L'uso di foglie di canna da zucchero, noto come spazzatura o paglia, per produrre elettricità e l'etanolo di seconda generazione (2G) è stato sostenuto come mezzo per aumentare la generazione di bioenergia senza espandere la superficie coltivata. Però, uno studio condotto in Brasile e pubblicato sulla rivista Ricerca sulla bioenergia mostra che rimuovere la paglia invece di lasciarla a terra dopo il raccolto potrebbe raddoppiare la quantità di fertilizzante richiesta dalle piantagioni di canna da zucchero brasiliane entro il 2050.

L'avvertimento arriva da ricercatori affiliati al Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ-USP) dell'Università di San Paolo e al National Biorenewables Laboratory (LNBR) presso il National Energy and Materials Research Center (CNPEM) di Campinas, Stato di San Paolo, che ha condotto lo studio con il sostegno della Fondazione di ricerca di San Paolo—FAPESP e del Fondo tecnologico (FUNTEC) gestito da BNDES, la banca nazionale di sviluppo.

I raccoglitori di canna da zucchero tagliano i gambi alla base, togliete le foglie e tagliate a spicchi i gambi. Gli steli vengono portati via per la lavorazione per produrre zucchero ed etanolo. Le foglie vengono espulse e lasciate a terra, eventualmente asciugandosi formando uno spesso strato di paglia. Questa biomassa è ricca di nutrienti e contribuisce alla fertilizzazione del suolo, sottolineano gli autori dello studio.

Per la prima volta, hanno calcolato la quantità di sostanze nutritive trattenute dalla paglia di canna da zucchero e la quantità di fertilizzante che sarebbe necessaria senza lo strato di paglia.

"Nello studio, abbiamo convertito il valore dei nutrienti nella paglia in fertilizzante equivalente [azoto, fosforo e potassio, NPK]. I coltivatori che rimuovono questa biomassa dovranno acquistare NPK e utilizzarlo per reintegrare i nutrienti del suolo. Abbiamo misurato questo valore, che fino a quel momento era invisibile, "Mauricio Cherubin, ricercatore presso ESALQ e primo autore dell'articolo, detto.

Mantenere la paglia a terra aiuta il ciclo dei nutrienti. I nutrienti del suolo vengono assorbiti e immagazzinati nelle foglie, e le sostanze nutritive vengono restituite al terreno quando le foglie muoiono e si decompongono, che garantisce l'inizio di un nuovo ciclo. La rimozione della cannuccia interrompe questo processo.

"Generare bioenergia bruciando paglia significa utilizzare un terzo del potenziale energetico della canna da zucchero, che è molto, " Disse Cherubin. "D'altra parte, come dimostra lo studio, è importante lasciare a terra una parte consistente della paglia per proteggere il terreno dalla pioggia, ridurre le emissioni di gas serra e soprattutto mantenere il ciclo dei nutrienti".

Nutrizione del suolo

Articoli precedenti pubblicati in Ricerca sulla bioenergia dallo stesso gruppo di ricercatori ha presentato dati sugli effetti della rimozione della paglia, come la diminuzione dell'attività biologica nel suolo, controllo dei parassiti meno efficiente, compattazione del suolo più intensa, aumento delle emissioni di gas serra e riduzione dei raccolti.

"Lo scopo della nostra ricerca è stato quello di intraprendere una revisione completa delle questioni relative alla rimozione della paglia. Alcuni coltivatori hanno compreso l'importanza della paglia per la produttività perché influenza la protezione del suolo e la nutrizione, " disse Cherubino.

L'articolo più recente riporta i risultati degli studi sul campo eseguiti per misurare la perdita di nutrienti del suolo, i risultati dell'analisi economica, e proiezioni di scenari basati su dati sull'uso di fertilizzanti per il centro-ovest, sud-est e sud del Brasile dalla National Fertilizer Association (ANDA).

Vengono discussi cinque possibili scenari. Strategie con impatti meno negativi mantengono le foglie verdi e rimuovono le foglie secche, mentre lo scenario più estremo presuppone la rimozione totale della paglia.

Definizione dei criteri

Secondo l'articolo, la rimozione totale della paglia comporta un fabbisogno annuale di fertilizzante di 195 kg per ettaro (kg/ha), che costa circa USD $90. Si tratta del doppio della quantità di fertilizzante attualmente utilizzata nelle tre regioni precedenti, dove viene coltivata la maggior parte della canna da zucchero del Brasile.

Lo scenario meno radicale, ipotizzando solo un'asportazione moderata della paglia secca con foglie verdi lasciate sul terreno, comporta un fabbisogno di fertilizzante di 27 kg/ha che costa $ 27 USD.

"Come si può vedere, la decisione se lasciare o meno la paglia sul terreno ha un impatto significativo sul raccolto e sull'intero settore. Oggi, ogni mulino utilizza i propri criteri per definire quanto lasciare e dove. Dobbiamo andare avanti. Abbiamo bisogno di uno sforzo collettivo per definire i criteri per questa pratica, con tutti i benefici associati in termini di produzione di bioenergia, qualità del suolo e produttività, " disse Cherubino.

Il Brasile ha circa 10 milioni di ettari di terra coltivati ​​a canna da zucchero e rappresenta circa il 40% della produzione mondiale. La maggior parte della canna da zucchero (92 percento) viene coltivata in cinque stati:Paraná nel sud, San Paolo e Minas Gerais nel sud-est, e Goiás e Mato Grosso do Sul nel Brasile centro-occidentale.

Lo studio non confronta i costi dei fertilizzanti con i prezzi della bioenergia generata dalla paglia di canna da zucchero. Il valore di un kilowattora per ettaro varia con la domanda, Posizione, periodo dell'anno e clima (stagione umida contro stagione secca).

Uso crescente di fertilizzanti

Secondo lo studio, se la superficie coltivata a canna da zucchero continua ad espandersi come ha fatto negli ultimi tre decenni, il consumo di fertilizzante NPK da parte dei coltivatori di canna da zucchero aumenterà dell'80% entro il 2050. L'uso di fertilizzanti NPK è aumentato del 46, 500 tonnellate all'anno tra il 1986 e il 2016, quando ha raggiunto 1,75 milioni di tonnellate, ovvero l'11,6% di tutti i fertilizzanti NPK consumati in Brasile.

"L'uso della paglia di canna da zucchero per la bioenergia è una grande opportunità, ma ci sono pro e contro. Migliora l'efficienza produttiva in una determinata area. D'altra parte, come dimostra lo studio, è importante lasciare una parte della paglia a terra, " disse Cherubino.