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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
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Figura 1 Vista aerea di una prova di lungo termine di coltivazione di sei specie poliennali bioenergetiche (Populus spp., Robinia pseudoacacia, Salix spp., Arundo donax, Miscanthus x giganteus and Panicum virgatum) (foto: Enrico Martani)
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Figura 2 Macerazione della canapa nell’ambito del progetto Multihemp (foto: Salvatore Musio)
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Figura 3 Infiorescenze di canapa. Prove di campo per valutare la produzione di seme e di cannabinoidi (foto: Davide Calzolari)
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Figura 4 Vista aerea e dettaglio di parcelle sperimentali di canapa (foto: Kailei Tang).
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Fig. 5 Vista aerea di un campo sperimentale di canapa. Trattamenti: densità di semina e concimazione azotata (foto: Salvatore Musio).
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Fig. 6 Campi sperimentali di canapa e mais (foto: Salvatore Musio).
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Fig. 7 Piantine di canapa in parcelle sperimentali con semina tardiva (foto: Salvatore Musio).
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Fig. 8 Fusti di canapa utilizzati per la caratterizzazione della fibra (foto: Salvatore Musio).
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Fig. 9 Monitoraggio delle emissioni di N2O durante la macerazione in campo della canapa (foto: Salvatore Musio).
Obiettivi
- Ottimizzare la tecnica di coltivazione della canapa multiuso;
- Aumentare il valore aggiunto dei prodotti a base di canapa;
- Studiare l’adattamento delle colture da biomassa ad ambienti marginali;
- Analizzare la sostenibilità ambientale delle colture da biomassa e bioenergetiche.
Attività sperimentali
- 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);
- Realizzazione di prove sperimentali per migliorare la produzione di seme ed olio in canapa (Fig. 3);
- Realizzazione di prove sperimentali per studiare la coltivazione di canapa e miscanto in ambienti marginali (Fig. 4-7);
- 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 Ordinario |
stefano.amaducci@unicatt.it | |
Andrea Ferrarini |
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Enrico Martani
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enrico.martani@unicatt.it | |
Henri Blandinières |
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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)
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