Bioprodotti, una valida alternativa alla chimica fossile in agricoltura

Le molte applicazioni derivanti da materie prime di origine vegetale permettono di restituire carbonio organico al suolo e di ridurre la dipendenza da input fossili magari provenienti da molto lontano. La disponibilità potenziale di biomassa da utilizzare per questi scopi, solo in Italia, è di circa 25 milioni di tonnellate annue

di Annalisa Zezza*

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Dai biolubrificanti alle plastiche biodegradabili, dalle fibre vegetali e ai materiali compositi, dai prodotti nutraceutici ai biopesticidi, i bioprodotti costituiscono un ampio e innovativo campo di applicazioni finalizzate a ridurre gli impatti negativi della chimica fossile e a restituire carbonio organico al suolo, utilizzabili in agricoltura ma anche nella nostra vita di tutti i giorni.

I vantaggi

L’utilizzo di materie prime di origine agricola o forestale per la produzione di intermedi e prodotti chimici può infatti:

• ridurne la tossicità nei confronti dell’uomo e dell’ambiente,
• aumentarne il tasso di rinnovabilità e quindi di sostenibilità ambientale,
• innalzarne la biodegradabilità e la compostabilità una volta immessi nell’ambiente tal quali o smaltiti come rifiuti a fine vita.

Solo in Italia si stima che i sottoprodotti agricoli ed agroindustriali si aggirino intorno ai 25 milioni di tonnellate annue (2018, ITABIA, Progetto ENABLING), cifra che rappresenta al tempo stesso un rifiuto da smaltire per le imprese ma anche una disponibilità potenziale di biomassa per usi alternativi.

L’integrazione di processi di conversione della biomassa di natura chimica, fisica o microbiologica al fine di ottenere un ampio spettro di prodotti può avvenire nelle bioraffinerie, preferibilmente integrate nel territorio, dove le biomasse vengono separate nelle loro diverse componenti e indirizzate verso specifiche filiere produttive che alimentano settori di mercato innovativi. In alternativa possono svilupparsi sentieri di simbiosi industriale attraverso la collaborazione e integrazione tra diverse imprese.

Gli ammendanti

Una classe importante di bioprodotti, fondamentali per la salute del suolo, è rappresentata dagli ammendanti, sostanze utilizzate per conservare o migliorarne le caratteristiche fisiche, chimiche o biologiche del terreno e dai biofertilizzanti, la cui funzione principale è fornire elementi nutritivi alle piante. Compost, digestato e biochar costituiscono una soluzione ecocompatibile per:

• la gestione dei residui delle coltivazioni agricole;
• migliorare le proprietà del suolo, agendo su struttura e tessitura e quindi migliorando anche la capacità idrica del terreno, limitando la lisciviazione degli elementi nutritivi;
• incrementare la fertilità del suolo e ridurre l’impiego di concimi di sintesi;
• immobilizzare carbonio nel suolo per lunghi periodi, sottraendolo dall’atmosfera. Il potenziale vantaggio di questi mezzi tecnici risiede nella possibilità per l’azienda agricola di utilizzare matrici residuali delle produzioni vegetali destinandole alla produzione di ammendanti.

Il compost è un materiale organico risultante dalla decomposizione ossidativa e dall’umificazione di scarti organici da raccolta differenziata, che vanno trattati secondo norme di igiene e di sicurezza, nel rispetto della normativa italiana in materia di fertilizzanti. Il digestato è il risultato finale di un processo di digestione anaerobica che può derivare essenzialmente da effluenti zootecnici, biomasse vegetali, sottoprodotti di origine animale, fanghi di depurazione, frazione organica dei RSU.

Il biochar è un carbone vegetale che si ottiene a seguito della conversione termochimica in assenza di ossigeno di diversi tipi di biomassa vegetale mediante due tecnologie principali: la pirolisi lenta e la carbonizzazione idroterma (HTC, HydroThermal Carbonization).

L’ampio settore delle bioplastiche

Un’altra categoria di bioprodotti di grande potenzialità per l’agricoltura è rappresentata dalle bioplastiche. I teli per la pacciamatura, ad esempio, vengono utilizzati per le colture orticole allo scopo di ridurre le infestanti, creare un microclima più adeguato perla pianta e conservare l’umidità, evitando sprechi di acqua. Contribuiscono inoltre a trattenere il calore nel suolo, evitando così il pericoloso congelamento delle radici delle piante. Normalmente sono in polietilene o poliesteri e, a fine vita, devono essere smaltiti con costi notevoli, ma oggi sono fruibili sul mercato prodotti pacciamanti certificati biodegradabili, a base di amido complessato con poliesteri, che si degradano in pochi mesi, consentendo quindi una protezione sufficiente nella prima fase di coltivazione delle colture ortive a breve-medio ciclo. A fine coltura si possono incorporare nel terreno con una semplice trinciatura e non hanno costi di lavaggio, rimozione e smaltimento.

Sempre nell’ambito delle bioplastiche vi sono prodotti apparentemente di minore importanza ma che, considerate le grandi quantità utilizzate, possono contribuire significativamente nel rendere la filiera sostenibile: si pensi ad esempio a tutti gli strumenti (reti, fili, gancetti) che vengono utilizzati per colture che hanno bisogno di supporti (pomodori, piselli, fave, ecc.). Normalmente sono realizzati in plastica (in genere polietilene di origine fossile), ma sono sostituibili da quelli realizzati in bioplastica, rinnovabile e compostabile.

Il cambiamento produce un duplice vantaggio, dato dalla sostituzione di materiale fossile con quello rinnovabile e dalla possibilità – a fine ciclo – di avviare alla digestione aerobica o anaerobica i residui colturali insieme al materiale di supporto evitando il suo smaltimento come rifiuto indifferenziato. Analogamente, con materiali compostabili certificati possono essere realizzati i supporti per trappole a feromoni e fitocelle, seminiere alveolari, vasetti per piantine da orto o da frutteto. Tutti manufatti che, dopo l’utilizzo, sono destinabili alla produzione di biogas o compost.

Biopesticidi per difendere le piante

Alla categoria dei bioprodotti appartengono molecole vegetali a elevata attività biologica utilizzate per la difesa delle piante. Comprendono erbicidi, fungicidi, insetticidi, acaricidi, fitoregolatori e repellenti. I principi attivi possono essere sostanze chimiche oppure microrganismi, inclusi i virus, che permettono al prodotto di svolgere la sua azione. Sono prodotti generalmente biodegradabili, con tempi di carenza nulli o ridotti e con un ridotto impatto ambientale. Sono pertanto impiegati nella lotta integrata e alcuni di essi sono ammessi in agricoltura biologica. I biopesticidi sono accomunati dai seguenti vantaggi:

• ridotta tossicità nei confronti degli organismi che non rappresentano il target di azione (elevata selettività);
• ridotta persistenza nell’ambiente;
• tossicità bassa o nulla per i mammiferi;
• minori rischi per gli operatori legati al loro utilizzo;
• minor rischio di sviluppo di resistenze.

Biolubrificanti e corroboranti

Ancora, un’altra categoria di prodotti bio-based importante per la sostenibilità della filiera è rappresentata dai biolubrificanti che possono essere utilizzati già oggi in molte applicazioni industriali (industria tessile, conciaria, cartaria, metallurgica, estrattiva e di escavazione, agroalimentare, farmaceutica e in agricoltura) come alternativa ecocompatibile ai lubrificanti derivati dal petrolio, generalmente senza richiedere particolari modifiche di processo o di impianto.

I corroboranti sono invece dei bioprodotti utilizzabili in agricoltura biologica, convenzionale e biodinamica disciplinati dal Decreto Ministeriale n. 4416 del 22 aprile 2013 e successive modificazioni.

Denominazione della tipologia di prodotto	Descrizione, composizione quali-quantitativa e/o formulazione commerciale	Meccanismo di azione
Propoli	Prodotto delle api	Le componenti di natura fenolica (flavoni, flavonoidi e flavononi) esplicano proprietà fitostimolanti, favoriscono l’autodifesa della pianta e potenziano l’azione di alcuni antiparassitari.
Gel di Silice	Prodotto ottenuto dal trattamento di silicati amorfi, sabbia di quarzo, terre diatomacee e similari.	Attività disidratante e adsorbente.
Oli Vegetali Alimentari	Prodotti ottenuti per spremitura meccanica e successiva filtrazione e diluizione in acqua con eventuale aggiunta di co-formulante alimentare di origine naturale.	Gli oli vegetali risultano interferire sulla fisiologia delle interazioni patogeno- pianta
Estratto integrale di castagno a base di tannino	Prodotto derivante da estrazione acquosa di legno di castagno ottenuto esclusivamente con procedimenti fisici. L’etichetta deve indicare il contenuto percentuale in tannini.	I tannini favoriscono l’aumento della resistenza della pianta a stress biotici e abiotici, poiché repellenti nei confronti di predatori, parassiti e contrastano marciumi di origine fungina.
Soluzione acquosa di acido ascorbico	Prodotto derivante da idrolisi enzimatica di amidi vegetali e successiva fermentazione.	Il prodotto è impiegato esclusivamente in post-raccolta su frutta e ortaggi per ridurre e ritardare l’imbrunimento dovuto ai danni meccanici.
Olio vegetale trattato con ozono	Prodotto derivato dal trattamento per insufflazione con ozono di olio alimentare (olio di oliva e/o olio di girasole).	Potenziatore delle difese delle piante verso attacchi fungini e batterici e con azione protettiva e cicatrizzante. Trattamento ammesso sulla coltura in campo.
Estratto glicolico a base di Flavonoidi	Prodotto derivato dalla estrazione di legname non trattato chimicamente con acqua e glicerina di origine naturale.	Potenziatore delle difese delle piante verso attacchi fungini e batterici e con azione protettiva e cicatrizzante. Trattamento ammesso sulla coltura in campo.

Fonte: CREA, Proposte dalla bioeconomia per una ortofrutticoltura sostenibile

Dalla crisi Ucraina una maggiore consapevolezza?

Oggi, la crisi internazionale – scatenata dall’invasione russa dell’Ucraina – ha reso evidente anche ai non addetti ai lavori, la dipendenza della nostra agricoltura dagli input fossili, sancendo in maniera ancora più chiara l’esigenza di un cambio di passo nella sostituzione dei fertilizzanti e di altri materiali utilizzati in agricoltura con bioprodotti. Tali sostanze, rinnovabili e prodotte localmente, e possono apportare benefici non solo di carattere ambientale, nella direzione tracciata dal green Deal europeo, ma anche di carattere economico e strategico contribuendo ad accresce la resilienza dei nostri territori.

L’autrice

* Direttore di ricerca presso il Consiglio per la Ricerca e l’Economia in Agricoltura (CREA) – Centro di Ricerca per le Politiche Agricole e la Bioeconomia (Roma, Italia). Ha conseguito il dottorato di ricerca in Economia Agraria presso l’Università di Napoli. È esperta di politiche agricole, agroambientali e di commercio internazionale dei prodotti agricoli. È autrice di numerose pubblicazioni. Delegato italiano al Gruppo di Lavoro OCSE sulle Politiche Agricole e i Mercati; Co-presidente della task force sugli indicatori di sostenibilità per i biocarburanti (GBEP, FAO); Membro della Coordinamento Italiano per la Bioeconomia; Visiting Fellow presso la Kennedy School of Public Policy nell’ambito del Sustainability Science Program, presso l’Università di Harvard. È stata per otto anni Direttore generale del’Istituto nazionale di economia agraria (INEA). È attualmente componente del Comitato tecnico scientifico di Re Soil Foundation.