studio è rivolto a piccoli olivicoltori e frantoi lombardi
Il prodotto di riferimento è l’olio extravergine di qualità.
Sebbene l’obiettivo non sia un vero e proprio studio sul ciclo di vita del prodotto olio di oliva e
produzione energetica, si è scelta un impostazione similare che consente eventuali approfondimenti
del tipo LCA.
Implementazione dello studio
La valutazione del ciclo di vita del prodotto richiede l’analisi del processo dalla culla alla tomba.
Tuttavia poiché si vuole analizzare un miglioramento produttivo, il presente studio prende in
considerazione solamente la fase di potatura e di lavorazione delle olive che sono le fasi coinvolte
nell’alternativa di processo proposta.
Sistema valutato
Il sistema è suddiviso in due sottosistemi: la coltivazione e la molitura.
1)
La coltivazione
La coltivazione si compone di varie fasi:
l’impianto che prevede lo scasso del terreno: poiché però le giaciture dei suoli nelle aziende sono
critiche, questo è mantenuta al minimo con solo scavo di buche dopo l’impianto si provvede alla
messa a dimora generalmente prima dell’inverno e vengono effettuate lavorazioni di contenimento
delle malerbe per i primi 3-4 anni dopodiché si mantiene il cotico erboso tagliato con
decespugliatore circa 3 volte l’anno.
L’entrata in produzione avviene al 4 anno per la cv Frantoio che vale circa il 60% delle piante e per
la cv Pendolino che vale il 10%, mentre il Leccino (30%) è mediamente precoce ed entra in
produzione già al terzo anno.
Valutando una durata economica cinquantennale dell’oliveto, questa prima parte incide sul sistema
di coltivazione per quasi il 10%. Conteggi più precisi dovrebbero tener in considerazione anche la
fase che dall’entrata in produzione va alla fase di piena produzione considerata in media al
dodicesimo anno.
In questo periodo iniziale di 3-4 anni si può effettuare una potatura di allevamento.
Con l’entrata in produzione vengono effettuate potature leggere per massimizzare l’esposizione alla
luce della chioma. La potatura in genere viene effettuata annualmente, anche se la tecnica olivicola
consente anche frequenze biennali, triennali e finanche quadriennali in dipendenza della fertilità dei
terreni e delle cultivar. La quantità di ramaglia mediamente asportata è di 10-30 kg per pianta adulta
ed è formata per lo più da frasche che vengono cippate accumulate e ridistribuite in campo la
primavera successiva.
La produzione in olive si stabilizza dopo i 10-12 anni, mentre le asportazioni di ramaglia tendono
ad aumentare.
Descrizione dell’azienda frantoio Biosio
L’azienda Il Poppo è situata nel comune di Bellano e gestisce il frantoio della comunità montana
che serve piccoli olivicoltori professionali e non. Il conferimento delle olive avviene, previa
prenotazione, generalmente nel solo mese di novembre e, in qualche annata, anche nei primi giorni
di dicembre. L’olio corrisposto ai conferenti è proporzionale alle olive conferite. Solo ai maggiori
produttori viene conferito l’olio ottenuto dalle loro olive, perché solo con il conferimento di
adeguati quantitativi è possibile saturare la capacità di lavoro delle macchine.
L’azienda coltiva 1.9 ha di superficie utile (3 ha di superficie totale, parte dedicata a bosco e
coltivazioni di piccoli frutti). Sono presenti un totale di 765 piante di cui 18,4% di Leccino, 44.7%
di Frantoio, 4, 1 % di Pendolino e 10% di piante di altre cultivar.
Le piantagioni di olivo sono tutte su acclivi anche molto accentuati e disposti in modo molto
frammentato sul territorio dei Comuni di Bellano, Perledo e Varenna. Gli appezzamenti distano dal
frantoio/centro aziendale situato a Biosio da 50 m a pochi chilometri. In ogni caso appesantiscono il
conto economico ed energetico le distanze degli appezzamenti che costituiscono una fonte di
perdita di tempo e di consumi di combustibili.
Le lavorazioni sono per lo più agevolate da piccole attrezzature come botti a spalla per i trattamenti,
decespugliatore per il contenimento delle erbe sottochioma, scuotitore elettrico per la raccolta e
piccoli carri per il conferimento in azienda delle olive e della ramaglia.
Nell’azienda Il Poppo le piantagioni hanno un’età variabile da 9 a 22 anni e il materiale asportato
con la potatura annuale è mediamente di 8-10 kg per pianta pari a 6120 kg all’anno di legno. La
stessa quantità è ottenuta nell’azienda Tentori. Dal potere calorifico misurato sul campione ritirato
dall’azienda Tentori pari a 4732 cal/ g di s.s. si ricava una disponibilità di 10852 Kcal all’anno per
l’azienda Il Poppo. A seguito dei servizi di frangitura eseguiti, l’azienda smaltisce secondo le
normative vigenti. Si tratta di sanse umide poiché la centrifugazione è a due fasi con produzione di
sanse ricche d’acqua (circa 60%).
L’azienda propone anche un’offerta agrituristica con attività di ristoro seguite da manodopera
familiare.
Descrizione dell’azienda Tentori
L’azienda Tentori è situata in comune di Galbiate. Dista dal frantoio Biosio, cui conferisce la
produzione, circa 33 km.
L’azienda coltiva 1.3 ha per un totale di 470 olivi in produzione. La coltivazione avviene su due
appezzamenti, il primo ad esser coltivato è su un pendio moderato da ampie terrazze, il secondo è
posto su pendio accentuato.
L’azienda oltre ad avvalersi di pompa a spalla per i trattamenti, di decespugliatore per il
contenimento dell’erba sottochioma e di scuotitori elettrice per la raccolta, dispone di un trattore e
una cippatrice utilizzata con le ramaglie di potatura che vengono accumulate e sparse in campo
durante l’inverno successivo. Anche per l’azienda Tentori si stimano residui di potatura pari a circa
6-8 kg per pianta (leggermente inferiore a quella dell’azienda Il Poppo per la recente piantumazione
del secondo appezzamento).
Il campione di cippato prelevato nel marzo 2014 successivamente alle operazioni di potatura e
cippatura ed accumulato all’aperto, presentava una umidità del 46% e un potere calorifico di 4732
cal/ g di s.s in accordo con quanto sostenuto da Gennaro e Pantaleo (Gennaro & Pantaleo, 2011).
La filiera dei residui di potatura
La produzione del cippato da scarti di potatura è composta da:
1. Potatura manuale o meccanica
2. Raccolta della potatura (manuale o con carri/imballatrici) e cippatura talvolta accoppiata alla
raccolta.
La raccolta della potatura potrebbe essere svolta con carri trincia caricatori, ma la movimentazione
su terreni acclivi come quelli considerati appare improbabile. Inoltre nelle situazioni considerate, le
dimensioni aziendali non giustificherebbero l’acquisto di tali macchine.
La fase di cippatura è necessaria per ottenere un biocombsutibile di caratteristiche dimensionali
compatibili con le apparecchiature di conversione energetica, anche nel caso in cui si impieghino
per la raccolta delle potature le trinciacariatrici, che producono un cippato di scarsa qualità,
risultando necessaria una successiva fase di cippatura per ottenere un biocombustibile con
caratteristiche idonee (pezzatura omogenea e dimensioni comprese fra 3 e 5 cm)
3. Stoccaggio ed essiccazione del cippato.
4. Conversione energetica del cippato.
Attività
A metà marzo 2014 sono stati ritirati da Tentori circa 3 mc di frasche cippate al 46% di umidità, con
potere calorifico di 4732 cal/ g di s.s..
Il cippato dopo esser stato portato a 8% di umidità per essicazione è stato utilizzato per produrre
biochar con stufe pirolitiche ottenute in comodato d’uso gratuito dal CNR IVT di Firenze.
La massa volumica apparente (volume occupato dal materiale nelle varie forme in cui viene
recuperato) dipende dall’umidità e dal grado di frammentazione e influenza direttamente la densità
energetica della biomassa nonché i costi della logistica. Quella relativa ai residui di potatura può
assumere valori variabili tra 200-300 kg/m3 per materiale non trattato e disposto in cumuli, fino ai
500-700 kg/m3 per materiale cippato; L’epoca di approvvigionamento è a febbraio marzo. A
differenza della sansa, il residuo di potatura può essere stoccato in campo più facilmente,
prevedendo la possibilità di distribuire l’approvvigionamento lungo un arco di 180 giorni.
2)
La molitura
Le olive pervenute al frantoio vengono caricate, defogliate e lavate prima di convogliarle alla
frangitura. Dopo questa, la massa viene inviata alle gramo latrici che impastano e mescolano in
acqua calda per facilitare l’estrazione dell’olio che avviene dopo una prima centrifugazione a bassi
giri e dopo una seconda ad maggiore forza centrifuga. Il sistema è a due fasi che produce sansa
ricca di acqua ma non presenta acque da smaltire. L’olio dopo filtratura viene inviato a medie o
piccole cisterne da cui viene attinto per l’imbottigliamento. Poiché il frantio è comunitario, le
cisterne sono separate per proprietari e talvolta costituite da taniche d’acciaio di pochi litri. La
lavorazione prevede quindi l’utilizzo di energia elettrica il cui quasi tutta nel periodo di lavorazione
che in genere è di 30 giorni a novembre o a cavallo fra novembre e dicembre.
Il ciclo di vita degli scarti della coltivazione e lavorazione delle olive è stato costruito a partire dalla
fase agricola. I dati di produzione agricola sono stati ricavati con intervista e consultazione dei
registri di coltivazione e confrontata con dati bibliografici come (Russo C. et al. 2008; Intini et al.
2011, )
Analisi delle criticità ambientali del processo di estrazione dell’olio d’oliva produzione
• Stoccaggio delle olive è effettuato in cassoni bins perforati;
• Pulitura e vagliatura, che include la rimozione delle foglie, la rimozione di olive non
utilizzabili per la produzione dell’olio ed una vagliatura basata sulla qualità delle olive;
• Lavaggio, effettuato con acqua pulita e finalizzato alla rimozione di polvere e terreno;
• Frangitura, che può essere effettuata con diverse apparecchiature o combinazioni di
apparecchiature;
• Gramolatura, effettuata mediante aggiunta di acqua calda alla polpa di olive e finalizzata al
rilascio di olio;
• Estrazione per centrifugazione a 2 fasi;
Conclusioni
Sebbene il progetto sia ancora in corso, e i dati debbano essere ancora completamente analizzasi, si
può evidenziare che l’utilizzo di energia da biomasse possa divenire interessante solo a patto che ci
sia un conferimento dei materiali legnosi da più produttori e questo sia anche integrato dai lavori di
manutenzione forestale dei boschi presenti nei territori vicini.