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Il ciclo del carbonio inizia con la fissazione dell'anidride carbo- nica atmosferica attraverso il processo di fotosintesi, che ha sede nelle piante e in alcune specie di batteri. Nel corso di questo processo l'anidride carbonica e l'acqua reagiscono formando car- boidrati e liberando ossigeno, che entra nell'atmosfera. Una par- te dei carboidrati prodotti viene direttamente consumata per ri- fornire le piante di energia e l'anidride carbonica derivante dalla loro combustione, ritorna all'atmosfera attraverso le foglie e le radici. Un'aliquota del carbonio fissata dalle piante viene consu- mata, sotto forma di cibo, dagli animali che, respirando, rimet- tono in circolazione anidride carbonica. Le piante e gli animali dopo la morte vengono decomposti dai microrganismi presenti nel terreno; il carbonio contenuto nei loro tessuti viene ossidato ad anidride carbonica e restituito all'atmosfera. In questa rappre- sentazione schematica del ciclo lo spessore dei tracciati è diret- tamente proporzionale alla quantità di carbonio rappresentata. ASSIMILAZIONE DA PARTE DELLE PIANTE RESPIRAZIONE DELLE PIANTE Q RESPIRAZIONE? DELLE RADICI DETRITI RGANICI íN" DECOMPOSIZIONE ANIDRIDE CARBONICA NELL'ATMOSFERA h RESPIRAZIONE RESPIRAZIONE DEGLI ANIMALI DEL TERRENO La fertilizzazione dell'atmosfera L'arricchimento artificiale della percentuale di anidride carbonica presente nelle serre permette di ottenere piante ornamentali e ortaggi più abbondanti e di migliore qualità di Ranieri Favilli le prime ricerche condotte dal Perce- val, volte ad accertare gli effetti che, sull'accrescimento e lo sviluppo di pian- te superiori, può espletare un artificia- le arricchimento dell'aria in anidride carbonica. Ma nonostante i positivi ri- sultati che esse fornirono, dovettero trascorrere molti decenni prima che su questa pratica si rivolgesse di nuovo la attenzione dei ricercatori. È infatti solo verso la fine del XIX secolo che si ri- prendono e si intensificano le indagini sperimentali su questo tema, fino a che, nei primi decenni di questo secolo, la concimazione carbonica esce dai labo- ratori e si comincia ad applicare — sia pure in via sperimentale — alle ordina- rie coltivazioni agrarie attuate all'aper- to. In quest'ambito, molti ricercatori — e fra questi si ricordano Bornemann (1919), Riedel (1921), Ravenna e Rogai (1933-1937) ottennero, anche operan- do su vaste superfici, risultati netta- mente positivi, rappresentati sia da no- tevoli incrementi di produzione che da un miglioramento delle caratteristiche qualitative del prodotto. In questo am- biente, la somministrazione del gas ve- niva effettuata a mezzo di una serie di tubi forati, disposti sul terreno, e rac- cordati con bombole contenenti anidri- de carbonica compressa. Ma nonostante questi favorevoli ri- sultati si constatò che la tecnica della concimazione carbonica attuata con colture di piena aria, pur se valida sul piano tecnico, non lo era altrettanto su quello economico, in quanto la disper- sione di gas che si verificava in queste condizioni — soprattutto per azione del vento — era tale che, per stabilire e mantenere un più alto tenore di ani- dride carbonica negli strati più bassi dell'aria direttamente interessati all'at- tività vitale delle piante, occorrevano quantitativi molto elevati di gas. ambiente tecnicamente ed economi- camente più conveniente per at- tuare la concimazione carbonica, ap- parve subito essere quello della serra o di attrezzature similari, a riparo dei quali si attuano le cosiddette coltiva- zioni protette. Con tali mezzi, infat- ti, da un lato si isolano le piante dal- l'ambiente esterno per proteggerle da talune avversità meteoriche (venti im- petuosi, piogge violente o prolungate, brina, grandine, neve), dall'altro si mi- ra a creare artificialmente per esse condizioni microclimatiche più favore- voli, e diverse da quelle esterne soprat- tutto per l'andamento della temperatu- ra, per l'intensità dell'illuminazione e per il grado igrometrico dell'aria. È in questi ambienti confinanti che la L 1- 4e pratiche colturali che si effet- tuano in agricoltura, hanno tut- te lo scopo di porre le piante nel- le condizioni migliori per accrescersi e per svilupparsi, in modo da poterne ot- tenere produzioni quantitativamente e qualitativamente più elevate. Queste pratiche si rivolgono sia ,direttamente alla pianta che all'ambiente in cui es- sa vive. Ma per quanto questo ambien- te sia duplice, il terreno e l'atmosfera, esse si indirizzano pressoché esclusiva- mente al terreno, dal quale le piante, attraverso l'apparato radicale, traggo- no l'acqua e gli elementi nutritivi mi- nerali. Queste pratiche, della più va- ria natura, mirano a migliorare le con- dizioni fisiche, chimiche e biologiche del terreno stesso, si da indurvi un più elevato livello di fertilità. Nell'esercizio della normale agricol- tura, gli interventi colturali rivolti al- l'ambiente atmosferico — nel quale, a mezzo della parte aerea, le piante espletano pure importanti e ancor più complesse funzioni biologiche — sono invece oltremodo ridotti limitandosi essenzialmente alla difesa diretta o in- diretta delle piante dalle avversità at- mosferiche che in questo ambiente hanno origine. Ma per le piante superiori, l'atmo- sfera, oltre che sede di importanti fun- zioni biologiche — quali la respirazio- ne e la traspirazione — è anche la fon- te da cui traggono il principale elemen- to nutritivo, il carbonio, che esse rie- scono direttamente ad assimilare dal- l'aria, dove è presente, sotto forma di anidride carbonica, nella percentuale di circa lo 0,03 per cento in volume. Tale percentuale, pur potendo subire a livello del suolo e in determinati par- ticolari ambienti temporanee e lievi variazioni nel corso della giornata, non presenta però, nel complesso dell'at- mosfera, spostamenti apprezzabili, poi- ché le quote di anidride carbonica che vengono immesse nell'aria e quelle che dall'aria vengono asportate per fis- sazione si uguagliano, sulla superficie della Terra, secondo il ciclo che è sche- maticamente rappresentato nella figu- ra della pagina a fronte. Le piante, combinando questo gas con l'acqua, ed emettendo ossigeno, arrivano — utilizzando l'energia termi- ca e luminosa proveniente dal Sole — a sintetizzare i carboidrati, dai quali de- riva una complessa e vasta gamma di sostanze organiche che costituisco- no la massa dell'organismo vegetale. L'apporto che alla nutrizione di una pianta fornisce il processo di assimila- zione del carbonio atmosferico, appa- re bene evidente quando si consideri che, nella sostanza vegetale secca, que- sto elemento è contenuto in una per- centuale di circa il 40 per cento. Questa mirabile sintesi, che soltanto le piante dotate di clorofilla sono ca- paci di effettuare, porta a trasformare in organiche le sostanze minerali. È il processo che sta a base della vita, poi- ché tutti gli organismi che vivono sul- la faccia della Terra, traggono diret- tamente o indirettamente il loro nutri- mento dalle sostanze che con tale sin- tesi le piante preparano (si veda il nu- mero speciale de « Le Scienze » dedica- to alla biosfera, n. 28, dicembre 1970). Possiamo affermare che tutti i pro- cessi vitali che hanno sede nei ve- getali, sono di norma regolati da una legge, analoga a quella enunciata da Liebig per la nutrizione minerale, se- condo la quale l'insufficienza di un fattore può far diminuire l'intensità di svolgimento di un processo a cui concorrano molti fattori. Per quan- to non siano poche le eccezioni che si riscontrano a tale legge — che de- ve, più modernamente, essere inte- sa, in senso dinamico anziché stati- co — a questa soggiace anche il pro- cesso di assimilazione del carbonio. Questo processo è denominato di foto- sintesi clorofilliana, perché avviene sol- tanto in presenza di luce e per azione catalizzatrice della clorofilla, il ben no- to pigmento verde presente nelle cel- lule delle piante autotrofe. Esso è es- senzialmente regolato, nella sua inten- sità, da tre fattori: la temperatura, la energia luminosa e la concentrazione in anidride carbonica dell'aria. Nei grafici di pagina 88 appare bene evi- dente come interagiscono i fattori che entrano in questo processo. Li pratica denominata di « fertilizza- zione dell'atmosfera » o « concima- zione carbonica » trae fondamento dai principi fisiologici sopra sommariamen- te richiamati, e in particolare dal pre- supposto — di cui numerose ricerche di laboratorio hanno accertato la piena validità — che quando l'andamento cli- matico sia tale che la pianta possa be- neficiare di condizioni di luce e di tem- peratura ottimali, l'intensità del pro- cesso fotosintetico può trovare, come fattore limitante, il tenore in anidride carbonica naturalmente esistente nel- l'aria. Pertanto, se verificandosi queste condizioni, si arricchisce artificialmen- te l'aria di questo gas, la pianta, svol- gendo una più intensa fotosintesi, for- ma una maggiore quantità di sostanza organica e fornisce conseguentemente una produzione più elevata, migliore o più precoce. La concimazione carbonica non co- stituisce certamente una novità. Risal- gono infatti alla fine del XVIII secolo 86 87

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Il ciclo del carbonio inizia con la fissazione dell'anidride carbo-nica atmosferica attraverso il processo di fotosintesi, che ha sedenelle piante e in alcune specie di batteri. Nel corso di questoprocesso l'anidride carbonica e l'acqua reagiscono formando car-boidrati e liberando ossigeno, che entra nell'atmosfera. Una par-te dei carboidrati prodotti viene direttamente consumata per ri-fornire le piante di energia e l'anidride carbonica derivante dallaloro combustione, ritorna all'atmosfera attraverso le foglie e le

radici. Un'aliquota del carbonio fissata dalle piante viene consu-mata, sotto forma di cibo, dagli animali che, respirando, rimet-tono in circolazione anidride carbonica. Le piante e gli animalidopo la morte vengono decomposti dai microrganismi presentinel terreno; il carbonio contenuto nei loro tessuti viene ossidatoad anidride carbonica e restituito all'atmosfera. In questa rappre-sentazione schematica del ciclo lo spessore dei tracciati è diret-tamente proporzionale alla quantità di carbonio rappresentata.

ASSIMILAZIONE DA PARTEDELLE PIANTE

RESPIRAZIONEDELLE PIANTE

Q

RESPIRAZIONE?DELLE RADICI

DETRITIRGANICI

íN"DECOMPOSIZIONE

ANIDRIDE CARBONICANELL'ATMOSFERA

h

RESPIRAZIONE RESPIRAZIONEDEGLI ANIMALI DEL TERRENO

La fertilizzazione dell'atmosfera

L'arricchimento artificiale della percentuale di anidridecarbonica presente nelle serre permette di ottenere pianteornamentali e ortaggi più abbondanti e di migliore qualità

di Ranieri Favilli

le prime ricerche condotte dal Perce-val, volte ad accertare gli effetti che,sull'accrescimento e lo sviluppo di pian-te superiori, può espletare un artificia-le arricchimento dell'aria in anidridecarbonica. Ma nonostante i positivi ri-sultati che esse fornirono, dovetterotrascorrere molti decenni prima che suquesta pratica si rivolgesse di nuovo laattenzione dei ricercatori. È infatti soloverso la fine del XIX secolo che si ri-prendono e si intensificano le indaginisperimentali su questo tema, fino a che,nei primi decenni di questo secolo, laconcimazione carbonica esce dai labo-ratori e si comincia ad applicare — siapure in via sperimentale — alle ordina-rie coltivazioni agrarie attuate all'aper-to. In quest'ambito, molti ricercatori —e fra questi si ricordano Bornemann(1919), Riedel (1921), Ravenna e Rogai(1933-1937) ottennero, anche operan-

do su vaste superfici, risultati netta-mente positivi, rappresentati sia da no-tevoli incrementi di produzione che daun miglioramento delle caratteristichequalitative del prodotto. In questo am-biente, la somministrazione del gas ve-niva effettuata a mezzo di una serie ditubi forati, disposti sul terreno, e rac-cordati con bombole contenenti anidri-de carbonica compressa.

Ma nonostante questi favorevoli ri-sultati si constatò che la tecnica dellaconcimazione carbonica attuata concolture di piena aria, pur se valida sulpiano tecnico, non lo era altrettanto suquello economico, in quanto la disper-sione di gas che si verificava in questecondizioni — soprattutto per azione delvento — era tale che, per stabilire emantenere un più alto tenore di ani-dride carbonica negli strati più bassidell'aria direttamente interessati all'at-

tività vitale delle piante, occorrevanoquantitativi molto elevati di gas.

ambiente tecnicamente ed economi-camente più conveniente per at-

tuare la concimazione carbonica, ap-parve subito essere quello della serrao di attrezzature similari, a riparo deiquali si attuano le cosiddette coltiva-zioni protette. Con tali mezzi, infat-ti, da un lato si isolano le piante dal-l'ambiente esterno per proteggerle datalune avversità meteoriche (venti im-petuosi, piogge violente o prolungate,brina, grandine, neve), dall'altro si mi-ra a creare artificialmente per essecondizioni microclimatiche più favore-voli, e diverse da quelle esterne soprat-tutto per l'andamento della temperatu-ra, per l'intensità dell'illuminazione eper il grado igrometrico dell'aria.

È in questi ambienti confinanti che la

L

1- 4e pratiche colturali che si effet-tuano in agricoltura, hanno tut- te lo scopo di porre le piante nel-le condizioni migliori per accrescersi eper svilupparsi, in modo da poterne ot-tenere produzioni quantitativamente equalitativamente più elevate. Questepratiche si rivolgono sia ,direttamentealla pianta che all'ambiente in cui es-sa vive. Ma per quanto questo ambien-te sia duplice, il terreno e l'atmosfera,esse si indirizzano pressoché esclusiva-mente al terreno, dal quale le piante,attraverso l'apparato radicale, traggo-no l'acqua e gli elementi nutritivi mi-nerali. Queste pratiche, della più va-ria natura, mirano a migliorare le con-dizioni fisiche, chimiche e biologichedel terreno stesso, si da indurvi un piùelevato livello di fertilità.

Nell'esercizio della normale agricol-tura, gli interventi colturali rivolti al-l'ambiente atmosferico — nel quale, amezzo della parte aerea, le pianteespletano pure importanti e ancor piùcomplesse funzioni biologiche — sonoinvece oltremodo ridotti limitandosiessenzialmente alla difesa diretta o in-diretta delle piante dalle avversità at-mosferiche che in questo ambientehanno origine.

Ma per le piante superiori, l'atmo-sfera, oltre che sede di importanti fun-zioni biologiche — quali la respirazio-ne e la traspirazione — è anche la fon-te da cui traggono il principale elemen-to nutritivo, il carbonio, che esse rie-scono direttamente ad assimilare dal-l'aria, dove è presente, sotto forma dianidride carbonica, nella percentualedi circa lo 0,03 per cento in volume.Tale percentuale, pur potendo subirea livello del suolo e in determinati par-ticolari ambienti temporanee e lievivariazioni nel corso della giornata, non

presenta però, nel complesso dell'at-mosfera, spostamenti apprezzabili, poi-ché le quote di anidride carbonica chevengono immesse nell'aria e quelleche dall'aria vengono asportate per fis-sazione si uguagliano, sulla superficiedella Terra, secondo il ciclo che è sche-maticamente rappresentato nella figu-ra della pagina a fronte.

Le piante, combinando questo gascon l'acqua, ed emettendo ossigeno,arrivano — utilizzando l'energia termi-ca e luminosa proveniente dal Sole — asintetizzare i carboidrati, dai quali de-riva una complessa e vasta gammadi sostanze organiche che costituisco-no la massa dell'organismo vegetale.

L'apporto che alla nutrizione di unapianta fornisce il processo di assimila-zione del carbonio atmosferico, appa-re bene evidente quando si consideriche, nella sostanza vegetale secca, que-sto elemento è contenuto in una per-centuale di circa il 40 per cento.

Questa mirabile sintesi, che soltantole piante dotate di clorofilla sono ca-paci di effettuare, porta a trasformarein organiche le sostanze minerali. È ilprocesso che sta a base della vita, poi-ché tutti gli organismi che vivono sul-la faccia della Terra, traggono diret-tamente o indirettamente il loro nutri-mento dalle sostanze che con tale sin-tesi le piante preparano (si veda il nu-mero speciale de « Le Scienze » dedica-to alla biosfera, n. 28, dicembre 1970).

Possiamo affermare che tutti i pro-cessi vitali che hanno sede nei ve-getali, sono di norma regolati da unalegge, analoga a quella enunciata daLiebig per la nutrizione minerale, se-condo la quale l'insufficienza di unfattore può far diminuire l'intensitàdi svolgimento di un processo a cuiconcorrano molti fattori. Per quan-

to non siano poche le eccezioni chesi riscontrano a tale legge — che de-ve, più modernamente, essere inte-sa, in senso dinamico anziché stati-co — a questa soggiace anche il pro-cesso di assimilazione del carbonio.Questo processo è denominato di foto-sintesi clorofilliana, perché avviene sol-tanto in presenza di luce e per azionecatalizzatrice della clorofilla, il ben no-to pigmento verde presente nelle cel-lule delle piante autotrofe. Esso è es-senzialmente regolato, nella sua inten-sità, da tre fattori: la temperatura, laenergia luminosa e la concentrazionein anidride carbonica dell'aria. Neigrafici di pagina 88 appare bene evi-dente come interagiscono i fattori cheentrano in questo processo.

Li pratica denominata di « fertilizza-zione dell'atmosfera » o « concima-

zione carbonica » trae fondamento daiprincipi fisiologici sopra sommariamen-te richiamati, e in particolare dal pre-supposto — di cui numerose ricerche dilaboratorio hanno accertato la pienavalidità — che quando l'andamento cli-matico sia tale che la pianta possa be-neficiare di condizioni di luce e di tem-peratura ottimali, l'intensità del pro-cesso fotosintetico può trovare, comefattore limitante, il tenore in anidridecarbonica naturalmente esistente nel-l'aria. Pertanto, se verificandosi questecondizioni, si arricchisce artificialmen-te l'aria di questo gas, la pianta, svol-gendo una più intensa fotosintesi, for-ma una maggiore quantità di sostanzaorganica e fornisce conseguentementeuna produzione più elevata, miglioreo più precoce.

La concimazione carbonica non co-stituisce certamente una novità. Risal-gono infatti alla fine del XVIII secolo

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nNTENSITA LUMINOSA

BASSA CONCENTRAZIONE DI CO2

BASSA INTENSITÀ LUMINOSA

ALTA CONCENTRAZIONE DI CO2

60

O

29

INTENSITÀ LUMINOSA

680

622

453

286

122

53

o

Interno di una serra con impianto di carbonicazione calda. In alto si può vedere ilbruciatore di gas propano. a destra il fiussimetro per la misurazione del gas combusto.

TEMPERATURA (GRADI CENTIGRADI)

Intensità della fotosintesi in Gigartina al variare della temperatura e in condizionidiverse di intensità luminosa e di concentrazione di anidride carbonica. Come mo-stra il grafico, quando la concentrazione di questo gas è elevata, in corrispondenzadelle ore di massima intensità luminosa, si ha un rendimento nettamente superiore.

0,082

0,164

0,246

0,328

0,410

CO2 (PERCENTUALE IN VOLUME)

Andamento dell'assimilazione di anidride carbonica in piante di grano in varie condi-zioni di intensità luminosa misurata in chiloherg per centimetro quadrato per secondo.

fertilizzazione dell'atmosfera viene, inepoca più recente, largamente speri-mentata, ed è qui, per le ragioni giàesposte, che risulta in pratica quasisempre conveniente aumentare il te-nore in anidride carbonica dell'aria; eciò anche in considerazione del fattoche nelle ore in cui i fattori luce etemperatura normalmente raggiungonovalori ottimali per la fotosintesi, que-sto tenore può addirittura scendere avalori ancor più bassi di quelli che siriscontrano all'aria aperta (si veda lafigura a pagina 90).

Tenori in anidride carbonica più bas-si di quelli naturali, si rilevano anchenelle serre ove si attui il sistema idro-ponico di coltura, poiché mancando inqueste il terreno, viene meno l'appor-to di questo gas derivante dai processibiochimici di decomposizione della so-stanza organica che nel terreno stessohanno sede.

Nell'ambito delle colture protette —prevalentemente costituite da pianteortive e da piante ornamentali e dafiore — la tecnica della concimazionecarbonica è stata pertanto largamentesperimentata e si è estesa quindi, assairapidamente, soprattutto in quei paesi(Olanda, Inghilterra, Francia) in cui,vantandovi più lunga tradizione, que-ste colture hanno ormai da tempo rag-giunto un livello tecnico molto elevato.

I risultati che si conseguono, so-no di norma notevolmente positivi e simanifestano, a seconda della specie og-getto di coltura, con una più abbondan-te fruttificazione, con un anticipo nellafioritura o nella maturazione dei frutti,con la produzione di un più elevato nu-mero di fiori o con la formazione di unmaggior numero di foglie.

Cosí, per dare un'idea degli incre-menti produttivi che possono conse-guirsi elevando a idonei livelli il teno-re di anidride carbonica all'interno del-la serra, riportiamo nella tabella a pa-gina 91, opportunamente rielaborati, al-cuni dati rilevati dalla più recente let-teratura esistente sull'argomento. Éperò da tenere presente, a questo ri-guardo, che talune specie possono pre-sentare, in rapporto alla varietà, sensi-bili variazioni nella reattività alla con-cimazione carbonica.

Una più elevata disponibilità di ani-dride carbonica nell'aria, può an-

che determinare un miglioramento nel-le qualità del prodotto. Moschini eMiuccio hanno rilevato infatti che ipomodori coltivati in serre trattate conCO2, presentavano residuo secco e con-tenuto in zuccheri e in vitamina Cdei frutti apprezzabilmente superiori a

quelli dei pomodori coltivati secondole tecniche tradizionali.

Si ricorda, però, che per meglio uti-lizzare la concimazione carbonica, èanche necessario portare ai più eleva-ti livelli le condizioni di fertilità delsuolo, sí da evitare che queste diventi-no il fattore limitante l'accrescimentoe lo sviluppo della pianta. Nel terreno,pertanto, oltre che mantenere le mi-gliori condizioni fisiche, dovranno inparticolare essere disponibili, nelle do-si e nei rapporti più convenienti, tuttigli elementi fertilizzanti necessari adassicurare alla pianta stessa una mi-gliore nutrizione minerale.

Per ottenere una più intensa assimi-lazione del gas carbonico sarà altresíopportuno mantenere nell'aria dellaserra, con una idonea climatizzazione,un grado di umidità relativa piuttostoelevato, che favorisca nella pianta gliscambi gassosi a livello stomatico.

problemi che si pongono nell'attua-zione della concimazione carbonica

riguardano, da un lato, la scelta del si-stema di carbonicazione, dall'altro, laconcentrazione di gas carbonico che,per le diverse specie e varietà coltiva-te, è più opportuno stabilire all'inter-no della serra, nonché le modalità (pe-riodo e durata) secondo le quali è piùconveniente effettuare l'erogazione delgas.

I sistemi che si utilizzano per la car-bonicazione sono essenzialmente rife-ribili a tre: il primo, che prevede l'im-piego di gas puro, compresso in bom-bole, che con metodi diversi viene di-stribuito nell'ambiente (carbonicazionefredda); il secondo, con il quale il gassi origina da speciali bruciatori ubica-ti all'interno della serra, per mezzo deiquali si attua la combustione di pro-pano, di butano, di alcool, oppure an-che di paraffina, di olii minerali o dialtri idonei combustibili liquidi e soli-di dai quali possa aversi sviluppo diCO, sufficientemente pura e non inqui-nata da gas tossici per le piante (car-bonicazione calda); il terzo, che pre-vede il semplice impiego di anidridecarbonica allo stato solido (ghiacciosecco) che, posta in adatti recipienti,passa gradualmente alla forma gasso-sa. È questo il sistema meno adattoperché di meno agevole attuazione epiù costoso.

Un arricchimento in anidride carbo-nica dell'aria può pure ottenersi som-ministrando al terreno forti quantita-tivi di sostanza organica, dalla quale,per fenomeni di trasformazione micro-bica, si originano pure notevoli quan-titativi di questo gas che dal suolosi trasferisce nell'atmosfera circostante.

Il sistema più diffuso attualmente èquello detto di « carbonicazione cal-da ». Fra i combustibili che possonoutilizzarsi a questo scopo, i gas di pe-trolio liquefatti (GPL) sono i più ido-nei e quindi quelli di più largo impie-go. Questi gas, costituiti da butano oda propano, compressi in bombole,debbono essere di particolare purezzae soprattutto non contenere zolfo, lacui presenza può essere tollerata finoa un tenore massimo di 10 parti permilione in peso. Per la combustionedel GPL si impiegano speciali bru-ciatori che, in numero variabile a se-conda dell'ampiezza della serra, ven-gono appesi alle strutture del tettoa una altezza di 1,50-2 metri da ter-ra. I più razionali — per quanto inseguito esporremo — sono quelli mu-niti di dispositivi che ne consento-no l'accensione e lo spegnimento au-tomatici in rapporto alle condizionidi luce e di temperatura esistenti nel-la serra, nonché di meccanismi di si-curezza atti a interrompere l'erogazio-le del gas di petrolio in caso di ac-cidentale estinzione della fiamma pilo-ta perenne.

Da un chilogrammo di gas di petro-lio liquefatto, si originano circa 1,5Nm3 di CO2 (1,610 m3 convertiti a15 °C) e i bruciatori debbono quindiessere tarati in modo che la loro pres-sione di esercizio sia tale che, in rap-porto al volume della serra e ai ri-

cambi orari di aria che in questa nor-malmente si verificano, il tenore dianidride carbonica si mantenga al li-vello desiderato. Deve essere anche ef-fettuata in laboratorio una rigorosataratura dei bruciatori — prima chequesti vengano immessi in commercio— per accertare che la reazione dicombustione del GPL avvenga rego-larmente, si, che l'anidride carbonicache ne deriva, sia assolutamente esen-te da ossido di carbonio, da gas incom-busto e non contenga anche sia purminime tracce di etilene che può tal-volta originarsi per fenomeni di quen-ching della fiamma. L'etilene, infatti,è estremamente tossico per la vege-tazione.

Lo schema di un impianto di carbo-nicazione calda è illustrato — per

quanto riguarda la sola linea di alimen-tazione del GPL — nella figura in bassoa pagina 92.

Per attuare la carbonicazione fred-da, che come abbiamo detto prevedela diretta erogazione nelle serre di CO2compressa in bombole, si adottano im-pianti del tipo schematizzato nella fi-gura in alto sempre a pagina 92. Questisono essenzialmente costituiti da un ri-scaldatore munito di termostato, cheelimina i fenomeni di intenso raffred-damento determinati dalla decompres-sione del gas, da un riduttore di pres-sione, da un misuratore di portata (flus-

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SPECIE COLTIVATA CARATTERISTICHEDELLA PRODUZIONE

SERRATRATTATA CON

CO2

SERRA DICONTROLLO

PIANTE DA FIORE RECISO

ROSA Numero di fiori raccolti (su 300 m 2 ) 2282 2108

« Baccarà» Fiori delle prime scelte (per cento) 62,2 50,4

Numero di fiori raccolti (su 430 m 2 ) 4212 3924ROSA

Fiori delle prime scelte (per cento) 64,0 48,0« Edith »

Anticipo medio della fioritura (giorni) 3

GAROFANO Numero di fiori raccolti da 500 piantenei mesi di gennaio e febbraio 2335 2175

« Petersen Pink » Diametro medio dei fiori (cm) 8,5 7,9« Red Scania » Peso medio di 25 fiori (g) 438,7 394,6

PHILODENDRON PERTUSUM Numero medio di foglie a pianta(a 3 mesi dal trapianto)

Numero foglie a pianta

5,6

49,2

4,8

45,6

PHILODENDRON Lunghezza media delle foglie (cm) 19,0 17,1

« »Emerald Queen Larghezza media delle foglie (cm) 11,0 10,1

Lunghezza media dei primi4 internodi (cm) 6,6 2,6

POINSETTIA PULCHERRIMAAnticipo wedio nella fioritura (giorni) 14

« Barbara Ecke Supreme »

PIANTE DA ORTO

POMODORO

« Marmande »

POMODORO

« Supermarmande »

ZUCCA

« Alberello di Napoli »

PEPERONE

« Quadrato d'Asti »

MELANZANA

« Tonda violetta precoce »

CETRIOLO

Peso frutti raccolti su 87,5 m 2 (kg)

Incremento di produzione rilevatoalla 25.raccolta (per cento)

Idem alla 20. raccolta (per cento)

Idem alla 10 . raccolta (per cento)

Idem alla 10 . raccolta (per cento)

Produzione totale di frutti (kg)

589

35

35

31

24

2060

488

1580

o

Variazioni giornaliere del tenore di anidride carbonica misuratein una serra in condizioni normali. Il grafico mette in evidenza

ORE

che, proprio nelle ore di maggiore intensità luminosa, lapercentuale di anidride carbonica si abbassa notevolmente.

PIANTE ORNAMENTALIsimetro) e da una elettrovalvola, dispo-sitivo quest'ultimo che può occorrerenel caso che l'impianto preveda — co-me è consigliabile — l'erogazione co-mandata da un temporizzatore o, me-glio — per motivi che in seguito preci-seremo — da un sistema a consenso fo-tocellula-termostato da regolarsi sucondizioni di luce e di temperatura ot-timali per l'accrescimento della piantacoltivata. All'interno della serra l'ani-dride carbonica può distribuirsi, sia amezzo di una serie di tubi di plasticaforati sospesi a una altezza variabilecon il tipo di coltura, sia con l'immis-sione del gas in una corrente d'ariaprodotta da un ventilatore.

Come la pluriennale sperimentazio-ne condotta presso l'Istituto di Agro-nomia della Università di Pisa ha con-fermato, la carbonicazione calda, percombustione di GPL, è di più econo-mica attuazione di quella fredda, so-prattutto per il più basso costo unita-rio della CO2 prodotta con tale sistema.Infatti, se si utilizza propano, la suacombustione avviene secondo la seguen-te reazione

C3H8 + 502 —> 3CO2 + 4H20

per cui, dato che una molecola di pro-pano pesa all'incirca quanto una mole-cola di anidride carbonica, da 1 kg dipropano si ottengono 3 kg di anidridecarbonica, il cui costo — sulla base delprezzo attuale del GPL fornito ingrandi contenitori — viene a risultaredi circa un terzo di quello della CO2

compressa in bombole. Inoltre, agli in-crementi di produzione conseguenti al-la carbonicazione, si aggiungono gli ef-fetti del calore erogato dai bruciatoriche, in una serra fredda, può aumen-tare di qualche grado la temperaturainterna. La attuale disponibilità sulmercato di generatori di CO 2 di carat-teristiche funzionali pienamente rispon-denti a quelle che in precedenza ab-biamo indicato, lascia prevedere che infuturo, a differenza di quanto si è ve-rificato nel passato, quando tali appa-recchi erano assai meno perfezionati,l'attenzione degli operatori agricoli sirivolgerà maggiormente alla carboni-cazione calda.

Circa il tenore in CO, al quale è piùconveniente mantenere l'aria confina-ta nella serra, la letteratura oggi esi-stente sull'argomento fornisce sufficien-ti informazioni per quanto riguarda lespecie più comunemente destinate allacoltura protetta. Sarebbe però di gran-de utilità che le ricerche fossero este-se a molte altre piante coltivate in ser-ra o suscettibili di esserlo, per cono-scere i livelli ottimali di CO2 che esse,in funzione degli altri fattori che in-tervengono nel processo metabolico ve-getale, sono capaci di utilizzare.

Di norma, per le piante da orto, or-namentali e da fiore di cui più diffusa-mente si attua la coltura protetta, i te-nori ottimali oscillano fra 1000 e 3000parti per milione, cioè da 3 a 10 voltesuperiori a quelli naturalmente esisten-ti nell'aria. In certi casi e per talunecolture, è risultato conveniente adot-

tare concentrazioni assai più elevate.Per controllare la regolarità di fun-

zionamento dell'impianto di carboni-cazione adottato, è conveniente esegui-re periodici controlli del tenore di CO2esistente nell'aria della serra. A tal fi-ne, ormai superato il laborioso meto-do di Winkler, largamente usato nelpassato, si impiegano oggi, in campopratico, o il metodo colorimetrico alloidrossido di bario, o semplici apparec-chiature di sufficiente precisione, qualiil Multi gas Drger, l'analizzatore Gas--0-Mat Hampden o l'interferometroRiken-Keiki. Per misure di maggiorprecisione che possono rendersi neces-sarie nell'attività di ricerca, si ricorreagli analizzatori a raggi infrarossi, chepossono anche consentire un rileva-mento continuo del tenore in anidridecarbonica dell'aria.

Circa le modalità di erogazione (dura-ta e orario giornalieri) i migliori ri-

sultati tecnici ed economici si ottengo-no — in armonia con i principi teori-ci sui quali questa pratica si fonda —somministrando il gas carbonico allecolture soltanto quando realmente sus-sistono le condizioni termiche e di il-

La tabella della pagina a fronte mette inevidenza i vantaggi ottenuti nel tratta.mento di alcune piante ornamentali, dafiore reciso e ortive con atmosfera arric.chita di anidride carbonica. Come si puòosservare i miglioramenti consistono in unmaggiore numero di fiori, di foglie e difrutti e in una fioritura spesso anticipata.

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IMPIANTODISTRIBUZIONE

CO2

VALVOLADI RIDUZIONE

VALVOLA DIREGOLAZIONE

MISURATORI ASADI PORTATA

CONTATOREDI EROGAZIONE

IMPIANTO DI CARBONICAZIONE FREDDA

RISCALDATORE A 700CE TERMOSTATO

MANOMETROALTA PRESSIONE

MANOMETROBASSA PRESSIONE

ELETTROVALVOLAON-OFF

MANOMETRORIDUTTORE PRESSIONE1 . STADIO

GENERATOREBASSA PRESSIONE CO2

VALVOLA VALVOLA

VALVOLA

MANOMETROALTA PRESSIONE

RIDUTTORE PRESSIONE2° STADIO

CONTATOREVOLUMETRICO

MMMM.1.1•111~1.1

IMPIANTO DI CARBONICAZIONE CALDA

Rappresentazioni schematiche dei due più diffusi sistemi adottatinelle serre per incrementare il tenore di anidride carbonica. Inalto è rappresentato l'impianto per la cosiddetta carbonicazionefredda munito di un riscaldatore per eliminare il raffreddamento

dovuto alla decompressione del gas. In basso lo schema per la li.nea di alimentazione dei gas di petrolio liquefatti (di solito pro.pano o butano) che vengono utilizzati per la carbonicazione cal.da che è risultata la più vantaggiosa dal punto di vista economico.

luminazione più rispondenti a incre-mentare il ritmo della fotosintesi. Mapoiché queste condizioni possono subi-re nel corso della giornata sensibili va-riazioni — che in specie nel periodo au-tunno-inverno possono essere anche as-sai frequenti e repentine — ne derivache, in linea teorica, si dovrebbe rego-lare pressoché di continuo l'erogazio-ne del gas in rapporto ai variabili li-velli di temperatura e di intensità lu-minosa che si riscontrano nella serra.

Poiché una continua regolazione ma-nuale dell'impianto di carbonicazione,di qualunque tipo esso sia, non è perovvi motivi di possibile e convenienteattuazione, nella pratica l'erogazionedel gas di solito si effettua continuati-vamente, secondo un orario giornalie-ro stabilito sulla base delle condizioni

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ambientali. Non è pertanto infrequen-te che l'anidride carbonica cosi immes-sa nella serra, trovi soltanto una par-ziale utilizzazione da parte delle pian-te e molto gas, quindi, si disperdainutilmente all'esterno. t per questomotivo che molto spesso la pratica del-la concimazione carbonica, se di sicu-ra convenienza sotto il profilo tecnico,non altrettanto risulta esserlo sottoquello economico, venendo non di ra-do il suo costo, per l'elevato consumodi gas, a uguagliare o addirittura a su-perare l'incremento di reddito derivan-te dalla migliore produzione quantita-tiva e qualitativa della coltivazione perla quale si attua. Particolare importan-za viene pertanto ad assumere l'adozio-ne di dispositivi automatici che con-sentano di erogare la CO 2 nella serra

soltanto quando vi sia a livello ottima-le l'intensità luminosa e quando, con-temporaneamente, la temperatura in-terna non si trovi al di sotto o al disopra di determinati limiti.

È per questo motivo che, nelle pro-ve sperimentali già richiamate, l'Isti-tuto di Agronomia dell'Università diPisa ha preso anche in particolare esa-me tali dispositivi, dei quali in prece-denza abbiamo indicato le caratteristi-che. La loro adozione ha dimostratodi assicurare, oltre a positivi risultatitecnici, anche una piena convenienzaeconomica di questa pratica, dalla cuidiffusione potranno trarre sicuro van-taggio le colture protette, che oggi in-teressano, in Italia e in molti altriPaesi del mondo, una superficie note-vole e in sempre crescente espansione.