2. Materiale e metodi
2.1 Prova A
Deu), in rapporto a diversi input irrigui e azotati
La località dove sono state effettuate le prove ricade nella provincia di Ragusa, a Cava d’Ispica (36° 50’ N, 14° 51’ E, 360 m.s.l.).
Schema sperimentale: è stato adottato per entrambe le colture un disegno sperimentale a parcella suddivisa replicata tre volte con parcelle elementari di 12 m ² ciascuna.
Fattori allo studio: sono stati adottati tre livelli di restituzione idrica dell'evapotraspirazione massima della coltura (ETm): 25% (I0), 50% (I1) e 100% (I2); tre livelli di concimazione azotata: 0 (N0), 60 (N1) e 120 (N2) kg ha־¹ di azoto.
Nel primo anno sono state mantenute condizioni idriche del terreno ottimali, al fine di garantire l'insediamento delle plantule. La differenziazione irrigua sarà effettuata a partire dal secondo anno in poi.
Tecnica agronomica: il terreno, dove è stato effettuato il trapianto delle plantule, è stato precedentemente lavorato con una aratura superficiale; un ulteriore affinamento delle zolle grossolane è stato conseguito utilizzando un motocoltivatore.
La concimazione azotata è stata effettuata distribuendo 60 kg ha ־¹ di N, sotto forma di solfato ammonico, al ricaccio delle colture (entrambe le tesi concimate) ed i successivi 60 kg all'inizio della fase di levata (solo tesi N2). Le piantine, propagate in fitocelle per mezzo di porzioni di rizoma prelevati nel campo sperimentale di Catania (azienda Primosole), sono state trapiantate nella prima decade di maggio del 2005, realizzando un investimento unitario, nell’ordine delle due colture arundo e miscanthus, pari a 2,5 e 4 piante m².
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L’acqua è stata somministrata utilizzando un sistema a microportata di erogazione con manichetta forata. Il volume di adacquamento (V), espresso in mm, è stato calcolato sulla base della seguente formula V = 2/3 (CC - PA) x Φ x 10 x p; dove: CC e PA, sono rispettivamente la capacità di campo e punto di appassimento determinati per mezzo di un estrattore a membrana porosa (Soilmosture Equipment Corp., S. Barbara, CA. USA).
I valori determinati, espressi in percentuale del peso secco del terreno, sono risultati pari a 31 e 19%, rispettivamente per la prima e la seconda costante idrologica; Φ rappresenta la massa volumetrica apparente del terreno pari a 1,2 g cm-3 e p la profondità in metri del terreno da irrigare.
L’intervento irriguo è stato effettuato ogni qualvolta la sommatoria dell’evapotraspirazione massima giornaliera (ETm), al netto delle piogge utili, raggiungeva i 2/3 dell’acqua disponibile nei primi quaranta centimetri di terreno. L’ETm è stata calcolata sommando l’evaporato giornaliero da evaporimetro di classe “A”, corretto mediante il coefficiente ambientale pari a 0,85 ed il coefficiente colturale Kc (Doorembos e Pruit, 1977).
A partire dal quarto anno d’impianto non sono stati effettuati apporti idrici e concimazioni.
L’eliminazione delle erbe infestanti è stata effettuata mediante scerbatura a mano. La raccolta è stata realizzata per entrambe le colture tra la terza decade di marzo e la prima decade di aprile.
133 RILIEVI
Variabili meteorologiche: nel corso del ciclo biologico sono stati rilevati i principali parametri meteorologici (radiazione solare globale, temperatura ed umidità relativa dell'aria, precipitazioni, evaporato da vasca di classe "A") a mezzo di una centralina elettronica (CR10, Campbell-USA).
Caratteri biologici: durante lo stesso periodo sono state rilevate le principali fasi fenologiche (accestimento, levata e fioritura).
Caratteri biometrici e produttivi alla raccolta:
• altezza delle piante;
• n° culmi;
• circonferenza (basale, mediana e apicale);
• biomassa totale fresca e secca;
• contenuto di umidità.
Analisi chimiche e tecnologiche: su campioni di materiale biologico, prelevati in campo, durante la stagione produttiva, saranno effettuate le seguenti analisi di laboratorio chimico e tecnologico:
• componenti della fibra (ADF, NDF e lignina);
• ceneri.
secondo le metodologie di seguito riportate:
a) Determinazione della fibra al detergente acido (ADF) secondo Van Soest Il metodo si basa sulla solubilizzazione, mediante una soluzione acida di tensioattivo, di carboidrati, proteine, lipidi, emicellulose e sostanze minerali solubili.
Il residuo è costituito da cellulosa, lignina, cutina e da sostanze minerali insolubili in ambiente acido e viene denominato ADF.
Il campione viene sottoposto a degradazione in soluzione acido detergente portata ad ebollizione.
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I reagenti impiegati per la preparazione di 1000 ml di soluzione detergente acida sono:
cetiltrimetilammonio bromuro (g 20);
acido solforico (1 N);
acetone, n-ottanolo alcool ottilico.
In un crogiolo, preventivamente tarato, si pesano 1 g di campione finemente macinato ed essiccato all’aria, si aggiungono in un matraccio 100 ml di soluzione fredda per fibra al detergente acido ed alcune gocce di alcool ottilico. La soluzione viene portata ad ebollizione che si mantiene per 60 minuti, con refrigerante a ricadere.
Il residuo viene filtrato e risciacquato 3 volte con acqua bollente e 2 volte con acetone; si lascia essiccare per 2 ore a 105°C e si pesa.
Successivamente il campione viene incenerito in muffola a 600°C per 2 ore e poi pesato.
CALCOLO DEI RISULTATI ADF = A - B
Dove :
A = peso del crogiolo tarato
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b) Determinazione della fibra al detergente neutro (NDF) secondo Van Soest Il metodo permette di determinare il contenuto in emicellulosa, cellulosa, silice, lignina, sostanze minerali solubili.
L’NDF fornisce una stima della concentrazione della parete cellulare nelle piante (Buxton et al., 1995).
Il campione viene sottoposto a degradazione in soluzione neutro detergente portata ad ebollizione.
I reagenti utilizzati per preparare la soluzione detergente neutra sono:
sodio borato decaidrato g 6.81;
sodio etilendiamminotetraacetato disodico g 18.61;
sodio lauril solfato neutro g 30;
2-etossietanolo ml 10;
sodio fosfato disodico anidro g 4.56;
acqua distillata ml 1000.
In un crogiolo, preventivamente tarato, si pesano 1 g di campione finemente macinato ed essiccato all’aria; si aggiungono ml 100 di soluzione fredda per fibra al detergente neutro, g 0.5 di solfito sodico ed alcune gocce di alcool ottilico. Si riscalda sino all'ebollizione che viene mantenuta per 60 minuti, con refrigerante a ricadere.
Successivamente si procede come descritto per la determinazione dell’ADF.
c) Determinazione della lignina al detergente acido (ADL) secondo Van Soest Il metodo si basa sulla solubilizzazione della cellulosa mediante acido solforico al 72%; il residuo è costituito da lignina grezza che può contenere anche cutina.
Si utilizza il residuo della lavorazione della fibra per la determinazione del ADF.
Il crogiolo viene posto in un beker, e si aggiungono ml 25 di acido solforico al 72%, iniziando così l'estrazione a freddo per 3 ore, agitando ogni ora.
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Successivamente il campione viene filtrato risciacquato prima con acqua bollente poi con acetone, fino a scomparsa della reazione acida. Si lascia essiccare per 2 ore a 105°C e poi si pesa.
CALCOLO DEI RISULTATI ADL= A - B
Dove :
A = peso del crogiolo tarato
B = peso del crogiolo dopo essiccazione
d) Determinazione del contenuto in ceneri
Si pesano 2 g di campione finemente macinato e si pongono in un crogiolo, preventivamente tarato dopo essere stato messo in stufa per circa 2 ore a 105 °C. Successivamente si inserisce nella muffola ad una temperatura di 600 °C per almeno 6 ore fino a completo incenerimento, cioè quando le ceneri assumono una colorazione biancastra.
CALCOLO DEI RISULTATI CENERI= A - B
Dove :
A = peso del crogiolo tarato
B = peso del crogiolo dopo l’incenerimento
e) Determinazione della cellulosa e dell’emicellulosa
Le singole frazioni della fibra sono state calcolate per differenza: sottraendo all’NDF l’ADF è stata determinata l’emicellulosa, mentre il contenuto in cellulosa è stato trovato sottraendo all’ADF la lignina.
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La produzione di bioetanolo è stata calcolata moltiplicando la percentuale di cellulosa e di emicellulosa con dei coefficienti, in particolare: % cellulosa*0,9*0,51
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2.2 Prova B: Genotipi a confronto di Cynara (Cynara spp.) da biomassa