Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.
Seminario
USO DEL DIGESTATO PER IL MANTENIMENTO DELLA SOSTANZA ORGANICA NEI TERRENI FERRARESI
E ADEMPIMENTI NORMATIVI NEL RISPETTO DELLA
DIRETTIVA NITRATI
Rimini
9 Novembre 2011
L.Rossi, P.Mantovi
Centro Ricerche Produzioni Animali Reggio Emilia
L’importanza del ritorno sul L’importanza del ritorno sul suolo dei nutrienti e della suolo dei nutrienti e della sostanza organica sostanza organica (digestati, compost, fanghi):
(digestati, compost, fanghi):
i risultati della ricerca i risultati della ricerca
Piano di fertilizzazione aziendale Piano di fertilizzazione aziendale
1.Apporto di “SOSTANZA ORGANICA”
stabilizzata:
- effetto sulla struttura del terreno;
- rilascio graduale di nutrienti (N in part.)
2. Apporto di NUTRIENTI (di origine organica o minerali):
- copertura della quota restante di nutrienti
(coltura, terreno, ecc.).
Emilia-Romagna: carbonio organico nei SUOLI (Fonte: Regione Emilia-Romagna: carbonio organico nei SUOLI (Fonte: Regione
Emilia-Romagna, 2009) Emilia-Romagna, 2009)
COSA DIFFERENZIA LE DIVERSE MATRICI ORGANICHE COSA DIFFERENZIA LE DIVERSE MATRICI ORGANICHE
DESTINATE ALL’USO AGRONOMICO?
DESTINATE ALL’USO AGRONOMICO?
UMIDITA’
AZOTO (quantità e qualità) e altri nutrienti
SOSTANZA ORGANICA (quantità e qualità)
EVENTUALE CONTENUTO INQUINANTI (metalli pesanti, indesiderati, …)
CONCIME O AMMENDANTE?
RIFIUTO, SOTTOPRODOTTO O PRODOTTO?
QUALITA’ NEL TEMPO
IL DIGESTATO IL DIGESTATO
3. IL DIGESTATO è il “sottoprodotto”
dell’attività di produzione di biogas mediante DA, ha caratteristiche
agronomiche e ambientali migliori
rispetto, ad esempio, agli effluenti
zootecnici tal quali
Digestato = Fertilizzante Digestato = Fertilizzante
I principali vantaggi dell’uso del digestato come fertilizzante:
Distribuzione di materiale stabilizzato;
Apporto di Sostanza Organica nei suoli;
Apporto di NPK (sostituzione di fertilizzanti chimici);
Riduzione emissioni gas serra.
Cosa succede agli SV in DA?
Cosa succede agli SV in DA?
Ceneri 25 kg
SVtot
75 kg
SV/ST iniziale 75%
SV/ST iniziale 75%
Solidi totali iniziali 100 kg
SVind
SV Degradabile
(50% SV)
Ceneri 25 kg
Biogas 37,5 kg
SVind
37,5 kg
Ceneri 25 kg
SV/ST finale 60%
SV/ST finale 60%
Efficienza DA 50%
Efficienza DA 50%
Valori tipici per effluenti zootecnici
Ingestato Digestore Digestato
IL DIGESTATO. Caratteristiche
Matrici caricate all'impianto
Sostanza secca
(SS) (%)
Sostanza organica
(% SS)
NTK (kg/t)
N-NH4 (% NTK)
P2O5
(kg/t)
K2O
(kg/t)
LIQUAME SUINO (1) 2-4 40-60 2-5 70-85 0,5-4 1,5-5
LIQUAME BOVINO o
LIQUAME BOVINO +
COLTURE DEDICATE
4-8 65-80 2,5-
4,5 40-65 1-2,2 2,5-6
COLTURE
ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGRO-
INDUSTRIALI
5-10 65-80 3,5-7 30-65 1-2 3-8
Caratteristiche medie di digestati di varia natura (Fonte: Banca dati CRPA)
IL DIGESTATO. Caratteristiche
rappresenta in genere non più del 10 - 15% circa del peso del digestato
rappresenta almeno l’85-90% circa del peso del digestato
Sottoponendo il digestato a separazione solido/liquido si ottengono due frazioni:
1) CHIARIFICATA: fertilizzante a buona disponibilità di N. Contiene un’elevata percentuale di azoto ammoniacale sull’azoto totale, rapporto N/P piuttosto elevato.
2) SOLIDA: buone proprietà ammendanti.
Concentra in sè la sostanza organica del digestato e
contiene un’elevata percentuale di azoto organico sull’azoto totale (e buona parte del fosforo).
IL DIGESTATO. Separazione solido/liquido
IL DIGESTATO. Caratteristiche
Caratteristiche medie di frazioni solide di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA)
Matrici caricate all'impianto
Sostanza secca
(SS) (%)
Sostanza organica
(% SS)
NTK (kg/t)
N-NH4 (% NTK)
P2O5 (kg/t)
K2O
(kg/t)
LIQUAME SUINO (1) 20-30 65-90 5-10 15-45 5-15 1,5-5
LIQUAME BOVINO o
LIQUAME BOVINO + COLTURE DEDICATE
14-26 80-90 3-7 20-40 2-8 2-5
COLTURE
ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGRO-
INDUSTRIALI
20-30 85-90 4-12 15-45 2-8 3-7
IL DIGESTATO. Caratteristiche
Caratteristiche medie di frazioni chiarificate di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA)
Matrici caricate all'impianto
Sostanza secca
(SS) (%)
Sostanza organica (% SS)
NTK (kg/t)
N-NH4 (% NTK)
P2O5 (kg/t)
K2O
(kg/t)
LIQUAME SUINO (1) 1,5-3,5 30-50 2 - 4,5 75-90 0,3-3 1,5-5
LIQUAME BOVINO o
LIQUAME BOVINO +
COLTURE DEDICATE
2,5-6 55-75 2 - 4 45-70 1,2-2 2,5-5
COLTURE
ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGRO-
INDUSTRIALI
4-8 60-75 3,5-7 35-70 0,7-1,7 3-8
DIGESTATO = MENO ODORE DIGESTATO = MENO ODORE
Misure della concentrazione di odore
Tesi 1: Liquame bovino, NON digerito Tesi 2: Liquame bovino, digerito
Separato solido
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 10 20 30 40
Giorni dalla fertilizzazione Separato liquido
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0 10 20 30 40
Giorni dalla fertilizzazione
mg CO2-C kg-1 suolo
Separato liquido Tal quale
Separato liquido Codigerito Separato liquido Digerito Liquame Tal quale
Separato solido Tal quale
Separato solido Codigerito Separato solido Digerito
Digestione anaerobica ed emissioni di CO Digestione anaerobica ed emissioni di CO
2 2(Università di Torino, CRPA – MIPAAF, 2011) (Università di Torino, CRPA – MIPAAF, 2011)
Separato solido
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 10 20 30 40
Giorni dalla fertilizzazione Separato liquido
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0 10 20 30 40
Giorni dalla fertilizzazione
mg CO2-C kg-1 suolo
Separato liquido Tal quale
Separato liquido Codigerito Separato liquido Digerito Liquame Tal quale
Separato solido Tal quale
Separato solido Codigerito Separato solido Digerito
Perdite per volatilizzazione Perdite per volatilizzazione
dell’ammoniaca
dell’ammoniaca
1. Prova agronomica con fanghi di lungo periodo 1. Prova agronomica con fanghi di lungo periodo (dal 1988 al 2009)
(dal 1988 al 2009)
Coordinamento: Centro Ricerche Produzioni Animali (CRPA) Reggio Emilia
Finanziamento: Asses. Agricoltura Regione Emilia-Romagna Co-finanziamento: HERA SpA, IREN SpA (ex ENÌA SpA)
Valutazione degli effetti dei FANGHI URBANI su:
• Quantità e qualità delle produzioni (food e non food);
• Fertilità del suolo;
• Possibile accumulo nel suolo e trasferimento alle piante di elementi nocivi (metalli pesanti, contaminanti organici).
Parametri Liquidi Disidratati Compostati Limiti 99/92dlgs
pH 7,49 7,80 7,50
Sostanza Secca g/kg 31,9 225,9 511,5 -
SV % s.s. 54,5 53,6 47,8 -
TOC % s.s. 31,4 30,4 26,3 >20
NTK % s.s. 5,83 4,32 2,84 >1,5
P % s.s. 1,93 1,89 1,49 >0,4
K % s.s. 1,73 0,77 1,33 -
Na % s.s. 1,47 0,59 0,41 -
Cd mg/kg s.s. 2,16 2,28 1,72 <20
Cr mg/kg s.s. 218 234 179 -
Cu mg/kg s.s. 599 638 534 <1000
Hg mg/kg s.s. 2,66 2,11 1,41 <10
Ni mg/kg s.s. 173 176 144 <300
Pb mg/kg s.s. 152 133 116 <750
Zn mg/kg s.s. 1118 1187 958 <2500
TEC % s.s. 20,9 20,7 16,2
HA+FA % s.s. 11,5 11,4 10,7
Caratteristiche medie dei fanghi (1988-2005) Caratteristiche medie dei fanghi (1988-2005)
Effetti sulla sostanza organica del suolo (anno 2006) Effetti sulla sostanza organica del suolo (anno 2006)
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Apporti totali di carbonio organico [t/ha]
Sostanza organica nel suolo [%]
Fango liquido Fango disidratato Fango compostato Dose: 5 t s.s./ha anno
Dose: 10 t s.s./ha anno
Dose nulla
Effetti sull’azoto totale del suolo (anno 2006) Effetti sull’azoto totale del suolo (anno 2006)
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Apporti totali di azoto [t/ha]
Azoto totale nel suolo [‰]
Fango liquido Fango disidratato Fango compostato Dose: 5 t s.s./ha anno
Dose: 10 t s.s./ha anno
Dose nulla
Bilanci dell’AZOTO per colture food (medie) Bilanci dell’AZOTO per colture food (medie)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
L D C L D C
kg N/ha anno
INPUT fanghi OUTPUT colture
7,5 t s.s./ha anno 170 kg N/ha anno
Metalli pesanti totali nei terreni (anno 2003) Metalli pesanti totali nei terreni (anno 2003)
Dati pubblicati su: Water Practice and Technology v. 2(1)/2007 ARPA Rivista n. 5/2004
Contaminanti organici nei terreni (anno 2006) Contaminanti organici nei terreni (anno 2006)
Dati pubblicati su:
L’Informatore Agrario
n. 31/2008
Limiti di quantificazione (mg/kg s.s.): LAS 1,0 - NPE 0,01 - PAH 0,04 - PCB 0,01 5 t s.s./ha anno
10 t s.s./ha anno
“RIPRISTINO E MANTENIMENTO DELLA SO NEI TERRENI “RIPRISTINO E MANTENIMENTO DELLA SO NEI TERRENI MEDIANTE L’USO DI AMMENDANTI COMPOSTATI”
MEDIANTE L’USO DI AMMENDANTI COMPOSTATI”
Progetto regionale LR 28/98 Progetto regionale LR 28/98
2001-04 2004-2007 2001-04 2004-2007
Finanziamento: Asses. AGRICOLTURA
REGIONE EMILIA-ROMAGNA
Cofinanziamento:
Soci
CIC emiliano-romagnoli,
Socidel
CRPV
L’AMMENDANTE COMPOSTATO IMPIEGATO L’AMMENDANTE COMPOSTATO IMPIEGATO
AMMENDANTE COMPOSTATO MISTO
fornito dai Soci CIC emiliano-romagnoli (Aimag, Nuova Geovis, Caviro, Hera)
ottenuto a partire da :
scarti di manutenzione del verde ornamentale;
scarti alimentari raccolti in modo differenziato rispetto al resto dei rifiuti urbani (FORSU);
scarti vegetali da trasformazione dei prodotti ortofrutt.
MEDIA Dev.Std CV (%) MEDIA Dev.Std CV (%)
pH 7,9 1,04 13,1 9,1 0,20 2,2
Sost. Secca (%) 69,7 6,75 9,7 26,0 3,58 13,8
Sost. Organica (% ST) 50,2 11,25 22,4 66,6 12,18 18,3
NTK (% ST) 2,4 0,27 11,4 2,5 0,51 20,2
N-NH4 (% NTK) 10,2 6,01 58,7 8,5 5,85 68,9
TOC (% ST) 27,0 6,40 23,7 33,6 4,81 14,3
C/N 11,3 1,95 17,2 13,5 2,03 15,1
Ptot. (% ST) 0,4 0,03 8,0 0,9 0,26 27,9
Ktot. (% ST) 1,7 0,66 38,6 4,5 1,19 26,7
C.E.S. (mS/cm) 3,6 0,57 15,7 3,2 0,59 18,4
HA+FA (% ST) 10,0 2,96 29,5 12,4 1,10 8,9
COMPOST LETAME
Compost: ogni anno lo stesso nelle due prove
Letame:
valori medi STUARD
GLI AMMENDANTI IMPIEGATI GLI AMMENDANTI IMPIEGATI
(Valori medi di 6 ANNI) (Valori medi di 6 ANNI)
PROVA SPERIMENTALE SU SORGO (Az. Stuard - Parma) PROVA SPERIMENTALE SU SORGO (Az. Stuard - Parma)
Tesi Sperimentali Tesi Sperimentali
T Testimone nessun apporto fertilizzante
L Letame 10 t/ha di sostanza organica
C10 Compost 10 t/ha di sostanza organica
C40 Compost 40 t/ha di sostanza organica
NL Non-lavor. Semina su sodo, NO fertiliz.
AMMENDANTI e NUTRIENTI:
AMMENDANTI e NUTRIENTI:
apporti medi annuali apporti medi annuali
APPORTI MEDIA 6 YR
C10 L10 C40
TQ t/ha 32.5 66.1 129.9
SS t/ha 22.8 16.2 91.3
SO t/ha 10.8 10.2 43.1
N kg/ha 536 372 2143
P kg/ha 99 142 336
K kg/ha 404 695 1373
Evoluzione S.O. nei 6 anni di prova Evoluzione S.O. nei 6 anni di prova
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Sostanza organica (%) nel suolo
T L C10 C40 NL
Evoluzione dell’N nei 6 anni di prova Evoluzione dell’N nei 6 anni di prova
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Azoto nel suolo (%0)
T L C10 C40 NL
Metalli pesanti nel terreno a fine prova Metalli pesanti nel terreno a fine prova
Cd Ni Pb Cu Zn Cr VI Hg
T 0,31 93 20,0 52,5 77,5 0,33 0,00
L 0,31 100 23,1 63,0 83,0 0,34 0,18 C10 0,29 87 23,3 59,5 81,5 0,76 0,08 C40 0,31 96 23,7 68,3 97,5 0,54 0,09 NL 0,41 114 25,6 66,5 91,3 0,65 0,04
Media 0,32 98 23,1 61,9 86,2 0,52 0,08
CV % 19,5 20,9 24,7 25,2 14,7 52,0 209,4 Significatività n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s
Andamento dei nitrati (NO
Andamento dei nitrati (NO33--, mg/kg) nel terreno durante i periodo sperimentale, mg/kg) nel terreno durante i periodo sperimentale
(0 - 30 cm)
0 20 40 60 80 100 120 140
13/09/01 29/11/01 05/03/02 17/05/02 27/09/02 29/10/05 17/04/02 23/09/03 30/09/04 02/02/05 22/06/05 13/10/05 25/05/06 25/08/06 13/10/06 14/02/07 30/04/07 30/07/07 04/10/07
Nitrati nel suolo (mg/kg) C10 C40 L NL T
(30-70 cm)
0 10 20 30 40 50 60 70 80
13/09/01 29/11/01 05/03/02 17/05/02 27/09/02 29/10/05 17/04/02 23/09/03 30/09/04 02/02/05 22/06/05 13/10/05 25/05/06 25/08/06 13/10/06 14/02/07 30/04/07 30/07/07 04/10/07
Nitrati nel suolo (mg/kg) C10 C40 L NL T
Andamento dei NITRATI (NO
Andamento dei NITRATI (NO33--, mg/kg) , mg/kg) nel terreno durante il periodo sperimentale nel terreno durante il periodo sperimentale
1. funzione nutritiva (surrogabile con concimi);
2. funzione strutturale
(caratteristica ESCLUSIVA della SO)3. Sono in parziale ANTAGONISMO:
Funzione nutritiva SO + facil. degradabile
Funzione strutturale SO MATURA
“MONETIZZABILE”!
Non ancora
“MONETIZZABILE”!
APPORTO “SOSTANZA ORGANICA STABILIZZATA”
APPORTO “SOSTANZA ORGANICA STABILIZZATA”
CONCLUSIONI CONCLUSIONI
Il ritorno sul suolo di “sostanza organica stabilizzata”
è PRATICA CORRETTA E SOSTENIBILE
L’accrescimento NETTO della fertilità del suolo,
particolarmente pronunciato in seguito all’uso dei materiali più stabili, AMPIAMENTE DIMOSTRATO
SCIENTIFICAMENTE
Dosaggi commisurati ai FABBISOGNI REALI delle COLTURE
Adozione di BUONE PRATICHE GESTIONALI (epoca e modalità di distribuzione, …).
Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.
Seminario
USO DEL DIGESTATO PER IL MANTENIMENTO DELLA SOSTANZA ORGANICA NEI TERRENI FERRARESI
E ADEMPIMENTI NORMATIVI NEL RISPETTO DELLA
DIRETTIVA NITRATI
Rimini
9 Novembre 2011
[email protected] www.crpa.it
