tecniche sostenibili per la riduzione della carbon e … · 2015. 5. 18. · prof. cristos...

82
Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E WATER FOOTPRINT

Upload: others

Post on 01-Jan-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Prof. Cristos XiloyannisDiCEM- Università degli Studi della Basilicata

TECNICHE SOSTENIBILI PER LARIDUZIONE DELLA CARBON E WATER

FOOTPRINT

Page 2: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Free carbon* supplies on the Earth(G tons) Lal, 1997; Zucconi 1999)

* (* (exceptexcept forfor sedimentarysedimentary carbonatescarbonates and and fossilfossil fuelsfuels))

BiosphereBiosphere

AtmosphereAtmosphere

PedospherePedosphere

HydrosphereHydrosphere

0.75 x 10 3

1.8%

0.55 x 10 3

1.3%

1.55 x 10 3

3.7%

39 x 103

93.2%

Plants Fungi

0.43 x 103

78.2%

Animals Protozoa Bacteria

0.12 x 103

21.8%

Page 3: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Annual global carbon emissions during the past 50 years (billions metric tons per year)

Source: National Geographic. Oct 2007 - IPCC

8

7

6

5

4

3

2

1

1957 today

380 ppm

360

340

320

280

Atm

osphere CO

2

Page 4: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

• Agriculture is responsible for almosthalf of all human-related CH4 andN2O emissions

• By 2030, these annual emissions areprojected to substantially increase– N2O up by 35-60%– CH4 up by 60%

Background: Agriculture causing Climate Change

Source:IPCC, 2007

Page 5: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Background: Agriculture-related GHG Emitting Activities

Source: Smith, et al., 2007

25% of total GHG emissions in2004

Page 6: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Background: Agriculture-related GHG EmittingActivities

Smith, et al. 2007 DB Research 2011

Agriculture & forest activitiescontributing to climate change in

2004

Source: Smith, et al., 2007

25% of total GHG emissions

Page 7: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

The potential role of agriculture in mitigating climatechange

• Agriculture isexpected tocontribute 18% oftotal GHG emissionreductions

• Together with betterforest management,the two sources are33% of the totalabatement potential

Source: Smith, et al., 2007.

Sources of expectedGHG emissionreductions

Other

Page 8: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CSA is agriculture that

• increases yields (poverty reduction &food security),

• makes yields more resilient in the faceof worsening weather conditions(adaptation), and

• transforms the farm into a solution tothe climate change problem(mitigation).

(World Bank , 2012)

What is Climate-SmartAgriculture?

Page 9: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Rielaborato da WBGU Special Report:The Accounting of Biological Sinks and Sources Under the Kyoto Protocol

Gestioneconvenzionale

Gestionesostenibile

Inizio dellacoltivazione

Anni dall’inizio della coltivazione

3,8

2.6

3.2

4,5

% Sostanza Organica

1.90 20 40 60 80

Frazione della SO duratura

Frazione della SO labile

Inversionedella tendenza

Page 10: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CO2 Emission in Italy (Source: EEA 2004)(Total annual 580.7 Mt)

Industry 50.6%

Urban (Transport, waste + Other ) 40.0%

Agriculture 9.4%

Page 11: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Actual eqCO2 emissions(580.7 Mt year-1 at 2004)

maximum eqCO2 permitted (485.7 Mt year-1)

“distance from Kyoto” (95 Mt anno-1 eqCO2)

…in ITALY

Page 12: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

La diminuzione annuale dello 0,1% di

SOC nei suoli agricoli in Italia,

corrisponde a 275 Mt di CO2. Circa

metà delle emissioni annue totali di

CO2 (580 Mt) dell’intero Paese

Page 13: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Soil fertility

Organic matter in South Italy 0,8 - 1,3%

Page 14: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Sostenibile convenzionale

Compost (15 t ha-1)Mineral N if necessary Mineral

fertilizers

Soil management

Pruning material

Fertilization

Page 15: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 16: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 17: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

HumidityHumidity %% 24.824.8pHpH 7.987.98

N (total)N (total) %% 1.521.52 Carbon organ. Carbon organ. %% 33.833.8

Organic matterOrganic matter %% 58.2758.27Humus Humus %% 10.410.4

PP22OO55 %% 0.680.68KK22OO %% 1.41.4

compost (%P.S)compost (%P.S)

C/N C/N 22.222.2

t/ha CO2t/ha C

4.11

15.07

Page 18: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Produzione Rifiuti Urbani in ITALIA (t anno-1) x 1000 (fonte ONR - APAT)

1996 1998 2000 2002 2004 2006

24000

26000

28000

30000

32000

34000

Page 19: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Ven

eto

Lom

bard

iaTr

entin

o P

iem

onte

Tosc

ana

Em

ilia

Rom

agna

Ligu

riaFr

iuli

Val

D'A

osta

Um

bri

Mar

che

Abr

uzzo

Cam

pani

aC

alab

riaLa

zio

Pug

liaB

asili

cata

Sic

ilia

Sar

degn

aM

olis

e0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

Raccolta differenziata (RD) anno 2004 (fonte ONR - APAT)

L’aumento della RD riduce lo smaltimento in discarica….RECUPERARE LA MATRICE ORGANICA!

Page 20: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

(fonte CIC)

…la matrice organica da rifiuto a risorsa

Page 21: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

unità fertilizzanti distribuite con il

compostN P K total

228 33,8 130,8 392,6N P2O5 K20 total

€ 67,95 € 10,07 € 38,98 € 117,00 0,30€

€ 310,22 € 158,81 € 76,11 € 545,14 1,39€

cost for unit of fertilizzer in the compost

average cost

compost

Mineral fertilizers

The cost of the Compost is 7.8 €/t

Se si considera il costo di trasporto (Veneto) il costoper unità fertilizzante arriva ad 1,67euro

Page 22: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Reduction of natural CO2 emissions from soil

limit C output

heterotrophic and autotrophic soil respiration

soil water availabilitysoil temperaturessoil microbiological fertility

factors which affect soil respiration

Page 23: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

effect of soil water availability

Page 24: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 25: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Davidson, 1998

Hanson et al., 2000; Raich et al.,

2000;

Smith et al., 2003; Ryan et al., 2005;

Huang et al., 2005; Cook et al.,

2008;

Longdoz et al., 2000; Qiao et al.,

2009;

Granli e Steinkamp et al., 2001.

Water Content

Temperature

Root Density

Growing Season

Microbial biomass

Page 26: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 27: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

….. Carbon balance into the soil

Carbon Input

Carbon output(respiration roots e microbics)

Net Carbon allocated in soil

Critical point to measuresuolo

CO2 = DM × 0,45 × 3,67(Norby et al., 2004)

Page 28: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

mean (2001-2008) Annual Net Primary Productivity (CO2eq, t ha-1 year-1)

1 calculated according to Almagro et al. (2010).2 estimated according to Sofo et al. (2005).3 estimated as the 50% of the annual biomass production of olive trees (Cannell, 1985).

4 estimated as 20% of the above-ground part (Celano et al., 2003).

Net Primary Productivity (NPP)

Sustainable System

Conventional System

CO2eq (t ha-1 year-1) Above Ground NPP 28.38 11.03

Yield 9.06 3.99 Olive permanent structures1 0.60 0.60

Pruning material 6.11 4.84 Senescent leaves2 1.60 1.60

Spontaneous vegetation epigean biomass 11.01 -

Below Ground NPP 10.43 5.51 Olive root biomass3 7.68 5.51

Spontaneous vegetation root biomass4 2.75 -

Total NPP -38.81 -16.55

Page 29: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CO2eq emissions and stock variations in the 2 systems

1elaborated from data reported by Almagro et al. (2009) and Testi et al. (2008)

Sustainable System

Conventional System

CO2eq (t ha-1 year-1) Total emissions + 25.42 + 27.37 Anthropogenic + 2.42 + 1.53 Fertilizers, pesticides

Farm operations and transport

Pruning res idues burning - + 4.84 Soil respiration1 + 23.00 + 21.00

Difference -13.39 +10.82

Total NPP - 38.81 - 16.55

Page 30: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Sustainable Conventional

-8.62 Kg CO2 equivalent/Kg oil +17.59 Kg CO2 equivalent/Kg oil

Oil yield 1552 Kg Oil yield 672 Kg

CO2 Balance in the Orchard

Page 31: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Kg of CO2 per L of Extra Vergin Oil

+1.81+1.81Packing

+0.13+0.13CO2 in Mill

+17.59-8.62CO2 in orchard

+19.53-6.68Balance

Conven.Sustain.

Page 32: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

1 2 3 40.0

0.5

1.0

1.5

2.0

30-60 cm10-30 cm0-5 cm

C

arbo

nio

Org

anic

o (%

)

5-10 cm

Equivalent of about….

The increase of carbon in the soil of olive trees: 2000-2006 (sustainable management without compost).

61 t ha-1 of CO2In the top 30 cm of soil

2006

2000

Page 33: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CO2 Balance in a Mature Peach Orchard

+40+200

-20

-40-60-80

-100-120-140-160-180

2004 2005 2006 2007 2008 2009

t / h a d i C O

2

fi s s a t o

Sustainable Conventional

Page 34: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CARBON FOOTPRINT

FIELD (Materials & Machines)

Plant/soil C-BALANCE

Distribution

Packing Phase

Winery Phase

Fertilizers, Oils, Human labour, Steel, Iron,Wood, Pesticides, Irrigation.

Soil Respiration, Cover Crops, Pruningmaterial, Production, Compost, etc.

Water, Chemical products, Steel, Manpower,Energy, Fermentation.

Glass, Cork, Paper, Aluminum, Glue, Labor,Energy.

From Italy to Germany

Sustainable Conventional

0.63 0.84

- 1.31 2.05

0,13

1,02

0,44

0.91 4.48Kg CO2 bottle-1

- 80 %(9500 bottles, 0.75 L)

0,13

1,02

0,44

Page 35: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

To increase the Carbon content in the soil of one hectareof orchard (30 cm depth) from 1% to 2% are necessaryabout 10 years and the soil will fix about 15 t ha-1 year-1 ofCO2

Page 36: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Carbon accumulated in plant structures:

12- 20 t ha-1 Carbon

In 15 years

(45-75 t ha-1 CO2)

Page 37: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Generi più rappresentati (sono di più nelsistema sostenibile, alcuni producono

glomalina)Sostenibile Convenzionale

Aspergillus AspergillusStreptomices MucorPhaeoacremonium

Penicillium

ArmillariaCladosporium Rosellinia

MucorAcremonium Cladosporium

AlternariaPhaeoacremoniumRoselliniaPhyalophoraCylindrocarponMicrodochium

Page 38: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Maggior numero di funghi (e anchedi batteri, non mostrati qui) nel

sistema sostenibile (diluizione 10-2)

Sostenibile

Convenzionale

Page 39: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

…….as intestinal flora forhumans……………

Page 40: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

roots with ifes and spores of glomus intraradices (10 X).

Page 41: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 42: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

CO2 CO2 CO2 CO2

CO2 CO2 CO2

CO2 CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2CO

2

CO2CO

2

Conventional

???? Euro per t CO2

….economic advantage?Sustainable

Page 43: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

soil water holding capacity

SUSTAINABLE SOIL MANAGEMENT AND

Page 44: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Inerbito

a

a

a

a

a

0 2 4 6 8 10 12

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

prof

ondi

tà (c

m)

Macroporosità (%)

RegolariIrregolariAllungati

Lavorato

a

b

b

b

ab

0 2 4 6 8 10 12

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

prof

ondi

tà (c

m)

Macroporosità (%)

RegolariIrregolariAllungati

0-10 cm

10-20 cm

0-10 cm

10-20 cm

sustainable

Macroporosity %

Dep

th c

mD

epth

cm

Dep

th c

m

Page 45: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

very low13Conventional(confined)

medium-low160Sustainable (confined)

Ksat class(Rossi Pisa, 1997)

Ksat (Guelph)(mm d-1)

Page 46: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

apr giu ago ott dic feb0

40

80

120

160

200

ET0

precipitazioni

deficit = 855 mm

ETo

- P

reci

pita

zion

i (m

m)

mesi dell'anno

Massimizzare l’immagazzinamento delle acque meteorichenel suolo esplorato dalle radici

Page 47: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

29-03-2007

41.139.080.1150-200

185.9222.8408.7total 0-200

65.339.0104.3100-150

56.559.2115.750-100

23.085.6108.60-50

ΔCSSSSoillayer (cm)

31-03-2008

77.5364.5442.0

29.180.9110.1

20.890.3111.1

18.891.2110.0

8.8102.1110.9

ΔCSSS

Soil Water Content – SWC (mm)TOP POSITION

SS: Sustainable SystemCS: Conventional System

Page 48: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 49: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 50: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

S. Giuliano’s Dam

Page 51: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

…..soil management

Was it only a rainfall intensity

effect ?????

Page 52: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

0 200 400 600 800 1000

agricoltura

industria

domestico

m3/persona/anno

36

180

800

Domanda mondiale di acqua nei diversi settori

(Thames Water)

Page 53: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Chi

na

Indi

a

Japa

n

Pak

ista

n

Indo

nesi

a

Bra

zil

Mex

ico

Rus

sia

Nig

eria

Thai

land

Italy

US

A

Wat

er fo

otpr

int (

m3 /c

ap/y

r)

Domestic water consumption Industrial goods Agricultural goods

Water footprint per capita

Global average water footprint

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

Page 54: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 55: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Green water footprint► volume of rainwater evapotranspirated orincorporated into product.

Blue water footprint► volume of surface orgroundwater evapotranspirated,incorporated into productor returned to other catchment or the sea.

Grey water footprint► volume of polluted water.

The water footprint components

Page 56: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

70% Agricoltura

30% industria, civile

- Risorsa limitata????- Aumento domanda settore agricolo e di altri settori

- Incremento popolazione ……

Page 57: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

3030500105000olive (superhigh-density)

151525041000olive(traditional)

227338083000olive(high density)

143100101000grapevine (wine)

-200255000peach

-150203000apricot

-200408000kiwi

H2O/liter of

product

irrigationvolumem3/ha

H2O/Kgfresh

weight

yieldt/ha

species

water footprint (blue) annualrainfall–400-500mm,waterdeficit800-1000mm/year,dripirrigation

Page 58: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 59: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

gen mar mag lug set nov0

50100150200250

mm 0

50100150200250

PioggiaETo

Metapontino(media 20 anni)

fonte: Reg. Basilicata

Cesenate(media 10 anni)

fonte: Cons. Bonif. Canale Emiliano Romagnolo

Deficit annuale850 mm

Deficit annuale158 mm

Page 60: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Springlady

South 20 6.000 5.000 300 250

North 20 3.000 1.182 150 59

Fayette

South 30 8.000 7.000 267 233

North 30 4.000 2.339 133 78

yield

t ha-1Water cons.

m3 ha-1

Irrigationm3 ha-1

Liters H2 OKg of

peaches

Liters H2Oirrigation

of kg peach

“water cost” (blue component) to produce oneKg of peaches in South and North Italy.

Page 61: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

“Water Foot-Print”

150-250 L/kg(early – late ripening)

Page 62: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

LEAVES

FRUITS

WINTER PRUNNING

SUMMER PRUNNING

19.0

16.8

1.7

1.9

total (m3) 39.4

m3/ha

YIELD 20 t ha-1,Irrigation volume 4000 m3 ha-1

<1% of distributed water

Page 63: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

??

L’acqua evapotraspirata dal pescheto entra nelciclo dell’acqua…..

…..ritornerà allo stesso suolo???

Page 64: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

sommersione 45%infiltrazione 55-75 %aspersione 65-75%microirrigazione 90-95%

Efficienza di distribuzione dell’acqua nei varimetodi irrigui

Page 65: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 66: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

ETc = (Kc * ETo)/ efficienza metodo**Oscilla da 0,5 a 0,95 in piena produzione

Page 67: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Regione Basilicata

Delibera 2359/2001

“Miglioramento dell’efficienza dei sistemi irrigui”

conversione verso sistemi irrigui a microportata, realizzazione vasche, sostituzione tubazioni adduttrici fatiscenti

Page 68: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

345

6 7 8 9

vasetto palmetta

Y trasversale

WU

E (m

g C

O 2

/m

g H

2 O

)

WUE media giornaliera in chiomeintere di piante di pesco.

Rielaborata da Giuliani et al.

Page 69: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 70: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Ottimizzazione ed Applicazione stress idrico controllatoOttimizzazione ed Applicazione stress idrico controllato

Dal germogliamento

alla raccolta 100% ETc100% ETc

marzo/marzo/iniz.iniz.luglio.

Stress idricoStress idricoKc ridotti=0,5Kc ridotti=0,5

Fine settembre

Periodo post raccolta

Page 71: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

ETo controllo 55% ETc

m3 h

a-1

mar-ott inizio- fino raccolta raccolta- fine irrig.

pioggia media 1999-2000=m3 1.017

5.500 m3

3.000 m3

Risparmio di 2.500 m3/ha

Page 72: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Volume irriguo (L) /Kg difrutta

Sostenibile 220

Convenzionale 380

Sostenibile € 2,11

Convenzionale € 1,34

Marketable Yield value (€)EWUE = Irrigation water (m3)

77

62139

107

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Cum

ulat

ve Y

ield

t/h

a

Sostenibile Convenzionale

Page 73: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Consorzio di Bonifica Bradano e Metaponto

TARIFFE MEDIE

QUOTA FISSA (area ionica): € 115 / ha (bonifica + irrigazione)

CONSUMI

NO CONTATORI (a prenotazione): € 180,76 / ha

SI CONTATORI (valle Bradano – Metaponto): € 0,031 / m3 (altre zone): € 0,041 / m3

Page 74: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

….a superficie ….a volumi

Page 75: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Elementi minerali apportati kg ha-1 con l’acquad’irrigazione (7.000 m3 ha-1) di pozzi della Vald’Agri

clorurisolfatibicarbonatisodiomagnesiocalcioazotopotassio

1.036511

2.3031.21840692437112

15.5407.66534.54518.2706.09013.860

5551.680

Nell’intera durata del frutteto, 15 anni

1 anno

Asportaz.45451.350560

Diff.6.045

13.815-798

1.120

Page 76: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

PARTICOLARE DEL PRELIEVO DEI CAMPIONI

Page 77: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

2004 Rainy days (>10 mm)source: ALSIA - Basilicata Region

(mm)01 Apr 2004 25.125 Apr 2004 1613 May 2004 13.226 July 2004 66.4

SITE 1 .…soil conductivity under the emitter before beginning irrigation and at the end of irrigation season

At the end of irrigation season

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0500 1000 1500 2000 2500

µS/cm

Soi

l dep

th (

cm)

Before irrigation

Page 78: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE
Page 79: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

Water sources for agriculture inWater sources for agriculture inIsraelIsrael

1989 1990 1992 1995 1998 2001 2005 2010

Page 80: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

VIII International Peach Symposium on17-20 June, 2013 –Matera (ITALY)

Matera UNESCO World Heritage site

http://www.unibas.it/peach2013/home.htm

Join us in Matera!

[email protected]

University of

Basilicata

University of

Palermo

Italian Society of Horticultural Science

Page 81: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

C. Xiloyannis B. Dichio V. Nuzzo G. Celano G. Montanaro G. Tataranni A. Sofo A. Palese E. Lardo A. Mininni A. Tuzio

Il gruppo di lavoro:

Page 82: TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE DELLA CARBON E … · 2015. 5. 18. · Prof. Cristos Xiloyannis DiCEM- Università degli Studi della Basilicata TECNICHE SOSTENIBILI PER LA RIDUZIONE

11,041203152EU 15 *

595

2389

291

160

4844

421

259

1990

24,0726Canada

0,9908India

2,32893Cina (+ Hong Kong)

8,5354Sud Africa

13,1271Arabia Saudita

19,07001USA

26,8502Australia

2000 (* = 2001)2000 (* = 2001)

11,041203152EU 15 *

595

2389

291

160

4844

421

259

1990

24,0726Canada

0,9908India

2,32893Cina (+ Hong Kong)

8,5354Sud Africa

13,1271Arabia Saudita

19,07001USA

26,8502Australia

2000 (* = 2001)2000 (* = 2001)

Total emissions CO2 (Mt) Per capita emissions (t/year)

Total and per capita CO2 emissions in various country (source: UNFCCC, EEA, DIW Berlin)