La gestione sostenibile degli oliveti ed il

sequestro del carbonio atmosferico nel suolo

Cristos Xiloyannis

Università degli Studi della Basilicata /DiCEM

# REGOLAZIONE

# PRODUZIONE

# HABITAT, CULTURALI

Es. flussi di C, stabilità degli aggregati….

Annual global carbon emissions during the past 50 years (billions metric tons per year)

Source: National Geographic. Oct 2007 - IPCC

8

7

6

5

4

3

2

1

1957 today

380 ppm

360

340

320

280

Atm

osphere CO

2

Rielaborato da WBGU Special Report: The Accounting of Biological Sinks and Sources Under the Kyoto Protocol

Gestione convenzionale

Gestione sostenibile

Inizio della coltivazione

Anni dall’inizio della coltivazione

3,8

2.6

3.2

4,5

% Sostanza Organica

1.90 20 40 60 80

Frazione della SO duratura

Frazione della SO labile

Inversione della tendenza

Impoverimento dei suoli

Sostanza organica 0,8 - 1,3%

La gestione del frutteto può agire sul livello di carbonio nel suolo ed indirettamente su quello della CO2 atmosferica. Lo schema evidenzia che dopo l’introduzione di tecniche conservative (es. non lavorazione, apporti organici esterni,

inerbimento, trinciatura materiale potatura) la tendenza del “consumo di carbonio” nel suolo si inverte favorendo il ritornodel carbonio (CO2) dall’atmosfera verso il suolo.

SOSTEN. AZIENDALE

lavorato

Compost (15 t ha-1)Azoto se necessario

trinciatibruciati

minerali, dosi calcolate empiricamente

Albicocco, actinidia, Pesco, percoco e olivo

Gestione del suolo

Residui potatura

Nutrizione minerale

Treatment plan

Main channel

Experimental olive orchard (0,66 ha)

Ferrandina (MT) - Basilicata

domestic watewater+rainwater run-off

Produzione (media 2001 -2008)

Sostenibile Convenzionale*

Sostenibile Convenzionale

Kg pianta-1 t ha-1

media 62.4 27.0 9.7 4.2

156 piante per ettaro* 2002, 2004, 2006 annate di scarica

….. Carbon balance

Carbon Input

Carbon output(respiration roots e microbics)

Net Carbonallocated in soil

Critical point to measuresuolo

CO2 = DM × 0,45 × 3,67(Norby et al., 2004)

L’aumento di 1% di carbonio nel suolo

corrisponde a 260 t/ha di CO 2 stabilmente stoccata(50 cm prof., 1.4 t/m3 densità app.)

increase C input

limit C output

Umidità % 24,8pH 7,98

Azoto (totale) % 1,52Carbonio organ. % 33,8Sostanza organ % 58,27

Humus % 10,4

P2O5 % 0,68K2O % 1,4

compost (%P.S)

C/N 22,2

60 t/ha CO2

4,11

15,07

t/ha CO2t/ha C

Dopo 4 anni

Confronto tra prezzi delle unità fertilizzanti apportate con la distribuzione di compost (15 t ha-1) e concimi minerali

N P K Mg** Fe** TotaleCosto medio

UnitàFertilizzanti*

228.0 33.8 130.8 10.0 1.0 403.6

COMPOST € 104,62 € 15,60 €60,41 € 0,50 € 0,05 €181,20 € 0,45

CONCIMIMINERALI

€273,60 €28,09 € 156,96 € 88,60 € 12,30 €559,51 € 1,38

• Unità calcolate considerando un prezzo medio del compost sfuso di12,5 €/t

(escluso trasporto).

** Quantità mediamente assorbite durante un’annata colturale.

Caratteristiche chimiche e composizione minerale del compost

pellettato utilizzato nell’anno 2014 resa dal produttore in

conformità al D. Lgs n.75 del 2010

Apporti

(15 t ha-1 FW)

N 270.60

P 80.53

K 214.36

Ca 1406.72

Mg 59.35

S 17.60

B 0.70

Cb 0.04

Cu 1.41

Fe 65.37

Mn 3.03

-

Zn 3.06

kg ha-1

Contenuto elementi

minerali per t di

compost (kg)

Emissioni di CO2

(kg CO2 eq)

Ntot 18 164,16

P2O5 6,8 10,88

K20 14 9,29

Ven

eto

Lom

bard

iaT

rent

ino

Pie

mon

teT

osca

naE

mili

a R

omag

naLi

guria

Friu

liV

al D

'Aos

taU

mbr

iM

arch

eA

bruz

zoC

ampa

nia

Cal

abria

Lazi

oP

uglia

Bas

ilica

taS

icili

aS

arde

gna

Mol

ise

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

Raccolta differenziata (RD) anno 2004 (fonte ONR - APAT)

L’aumento della RD riduce lo smaltimento in discarica….

RECUPERARE LA MATRICE ORGANICA!

ON-FARM Compost production

Approx. 60 days to achieve a stabilised product

Effetto irrigazione

Effetto lavorazione suolo

1 2 3 40.0

0.5

1.0

1.5

2.0

30-60 cm10-30 cm0-5 cm

Car

boni

o O

rgan

ico

(%)

5-10 cm

Equivalent of about….

The increase of carbon in the soil of olive trees: 2000-2006 (sustainable management without compost).

61 t ha -1 of CO 2In the top 30 cm of soil

2006

2000

mean (2001-2008) Annual Net Primary Productivity (C O2eq, t ha -1 year -1)

1 calculated according to Almagro et al. (2010).2 estimated according to Sofo et al. (2005).3 estimated as the 50% of the annual biomass production of olive trees (Cannell, 1985).

4 estimated as 20% of the above-ground part (Celano et al., 2003).

Net Primary Productivity (NPP)

Sustainable System

Conventional System

CO2eq (t ha-1 year-1)Above Ground NPP 28.38 11.03

Yield 9.06 3.99Olive permanent structures1 0.60 0.60

Pruning material 6.11 4.84Senescent leaves2 1.60 1.60

Spontaneous vegetation epigean biomass

11.01 -

Below Ground NPP 10.43 5.51Olive root biomass3 7.68 5.51

Spontaneous vegetation root biomass4

2.75 -

Total NPP -38.81 -16.55

CO2eq emissions and stock variations in the 2 systems

1elaborated from data reported by Almagro et al. (20 09) and Testi et al. (2008)

Sustainable System

Conventional System

CO2eq (t ha-1 year-1)Total emissions +25.42 +27.37Anthropogenic +2.42 +1.53Fertilizers, pesticides

Farm operations and transport

Pruning residues burning - +4.84Soil respiration 1 + 23.00 + 21.00

Difference -13.39 +10.82

Total NPP - 38.81 - 16.55

Kg of CO 2 per L of Extra Vergin Oil

Sosten. Conven.

CO2 in azienda -8.62 +17.59

CO2 frantoio +0.13 +0.13

Confenz +1.81 +1.81

Bilancio -6.68 +19.53

CO2 CO2 CO2 CO2

CO2 CO2 CO2

CO2 CO2

CO

2

Conventional

???? Euro per t CO 2

….economic advantage?Sustainable

RUOLO MICRORGANISMI…

Flora intestinale

- Mineralizzazione SO

- Assorbimento idrico-minerale

- riduzione incidenza malattie

- Struttura suolo

- Degradazione inquinanti

Funzioni nel suolo:

50 miliardi di microrganismi in terreni fertili

Funghi Batteri

(CFU/g suolo secco) (CFU/g suolo secco)

Sostenibile 214.000 35.600.000

Convenzionale 29.000 10.000.000

FILLOSFERA…. Aumento delle difese naturali

La gestione sostenibile incrementa la biodiversità della fillosfera e carposfera:

da Pascazio et al., 2015

Pascazio et al., in stampa

In un oliveto a gestione sostenibile la microflora presente sui frutti è più complessa e variegata.

Maggiore BIODIVERSITA’ nella gestione sostenibile rispetto all’oliveto gestito in modo convenzionale.

10 generi e 31 specie di batteri individuati nei frutti dell’oliveto sostenibile rispetto a 1 genere e 2 specie individuati nel convenzionale.

!

Water Footprint

apr giu ago ott dic feb0

40

80

120

160

200

ET0

precipitazioni

deficit = 855 mm

ET

o -

Pre

cipi

tazi

oni (

mm

)

mesi dell'anno

INCREASE THE SOIL HOLDING WATER CAPACITY DURING RAIFALL SEASON

Inerbito

a

a

a

a

a

0 2 4 6 8 10 12

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

prof

ondi

tà (c

m)

Macroporosità (%)

Regolari

Irregolari

Allungati

Lavorato

a

b

b

b

ab

0 2 4 6 8 10 12

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

prof

ondi

tà (c

m)

Macroporosità (%)

RegolariIrregolariAllungati

0-10 cm

10-20 cm

0-10 cm

10-20 cm

sustainable

Macroporosity %

Dep

th c

mD

epth

cm

Dep

th c

m

SOIL MACROPOROSITY IN THE TWO SYSTEMS

Conventional

Tesi Ksat (Guelph)(mm d-1)

Classe di Conducibilità satura (Rossi Pisa

1997)

Inerbito (tubo) 160 media

Lavorato (tubo) 13 molto bassa

Contenuto idrico del suolo (fino a 2 m profondità) in

due sistemi di gestione (media 2 anni)

SOSTENIBILE

4250 m3/ha

CONVENZIONALE

2934 m3/ha

FONTE INEA

Infrastrutture

Il “capitale naturale” suolo deteriorato non esplica la sua

funzione di REGOLAZIONE …(trattenere l’acqua e le particelle

di terreno)

Mancata stabilità degli aggregati….

…costi enormi per rispristino infrastrutture

…..soil management

Was it only a rainfall intensity effect ?????

Mancata ricarica della falda = incremento SUBSIDENZA (abbassamento suolo)

Studio della subsidenza dovuto al prelievo idrico d al sottosuolo

Requirements SuppliesWaste water (22 m3 plant-1 year-1)

- 402.6

permanent structures - -yield 477.4 -pruning material 203.2 101.6*?senescent leaves 88.8 44.4*?Total 769.4 548.6difference 220.8 N-supply by fertigation(efficiency coefficient=1.1)

242.0

*N recycling 50%

nutrient balance – N (g plant-1) (mean 2001-2008),Yield 9.7t/ha

young trees mature trees

(kg ha-1) (g ha-1) (kg ha-1) (g ha-1)

N P2O5 K2O Fe N P2O5 K2O Fe

permanent structures

111 17 90 1071 - - - -

pruning material+leaves

19 2 20 183 28 4 34 353

yield 56 11 53 89 64 12 60 103

TOTAL 186 31 163 1343 93 16 94 456

Nutritional needs comparison between young (VI year – 555 plants ha-1, yield 8t/ha) and mature trees (156 plants ha-1,yield

9.7t/ha)TRANSITION PHASE

Contenuto in elementi minerali della biomassa erbacea prodotta

nell’oliveto irrigato (5,7 t ha-1 peso secco – media 2000 - 2005)

N P K Mg Ca Fe Zn Cu

Kg ha-1 g ha-1

84,2 8,5 144,2 7,4 55,1 853,1 260,3 277,4

mineral element needs by cover crops (mean 2000-2008)

60% of cover crops annual needs in mineral elements overlaps with the beginning of vegetative growth of olive trees and fruit set

0102030405060708090

100

N P K Ca Mg Fe Zn Cu

mineral elements

Kg

ha-1

yea

r-1

juneoctober

Gruppo di Frutticoltura e viticoltura

C. Xiloyannis

B. Dichio

V. Nuzzo

G. Montanaro

G. Celano

D. Palese

A. Sofo

G. Tataranni

A.Tuzio

E. Lardo

A. Mininni

A. Fiore

E. Xylogiannis

Agreenment s.r.l. Spin Off Accademic

University of Basilicata

www.agreenment.it