Università Cattolica del Sacro Cuore

8. Bioeconomia

La bio-economia, basata sulla produzione di beni ottenuti da materia prime biologiche, si fonda su paradigmi produttivi che, come gli ecosistemi naturali, utilizzano input naturali, minimizza l’utilizzo di energia e non produce scarti poichè tutti i materiali residui di un processo diventano input per altri processi e sono quindi riutilizzati.
I paradigmi della bio-economia, rispecchiando quelli dell’agricoltura sostenibile, contribuiranno a creare una economia più sostenibile in cui l’agricoltura riveste il ruolo centrale di fornitore di materie prime. Questa è una grande sfida e opportunità per l’agronomia e le coltivazioni agrarie: la bio-economia si interessa a colture nuove o abbandonate, a colture tradizionali per usi alternativi ed anche all’utilizzo dei residui colturali.
Al punto di incontro tra la bioeconomia e l’agronomia e le coltivazioni erbacee studiamo la fisiologia (Area di ricerca 1), l’ecologia e la tecnica colturale delle principali colture da biomassa annuali, quali canapa (Cannabis sativa) (Fig. 4-7)  sorgo (Sorghum bicolor), e perenni (Figura 1 e Video 1), quali miscanto (Miscanthus sinensis, M. x giganteus, M. sacchariflorus x sinensis), canna comune (Arundo donax) panico vergato (Panicum virgatum) e short rotation coppice (Populus e Salix spp., Robinia pseudoacacia).
Studiamo la possibilità di coltivare canapa e miscanto su terreni marginali. Inoltre studiamo la coltivazione e l’impatto di diverse colture da biomassa in diversi contesti territoriali: fasce tampone  (Area di ricerca 3) e a “girapoggio” in terreni declivi (Area di ricerca 5). L’impatto ambientale è valutato tramite la realizzazione di analisi del ciclo di vita -LCA (Area di ricerca 9) e l’impatto sulla salute del suolo e la fornitura multipla di servizi ecosistemici (Area di ricerca 3).

Immagini delle attività di ricerca


Obiettivi

  1. Ottimizzare la tecnica di coltivazione della canapa multiuso;
  2. Aumentare il valore aggiunto dei prodotti a base di canapa;
  3. Studiare l’adattamento delle colture da biomassa ad ambienti marginali;
  4. Analizzare la sostenibilità ambientale delle colture da biomassa e bioenergetiche.

Attività sperimentali

  1. Realizzazione di prove sperimentali ed attività modellistiche per comprendere e simulare l’effetto della macerazione sulla qualità della fibra in canapa (Fig. 2, 8 e 9);
  2. Realizzazione di prove sperimentali per migliorare la produzione di seme ed olio in canapa (Fig. 3);
  3. Realizzazione di prove sperimentali per studiare la coltivazione di canapa e miscanto in ambienti marginali (Fig. 4-7);
  4. Realizzazione di prove sperimentali per la riconversione di colture poliennali a terreno arativo (Video 1 e Fig. 1)


Progetti

» GRACE - GRowing Advanced industrial Crops on marginal lands for biorEfineries
finanziato da H2020-BBI-2016 (2017-2021)

» SSUCHY - Sustainable structural and multifunctional biocomposites from hybrid natural fibres and bio-based polymers
finanziato da H2020-BBI-2016 (2017-2021)

» Multihemp - Multipurpose hemp for industrial bioproducts and biomass
finanziato da EC-FP7 (2012-2017)

» GAS-OFF - Integrated strategies for GHG mitigation in dairy farms
finanziato da programma LIFE (2010-2012)

» FIBRA - Fibre crops as a sustainable source for biobased material for industrial products in Europe and China
finanziato da EC-FP7 (2012-2015)

Gruppo di lavoro

Stefano Amaducci
Professore Associato
stefano.amaducci@unicatt.it

Andrea Ferrarini
Postdoc

andrea.ferrarini@unicatt.it

Paolo Serra
Postdoc

paolo.serra@unicatt.it

Salvatore Musio
Dottorando

salvatore.musio@unicatt.it

Davide Calzolari
Dottorando

davide.calzolari@unicatt.it

Kailei Tang
Dottorando
Wageningen University, Olanda

kailei.tang@wur.nl

Studenti magistrali

Raffaella Santagata Nadia Dallavalle

Daniele Filippini

Pubblicazioni

  • Tang, K., Struik, P.C., Yin, X., Calzolari, D., Musio, S., Thouminot, C., Bjelková, M., Stramkale, V., Amaducci, S., 2017. A comprehensive study of planting density and nitrogen fertilization effect on dual-purpose hemp (Cannabis sativa L.) cultivation. Ind. Crops Prod., 107, 427-438.
  • Calzolari, D., Magagnini G., Lucini, L., Grassi, G., Appendino, G., Amaducci, S., 2017. High Added-Value Compounds from Cannabis threshing residues. Ind. Crops Prod, 198, 558-563.
  • Serra, P., Colauzzi, M., Amaducci, S., 2017. Biomass sorghum production risk assessment analysis: a case study on electricity production in the Po Valley. Biomass & Bioenergy, 96, 75-86.
  • Amaducci, S., Facciotto, G., Bergante, S., Perego, A., Serra, P., Ferrarini, A., Chimento, C., 2017. Biomass production and energy balance of herbaceous and woody crops on marginal soils in the Po valley. GCB Bioenergy, 9, 1, 31-45.  (DOI: 10.1111/gcbb.12341)
  • Chimento, C., Almagro, M., & Amaducci, S. (2016). Carbon sequestration potential in perennial bioenergy crops: the importance of organic matter inputs and its physical protection. Gcb Bioenergy, 8(1), 111-121.
  • Tang, K., Struik, P.C., Yin, X., Thouminot, C., Bjelková, M., Stramkale, V., Amaducci, S., 2016. Comparison of hemp varieties (Cannabis sativa L.) for dual-purpose production under contrasting environments. Ind. Crops Prod., 87, 33-44.
  • Amaducci, S., Perego, A., 2015. Field evaluation of Arundo donax clones for bioenergy. Ind. Crops Prod., 75, 122-128.
  • Amaducci, S., Scordia, D., Liu, F.H., Zhang, Q., Guo, H., Testa, G., Cosentino S.L., 2015. Key cultivation techniques for hemp in Europe and China. Ind. Crops Prod., 68, 2-16.
  • Chimento, C., & Amaducci, S. (2015). Characterization of fine root system and potential contribution to soil organic carbon of six perennial bioenergy crops. Biomass and Bioenergy, 83, 116-122.
  • Amaducci, S., & Perego, A. (2015). Field evaluation of Arundo donax clones for bioenergy production. Industrial Crops and Products, 75, 122-128.
  • Amaducci, S., Scordia, D., Liu, F. H., Zhang, Q., Guo, H., Testa, G., & Cosentino, S. L. (2015). Key cultivation techniques for hemp in Europe and China. Industrial Crops and Products, 68, 2-16.

Agricoltura e bioenergia: il caso delle colture poliennali bioenergetiche

Video 1 Ripresa aerea con drone di una prova sperimentale di lungo termine di coltivazione di specie poliennali bioenergetiche (video realizzato da Enrico Martani)