Azione 3.5

UTILIZZO DEL BIOCHAR PER INCREMENTARE IL SEQUESTRO DEL CARBONIO NEI SISTEMI FORESTALI. EFFETTI DEL BIOCHAR SULLA GERMINAZIONE E LA SOPRAVVIVENZA DI FAGGIO E CERRO.

Questa azione ha come obiettivo la valutazione degli effetti dell’arricchimento del suolo con biochar sui tassi di decomposizione (Attività 1) e sulla germinazione e crescita di due specie arboree di interesse forestale, il faggio e il cerro (Attività 2)

L’attività 1 dell’azione si svolge in uno degli stand individuati nell’Azione 3.1, mentre l’attività 2 viene condotta tramite esperimenti in laboratorio presso l’Università di Parma.

ATTIVITA’ 1: Effetti del biochar sui tassi di decomposizione

All’interno dello stand localizzato in prossimità della località dei Cancelli di Lagdei (PR) sono state individuate delle aree in cui il suolo di faggeta è stato arricchito con biochar in proporzione nota: 100% biochar, 10% biochar + 90% suolo e 20% biochar + 80% suolo. Il biochar è stato applicato a plot di 1 m x 1 m secondo due diverse modalità: a) rimescolato con il terreno e b) posto a spaglio sulla superficie del suolo. In corrispondenza di ciascun trattamento, replicato 5 volte, sono state individuate altrettante aree di controllo non manipolate.

Per valutare gli effetti delle diverse percentuali di arricchimento del biochar sulla velocità di decomposizione della materia organica nel suolo sono stati utilizzati campioni di lettiera costituiti da materiale standard, così come nell'Azione 3.2. In particolare, sono state impiegate le bustine di tè, rosso e verde, seguendo le indicazioni di protocolli scientifici internazionali (Teabag Index).

L’attività ha previsto il sotterramento di una coppia di bustine di tè rosso e una di tè verde per 3 mesi durante la stagione estiva in ognuno dei trattamenti. Al termine del periodo di incubazione le bustine sono state recuperate e pesate. Il confronto del peso secco finale delle bustine di tè con il loro peso iniziale, stimato all’inizio dell’esperimento, consente di misurare la velocità di decomposizione della materia organica nel suolo nei diversi trattamenti di arricchimento con il biochar, permettendo di individuare il metodo migliore per diminuire la decomposizione della MO nel suolo.

ATTIVITA’ 2: Effetti del biochar sulla germinazione e sopravvivenza di faggio e cerro

All’inizio dell’autunno 2019 sono stati raccolti semi di faggio e cerro (oltre 500 per ciascuna specie). I semi sono stati messi in frigorifero a 4 °C per 30 giorni per effettuare quella che viene chiamata stratificazione a freddo. Sono stati preparati oltre 800 vasi riempiti secondo le seguenti modalità: con suolo non trattato, con mix 10% biochar + 90% suolo, con mix 20% biochar + 80% suolo.

Vasi con diversi mix di terreno di faggeta e biochar, in cui è stata valutata la germinazione di faggio e cerro. Autunno 2020, Università di Parma.

Alla fine della stratificazione in ciascun vaso è stato seminato un seme (405 di faggio, 408 di cerro, suddivisi equamente per trattamento). I vasi sono stati albergati in serra fino alla primavera quando i semi hanno cominciato a germinare. A partire dalla prima germinazione è stato effettuato il conteggio delle plantule germinate a intervalli periodici fino a maggio 2021. Le piante germinate sono state posizionate in cella climatica (temperatura e luce controllate) e in una serra aperta e sono state regolarmente irrigate. Durante il periodo maggio-ottobre sono state effettuate numerose misure morfometriche (altezza vegetativa, lunghezza e numero di foglie) e fisiologiche (concentrazione di clorofilla, efficienza fotosintetica).
 

Vasi in cella climatica con diversi mix di terreno di faggeta e biochar, in cui è stata valutata la crescita di faggio e cerro. Primavera 2021, Università di Parma.

Logica dell’esperimento

Incrementare la permanenza del carbonio nei suoli forestali, rallentando i processi di decomposizione della materia organica, può favorire il sequestro del carbonio e ridurre il rilascio di anidride carbonica in atmosfera. Allo stesso tempo, è necessario accertarsi che qualsiasi intervento operato sui terreni forestali non arrechi danno alla biodiversità e, in particolare, alle due principali specie arboree presenti nei boschi dell’Appennino.

Come si rallenta la decomposizione della materia organica nel suolo?

I processi di decomposizione sono strettamente dipendenti dalle condizioni microclimatiche presenti di un determinato sito, in particolare da temperatura e umidità. Le condizioni microclimatiche, a loro volta, sono influenzate dal tipo di suolo che influenza le comunità microbiche presenti in modo diverso a seconda delle proprietà chimico-fisiche che lo caratterizzano. Se le condizioni sono meno favorevoli alla decomposizione, i processi degradativi rallentano detrminando una complessiva riduzione nel rilascio di CO₂ in atmosfera.

Perché arricchire il suolo con il biochar?

Il biochar è un residuo solido composto al 60-80% da carbonio ottenuto mediante pirolisi di biomasse di origine agricola e forestale. Questo materiale rappresenta di per sé uno scarto derivante da un processo che produce energia, tuttavia può essere implementato in interventi di sequestro del carbonio, come osservato in diversi studi.

L’arricchimento dei suoli con il biochar può rappresentare una win-win strategy basata sul riutilizzo di un prodotto di scarto per rispondere all’esigenza di sequestro del C nei suoli.

Come si fa a stimare in quale misura i trattamenti influenzano la velocità di decomposizione, la germinazione e la crescita delle specie arboree rispetto alle condizioni naturali?

Si registrano i tassi di decomposizione della materia organica del suolo in aree chiamate di “controllo”, cioè non sottoposte ad alcuna manipolazione. Allo stesso modo si confronta la germinazione dei semi e la crescita osservata nei terreni con diverse percentuali di biochar con quella registrata nei suoli di faggeta non arricchiti con biochar.

I diversi metodi di arricchimento del suolo modificano in modo diverso le proprietà chimico-fisiche del terreno, influenzando così la temperatura, l’umidità, la disponibilità di nutrienti e gli organismi del suolo e ci permetteranno di capire quale metodo sia preferibile per favorire la permanenza della materia organica, ovvero del carbonio, nei boschi.