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Utilizzazione agronomica del digestato

Il Digestato è il sottoprodotto del processo di digestione anaerobica, rappresenta la porzione di biomassa residua indigerita o parzialmente digerita al termine del processo fermentativo volto alla produzione di biogas. Rispetto alle biomasse di partenza, si presenta omogeneo, con un tenore di umidità più elevato perché parte della sostanza organica è stata degradata biologicamente, cioè demolita dai batteri per la produzione di biogas. La sostanza organica che rimane risulta più stabile e contiene elementi della fertilità, quali azoto, fosforo e potassio, che possono tornare al suolo per fornire nutrimento alle colture ed è per questo motivo che può essere utilizzato come fertilizzante.

L’utilizzo agronomico del digestato come fertilizzante garantisce l’apporto di elementi nutrizionali in sostituzione dei concimi di sintesi, in particolare durante il processo di digestione anaerobica si assiste alla mineralizzazione di parte dell’azoto organico in azoto ammoniacale, rendendo l’azoto più “pronto” per essere utilizzato dalle colture.

Il digestato tal quale in uscita dall’impianto, per poterlo gestire al meglio sia da un punto di vista aziendale-gestionale che soprattutto per quanto riguarda la sua utilizzazione agronomica, viene solitamente sottoposto ad una (o più) separazione solido-liquida che porta alla produzione di due frazioni: una solida (palabile) e una liquida (chiarificata).

La frazione palabile rappresenta solitamente non più del 15-25 % del digestato tal quale, è caratterizzata da un elevato contenuto di sostanza secca solitamente superiore ad un 20 %, presenta un elevato contenuto di sostanza organica, di conseguenza anche l’azoto risulta principalmente composto dalla frazione organica. Queste caratteristiche la rendono un ammendante molto valido e può essere sostituita al letame. La pratica più diffusa è quella di utilizzarla in pre-aratura dando la possibilità di cedere lentamente gli elementi nutritivi alle colture che verranno seminate.

La frazione chiarificata rappresenta circa l’85-90% del digestato tal quale, presenta un tenore di sostanza secca solitamente non superiore ad un 8%. In questa frazione si concentrano i composti più solubili, tra cui l’azoto in forma ammoniacale che può rappresentare fino al 70-90% dell’azoto presente. Grazie alla sua dotazione in azoto ammoniacale possiede un pronto effetto nutritivo per le colture e la possiamo assimilare ad un concime ammoniacale minerale.

Se per la frazione palabile le modalità di distribuzione in campo si rifanno all’utilizzo dello spandiletame mentre la frazione chiarificata può essere distribuita negli appezzamenti aziendali in diverse modalità.

Le tecniche utilizzate durante la distribuzione del digestato, in particolare della frazione chiarificata, unite all’epoca di distribuzione, caratterizzano l’efficienza di impiego dell’azoto nei confronti delle colture.

Come visto in precedenza, la frazione chiarificata del digestato contiene un tenore di azoto ammoniacale molto elevato, di conseguenza, il rischio di perdite dovute alla volatilizzazione dell’ammoniaca è molto alto. Queste perdite, oltre a ricadere sull’ambiente, diminuisco in modo notevole il potenziale nutritivo del digestato che stiamo distribuendo. Infatti, le perdite ammoniacali si traducono in una minore disponibilità di azoto ammoniacale nel suolo nei confronti delle colture, diminuendo drasticamente l’efficienza di distribuzione.

La volatilizzazione dell’ammoniaca in aria, oltre che dalla tecnica di distribuzione, dipende da fattori quali:

  • fattori climatici come temperatura e vento;
  • caratteristiche del suolo (pH, presenza o meno di residui colturali);
  • caratteristiche del liquame (contenuto di azoto, sostanza secca, pH (Carnevali, 2016).

La maggiore sensibilità di fronte a queste problematiche e risultati di anni di studio stanno portando pian piano all’affermarsi di tecniche più innovative che migliorano l’efficienza delle distribuzioni.

Le tecniche più adatte in questo senso sono quelle che prevedono l’interramento del refluo a bassa profondità contemporaneamente alla sua distribuzione. In alternativa, occorre utilizzare sistemi di spandimento superficiale che limitino al massimo la polverizzazione del liquido e il contatto con l’atmosfera (spandimento rasoterra in banda) seguiti, in stretta sequenza, dall’incorporazione attraverso successive arature. In questo caso però il periodo utile di distribuzione viene ridotto drasticamente nei soli momenti in cui il terreno è privo di coltura.

Oltre alla distribuzione con piatto deviatore sono da evitare sistemi di distribuzione ad alta pressione per gli elevati rischi di volatilizzazione e l’iniezione profonda che causa perdite di azoto per lisciviazione (Sartori et al., 2014).

Interessante è lo spandimento sotto-superficiale a solco chiuso in quanto si presta, oltre che su terreno non coltivato, anche all’utilizzazione su colture sarchiate, contribuendo all’aumento del periodo utile per la distribuzione in campo nel periodo primaverile-estivo. La distribuzione su terreno non lavorato funge anche da minima lavorazione conservativa e alcune realizzazioni prevedono la localizzazione del liquame contemporaneo con la semina su sodo.

In Fig.1.1 vengono mostrate le emissioni ammoniacali con diverse tecniche in relazione al tempo trascorso dopo l’intervento.

 

 

 

 

 

 

Fig.1.1: Effetti delle tecniche di distribuzione riguardo alle emissioni di ammoniaca.  Fonte: Sartori et al., 2014

La soluzione dell’interramento si dimostra la migliore tecnica per limitare il quantitativo di ammoniaca che viene disperso in atmosfera (Fig.1.2).

 

 

 

 

 

 

 

Fig.1.2: Interramento digestato con sistema ombelicale

La possibilità di distribuire, ad esempio su mais in copertura (ovviamente ad uno stadio non troppo avanzato del ciclo vegetativo come mostrato in Fig.1.3), ha permesso di aumentare l’efficienza dell’azoto che viene distribuito (Sartori et al., 2014).

 

 

 

 

 

 

Fig.1.3: Esempio di distribuzione in copertura di digestato su mais

  • Cos’è la Fertirrigazione?

Negli ultimi anni, tra gli obiettivi di sostenibilità ambientale, energetica ed economica dell’agricoltura moderna per quanto riguarda la riduzione degli impatti ambientali, il risparmio idrico e la riduzione dei concimi di sintesi, si stanno diffondendo tecniche innovative di fertirrigazione con digestato.

La fertirrigazione è una tecnica che abbina l’irrigazione e la concimazione. La necessità di un più preciso ed efficiente utilizzo di acqua e nutrienti ha consentito a questa tecnica di svilupparsi e diventare una soluzione sempre più utilizzata. La fertirrigazione permette di frazionare gli apporti di acqua e nutrienti sulle colture in fase di crescita ovvero nel momento del vero bisogno da parte della coltura (Arioli, 2009).

La fertirrigazione può essere realizzata, oltre che con l’aggiunta di concimi chimici, anche con l’addizione controllata alle acque irrigue di quote più o meno elevate di effluenti di allevamento e quindi, a maggior ragione, anche del digestato.

Tra i principali vantaggi di questa tecnica troviamo:

  • miscelando l’acqua di irrigazione con il digestato si ottiene una penetrazione più rapida nel terreno dovuta alla maggiore fluidità della miscela risultante, cosa che non succede quando si distribuiscono gli effluenti tal quali poiché le frazioni solide presenti negli stessi ne riducono l’infiltrabilità nel suolo;
  • la diminuzione della frazione di azoto ammoniacale dovuto alla diluizione riduce sensibilmente il potenziale emissivo dell’azoto in atmosfera sotto forma di ammoniaca;
  • l’aumento della velocità di infiltrazione favorisce l’apporto di azoto prontamente assimilabile a livello dell’apparato radicale delle colture fertirrigate (Mantovi, 2011).

L’effetto complessivo è un incremento dell’efficienza dell’azoto e, quindi, una diminuzione delle perdite di questo elemento nell’aria e nelle acque superficiali e di falda (Monaco et al., 2010).

L’azoto apportato con il digestato è prevalentemente sotto forma ammoniacale e organica. La frazione nitrica, più utile ai fini della nutrizione vegetale, è praticamente nulla ma il processo di nitrificazione risulta favorito dalle condizioni di umidità e temperatura che si instaurano nel terreno a seguito degli apporti fertirrigui (Mantovi, 2011).

Le soluzioni tecniche più adottate per le distribuzioni fertirrigue sono sicuramente i Pivot e le Ali gocciolanti, sia superficiali che interrate nel suolo (Fig.1.4). I Pivot sono utilizzabili in aziende che dispongono di appezzamenti accorpati e di dimensioni sufficientemente grandi. Tali sistemi, se dotati di opportune calate, permettono di indirizzare i getti della miscela fertirrigua vicino al terreno, riducendo la formazione di aerosol, la bagnatura delle piante e quindi la perdita di acqua per evaporazione. Inoltre, si andrebbero a ridurre ulteriormente le perdite ammoniacali in atmosfera (Mantovi, 2011).

 

 

 

 

Fig.1.4: A destra le Ali gocciolanti e a sinistra il Pivot

Il contenuto di solidi presente nella miscela acqua-effluente è il punto fondamentale per la funzionalità del sistema. Una non corretta filtrazione della matrice e quindi la presenza di solidi in quantità eccessive può portare in tempi brevi all’intasamento dei filtri, all’occlusione dei gocciolatori e successivamente delle Ali gocciolanti.

In particolare, con l’utilizzo della fertirrigazione mediante Ali gocciolanti, la separazione dei solidi grossolani non è sufficiente. E’ necessario una separazione più spinta che vada ad interessare anche i solidi più fini, ad esempio, attraverso l’utilizzo di microfiltri (Mantovi, 2017).

Il digestato rappresenta un ottimo ammendante che permette di sopperire all’utilizzo di concimi di sintesi (chimici) e permette di intrappolare la CO2 nel suolo evitando la decarbossilazione del suolo. L’utilizzo localizzato permette di migliorare le performance colturali.

 

By |2019-11-28T15:58:26+01:00Novembre 26th, 2019|Categories: Ambiente e sostenibilità, Biogas, Impianti a biogas|Commenti disabilitati su Utilizzazione agronomica del digestato