Riutilizzo di scarti agro-industriali per la pacciamatura agricola

a cura di Mario Malinconico*

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Alghe brune

Negli ultimi anni l’orticoltura, la floricoltura e la frutticoltura mondiali mostrano un aumento considerevole nel consumo di plastica di derivazione petrolifera. In genere l’uso principale è per pacciamatura. La pacciamatura è un’operazione attuata da sempre in agricoltura e giardinaggio che si effettua ricoprendo il terreno con uno strato di paglia, di foglie secche, con ghiaia o altro materiale, al fine di impedire la crescita delle malerbe, mantenere l’umidità nel suolo, proteggere il terreno dall’erosione, evitare la formazione della cosiddetta crosta superficiale, diminuire il compattamento, mantenere la struttura e innalzare la temperatura del suolo. L’avvento dei film plastici, dalle eccellenti prestazioni meccaniche, termo-ottiche ed agronomiche, resistenza alla degradazione microbica, facilità di processabilità e basso costo ha incoraggiato la loro grande diffusione nelle pratiche agricole. D’altra parte l’enorme quantità di plastica da post utilizzo (1.000.000 di tonnellate per la pacciamatura a livello mondiale, circa 100.000 tonnellate in Italia) sta ponendo grossi problemi ambientali dovuti alla loro raccolta e la distruzione od il riciclo. Di conseguenza, il destino di questi film è quello di essere abbandonati a bordo campo o, peggio, essere bruciati in maniera incontrollata con conseguente immissione di sostanze tossiche nell’aria o nel terreno.

Una possibile alternativa al problema dell’inquinamento da plastiche in agricoltura è rappresentato dall’impiego di plastiche biodegradabili. Al termine del loro uso, i film vengono interrati e la flora batterica del terreno li trasforma in metano o anidride carbonica, acqua e biomassa. Negli ultimi anni è stato messo a punto dalla Novamont, anche in collaborazione con l’Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri del CNR (ICTP), un nuovo tipo di film per uso agricolo a base di amido. Questo film

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Alginato di Sodio

ha mostrato di essere una buona alternativa alle plastiche normalmente utilizzate, con prestazioni meccaniche ed agronomiche comparabili con quelle del polietilene normalmente in uso, ma i suoi costi sono ancora molto al di sopra di quelle delle plastiche tradizionali (circa 3 volte).

Dal 2004 al 2007 l’ICTP, con il Dr. Mario Malinconico come Responsabile della ricerca,  è stato coordinatore di un progetto di ricerca LIFE Environment finanziato dalla EU dal titolo: “Biodegradable Coverages for Sustainable Agriculture- BIOCOAGRI”. Il progetto prevedeva di coprire il suolo da coltivare con una geo-membrana protettiva ottenuta spruzzando sul suolo agricolo una soluzione acquosa di polimeri naturali e fibre vegetali da scarti agro-industriali. I vantaggi di questa tecnica sono vari: nella soluzione acquosa è possibile includere sistemi per il rilascio controllato di fitofarmaci, fertilizzanti, filler e coloranti per esaltarne il potere paciamante. La durata del film pacciamante può essere modulata in funzione della coltivazione, e può essere usato in pieno campo o sotto serra. A fine coltivazione, i residui del film vengono direttamente macinati nel terreno trasformandosi in un ammendante completamente biodegradabile.

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Meccanismo di reticolazione dell’alginato di sodio in presenza di ioni calcio catturati da suolo agricolo

Nel corso del progetto sono stati testati polisaccaridi da fonti rinnovabili, quali chitosani, alginati, gomma di guar, locust bean. Quali fibre vegetali, si sono impiegate scarti della lavorazione del pomodoro, polvere di alghe, carta da macero, scarti di fibre di canapa, di paglia, di cotone, materiali quindi a bassissimo costo, che rendono il prodotto (e il processo di ottenimento) competitivo sul mercato rispetto ai film pre-formati. Al momento attuale, un brevetto mondiale e’ stato depositato e test su larga scala sono in corso in Italia, Olanda, Spagna, Canada e Cina.

polimero spray su suolo agricolo

applicazione film spray

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Coltivazione di pomodoro su film spray

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*Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri, CNR Pozzuoli

Scarascia-Mugnozza G; Schettini E; Vox G (2004). Effects of solar radiation on the radiometric properties of biodegradable films for agricultural applications. Biosystems Engineering, 87 (4), 479-487

Scarascia-Mugnozza G; Schettini E; Vox G; Malinconico M; Immirzi B; Pagliara S (2006). Mechanical properties decay and morphological behaviour of biodegradable films for agricultural mulching in real scale experiment. Polymer Degradation and Stability, 91 (11), 2801-2808

Russo, R., Malinconico, M., & Santagata, G. (2007). Effect of cross-linking with calcium ions on the physical properties of alginate films. Biomacromolecules, 8, 3193–3197.

R. Russo, M. Abbate, M. Malinconico, G. Santagata. (2010). Effect of polyglycerol and the crosslinking on the physical properties of a blend alginate-hydroxyethylcellulose. Carbohydrate Polymers 82 (2010) 1061–1067

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