La sostanza organica del suolo (Soil Organic Matter, SOM), specialmente nelle zone temperate e fredde, svolge un ruolo centrale nel ciclo del carbonio e nel mantenimento della fertilità dei suoli. Il contenuto di SOM può essere incrementato attraverso l'impiego agronomico di Exogenous Organic Matter (EOM), ossia sostanza organica proveniente direttamente dall'attività agricola (es. reflui zootecnici e residui colturali) o dalla trasformazione di residui e rifiuti organici (es. digestato, compost e biochar).
La valorizzazione dei reflui zootecnici, dei residui colturali e degli scarti di lavorazione rappresenta l'elemento fondamentale per realizzare un modello virtuoso di bioeconomia circolare e sostenibile, in grado di restituire sostanza organica ai terreni e di ridurre le emissioni di metano, ammoniaca e protossido di azoto in atmosfera, contribuendo così al raggiungimento degli obiettivi ambientali previsti dal Green Deal, tra cui la riduzione dell'impiego di fertilizzanti di sintesi e il raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050.
Gli (EOMs) che entrano nei suoli presentano differenti composizioni e proprietà fisico-chimiche, nonché tassi di umificazione e capacità di contribuire all'aumento della sostanza organica del suolo distinti; possono essere definiti come: (i) materie organiche provenienti da attività esterne (es. rifiuti domestici) che non sono state prodotte sul campo in cui sono applicate o (ii) sostanza organica che può essere prodotta sullo stesso campo (es. residui colturali, scarti di lavorazione, reflui zootecnici o colture di secondo raccolto e copertura) utilizzate tali e quali o che hanno subito un processo di trasformazione prima dell'applicazione al suolo (es. compostaggio, gassificazione o fermentazione anaerobica).
Dall'analisi dei dati EUROSTAT (Gryta et al., 2020), si evince che la produzione annua di composti organici nell'Unione europea è pari a 1,6 miliardi di tonnellate, di cui il 61% è costituito da reflui zootecnici, il 25% da residui vegetali, il 7% da rifiuti industriali e la restante percentuale (7%) da rifiuti urbani (fanghi di depurazione, rifiuti organici) (Fig. 1).
Su scala UE il 97% degli spandimenti su suolo agricolo interessa il materiale organico derivante da letame e liquame, mentre contributo assai minore proviene dai rifiuti industriali (2%) e dai fanghi di depurazione (1%) (Fig. 2)
I materiali EOM possono essere di grande utilità se posti al centro di azioni sostenibili volte a mitigare il cambiamento climatico, aumentare la sostanza organica nei suoli agricoli, incrementare la capacità dei suoli di trattenere acqua e nutrienti, mantenendo o migliorando la fertilità. Tuttavia, gli scienziati del suolo, gli accademici e vari esponenti del mondo della ricerca concordano sul fatto che gli EOM e il loro utilizzo agronomico siano ancora scarsamente conosciuti, così come non si conoscono a sufficienza i processi da cui derivano e gli eventuali rischi per gli agroecosistemi.
Considerate le varie forme di composti organici, qual è il modo più sostenibile di produrle, stoccarle e distribuirle? Quali politiche possono incentivare gli agricoltori a farne buon uso? Queste sono alcune delle principali domande alle quali il progetto "EOM4SOIL External organic matters for climate mitigation and soil health" vuole fornire una risposta.
Ideato nell'ambito dell'European Joint Programme on Soil, grazie a un finanziamento Horizon 2020 di tre anni, il progetto coinvolge un consorzio di istituzioni scientifiche provenienti da diversi Stati Membri dell'UE (Italia, Francia, Wallonia in Belgio, Danimarca, Finlandia, Lituania, Svezia, Austria e Spagna) nonché Svizzera e Turchia.
Tra le finalità del progetto si evidenzia quella riguardante la promozione delle migliori pratiche di gestione dell'EOM in diversi sistemi agricoli considerati rappresentativi in Europa (i.e. seminativi e vigneti) e in differenti condizioni pedoclimatiche. Dal progetto si attendono risultati molto interessanti concernenti la valutazione del bilancio netto dell'assorbimento del carbonio nel suolo e delle emissioni di gas a effetto serra, comprese quelle derivanti dalla fase di pre-processo e l'applicazione di EOM sul campo, nonché la quantificazione degli effetti multipli derivanti da tale applicazione, e dei rischi legati al loro utilizzo, quali la presenza di contaminanti, patogeni e microplastiche.
Inoltre, le migliori pratiche di gestione e applicazione di EOM verranno definite valutando diversi scenari di utilizzo (analisi multicriteriale) e tenendo in considerazione i risultati degli esperimenti di lungo periodo. Tali risultati potranno fornire un quadro completo alla Commissione europea al fine di inserire nei cicli sostenibili del carbonio, tra le pratiche agro-ecologiche e conservative, anche, lo spandimento degli EOM.
A tal proposito è importante sottolineare che, attualmente, i residui agricoli e i reflui zootecnici possono essere adoperati agronomicamente come ammendanti sia direttamente in campo che dopo aver subito un pretrattamento (es. compostaggio, gassificazione o fermentazione anaerobica) che ne valorizzi il potere fertilizzante e di cattura del carbonio.
La digestione anaerobica viene applicata ai residui vegetali, reflui zootecnici e scarti dell'agroindustria, oltre che alle colture di secondo raccolto e alle colture di copertura che vengono utilizzate come input nei digestori anaerobici. Tale pretrattamento prima dell'applicazione al suolo modifica le caratteristiche della materia organica trattata, rispetto alle risorse iniziali ed è per questo motivo che diventa importante conoscere i potenziali pretrattamenti volti a valorizzare il potere ammendante egli EOMs e/o a produrre ammendanti organici adatti a diversi tipi di suolo. Similmente, iI compostaggio stabilizza la materia organica, producendo ammendanti con proprietà fertilizzanti aggiuntive rispetto al materiale di partenza e la produzione di biochar è stata incoraggiata a livello europeo per produrre ammendanti organici con un alto potenziale di assorbimento di C nei suoli.
Inoltre, i reflui zootecnici, gli scarti di lavorazione e i residui colturali possono essere impiegati per produrre energia rinnovabile al fine di diminuire il consumo energetico derivante da fonti fossili e di garantire lo sviluppo della bioeconomia, della diversificazione aziendale e della transizione ecologia. Si evidenziano i seguenti processi:
(i) la digestione anaerobica, avente il ruolo di produrre sia energia rinnovabile (biogas e biometano) che materia organica (digestato) in grado di fertilizzare i terreni agricoli e (ii) i processi di gassificazione e pirolisi, per la produzione di syngas e di un sottoprodotto (biochar) utilizzato come ammendante per i terreni agricoli.
La stima delle quantità di EOMs effettivamente prodotte e utilizzabili in campo è peraltro di estrema importanza per l'agricoltura italiana, visto che la normativa vigente, peraltro molto complessa per i non "addetti ai lavori", consente il riutilizzo ai fini agronomici di EOMS rispondenti a determinati requisiti chimico-fisici previsti dal (D.Lgs 75/2010 e dal DM 5046/2016).
Al fine di dare risposta agli interrogativi sopra menzionati il progetto EOM4SOIL si prefigge di sviluppare informazioni utili a indirizzare gli agricoltori ad un corretto impiego degli ammendati organici nell'ottica di una sostenibilità globale; in questo modo le materie organiche diventano delle risorse in grado di originare nuove catene di valore e, conseguentemente, di sviluppare e promuovere l'economia circolare, l'occupazione, l'innovazione, la diversificazione delle attività agricole e la transizione ecologica.
Maria Valentina Lasorella
Referente del progetto EOM4SOIL
Assunta Amato, Irene Criscuoli, Giovanni Dara Guccione, Ilaria Falconi, Francesco Galioto, Daniela Quarato, Tiziana Pirelli, Francesca Varia
CREA Centro di Ricerca Politiche e Bio-economia
PianetaPSR numero 121 febbraio 2023
Per maggiori informazioni sì rimanda alla consultazione della pagina ejpsoil.eu