Digestato in fertirrigazione per ridurre le emissioni

Il comparto agricolo risulta essere il principale responsabile delle emissioni di ammoniaca in atmosfera (oltre il 90%) essendo la gestione dei liquami (56%) e l’applicazione di fertilizzanti azotati inorganici (21%) le principali fonti. Per quanto riguarda gli effluenti di allevamento, essi contengono al momento dell’escrezione circa il 50% dell’azoto in forma ammoniacale, parte del quale rischia di perdersi per volatilizzazione durante le diverse fasi di gestione dei reflui (stabulazione, stoccaggio e distribuzione), provocando conseguenze negative per l’ambiente.
La presenza di questa sostanza nell’aria contribuisce infatti ai fenomeni di acidificazione ed eutrofizzazione delle acque. E, negli ultimi anni, è stato evidenziato come l’ammoniaca sia anche una componente significativa del particolato secondario; infatti si può combinare con altre sostanze presenti nell’aria (a esempio ossidi di azoto e di zolfo) costituendo una quota rilevante delle polveri sottili.

Ne consegue, quindi, che solo una corretta gestione dei reflui può fare la differenza in termini contenimento delle emissioni prodotte. Parlando della sola fase di distribuzione in campo, a esempio, una valida soluzione per limitare le perdite di azoto risulta essere la fertirrigazione, tecnica che prevede la diluizione degli effluenti zootecnici con acqua nell’attività di irrigazione. A darne prova è il progetto Life Arimeda, “Riduzione delle emissioni di ammoniaca nell’agricoltura mediterranea mediante tecniche innovative per la fertirrigazione con effluenti di allevamento”, che ha dimostrato come la tecnica della fertirrigazione sia in grado di utilizzare in maniera ottimale gli effluenti zootecnici (digestato compreso) riducendo le emissioni di ammoniaca in atmosfera e aumentando allo stesso tempo l’efficienza dell’azoto come fertilizzante organico. Ma vediamo nel dettaglio il progetto.

Il progetto Life Arimeda

Il progetto Life Arimeda, iniziato nel settembre 2017 e che si concluderà nei prossimi mesi, è stato uno dei progetti applicativi europei di matrice ambientale per l’uso efficiente delle risorse, finanziato dal programma Life. È coordinato dal Cita, Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (Spagna), sotto la cui supervisione hanno operato sette partners spagnoli e italiani: l’Università degli studi di Milano, due associazioni di allevatori (Aral per l’Italia e Ads per la Spagna) e quattro società di ingegneria e tecnologie applicate alla fertirrigazione operanti in agricoltura e allevamento (Agriter, Aquafert, Mècaniques Segalés e Regaber).
Il progetto ha previsto una sperimentazione triennale condotta nella regione spagnola di Aragona e in Lombardia, due fra le aree comunitarie a maggiore concentrazione di attività agrozootecnica. Il tutto per un investimento pari a 2,6 milioni di euro finanziato al 58% dall’Unione europea.
L’obiettivo è stato quello di sviluppare sistemi di fertirrigazione su mais con digestato (in Italia) e frazione liquida dell’effluente suino (in Spagna) e verificarne la sostenibilità in termini di emissioni di ammoniaca in atmosfera.
Nello specifico, il progetto ha verificato le emissioni in atmosfera comparando i valori raggiunti con le pratiche tradizionali di spandimento rispetto a quelli ottenuti applicando la fertirrigazione con due sistemi di irrigazione, con ala gocciolante e attraverso l’impiego di pivot, lavorando quindi sia a livello superficiale che in profondità.
La sperimentazione e il monitoraggio in Lombardia sono stati condotti in cinque diverse aziende, tre con irrigazione a goccia e due con pivot, per tre anni dal 2018 al 2020. Sono stati raccolti un insieme di dati confrontando tecniche diverse, partendo da un assunto fondamentale: per l’adozione delle tecniche di fertirrigazione è necessario adottare un sistema filtrante per evitare l’occlusione di ugelli e gocciolatori.

I rilievi effettuati

Nel corso della stagione sono state effettuate analisi del terreno e sono state monitorate le quantità di digestato apportate sui diversi appezzamenti. Inoltre, sono state rilevate le rese alla raccolta.
In questo modo è stato possibile calcolare l’efficienza d’uso dell’azoto (Nue), ottenuta dal rapporto tra l’azoto asportato e quello apportato con la fertilizzazione.
È stata inoltre calcolata l’efficienza d’uso dell’azoto tenendo anche conto della dotazione iniziale di azoto nel terreno (Nue suolo).
Per valutare le emissioni di ammoniaca sono stati utilizzati dei campionatori passivi posti in diversi punti all’interno e all’esterno dei campi monitorati, in modo da poter rilevare la quantità di ammoniaca presente nell’aria. Questi campionatori sono stati installati e analizzati giornalmente nel corso delle diverse operazioni, compresa la distribuzione del digestato in presemina. Per questa operazione sono stati utilizzati sistemi diversi di distribuzione.
Questo ha consentito di mettere a confronto non solo la fertirrigazione, ma anche l’effetto di diverse tecniche di distribuzione al momento della preparazione del letto di semina.

Valutazione tecnica, economica e ambientale

I dati ottenuti dal monitoraggio delle attrezzature e delle operazioni di fertirrigazione sono stati oggetto di analisi per verificarne la sostenibilità per le imprese agricole. Per questo è stata effettuata un’analisi delle prestazioni tecniche e delle caratteristiche delle attrezzature necessarie per la separazione dei solidi.
Queste informazioni sono state utili per una valutazione delle superfici dominabili e il dimensionamento dei separatori (uno ogni 100-150 ha) oltre che una valutazione dei costi legati alle operazioni di fertirrigazione. È emerso che la fertirrigazione risulta avere dei costi comparabili con la distribuzione degli effluenti con altri metodi se la superficie interessata è superiore ai 50-60 ha.
Infine, è stata valutata anche la compatibilità ambientale del sistema mediante il metodo dell’Lca che ha evidenziato come la fertirrigazione abbia un significativo impatto positivo su acidificazione, formazione di particolato e eutrofizzazione legato alla riduzione delle emissioni di ammoniaca.

I risultati ottenuti

I risultati ottenuti, sia in Italia, sia in Spagna hanno confermato la significativa riduzione delle emissioni di ammoniaca quando viene introdotta la fertirrigazione. Rispetto alla tecnica di riferimento, le riduzioni sono state superiori al 60% con irrigazione con Pivot e hanno raggiunto riduzioni del 90% con irrigazione a goccia sottosuperficiale.
È da mettere in evidenza che questo risultato deriva da una combinazione di fattori. In particolare, se si mantiene una quota di effluente da distribuire in presemina, diventa fondamentale ai fini del risultato complessivo la tecnica di distribuzione utilizzata.
Distribuire il 50% dell’effluente in presemina con carrobotte e piatto deviatore e l’atro 50% con fertirrigazione può contenere le emissioni di ammoniaca ma la riduzione ottenibile rispetto alla tecnica di riferimento è modesta (37-40%).
L’interramento dell’intera dose di effluente in presemina è risultata efficace, consentendo di ridurre le emissioni del 60-67%. Questo valore è inferiore a quello atteso probabilmente per l’elevata dose applicata in un’unica soluzione e per l’incompleta copertura del terreno dopo l’interramento. Bisogna anche tener conto che l’interramento è stato effettuato dopo la metà di giugno e quindi in condizioni di temperatura favorevoli all’emissione di ammoniaca.
Il maggior contenimento delle emissioni si consegue utilizzando esclusivamente la fertirrigazione per distribuire l’effluente. Questa soluzione risulta però non sempre praticabile, soprattutto quando si effettua un mais di secondo raccolto, con una stagione irrigua di durata limitata. In ogni caso anche distribuire il 50% dell’azoto in presemina con tecniche adeguate e il 50% in copertura con fertirrigazione consente di ottenere ottimi risultati con emissioni di ammoniaca inferiori del 70% rispetto al sistema di riferimento.
Un ulteriore aspetto che il progetto ha voluto investigare è la possibilità di aumentate l’efficienza dell’azoto, intesa come rapporto tra azoto asportato e fornito alla coltura (Nue).
Anche per questo parametro, la tecnica della fertirrigazione ha confermato le attese. Il valore della Nue è sempre aumentato raggiungendo valori superiori al 70% in Spagna. I risultati ottenuti in Italia, confermano l’incremento della Nue rispetto al sistema di riferimento, anche se i valori ottenuti non superano il 50%.
Questo per due motivi. Il primo riguarda l’eccessivo apporto complessivo di azoto alla coltura, basato sulla normale pratica agricola, che non è stato utilizzato completamente dalla coltura. Un secondo motivo riguarda la composizione del digestato utilizzato nelle prove svolte.
La quantità di azoto organico presente in questo prodotto è risultata del 30-35% anche dopo la filtrazione spinta utilizzata per la fertirrigazione. Questo significa che questa quota dell’azoto deve essere preventivamente mineralizzata nel suolo prima di essere utilizzata dalla pianta. Il processo di mineralizzazione avviene lentamente e quindi l’utilizzo di questa quota di azoto non si apprezza nel corso della breve stagione colturale. Pur non essendo conteggiato nella Nue dell’anno, costituisce un arricchimento del terreno per le stagioni successive.
È evidente quindi che i risultati ottenuti dalle attività svolte in Italia e Spagna hanno confermato la fattibilità e la validità della tecnica fertirrigua. I risultati ottenuti hanno dimostrato che è possibile utilizzare gli effluenti di allevamento con risultati agronomici di rilievo e con riduzione delle emissioni di ammoniaca. La soluzione da adottare nelle singole aziende va progettata in relazione alle caratteristiche dell’effluente da distribuire (liquame o digestato) e al sistema di irrigazione utilizzato.

Maggiori informazioni sul progetto Arimeda sono disponibili sul sito web https://www.lifearimeda.eu/.