Specie erbacee da biomassa per energia di possibile coltivazione in

Attività svolta e risultati ottenuti nell’ambito del progetto sulle colture
dedicate alla produzione di biomasse per scopi energetici in Sicilia
-
Specie erbacee da biomassa per energia di
possibile coltivazione in Sicilia
Venera Copani
Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e
Alimentari
Università di Catania
Caltanissetta, 29 novembre 2013
Specie erbacee annuali e poliennali da biomassa
per energia
 Canna comune (Arundo donax L.)
 Cardo (Cynara cardunculus L. var. altilis)
 Miscanto (Miscanthus spp.)
 Sorgo da fibra (Sorghum bicolor (L) Moench)
 Graminacee della flora spontanea siciliana
 Kenaf (Hibiscus cannabinus L.)
 Sorgo zuccherino (Sorghum bicolor (L) Moench)
 Ricino (Ricinus communis L.)
 Cartamo (Carthamus tinctorius L.)
 Lino (Linum usitatissimum L.)
 Brassicacee (Brassica spp.)
Lignocellulosiche
Zuccheri
Olio
La biomassa di origine agricola, un obiettivo per
l’energia del futuro (Gosse, 2008)
• I prodotti come le paglie …sono limitati
in termini di quantità ma sono
diffusamente presenti. Questo è il
primo step per le applicazioni
industriali.
• Colture annuali, una soluzione già
pronta (triticale, sorgo…) ma non la
migliore in termini di resa e
sostenibilità, una soluzione di
transizione…
• Colture perenni C4 e C3 ad elevata
efficienza, la migliore soluzione in
termini di produttività e impatto
sull’ambiente, non ancora pronto per
l’uso su larga scala
• Un panel di soluzioni nel tempo e nello
spazio
Biomassa da colture erbacee poliennali
•
Dimensione (200 000 t/anno o 5 000 000 t/anno), le
conseguenze sono completamente diverse.
•
Complementarietà con altre risorse in biomassa.
•
Impatti sui sistemi aziendali (sistemi colturali).
•
Impatti sullo sviluppo rurale
•
Accettabilità da parte degli attori della catena, tra cui la
società.
Cardo domestico
(Cynara
cardunculus
var.
Canna
comune
(Arundo
donaxL.L.)
altilis DC.)
-
Miscanto (Miscanthus spp.)
Cardo domestico (Cynara cardunculus L.
var. altilis DC.)
-
Specie graminacee perenni della flora
siciliana
Oryzopsis
miliacea (L.)
Asch. et
Schweinf.
(Miglio)
Famiglia: Poaceae
Genere: Oryzopsis
Michx.
Saccharum
spontaneum (L.)
ssp. aegyptiacum
(Willd.) Hack.
(Canna d’Egitto)
Famiglia: Poaceae
Genere: Saccharum L.
Cymbopogon
hirtus (L.)
Janchen
(Barboncino
mediterraneo)
Famiglia: Poaceae
Genere: Cymbopogon
Spreng.
Sorghum
halepense
(L.)
Pers.
(Sorgo
selvatico, Sorghetto,
Sagginella, Melghetta,
Melgastro,
Canestrello,
Cannerecchia)
Famiglia: Poaceae
Genere: Sorghum Moench
Il rizoma
Descrizione
Perchè le graminacee perenni?
Produzione elevata di biomassa, elevato contenuto di lignina, cellulosa
ed emicellulosa, polisaccaridi, benefici sociali ed ambientali.
Zegada-Lizarazu et al., 2010
Benefici ambientali
 Limitati consumi idrici;
 Ridotte esigenze di fertilizzanti e
pesticidi;
 Bassa emissione di gas serra;
 Phytoremediation;
 Riduzione della degradazione del
suolo e dell’erosione;
 Adattamento ad ambienti
marginali;
 Copertura permanente del suolo;
 Habitat per animali selvatici.
Benefici socio-economici
 Sviluppo di nuovi mercati (biocarburanti,
chimica verde);
 Nuove risorse per le aree rurali;
 Sviluppo di strutture economiche a livello
regionale;
 Incremento della biodiversità;
 Aumento delle energie rinnovabili interne
(> sicurezza energetica);
 Miglioramento delle conoscenze della
formazione, e dei servizi di assistenza agli
agricoltori.
I dati della letteratura
Miscanthus
ARUNDO
CARDO
South East Asia
Asia and
Mediterranean
Mediterranean
Many var. available
Wild genetic base
Wild genetic base
C4
C3
C3
10 - 38
7 - 61
15 - 22
Raw material characteristic
Lignocellulosic
biomass
Lignocellulosic
biomass
Lignocellulosic
biomass/Oil seed
Adaption range in EU
Cold and warm
regions of EU
Warm region of
southern EU
Mediterranean
regions
Durata (anni)
15 – 20
15 – 20
4–5
Insediamento
Rizoma
Rizoma e/o
talea di culmo
Rizoma/seme
Winter/Early spring
Winter/Early spring
Summer
Special farm
equipments
Special farm
equipments
Special farm
equipments
0 - 100
0 - 100
50 - 100
First year and postharvest
First year and postharvest
First year and postharvest
Area of origin
Available genetic resource
Photosynthesis system
Resa (t ha-1)
Harvest time
Required machinery
Fertilizers input
(kg ha-1 N):
Pesticide and herbicides
Resa energetica ed efficienza
Crop
Yield (O –I)
(GJ ha-1)
118-592
Efficiency (O/I)
Miscanthus
199-543
4.5-47
Cardo
133-344
7-31
Sorgo da fibra
260-494
7-39
Sweet Sorghum
119-409
6-32
Panicum virgatum
152-427
8-54
Rapeseed
4-56
1.4-13,4
Sunflower
-6.4-57
0.7-5
Soyabean
-0.6-39
1-2
Sugar beet
45-130
2.8-3.2
Maize
10-110
1.4-3.8
Arundo donax
11-77
Resa in etanolo da 1 tonnellata di biomassa secca
(Scordia, 2010 - laboratorio USDA Forest products, Madison
USA)
Materia
prima
Teorico/ottenuto
C6 (l ton-1)
C5 (l ton-1)
Totale (l ton1)
Teorico
232
149
381
Ottenuto
193
42
235
Teorico
273
146
419
Ottenuto
205
47
252
Teorico
247
159
406
Ottenuto
225
53
278
Arundo
Miscanthus
Saccharum
Scordia D, Cosentino SL, Jeffries TW, 2010. Second generation bioethanol production from Saccharum spontaneum L. ssp.
aegyptiacum (Willd.) Hack.. Bioresour. Technol.(101),5358-5365.
Emissioni di CO2 equivalenti risparmiate
Biomasse
Bioenergia
Resa
(t ha-1)
Emissioni t
CO2 equ. ha-1
(a)
Olio combustibile
Emissioni t
CO2 equ. ha-1
(b)
Emissioni t
CO2 equ. ha-1
saved
(b-a)
Biomasse combustibili
Arundo
35,7
6,8
44,4
37,7
Miscanto
17,3
4,2
21,6
17,5
Cardo
18,2
4,0
22,7
19,1
Sorgo da
fibra
24,6
5,7
30,7
25,1
19,9
3,9
3,1
1,2
ETBE
Sorgo
Zuccherino
21,4
15,8
Biodiesel
Colza
2,6
1,9
Canna comune
Apparato radicale
Arundo donax L.
Prelievo di acqua dal suolo a differente profondità durante
lo sviluppo della coltura in relazione alla disponibilità
irrigua.
I0=no irrigazione,
I100= restituzione 100% Etm
I0
Soil Depth (cm)
40
60
80
I100
28/8
13/8
27/7
17/7
10/7
3/7
19/6
28/5
20
40
60
80
100
100
120
120
140
140
160
160
0
20
40
60
80
100
120
0
20
40
60
Available
water
content
Disponibilità
di soil
acqua
nel
suolo(%)
(%)
80
100
120
Soil Depth (cm)
20
Cardo - Possibili utilizzazioni aggiuntive
Sostanze biofunzionali (flavonoidi): acidi caffeilchinici, luteoline e
apigenine (per la funzionalità e patica, prevenzione del cancro)
Inulina e fruttosio da radici,
scarti di lavorazione industriale)
Produzione di cagli vegetali
Cardo - Possibili utilizzazioni alternative
Produzione di FORAGGIO
Produzione
di
SEME
per
l’estrazione di olio e proteine
II meeting annuale di OPTIMA, Università di Madrid, Spagna
30 settembre – 02 ottobre 2013
OPTIMISATION OF PERENNIAL GRASSES FOR BIOMASS PRODUCTION IN
MEDITERRANEAN AREA
OPTIMA (289642)
Work programme topics addressed:
Call: FP7 - KBBE-2011-5
KBBE.2011.3.1-02: Perennial grasses: optimising biomass production
Coordinatore: Salvatore L. Cosentino
Università di Catania
Durata: 4 anni (2011-2015) – Assegnazione:€ 3.000.000
OPTIMA - obiettivi
Individuare le graminacee perenni più adatte per l’area
del Mediteraneo, creare filiere efficienti in grado di
fornire risorse stabili di biomassa e bioprodotti
Esplorare le potenzialità delle graminacee perenni nelle aree sottoutilizzate o abbandonate
Consortium: 21 Partner di 12 Paesi (IT, GR, ES, PT, NL, BE, DE, HU,
IR, Argentina, India, China); 6 piccole e medie imprese
WP1 – Fisiologia della pianta e della
foglia (leader UB, Spagna)
UCD - impact of cold on germination rates
and early plant performance in switchgrass
IBERS - Miscanthus early season leaf
development under water stress (4
reps 249 genotypes)
INDEAR – Physiology of switchgrass under
salinity and water stress
UB/UIB - Giant reed and cardoon under
salinity and water stress
WP2 –Biotechnologie (leader INDEAR,
Argentina)
Switchgrass RNA
INDEAR –
seq. under stresses
INDEAR – Genome
reduction under stress
HZAU – Giant reed tags depths
distribution in each individual (GBSTags)
Sequenziamento dell’RNA per
individuare i geni coinvolti nella
tolleranza agli stress salini e idrici
WP3 – Agronomia, leader UNICT (Task 3.1)
CNR – Ampelodesmos in riparian
area
UNICT – Wild species propagation
material
S. halepense
seeds
Rhizome of S. spontaneum
Mother plant
C. hirtus
CRES – Pennisetum (sx) vs Miscanthus (dx)
UNICT – Wild species in collection field
Saccharum spontaneum
Sorghum halepense
Cymbopogon hirtus
WP3 – Plant agronomy 1/2 (Task 3.2)
UNICT – Giant reed
stem propagation
UNIBO – Switchgrass hydrosowing
CRES – Giant reed rhizome (sx) and stem cutting (dx)
propagation
PRIMUS – Miscanthus
propagation
WP3 – Plant agronomy 2/2 (Task 3.2)
UNICT – Saccharum under water
stress
100% ETM rest.
Rainfed
UNIBO – Switchgrass
under salinity stress
UNICT – Giant reed
under salinity stress
S0
UNIBO – Switchgrass harvest
strategy
UPM – Giant reed under waters
stress
S0
S1
S2
S1 S2
WP4 – Produttività a scala aziendale in ambienti marginali (1/2),
leader CRES, Grecia
CRES – Giant reed irrigated vs
marginal
Irrigated
Marginal
UNIBO – Switchgrass long
term
UNICT – PG
intercropping
UNICT – 5 ha Giant reed
field
UNICT –Giant reed (up) and Miscanthus (down) long
term
WP4 – Produttività a scala aziendale in ambienti
(2/2)
UPM – Cardoon cultivation on marginali
UPM – Cardoon mechanical
marginal land
harvesting
CRA-ING and SPAPPERI – Giant reed mechanical
harvesting
Graphical representation
of slope classes in the
field
WP5 – Energia prodotta e sottoprodotti (leader BTG, Olanda)
BTG and CRES – Giant reed ash test
2ZK– Biomass densification
BTG – Pirolisys (up) and torrefaction
(down) pilot plants
WP6 – Valutazione di impatto
ambientale (leader UNIBO, Italia)
UNIBO – Eddy covariance tower in switchgrass
field
PRIMUS – PG on red mud in
Hungary
FCT-UNL – Energy balance
UNICT – Soil erosion mitigation by PG
Energy
in
Energy
out
?
WP7 – Valutazione della sostenibilità integrale (leader
IFEU, GERMANIA)
Temi e risultati sperimentali
•
•
•
•
•
•
Produttività di specie e genotipi
Propagazione gamica e agamica
Risposta alla disponibilità idrica
Stress salino
radicazione
Biocarburanti di seconda
generazione
Canna comune - Una collezione di 40 cloni di
reperiti in Sicilia e Calabria.
Cosentino et al., 2006
Miscanto - Nuovi genotipi provenienti dall’Asia
nel 2007
Non fioriscono ma producono elevate
quantità di biomassa e sono arido resistenti
467
457
Miscanto - Nuovi genotipi provenienti dall’Asia
nel 2007
Non fioriscono ma producono elevate
quantità di biomassa e sono arido resistenti
856
728
464
Miscanto
- Nuovi genotipi provenienti dall’Asia nel
Miscanto - Nuovi genotipi CERES (Ca)
2007
Produzione del 2010
Kg plant-1
Fresh Biomass
Dry biomass
Miscanto – Altri genotipi provenienti dall’Asia
M. floridulus: M2, M3, M11, M12
M. sinensis: M5, M18, M20
M. condensatus: M13
MxG
Goliath
M. floridulus
M. floridulus
M. floridulus
Accessioni di
specie diverse
M.
condensatus
introdotti nel 2008
M. sacchariflorus: M9,
M1, M6, M7, M8, M10,
M14, M15, M16
Miscanto - Risposta alla temperatura dell’aria
Tesi di dottorato del dott. Scalici, Aberystwyth (UK)
T low - 20 °C
T high - 30 °C
Miscanto – Fotosintesi in relazione alla temperatura dell’aria
Tesi di dottorato del dott. Scalici, Aberystwyth (UK)
30
30
M. x giganteus
20
20
-1
-2
15
10
5
Thigh
0
15
10
5
Thigh
0
Tlow
Tlow
-5
-5
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
0
2000
250
750
1000
1250
1500
1750
2000
-1
Absorbed Irradiance (µmol m s )
30
30
Goliath
25
M. sinensis
25
-2
-1
A (µmol m s )
20
A (µmol m s )
500
-2
Absorbed Irradiance (µmol m-2 s-1)
Fotosintesi
-2 -1
Produce seme
M. floridulus
25
A (µmol m s )
Fotosintesi
-2 -1
A (µmol m s )
25
15
10
5
Thigh
0
20
15
10
5
Thigh
Tlow
0
Tlow
-5
-5
0
250
500
750
1000
1250
1500
-2
1750
-1
Absorbed Irradiance (µmol m s )
2000
0
250
500
750
1000
1250
1500
-2
1750
-1
Absorbed Irradiance (µmol m s )
2000
Titolo del grafico
35
30
25
20
15
10
5
0
Biomassa (t ha-1 s.s.)
Biomassa (t ha-1 s.s.)
Cardo – Produzione di genotipi diversi
25
20
15
10
5
0
Biomassa (t ha-1
s.s.)
F 50,50,50
25
20
15
10
5
0
F 100,150,150 F 200,300,200
Specie graminacee perenni della flora siciliana
Oryzopsis
miliacea (L.)
Asch. et
Schweinf.
(Miglio)
Famiglia: Poaceae
Genere: Oryzopsis
Michx.
Saccharum
spontaneum (L.)
ssp. aegyptiacum
(Willd.) Hack.
(Canna d’Egitto)
Famiglia: Poaceae
Genere: Saccharum L.
Cymbopogon
hirtus (L.)
Janchen
(Barboncino
mediterraneo)
Famiglia: Poaceae
Genere: Cymbopogon
Spreng.
Sorghum
halepense
(L.)
Pers.
(Sorgo
selvatico, Sorghetto,
Sagginella, Melghetta,
Melgastro,
Canestrello,
Cannerecchia)
Famiglia: Poaceae
Genere: Sorghum Moench
Biomassa secca (t ha-1)
Specie graminacee perenni della flora siciliana
Produzione di biomassa
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
I anno (2011)
II anno (2012)
a
b
b
b
se hirtus liacea
m
n
u
e
e
p
mi
tan .hale
C.
n
.
o
O
p
S
S.s
Specie graminacee perenni della flora siciliana
Fotosintesi
41 °C a livello fogliare
25,00
20,00
Saccharum
Sorghum
15,00
Arundo
10,00
Cymbopogon
5,00
0,00
0,30
Oryzopsis
Conduttanza
Gs (mol m-2 s-1)
0,25
Saccharum
0,15
Sorghum
Arundo
0,10
Cymbopogon
0,05
0,00
Oryzopsis
15.05.12 15.06.12 10.07.12 2.08.12
Data di misurazione
Traspirazione
7,00
6,00
15.05.12 15.06.12 10.07.12 2.08.12
Data di misurazione
0,20
8,00
Traspirazione (mmol H2O m-2 s1)
Pn (umol CO2 m-2 s-1)
30,00
5,00
Saccharum
4,00
Sorghum
3,00
Arundo
2,00
Cymbopogon
1,00
Oryzopsis
0,00
15.05.12 15.06.12 10.07.12 2.08.12
Data di misurazione
Specie selvatiche - Test di germinazione
dei semi
Specie
Sorghum halepense (control)
Sorghum halepense (H2SO4)
Lygeum spartum (uncut)
Lygeum spartum (cut)
Ampelodesmos mauritanicus
(bracts)
Ampelodesmos mauritanicus (no
bracts)
Oryzopsis miliacea
Germination (%)
4.7
58.9
60.0
100.0
64.0
TMG (giorni)
3.50
3.56
3.73
3.00
18.94
57.3
9.41
0.0
0.0
Specie selvatiche - Test di germinazione dei semi
Age
(months)
Germination
(%)
3
6
7
8
10
4.67
4.45
4.44
5.56
1.11
Treatment
duration (min)
0
5
10
15
20
25
30
Germination
(%)
4.7e
15.6d
24.4cd
35.5bc
58.9a
48.9a
45.6ab
MGT (days)
3.50b
3.83b
3.82b
3.67b
3.56b
3.27ab
2.82a
Temi
• Risultati sperimentali
• Produttività di specie e genotipi
• Propagazione
• meccanizzazione
• Epoca di trapianto
• disponibilità idrica
• Biocarburanti di seconda
generazione
L’impianto del canneto
Rizoma
 Difficoltà di
approvvigionamento:
maggiore
 Costo di impianto: maggiore
 Meccanizzazione: (?)
 Insediamento: facile
Talea di culmo
 Difficoltà di
approvvigionamento:
minore
 Costo di impianto: minore
 Meccanizzazione: si
(prototipo)
 Insediamento: più difficile
Prototipo di trapiantatrice della canna comune
Miscanto - Propagazione agamica dell’ibrido
Miscanthus x giganteus
I ANNO
Trattamenti
R3
R1
T10
T5
Media
Cespi
Culmi
-1
vitali (n (n cespo )
-2
m )
1,0a
0,8b
0,6c
0,3d
0,7
11,7a
9,4b
7,0c
13,0a
10,3
Culmi
-2
(n m )
11,7a
7,5b
4,2c
3,9c
6,8
Altezza Biomassa Biomassa
culmi (cm) aerea
rizoma
-2
-2
( g m ss) (g m ss)
87,0a
53,0b
60,3b
38,7c
59,8
50,9a
19,0b
11,8c
4,1d
21,5
253,0a
181,6b
161,1b
40,2c
159,0
II ANNO
Trattamenti
R3
R1
T10
T5
Media
Cespi
Culmi
-1
vitali (n (n cespo )
-2
m )
0,8a
0,5b
0,4b
0,3b
0,5
33,6a
20,8b
22,3b
27,0b
25,9
Culmi
-2
(n m )
26,9a
10,4b
8,9c
8,1c
13,6
Altezza Biomassa Biomassa
culmi (cm) aerea
rizoma
-2
-2
( g m ss) (g m ss)
132,4a
123,9b
89,3c
86,2c
107,9
389,5a
162,9b
136,4b
147,1b
209,0
n.r.
n.r.
n.r.
n.r.
n.r.
Enna, 2008-2010
Enna, 2008-2010
Transplanting
date
Produzione di biomassa (I anno) in
relazione alla data di trapianto
Organo di propagazione
5
Transplanting date
6
a
4
a
b
4
Resa s.s. (t/ha)
d
0
2
rizomi
culmi
Irrigazione
cd
3
1
b
3
0
bc
2
a
1
5
Biomass Yield (t ha-1)
Resa s.s. (t/ha)
4
a
a
I1
I0
3
2
1
0
Canna comune - soglia termica per la
germogliazione del rizoma
17°C
7,5°C
Canna comune - Trapianto autunnale o primaverile?
Biomassa (t ha-1 s.s.)
NOVEMBRE
II anno
30
25
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
0
Asciutto
Biomassa (t ha-1 s.s.)
I anno
TRAPIANTO
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
0
Asciutto
Irrigato
30
25
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
0
Irrigato
Asciutto
Irrigato
30
30
25
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
0
Asciutto
Irrigato
Biomassa (t ha-1
s.s.)
Biomassa (t ha-1 s.s.)
APRILE
Asciutto
Biomassa (t ha-1 s.s.)
Biomasa (t ha-1 s.s.)
25
0
25
Irrigato
30
MARZO
30
25
20
15
Culmo
10
Rizoma
5
0
Asciutto
Irrigato
Canna comune – Tecniche di impianto
Radicazione delle talee di culmo
Incremento del tasso di radicazione di talee di
culmo in relazione a fattori diversi:




Età della talea (epoca di prelievo)
Diametro della talea (piccola, grande)
Zona di provenienza (basale, mediana, apicale)
Regolatori di crescita (durata del trattamento,
tipo di ormone, concentrazione)
Radicazione in vaso
Tasso di radicazione dei nodi in relazione al momento del prelievo e al
tipo di ormone (%)
45
T max
T min
40
Temperature (°C)
35
30
25
20
15
10
5
0
J
F
M
A
Rooted nodes (%)
100
90
80
70
Large stem
60
Small stemm
50
40
IBA
J
IAA
Rooted nodes (%)
25/02/2013
Control control NAA
dry water
M
J
2013
A
S
O
02/07/2013
100
90
80
70
60
50
40
Large stem
Small stemm
Data di raccolta delle canne 02/07/2013
Testimone
NAA 100 mg l1
IBA 100 mg l1
IAA 350 mg l-1
Temi
• Risultati sperimentali
• Produzione di specie e genotipi
• Propagazione
• Risposta alla disponibilità idrica
• Biocarburanti di seconda
generazione
• Aspetti energetici e ambientali
-1
Produzione di biomassa secca epigea (t ha )
Canna comune : produzione di biomassa secca in rapporto al
consumo idrico
45
40
35
30
25
20
15
Nessuna irrigazione
0
0
200
400
600
800
Consumo idrico (mm)
1000
1200
Miscanto:MISCANTHUS
produzione di biomassa secca in rapporto al
idrico
Fig. 8 -Variationconsumo
of yield in relation
to water used by the crop
Biomassa secca
Yieldepigea
(t ha-1(t) ha-1 s.s.)
34
32
30
28
26
24
22
20
Yield = 4.1458 +4.81118e-3 x -2.004e-7 x2
18
R2 = 0.966
16
14
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
-1)
Consumo
(mm)
Water
used idrico
(m3 ha
9000 10000
Saccharum: produzione di biomassa secca in rapporto
al consumo idrico
-1
Dry biomass
yield (t(tha
) s.s.)
Biomassa
secca epigea
ha-1
45
40
2
y= -0.000147 x + 0.2808 x -91.459
2
R = 0.96
Irrigated
35
30
25
20
300
Rainfed
400
500
600
Consumo
idrico
(mm)
Water used
(mm)
700
800
Canna comune - Progetto Europeo: Giant reed network
Biomassa prodotta in relazione all’irrigazione e
concimazione azotata
1998/99
Above ground biomass (t ha-1 )DM
35
30
N0
N1
N2
Interaction "water x nitrogen"
P = 0,05
P = 0,01
15
Interaction "water x nitrogen"
P = 0,05
P = 0,01
21,5
25
20
2000/01
1999/00
18,6
16,4
- 33%
- 38%
10
5
0
I0
I1
I2
I0
I1
I2
I0
I1
I2
-1
Drybiomass
biomass (t (t
ha ha
) -1)
Dry
Produzione e Consumo idrico
Giant comune
reed
Canna
50
Miscanthus
Cardoon
III - IV year
40
III - IV year
30
II year
II year
20
III year
II year
I year
10
IV year
I year
0
0
200
400
600
800
1000
1200
0
200
400
600
800
1000
1200
0
200
400
600
800
Water balance (mm)
WUE
(g l-1)
Water Use
Efficiency
(g l-1)
I year
II year
III year
IV year
Arundo
Miscanthus
Cardo
I
25
0.86
0.26
I
75
0.96
0.42
I
25
3.26
1.47
3.96
I
75
3.47
1.80
3.25
I
25
5.46
3.63
2.56
I
75
4.38
3.14
3.62
4.77
3.69
0.85
1000
1200
Temi
• Risultati sperimentali
• Produzione di specie e genotipi
• Propagazione
• Risposta alla disponibilità idrica
• Stress salino
• Biocarburanti di seconda
generazione
• Aspetti energetici e ambientali
Canna comune – stress salino (2012 e 2013)
15/07/13


40 genotipi
NaCl (da 0,4 a 8 dS/m)
Canna comune - Irrigazione con acque
saline e produzione
Livello di salinità:
 0 (S0) mS/cm
 4 (S1) mS/cm
 8 (S2) mS/cm
45
21
40
34
35
10
CV (%)
30
11
23
29
25
10
39
4
37
28
8
5
38
19
40
1 25
32
14
17
2
7
20
31
5
12
24
13
16
33
36
9
35
3
27
20
15
15
18
26
6
22
0
50
60
70
80
Aboveground
yield(g
(g s.s.)
DM)
Biomassabiomass
prodotta
90
100
Temi
• Risultati sperimentali
• Produzione di specie e genotipi
• Propagazione
• Risposta alla disponibilità idrica
• Investimento unitario
Cardo – produttività in relazione
all’investimento unitario
Variabile
Investimento
unitario
(piante m-2)
0.6
0.8
1.0
2.0
Anno
2010 – 2011
2011 – 2012
Media
Biomassa
lignocellulo
sica
(t ha-1)
Acheni
(t ha-1)
Biomassa
totale
(t ha-1)
Resa
energetica
(GJ ha-1)
17.2 c
21.7 b
23.8 b
31.6 a
0.75 c
0.98 ab
0.89 b
1.18 a
18.0 c
22.7 b
24.7 b
32.8 a
300 c
380 b
414 b
548 a
22.5 b
24.7 a
23,6
1.16 a
0.75 b
1,0
23.7 a
25.4 a
24,6
398 a
424 a
411
Specie erbacee da biomassa per energia di
possibile coltivazione in Sicilia
Grazie per l’attenzione
Caltanissetta, 29 novembre 2013