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Nuovo metodo efficace per la gestione dei reflui di allevamento

Recupero e smaltimento dei reflui zootecnici sono un problema per diversi allevamenti. Infatti, allo stato attuale, risulta difficile il recupero dei nutrienti. Soltanto tra il 20 – 40 % del contenuto di azoto presente nei liquami riesce ad essere recuperato e quindi reimpiegato in agricoltura. La percentuale di recupero e il conseguente riciclaggio degli altri nutrienti presenti nei reflui è ancora più bassa. Considerando che nei reflui prodotti annualmente sono presenti circa 100 MTon di azoto e che meno del 50% viene recuperato, si nota con facilità quanto azoto sia annualmente disperso nell’ambiente. Al tempo stesso in agricoltura vengono impiegati fertilizzanti minerali che presentano una concentrazione di fosforo di circa 1,5 volte minore e una di azoto ben 3 volte inferiore a quella presente nei reflui zootecnici; eppure questi ultimi al momento sono solo parzialmente utilizzabili.

Innovazioni tecnologiche che possono consentire di migliorare la gestione dei reflui zootecnici vengono dalla Finlandia. La ricercatrice Anni Alitalo dell’Istituto Finlandese per le Risorse Naturali, Dipartimento Ricerche Agroalimentari, ha sviluppato, infatti, nuovi metodi per il trattamento dei reflui che consentono di:

  • aumentare il quantitativo di nutrienti riciclati;
  • diminuire la carica batterica;
  • ridurre lo sviluppo di odori sgradevoli.

La parte della ricerca che rientra nella tesi di dottorato di Anni Alitalo è stata pubblicata di recente sul sito dell’”Istituto per le Ricerche Agroalimentari” MTT.

L’impianto pilota messo a punto all’interno di questa ricerca prevede un sistema di trattamento a stadi.
La separazione del fosforo non risulta molto complessa, infatti viene separato con la frazione solida dei liquami.
La separazione dell’azoto è molto più complessa e avviene a stadi. Innanzitutto il letame viene sottoposto a una reazione biologica in un reattore opportunamente creato a tale scopo. Dopo il trattamento biologico, si procede con la separazione dell’ammoniaca con il metodo dello strippaggio. La prima fase è di fondamentale importanza in quanto proprio durante il trattamento biologico il valore del pH dei reflui aumenta naturalmente e questo facilita la successiva fase di separazione dell’azoto. L’aumento del pH consente di procedere allo strippaggio dell’ammoniaca limitando notevolmente l’aggiunta di altri reagenti chimici, pur mantenendo lo strippaggio efficace. In particolare, lo strippaggio dell’ammoniaca può essere condotto senza l’aggiunta di basi forti quali l’idrossido di sodio (soda caustica).
La carica batterica e gli odori vengono abbattuti nella fase di trattamento biologico. In tale fase i reflui di allevamenti di suini e bovini vengono confluiti in reattori aerati dove è presente del materiale di semina microbica. Nel reattore i reflui rimangono quattro giorni e al termine del trattamento risultano praticamente inodori e presentano una riduzione del quantitativo di batteri fecali di oltre il 90%.

Il reattore messo a punto nella ricerca risulta stabile ed efficiente sia in fase pilota sia nelle sperimentazioni su campo. Il trattamento dei reflui da allevamenti di suini, infatti, ha già superato la fase pilota ed è già stato sperimentato in alcune aziende agricole. Tuttavia, non è ancora noto se e quando si passerà alla fase di commercializzazione, in quanto non sono ancora state individuate le fonti di finanziamento.

Durante la fase del trattamento biologico si interviene anche per diminuire gli odori e per migliorare le condizioni igieniche dei reflui.

Per saperne di più
Natural Resource Institute Finland
MTT Science

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Dalle fattorie verticali notevoli vantaggi per la produzione e per l’ambiente

Una soluzione per fronteggiare la scarsa disponibilità futura di suolo a uso agricolo e la crescente domanda di prodotti agricoli di qualità è data dallo sviluppo di fattorie verticali o fattorie indoor. Questo tipo di fattorie ha il pregio di occupare poco spazio e di potersi sviluppare in edifici creati appositamente o ricavati da altri già esistenti e magari in stato di abbandono. Un altro fattore importante è dato dalla possibilità di creare queste strutture anche all’interno delle città. Tale fatto ha ovviamente un impatto positivo sull’ambiente in quanto si possono produrre e distribuire i prodotti direttamente nelle zone maggiormente popolate.

L’azienda Green Spirit Farms – Sustainable Farming di New Buffalo (Michigan – USA) si è specializzata nella creazioni di fattorie verticali in sedi in disuso quali, ad esempio, edifici abbandonati, magazzini e grattacieli. A spingere l’azienda ad esplorare questa nuova frontiera c’è una visione d’insieme molto chiara da parte del suo fondatore e presidente, Milan Kluko. La Green Spirit Farms vuole fornire alle comunità locali verdure con le seguenti caratteristiche:

  • alta qualità;
  • disponibilità di vendita a km zero rispetto alla produzione;
  • assenza di pesticidi;
  • varietà non OGM;
  • prodotte in modo sostenibile;
  • prezzo equo.

Le fattorie di Green Spirit Farms sono in grado di produrre vegetali tutto l’anno sia con un “carbon footprint” minore rispetto ad una coltivazione analoga ma effettuata in modo tradizionale, sia con una maggiore efficienza ambientale. Le fattorie verticali hanno infatti il pregio di minimizzare l’impatto degli eventi atmosferici estremi che invece rappresentano un problema per le colture tradizionali di cui possono alterare anche sensibilmente la resa. Essendo al coperto, la produzione risulta più stabile e prevedibile, e di conseguenza facilita la gestione degli approvvigionamenti e delle scorte. Ad esempio, si sa che in 3,3 m2 si possono produrre circa 40 kg di lattuga in 21 giorni, e le variazioni di tempi e rese sono minime.

Il problema dell’approvvigionamento idrico è stato determinante nella scelta del mercato di fattorie indoor negli Stati Uniti. Le fattorie indoor infatti abbattono il consumo di acqua del 96% rispetto a coltivazioni analoghe in California e addirittura del 99% rispetto a quelle dell’Arizona. Infatti, ogni pianta di lattuga nelle Green Spirit Farms consuma poco più di un litro di acqua per la sua crescita. Elemento importante, il 95% dell’acqua presente nelle fattorie verticali viene riciclata.
Inoltre, le fattorie verticali hanno un impatto minore sul terreno perché si può risparmiare fino al 96% di suolo.
Commercializzate daGreen Spirit Farms, le fattorie verticali usano energie rinnovabili per il loro funzionamento e coltivano, in modo idroponico, principalmente verdure a foglia verde. Quando la luce solare non è sufficiente per la crescita e sviluppo della pianta, vengono impiegate speciali lampade a led. Le lampada a led hanno il vantaggio di consumare molto meno. Un altro modo per abbattere i costi energetici è dato dalla presenza di deumidificatori nelle stanze destinate alla crescita delle piante. Questa accortezza permette di raggiungere la temperatura ottimale con un notevole risparmio di energia.
La gestione di luce e acqua è affidata ad un semplice software che ne garantisce il giusto apporto, pertanto l’intero apparato può essere monitorato attraverso uno smartphone.
La Green Spirit Farms è attualmente presente in Michigan e in Ohio.

Per saperne di più: Green Spirit Farm

 

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Nuova tecnica per la diagnosi simultanea di viroidi e fitoplasmi delle pomacee

Un gruppo internazionale di ricerca formato da ricercatori greci del Benaki Phytopathological Institute di Atene e spagnoli dell’Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) di Valencia ha messo a punto un metodo diagnostico rapido, sensibile e affidabile per l'identificazione simultanea dei più importanti viroidi e fitoplasmi delle Pomacee, in particolare del melo e del pero.

L’articolo che riporta i risultati della ricerca è stato pubblicato all’inizio dicembre su PublMed, rivista on line di US National Library of Medicine – National Institutes of Health.

Le Pomaceae sono suscettibili a diverse malattie causate da virus, viroidi e fitoplasmi, trasmesse da piante infette. Una via di diffusione comune è quella dell’impiego di piante infette negli innesti. Fra i patogeni trasmessi in questo modo ci sono:

  • cancro bolloso del pero (PBCVd – Pear blister canker viroid ), viroide;
  • ulcerazione della mela (ASSVd – Apple scar skin viroid), viroide;
  • Candidatus Phytoplasma mali (Ca. P. mali) ovvero l’agente degli scopazzi del melo;
  • Candidatus Phytoplasma pyri (Ca. P. pyri) ovvero l’agente della moria del pero.

Nonostante i fitoplasmi qui sopra citati siano regolamentati in Europa come patogeni da quarantena, non sempre è possibile effettuare analisi complete, veloci e affidabili.
I ricercatori hanno messo a punto una procedura di analisi basata sulla tecnica RT-qPCR per la rilevazione simultanea di viroidi e fitoplasmi di melo e pero.
La RT-qPCR è una PCR quantitativa in tempo reale (RT-qPCR, real time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction).
La PCR è una tecnica di biologia molecolare che consente la moltiplicazione (amplificazione) di frammenti di acidi nucleici dei quali si conoscano le sequenze nucleotidiche iniziali e terminali. Questa tecnica consente di ottenere in vitro molto rapidamente la quantità di materiale genetico necessaria per le successive applicazioni e/o analisi.
Nel caso di RT-qPCR, la PCR viene accoppiata con un metodo di analisi del DNA: si ha quindi un’amplificazione del DNA e, dopo ogni turno di amplificazione, una sua quantificazione. La tecnica Retro Trascrizionale (RT-PCR) permette di misurare l'espressione relativa di un gene ad un tempo particolare, o in una cellula o in un tipo particolare di tessuto. Per la quantificazione del DNA si usano diverse tecniche basate sull'uso di colorazioni fluorescenti. In particolare, nella procedura messa a punto dai ricercatori greci e spagnoli, per l’identifcazione del DNA si è usata la sonda “TaqMan”. Questa sonda è in grado di contenere due fluorocromi e quindi dà il vantaggio di rilevare contemporaneamente più di una sequenza in una sola reazione.
In questo caso specifico la tecnica RT-qPCR con sonda TaqMan permette l'identificazione degli RNA dei viroidi e del DNA dei fitoplasmi nel corso della stessa reazione.

Dai dati ottenuti nel corso delle varie sperimentazioni, il gruppo di ricerca internazionale afferma che la tecnica RT-qPCR messa a punto nel corso di questo studio per la rilevazione simultanea di viroidi e fitoplasmi di melo e pero costituisce uno strumento diagnostico in grado di facilitare i controlli su larga scala sia per la gestione della malattia, sia per la propagazione di materiale vivaistico sano certificato.

Per saperne di più:

US National Library for Medicine – PubMed.gov