Si interessa di tematiche relative alle colture agroindustriali e
ai sistemi di produzione agricola integrati/ecologici,
focalizzandosi sugli aspetti di crescita, produttività e qualità
delle colture in risposta a stress abiotici; assimilazione
dell'azoto e relazioni idriche delle piante coltivate; analisi di
crescita e bilanci energetici in un'ottica di ottimizzazione di
filiera; adattabilità di colture esistenti e di nuova introduzione
a produzioni bio-energetiche di diverso tipo.
Nella prima linea
di ricerca, sarà approfondito lo studio delle colture dedicate da
energia relativamente alle potenzialità produttive per diverse
filiere. A tale fine, la presente ricerca si propone di: i)
proseguire le valutazioni comparative tra due specie da biomassa
poliennali di particolare interesse (Arundo donax,
Panicum virgatum); ii) affiancare a tali colture
specie annuali ancora non sufficientemente note e diffuse (Sorghum bicolor, con genotipi da fibra e zuccherino),
o già largamente conosciute e coltivate per finalità alimentari
(barbabietola da zucchero, cereali, oleaginose), ma non ancora
sufficientemente saggiate in versione non-food per energia. Nel
caso delle due poliennali e del sorgo da fibra, saranno posti a
confronto due livelli di azoto (non concimato e dose standard) in
combinazione fattoriale con due epoche di raccolta (sole specie
poliennali): a fine estate e in inverno.
Nella seconda
linea di ricerca, le filiere bio-energetiche da colture dedicate
possono essere sinteticamente ricondotte a quattro filoni, in
funzione della forma dell'energia
ottenibile: calore/elettricità, biogas, bioetanolo e biodiesel. In
linea di principio, le prime due forme richiedono biomasse
abbastanza secche, anche con forte contenuto di fibra
(calore/elettricità) ovvero abbastanza umide e ricche di energia
(biogas); similmente, i due biocombustibili liquidi (bioetanolo e
biodiesel) richiedono, rispettivamente, cereali o altre fonti di
zuccheri fermentescibili, e semi oleosi. Nel futuro imminente si
delinea l'avvento di biocombustibili di seconda generazione, che
potranno essere ottenuti a partire da materiali fibrosi/legnosi, in
funzione delle caratteristiche della fibra. Nell'ambito di questa
linea di ricerca sarà pertanto effettuata un'analisi qualitativa di
tutti i prodotti e i sottoprodotti delle colture da energia annuali
e poliennali saggiate in campo, onde verificare la rispondenza ai
requisiti di trasformazione: per la filiera del calore/elettricità,
verrà determinato il tenore di sostanza secca alla raccolta e il
contenuto di ceneri, nocive agli mpianti di termoconversione. Per
il bioetanolo, sarà analizzato il contenuto di zucchero nella
radice di bietola e nel fusto di sorghi da biomassa (da fibra e
zuccherino), di amido nella granella dei cereali, e il contenuto e
la qualtià della fibra nelle colture da biomassa (arundo, panico,
sorgo da fibra) e nei sottoprodotti dei cereali e delle oleaginose
da granella (paglie, stocchi, strame) e della barbabietola (foglie
e colletti). Per il biodiesel, verrà determinato il contenuto di
olio, con approfondimenti circa la sua composizione in acidi
grassi, il cui rapporto tra saturi e insaturi influenza le
proprietà reologiche e di combustione del biocarburante che
dall'olio deriva. Infine, per il biogas il potenziale metanigeno
delle colture potenzialmente vocate tra quelle saggiate (sorghi da
biomassa e cereali) sarà stimato sulla base delle analisi
programmate per le precedenti destinazioni.
La terza linea di
ricerca si focalizza sul tema dell'efficienza di conversione
energetica degli input ambientali e colturali, in un'ottica di
efficiente e sostenibile uso delle risorse limitate o a potenziale
impatto ambientale. In una parte significativa delle colture da
energia in esame nelle precedenti linee, saranno valutate
l'efficienza d'uso dell'acqua (WUE) determinando le umidità in
campo tramite prelievo di campioni di terreno (metodo gravimetrico)
o per mezzo di sonde fisse (metodo FDR). Analogamente, tramite
prelievo e analisi di campioni di terreno e di vegetali verrà
valutata l'efficienza d'uso dell'azoto (NUE), comprendente sia la
quota distribuita come fertilizzante, sia quella naturalmente
presente nel terreno. Un ulteriore aspetto di fisiologia della
pianta riguarderà l'efficienza di utilizzazione della radiazione
incidente (RUE), determinata tramite rilievi diretti di luce
incidente, riflessa e trasmessa al suolo. Le tre efficienze citate
potranno essere riferite all'unità di biomassa complessiva, del
solo prodotto principale, o anche all'unità di bio-energia
ricavabile dalle colture in esame.
Infine, la quarta
linea di ricerca prevede la quantificazione del ritmo di
accrescimento, finalizzato all'ottenimento dei dati necessari per
la parametrizzazione del modello Cropping Simulator System (CSS),
attività iniziata nell'ambito di un PRIN. Ai fini
dell'implementazione del modello CSS, l'accumulo di biomassa in
arundo, panico e sorgo da fibra verrà analizzato nel corso della
stagione di crescita, prelevando campioni su una superficie
rappresentativa a cadenza costante, seguendo l'approccio funzionale
di analisi di crescita (Hunt, 1981). I dati, unitamente a quelli
delle raccolte finali, alle analisi qualitative e alle valutazioni
di efficienza produttiva e impatto ambientale, concorreranno alla
realizzazione di un supporto decisionale dedicato ai nuovi scenari
che si delineano con l'avvento delle filiere bio-energetiche da
colture dedicate.
