JATROPHA CURCAS: Fonte vegetale rinnovabile per la produzione di bioenergia. Caso Senegal.

Relatore: Prof. Vincenzo Vecchio

Correlatore: Dott. Enrico PalchettiTesi di laurea di:Giacomo Rella

UNIVERSITA' DEGLI STUDI FIRENZEFACOLTA’ DI AGRARIA

DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRONOMICHE E GESTIONE DEL TERRITORIO AGROFORESTALE

Corso di laurea magistrale in: Sviluppo Rurale Tropicale

INTRODUZIONE

STATO ENERGETICO MONDIALE

Aumento domanda di energia Esaurimento fonti energetiche tradizionali

(Fonte: www.edro.files.wordpress.com)

INTRODUZIONE

FONTI VEGETALI PER LA PRODUZIONE DI BIOENERGIA (COLTURE BIOENERGETICHE)

-colture lignocellulosiche, di cui si utilizza la parte epigea delle piante per processi di combustione atti a fornire energia termica e/o elettrica. Si tratta di colture a rapido e proficuo accrescimento, tale da fornire elevata quantità di biomassa.

-colture alcoligene (amidacee, saccarifere e lignocellulosiche), sono rappresentate da specie vegetali aventi un elevato contenuto di zuccheri fermentescibili dalla quale poi si ricava etanolo (BIOETANOLO)

-colture oleaginose, colture dove la biomassa sfruttabile è rappresentata dai semi per estrarre l’olio che può essere utilizzato tal quale o esterificato (BIODIESEL)

POLITICHE MONDIALI ENERGIA RINNOVABILE(fonti energetiche non esauribili, in grado di rigenerarsi e il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future)

JATROPHA CURCAS

JATROPHA CURCAS

JATROPHA CURCAS L.

Pianta, appartenente alla famiglia delle euphorbiacee, originaria delle zone semi aride del Messico e del Centro America oggi diffusa in tutti i tropici con caratteristiche simili.

JATROPHA CURCAS La Jatropha curcas L. è un arbusto (o piccolo albero) con fusto eretto e branche che generalmente si originano dal basso. Apparato radicale fittonante, foglie color verde scuro, lobate e provviste di lungo picciolo. Infiorescenza si forma sulle gemme terminali ed è un racemo che da origine ai frutti a forma di grappolo. L’impollinazione di solito è incrociata (protrandria).Il frutto è triloculare a forma ellissoidale di colore verde, ma vira al giallo e poi al marrone con il progredire della maturazione.Ogni frutto contiene 2-3 semi di colore nero e di dimensioni pari a 2x1 cm.

DESCRIZIONE MORFOLOGICA

JATROPHA CURCAS

La Jatropha curcas sebbene sopravviva naturalmente in zone ecologicamente ardue, necessita di determinati input agricoli per esprimere le sue potenzialità produttive.

Acqua

Temperatura

Nutrienti

Suolo

pH

Optimum 1000 mm/anno (500-600 mm/anno)

20-28°C

1 t semi asporta in un ettaro 14-34 kg di N, 0,7-7 kg di P e 14-32 kg di K

Natura limo-sabbiosa (con prevalenza sabbia). No argilloso e no ristagni idrici. Profondo almeno 50 cm.

6 - 8.5

ESIGENZE PEDOCLIMATICHE

JATROPHA CURCAS UTILIZZI

Olio per la produzione di biodiesel (trans-esterificazione)

Olio per alimentare lampade e per fare saponi

Siepe delimitante orti

Controllo erosione

Pianta ombreggiante

Marcatore di vestiti (lattice)

Usi medicinali

Usi cosmetici

Pesticidi biologici (estratto olio di semi)

Alimentazione animale da scarto dell’estrazione dell’olio (processi di detossificazione)

Fissazione CO2

JATROPHA CURCAS TECNICHE AGRONOMICHE

1. SEMINA

2. TRAPIANTO

3. RACCOLTA

Semenzai o in fitocelle

Dopo 3 mesi di sviluppo della pianta (piogge)

Dopo 90 giorni dalla fioritura (3-4 anni d’impianto)

TRATTAMENTI PREGERMINATIVI DEL SEME, POTATURE, MALATTIE E PARASSITI, TRAPIANTI, CONSOCIAZIONI, TOSSICITÁ, PROPAGAZIONE, MIGLIORAMENTO GENETICO, PRODUTTIVITÁ, ECC.

???

SCOPO DELLA TESI

Lo scopo della tesi è finalizzato all’individuazione e divulgazione di nuove conoscenze riguardo la Jatropha curcas. Questo in virtù del fatto che in letteratura c’è una scarsa documentazione inerente la coltivazione di tale pianta e inoltre la sua importanza a livello mondiale sta continuamente crescendo.

Il mio lavoro si è strutturato in due parti:

1. Analisi di un progetto relativo ad una piantagione pilota di Jatropha curcas in Senegal.

2. Prove sperimentali sulla Jatropha curcas (provenienza semi, germinazione e trapianto).

PIANTAGIONE PILOTA DI JATROPHA CURCAS IN SENEGAL

PROGETTO JTF

Nel 2009 ha preso piede in Senegal (Tambacounda) un progetto di piantagione pilota di Jatropha curcas, con l’obiettivo finale di mettere su una filiera per la produzione di biodiesel. Tale progetto è stato finanziato dalla società JTF srl (Jatropha Tecnology Farm) che ha chiesto e ottenuto la collaborazione dal DISAT (Dipartimento di Scienze Agronomiche e Gestione del Territorio Agroforestale) dell’Università di Firenze.

L’obiettivo della parte agricola è stato quello di realizzare una piantagione pilota di Jatropha curcas di 3.000 ettari da espandere successivamente.

PIANTAGIONE PILOTA DI JATROPHA CURCAS IN SENEGAL

PROGETTO JTF

La strategia iniziale è stata quella di acquistare il materiale di propagazione da un vivaio situato nella regione di San Louis, trasportarlo in loco e trapiantarlo nei terreni prescelti (500 ettari). Questa prima fase si è rivelata quasi del tutto fallimentare sia a causa dei fornitori non affidabili, che da circa 815.000 piantine ne hanno spedite poco più di 200.000, e sia perché la gente locale non ha poi mostrato impegno e volontà nelle operazioni di manutenzione degli ettari messi a coltura (114).

Alla luce dei risultati ottenuti in questa prima fase e sotto invito del DISAT, nel 2010 è stato deciso di avviare una piantagione pilota di Jatropha curcas attraverso la costituzione di un vivaio centralizzato (4,5 ettari) atto alla produzione e allevamento di piantine di Jatropha curcas (3 milioni) da trapiantare in pieno campo durante la stagione delle piogge.

PIANTAGIONE PILOTA DI JATROPHA CURCAS IN SENEGAL

ATTIVITÁ SVOLTE:

1. SEMINE

2. PROVE DI TRAPIANTO

3. CARATTERIZZAZIONE DEI SUOLI

4. TRAPIANTI

Semina diretta

Semina in fitocella

Suitability analysis

Assolcature

Senza assolcature (corde)

Training personale

Attitudine di radicazione delle piante (20-40 giorni sviluppo)

PIANTAGIONE PILOTA DI JATROPHA CURCAS IN SENEGAL

RIFLESSI SOCIO-ECONOMICI DEL PROGETTO

Sociale

Economico

Ruolo delle donne

Almeno 5 differenti etnie coinvolte (300 persone)

Marzo 2010 sono state vendute due tonnellate in più di beni di prima necessità (riso, farina, olio, ecc.)

Coinvolte direttamente e indirettamente nel progetto.

PIANTAGIONE PILOTA DI JATROPHA CURCAS IN SENEGAL

PROBLEMI

Dialogo

Imparzialità

Visione futura

Affidabilità

Gestione progetto

JTF Popolazione locale

Presidente GIE

Villaggi favoriti rispetto ad altri

Interesse solo al salario giornaliero e non sul potenziale sviluppo del progetto in futuro

Terre “promesse”

Sottovalutata parte tecnica e sociale (obiettivi troppo ambiziosi per i mezzi a disposizione e sottovalutazione problemi sopra descritti)

FASE SPERIMENTALE

B. PROVE DI GERMINAZIONE SEMENTE

C. PROVE DI TRAPIANTO

Necessità di imbibizione dei semi

Possibilità di effettuare trapianti precoci

Ottenere dati sperimentali specifici e acquisire conoscenze tecniche di

supporto alle attività produttive di pieno campo dei futuri impianti di

Jatropha (Senegal).

A. INDAGINE PROVENIENZA SEMI (FONGOLEMBI)

JATROPHA CURCAS

Osservazioni piante spontanee

FASE SPERIMENTALEFONGOLEMBI

A. INDAGINE PROVENIENZA SEMI

OBIETTIVOIndividuare piante di Jatropha curcas a crescita spontanea

Stato vegetativo

Caratteristiche ecologiche

FASE SPERIMENTALE1. PIANO SPERIMENTALE

B. PROVA DI GERMINAZIONE SEMENTE

IMBIBIZIONE (fattori di studio)

Temperatura

Ambiente non controllato (A NC)

T0 T12 T24 T36

Ambiente controllato (A C)

T0 T12 T24 T36

Tempo

A NC

A C

Variabili misurate: tempo medio di germinazione e percentuale di germinazione

FASE SPERIMENTALE1. PIANO SPERIMENTALE

C. PROVE DI TRAPIANTO

Trasferimento

Pieno campo (PC)

Fitocella (F)

A NC

AC

A NC

AC

T0 T12 T24 T36

T0 T12 T24 T36

T0 T12 T24 T36

T0 T12 T24 T36

Variabili misurate: percentuale di radicazione, numero di foglie per pianta e altezza per pianta

FASE SPERIMENTALE2. MATERIALI E METODI

B. PROVE DI GERMINAZIONE SEMENTE

Preparazione semenzai

Selezione semi

Sterilizzazione semi

Imbibizione

Operazioni di semina

32 vaschette di germinazione

Calibro, colore e consistenza

Risciacquo 3 volte in acqua sterile (bollita, raffreddata e aggiunta amuchina)

Terrazza = Ambiente Non Controllato (A C)Camera = Ambiente Controllato (A C)Messa a dimora dei semi nelle vaschette

FASE SPERIMENTALEC. PROVE DI TRAPIANTO

Pieno campo

Individuazione e misurazione dei blocchi sperimentali

Lavorazione del terreno

Trasferimento in pieno campo

Fitocella

Preparazione e trasporto fitocelle a destinazione finale

Trasferimento in fitocella

2 split plot da 60x60 m

Erpicatura e assolcatura (20 solchi per split plot)

1. Estirpazione2. Posizionamento (palo 2m)3. Affrancamento4. Innaffiatura

Substrato: 60% sabbia e 40% segatura

5. Estirpazione6. Inserimento nella fitocella7. Innaffiatura

2. MATERIALI E METODI

SPLIT PLOTS

PEPINIÈRE

FASE SPERIMENTALE3. RISULTATI E DISCUSSIONI

T0 T12 T24 T360.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

5.25

6.71 6.917.42

Media TMG A NC

T0 T12 T24 T360.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

5.866.23

7.366.89

Media TMG A C

B. PROVE DI GERMINAZIONE SEMENTE

Tempo medio di germinazione

La velocità di germinazione diminuisce all’aumentare del tempo d’imbibizione

FASE SPERIMENTALE3. RISULTATI E DISCUSSIONI

T0 T12 T24 T36

8272

48

28

% GERMINAZIONE A NC

T0 T12 T24 T36

78 82

49 49

% GERMINAZIONE A C

La percentuale di germinazione diminuisce all’aumentare del tempo d’imbibizione. In A C migliori risultati.

B. PROVE DI GERMINAZIONE SEMENTE

Percentuali medie di germinazione

T0 T12 T24 T36NC NC NC NC

93 92 94

75

5548

59

29

F PC

C. PROVE DI TRAPIANTO

Percentuale di radicazione

Ambiente NC Ambiente C

T0 T12 T24 T36C C C C

8795

81 77

6068

5767

F PC

86,7% media di radicazione in F55,4% media di radicazione in PC (47,8% A NC- 62,9% A C)

FASE SPERIMENTALE3. RISULTATI E DISCUSSIONI

CONCLUSIONI1. Visti i risultati delle prove di germinazione della semente, la tecnica di imbibizione dei

semi di Jatropha curcas non è necessaria, anzi imbibire i semi soprattutto in ambiente non controllato è controproducente.

2. Non è indicato effettuare i trapianti dopo 15 giorni di sviluppo delle piante tuttavia vista la rusticità della specie, è possibile farlo prima dei tre mesi indicati in letteratura.

3. La piantagione pilota di Jatropha curcas è stata fatta su una superficie di 600 ettari anziché 3.000 dell’obiettivo iniziale (problemi). Prima di iniziare un progetto in un PVS come in Africa Sub Sahariana, è necessario fare un’analisi approfondita della realtà in cui si opera. In tal caso è consigliabile un approccio di tipo partecipativo multidisciplinare (es. PRA) con lo scopo di coinvolgere sin dall’inizio la popolazione locale e per comprendere le dinamiche sociali, culturali e ambientali nel luogo d’interesse.

4. Essendo differente ogni realtà rurale e per la mancanza di un modello standard di coltivazione di Jatropha curcas è consigliabile sempre partire da obiettivi poco ambiziosi per poi, se risultasse possibile, ampliarli.

JATROPHA CURCAS

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!