Gestione degli agroecosistemi per la ottimizzazione della dinamica della sostanza organica e per il sequestro della CO2 atmosferica

Progetto: Research project

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Description

CO2 quantities released during ’90 at world level from fossil fuel use ranger from 5 to 6 Gt/anno (Rudnicki e Wawersik, 1999). Italian contribution (responsibility) represent about 3-4 % and in other word about 0.15-0.24 Gt year-1. Only 60 % of the released carbon dioxide from burning processes remain in the atmosphere (Boden et al., 1992; Berner e Berner 1996) and only 40 % refill the two main sink of the carbon cycle: ocean and terrestrial ecosystem (soil included). Both sinks are greater than atmosphere sink and the fastly exchange occurs in about ten year. Few data are actually available on CO2 fluxes from soil and CO2 fluxes from underground water. In Italy the first approach aimed to quantify carbon balance both in underground water and soils (Chiodini et al. 2000) estimate CO2 flux in 0.001-0.004 Gt C/y from 45,000 km2 equal to CO2 flux from Etna volcano the bigger CO2 producer in the world (Allard et al. 1991). Agriculture has a strategic role as far as CO2 is concerned.That opportunity, due to photosynthetic activity, characterize agriculture and forestry. In other productive areas, in fact, the only possibility is to limit greenhouse gas release.In any case possibility to have CO2 sink, removed from atmosphere thank to photosynthetic activity, must consider both crop biomass and soil organic matter.In the first case we have not enough informations to quantify the actual and future values of the contribution. Must be underlined that, in Italy, corn and sugar beet, can yearly fixed more CO2 than national forests, occupying also, soil for few months during the year.That kinds of herbaceous biomass is characterized by fast decomposition time and rate and consequently restitution of sequestered CO2 is fast.But the short period established CO2 sink is characterized by a large size and anyway induce to a more diversificated agriculture (cover crops, intercropping, crop rotation) replacing monocultural intensive cropping systems for several advantages: less soil erosion, fertilizers, herbicides etc.To improve carbon dioxide sink the most important result is the improvement of soil organic matter level.Soil organic matter is a large size sink, but the very difficult determination of it id due to the lack of knowledge of the chemical and physical characteristics of Italian soils.Considering that Italian soils, for pedological characteristics and for cropping History, are generally poor of soil organic mater, and considering, meanly, an 1.5 % of organic matter content, it is possible calculate a total amount of 826 Mt.The chances to increase that quantity is due to two integrated actions: soil incorporation of the biomass and a right management of stubble and roots.About the first task, intensive agriculture use only a little part, that correspond to the economic yield, of the produced biomass. Th other part, that represent the largest part, is always unutilized and sometimes represent a big trouble.Today Italian agricultural systems yearly produce 19 Mt of crop residues, mainly (about 56%) not harvested, and only 10.6 Mt/year are utilized for different aims (energy, industrial, agronomic). About 5.3 Mt called "potentially harvestable" are generally burned producing a large amount od CO2 (4 Mt/year ).Soil organic matter quantities can also maximized by conservative techniques: minimum tillage, crop rotation, mulching etc furnishing an increase of 0.5 % of soil organic mater of Italian soils storing about 500 Mt of carbon dioxide.These evidences stress that global CO2 contribution from diffuse out gassing, from underground water and fro

Layman's description

La quantità di CO2 rilasciata dall'uso dei combustibili fossili a scala mondiale durante gli anni 90 ha oscillato fra 5 e 6 Gt/anno (Rudnicki e Wawersik, 1999). Il contributo italiano rappresenta circa il 3/4%, ossia è valutabile in 0.15-0.24 Gt/anno. E' stato calcolato che soltanto il 60% circa della CO2 rilasciata dai processi di combustione rimane in atmosfera (Boden et al., 1992; Berner e Berner 1996), mentre il resto entra a far parte dei due principali serbatoi del ciclo del carbonio, gli oceani e la biosfera terrestre, inclusi i suoli. Entrambi i serbatoi sono molto più grandi dell’atmosfera e scambiano rapidamente con essa su una scala temporale dell’ordine delle decine di anni. Pochi dati sono attualmente disponibili sui flussi di CO2 proveniente dai suoli e sui flussi di CO2 disciolta nelle acque sotterranee. Il primo studio effettuato in Italia, finalizzato alla quantificazione del bilancio del carbonio sia negli acquiferi che nei suoli dell'Italia centrale (Chiodini et al. 2000) ha portato ad una stima del flusso di CO2 di origine profonda pari a 0.001-0.004 Gt C/y da un'area di 45,000 km2. Tale stima è comparabile con la CO2 emessa dall'Etna, che è il maggior produttore di CO2 al mondo tra i vulcani attivi (Allard et al. 1991). Sulla base di questi lavori, si può affermare che il contributo di CO2 a scala globale prodotto, sia dal degassamento diffuso che dalla CO2 disciolta negli acquiferi, deve essere valutato perché è probabilmente dello stesso ordine di grandezza se non superiore a quello emesso dai vulcani attivi. Quindi nonostante le emissioni antropiche siano ordini di grandezza maggiori delle emissioni naturali, la stima dei flussi di CO2 nei suoli risulta importante per la notevole superficie esposta.Il comparto agricolo ha un ruolo fondamentale per quanto riguarda la CO2. Questa esclusiva opportunità, che si deve alla fotosintesi, caratterizza il settore agricolo e forestale, mentre negli altri settori produttivi è infatti possibile intervenire solo limitando i rilasci di gas di serra dalle diverse fonti. In ogni caso la possibilità di costituire serbatoi di anidride carbonica sottratta, per via fotosintetica, all'atmosfera, deve considerare anche per i sistemi agricoli sia la biomassa vegetale che la sostanza organica conservata nel suolo. Nel primo caso non si hanno informazioni sufficienti a quantificare le dimensioni attuali e future del contributo. Va però detto che molte specie coltivate in Italia (ad esempio il mais e la barbabietola da zucchero) fissano annualmente quantità di anidride carbonica per ettaro maggiori della media che si registra nelle foreste nazionali e questo, oltretutto, occupando il terreno per pochi mesi l'anno. Si tratta però di biomasse di natura erbacea che quindi si decompongono in tempi brevi restituendo all'atmosfera buona parte della anidride carbonica che avevano sottratto. Una prima importante misura da promuovere dovrebbe mirare a far sì che il terreno risulti il più a lungo possibile coperto di vegetazione fotosintetizzante. Il serbatoio di anidride carbonica che si costituirebbe sarebbe di breve durata ma di grandi dimensioni e comunque si avrebbero tutti i vantaggi derivanti dal recupero della policoltura (rotazioni consociazioni, sovesci) in sostituzione dei sistemi monocolturali intensivi: minore erosione, ridotto uso di fertilizzanti, di pesticidi e di erbicidi. Il risultato più importante nell'ottica di aumentare il serbatoio di carbonio, e dal quale d'altra parte derivano i benefici appena ricordati, proviene dall'incremento del tenore di sostanza organica (humus) nei

Key findings

Ambiente e cambiamento climatico
StatoFinito
Data di inizio/fine effettiva1/1/0510/31/07