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Le innovazioni per l’agricoltura di precisione e per l’agricoltura conservativa – 9 maggio 2017 – Vallevecchia di Caorle (Ve)

Nicola ColonnaBenefici ed impatti ambientali delle tecniche sperimentate

M.Stefanova, F. Colucci ENEA A. Zamagni, G. Garavini e D. Tonon Ecoinnovazione


La CO2 atmosferica è in aumento

Emisfero Nord, Effetto vegetazioneCarbon sink

Osservatorio Mauna LoaIsole Haway

Oscillazioniperiodicheannuali


Misure di mitigazione gli elementi di riferimento attraverso i quali misurare la sostenibilità delle filiere produttive sono l'energia e le emissioni

Economia a basse emissioni di carbonio (SEC (2011) 289) Obiettivo di diminuzione di GHG per il settore agricolo del 36 - 37 % entro il 2030 ed un altro più ambizioso (42 - 49 %) entro il 2050. Per favorire la transizione verso un’economia a bassa intensità di carbonio, la Commissione suggerisce che debba essere stabilito un opportuno sistema di incentivi per raggiungere gli obiettivi fissati al 2050.

Il progetto AGRICARE è stato finanziato nell'ambito dell'area tematica Environment Policy and Governance e deve quindi rispondere ad una necessità quella di interrogarsi su come l'agricoltura possa contribuire a mitigare le emissioni e suggerire quali possano essere le politiche piu idonee


Inventario N.I.R. : Interazione e magnitudo Settori VS Emissioni

Agricoltura ed emissioniL’agricoltura fornisce un contributo rilevante alle emissioni nazionali di GHG

Gli agroecosistemi svolgono un duplice ruolo di assorbitori/emettitori di gas serra (CO2, CH4, N2O)


Il settore agricolo è chiamato a contribuire agli sforzi per la riduzione delle emissioni in atmosfera di gas ad effetto serra (GHG)

Opzioni:

Riduzione delle emissioni dirette (mezzi e macchine)

Mantenimento o aumento del carbonio nei suoli (carbon stock)

Riduzione delle emissioni indirette (fertilizzanti, pesticidi etc.)

L'agricoltura e le politiche di mitigazione


Fabbisogno energetico lordo (GER)Impiego Mezzi Meccanici

Lavorazioni

Operazioni colturali

Distribuzione concimi

Pompaggi

Operazioni raccolta

Impiego Mezzi Tecnici

Concimi

Diserbanti

Insetticidi/fungicidi

Acqua

Materiale propagazione

Somma Input MJ/ha

Contabilità analitica di tutti i flussi di energia fossile “diretta” e “indiretta” connessi a ciascuna operazione colturale per la coltivazione di un ettaro


Contabilità analitica dell’energia contenuta nel prodotto utile e negli eventuali sottoprodotti tal quali e rapporto con gli input complessivi NE

Somma Output MJ/ha

Somma Input MJ/ha

Output/Input

Rappresenta la sintesi dell’efficienza d’uso delle risorse impiegate sia quelle naturali che quelle “immesse” come input dall’uomo.

Risultati: Analisi comparata degli input, Resa energetica (MJ/ton), Spesa energetica ad ha, Efficienza Energetica (MJ/MJ)

Bilancio energetico


Bilancio energetico coltura

La spesa energetica maggiore è risultata quella per le lavorazioni e la fertilizzazione nelle diverse tipologie di prove.

Input energetici MJ/ha: COLZA 1° anno

Le prove Convenzionali hanno una spesa energetica diretta maggiore delle conservative.Le prove con applicazioni variabili mostrano valori di spesa energetica sempre inferiore alle applicazioni uniformi


Bilancio energetico colturaInput energetici MJ/ha: Soia 2° anno


Sintesi degli input energetici per la coltivazione di un ettaro di MAIS, Primo anno

La spesa energetica è piu elevata per le macchine per la raccolta e le lavorazioni, l'irrigazione e le concimazioni.

La tecnica Convenzionale mostra consumi energetici per le macchine sempre superiori alle tecniche conservative.

La spesa energetica indiretta è maggiore nelle prove conservative



Spesa energetica è elevata per la fertilizzazione, irrigazione, difesa e lavorazioni

Input energetici MJ/ha: MAIS 1° anno

1 2 3 4 5 6 70

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

irrigazione

essiccazione

concimazioni

difesa

seme

meccanizzazione

MJ/ha

CT MT.U MT.V ST.U ST.V NT.U NT.V



Indice efficienza energetica I°Confronto tra prove con e senza gestione variabile degli input: in ordinata l’indice di efficienza energetica


Indice efficienza energetica II°Confronto tra prove con e senza gestione variabile degli input: in ordinata l’indice di efficienza energetica


Metodologia LCA

Fornisce informazioni robuste per identificare, quantificare e prevenire lo spostamento dei problemi ambientali tra le diverse fasi del ciclo di vita, e tra i diversi aspetti ambientali;

Consente di confrontare tra loro diversi sistemi/prodotti/tecnologie che svolgono la stessa funzione;

Adotta un approccio bottom-up: considera il contributo di ciascun input e output lungo il ciclo di vita e ne valuta il contributo ai diversi aspetti ambientali

Consente di identificare trade-offs e di valutare opzioni di ottimizzazione

ISO 14040 (2006)ISO 14044 (2006)


LCA in AGRICARE – Obiettivi dello studio

Identificazione degli aspetti ambientali significativi associati a diverse gestioni del suolo (minimum tillage, strip tillage, no-tillage e convenzionale) e delle colture (colza, frumento, mais e soia), per capire dove migliorare;

Comparazione degli impatti ambientali potenziali relativi a diverse gestioni del suolo considerando la stessa tipologia di coltura, per un ampio set di categorie d’impatto ambientale;

Comparazione degli impatti ambientali potenziali legati alle pratiche di agricoltura di precisione rispetto a quelle convenzionali, per un ampio set di categorie d’impatto ambientale.


Risultati - SoiaSoia CT NT NT

U V V

Resa (t/ha) 3,7 2,89 3,01

La differenza è data esclusivamente dalla resa (stessa quantità di fertilizzante nei 3 scenari)

Minor consumo di carburante in NT

La differenza tra NT-U e NT-V è legata alla resa (maggiore resa minor impatto)


Risultati - Soia Soia CT NT NT

U U V

Resa (t/ha) 3,7 2,89 3,01

Semina e diserbo sono i maggiori aspetti significativi per tutti gli scenari;

Minor impatto di CT in quanto è presente una fase in meno di diserbo e perché ha una maggiore resa

Minore impatto per NT a causa della mancanza di aratura maggiore quantità di carburante in CT (combustibili fossili)


Risultati - FrumentoFrumento CT NT NT

U U V

Resa (t/ha) 5,68 5,86 5,86

Minor impatto di NT in quanto manca la fase di aratura (minor carburante usato);

La differenza è data esclusivamente dalla resa

Le differenze % sono nell’ordine dei margini di incertezza dei risultati, in particolare per l’eutrofizzazione no differenze tra i 3 scenari


Considerazioni I risultati per soia e frumento mostrano che l’impatto sul climate

change è minore (11%) quando si impiegano le tecniche di NT; Relativamente al consumo di risorse idriche, il CT mostra risultati

migliori in quanto è caratterizzato da un minor diserbo e da una maggiore resa nel caso della soia, mentre i risultati sono analoghi per il frumento;

I risultati relativi all’eutrofizzazione mostrano risultati significativi solo per la soia, dove il CT ha un impatto minore a causa della maggiore resa;

Il consumo di risorse minerali è sempre minore per il NT per entrambe le colture, a causa della mancanza della fase di aratura (responsabile del 40-50% del consumo di carburante).


Strumenti di indagine analitici per fare emergere con chiarezza trasparenza e affidabilità i bilanci e gli impatti legati ad ogni fase di un processo produttivo.

Ci impongono di ripensare la nostra idea di produttività, ponendo almeno sul medesimo piano la produzione (t) con l'efficienza energetica (MJ/t) ed ambientale (CO

2equiv/MJ) espressa in modi e

con indici differenti

La loro applicazione, per quanto concettualmente semplice, è molto complessa e delicata nella realtà perchè i dati ed i parametri necessari non sono né di facile reperibilità né sempre affidabili e/o adeguati alla specifica realtà da indagare.

GER – EE – LCA


Obiettivo finale del lavoro è la definizione di un Credito di Carbonio (CO

2 evitata/accumulata) medio per l'applicazione

di una certa tecnica, su una determinata coltura.

Dobbiamo integrare i risultati dei due anni per ogni tecnica e per ogni ordinamento colturale.

Impiego di modelli (es. SALUS) per valutare l'effetto nel lungo termine anche dell'aspetto conservativo e quindi del Carbon Stock.

Tutto ciò allo scopo di definire un credito nell'ipotesi che domani questo credito sia “scambiabile” in un mercato.

Dai risultati ai Crediti di Carbonio


Perché un mercato volontario ? • Precursore di schemi obbligatori di riduzione delle

emissioni (azione educativa stakeholders, policy makers, imprese)

• Stimola innovazione

• Più flessibile del mercato regolamentato

• Impresa acquisisce carbon management know how con un impegno limitato.

• Integrazione al reddito.


Prerequisiti per un mercato volontario ?

•Definizione della baseline

•Permanenza

•Addizionalità: no Business as usual

•Verificabilità: misurazione, monitoraggio, controllo •Standard riconosciuto per i crediti

•Trasparenza


FACCIAMO SINTESI PER LE CONCLUSIONI


In generale le tecniche conservative consentono significativi risparmi di gasolio rispetto alle conservative. Minor uso

macchine e minori tempi di esecuzioneSi osserva che le tecniche quando abbinate all’A.P. per guida

assistita e dosaggio variabile sono costantemente meno energivore delle tecniche applicate senza A.P.

L'investimento in “conoscenza” è rilevante per l'azienda ma l'iterazione conoscenza-prescrizione-applicazione puo

portare nel tempo benefici piu ampi di quanto oggi da noi rilevati


La guida parallela comporta una riduzione dei costi della meccanizzazione di circa il 10% (nei due anni la precisione non

ha comportato evidenti riduzioni ne’ di concime, ne’ di seme)

a questi si aggiungono in modo “variabile” i vantaggi specifici del dosaggio variabile degli input e della strategia conservativa

di gestione del terreno

LIFE+ Environment Policy and GovernanceQuale pacchetti suggerire per il sostegno con politiche attive?

MT+ full AP e NT + full AP avvicinandosi alle perfomance produttive del Convenzionale ma avendo un migliore bilancio energetico e migliori potenzialità

economiche–ambientali hanno prospettive migliori!


il settore agricolo ha responsabilità ma anche opportunità di fronte alla sfida dei cambiamenti climatici.

Innovazione, cambiamento e adattamento delle tecniche e delle tecnologie possono costituire le basi per una integrazione al reddito delle

imprese ed una loro maggiore competitività

M. Stefanova, Pona C, Calcolo ed elaborazione dati energetici GER ed EE ENEA

Zamagni A,, Garavini G. e Tonon D. Studio LCA Ecoinnovazione

De Cillis D, Pezzuolo A, Sartori L, raccolta sistematizzazione controllo dati UNIPD

Lopresti S., Ambrosi L, De sanctis M, Crediti di Carbonio, Centrale Valutativa srl

Colucci F., Colonna N. ENEAMorviducci A, Bevilacqua M, Strumento web di simulazione, Microsis srl

Ingegneri Tecnici e Operai Maschio gaspardo e Veneto Agricolturaper le prove, la messa punto delle macchine, il supporto nella raccolta dati

Gruppo di lavoro:

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