N-Control , Biochar, GHG, ammoniaca, zootecnia

N-Control, Riduzione delle emissioni di gas serra e ammoniaca nella filiera zootecnica

N-Control, Reduction of greenhouse gas and ammonia emissions in the livestock sector

Comparto prevalente
Main sector

Focus area prevalente
Main focus area

Sintesi progetto
Project abstract

Durata: 24 mesi
Duration: 24 months

Responsabile del progetto
Project manager
ALBERTO TOSCA

_________ Coordinatore scientifico
Scientific coordinator
CARLA SCOTTI CREA-Centro di Ricerca Zootecnia e Acquacoltura Lodi.

FORAGGICOLTURA
FORAGE CROPS

FOCUS AREA 5D – Ridurre le emissioni di gas a effetto serra e di ammoniaca prodotte dall’agricoltura
FOCUS AREA 5D – Reducing greenhouse gas and ammonia emissions from agriculture


La Regione Lombardia è caratterizzata da una produzione agricola intensiva che ordinariamente adotta un elevato utilizzo dei fattori della produzione, in particolare quelli da fonti azotate. L’elevato grado di intensificazione e specializzazione dell’agricoltura lombarda porta con sé alcune criticità, tra le quali la bassa sostenibilità di questi assetti produttivi (accumulo nel suolo di surplus di azoto e fosforo suscettibili di lisciviazione e inquinamento della falda da nitrati e fosfati), l’impoverimento del suolo in sostanza organica e l’intensificazione delle emissioni in atmosfera di gas a effetto serra e ammoniaca, tematica di importanza rilevante, in particolare per il comparto zootecnico. Il settore agricolo è responsabile per più del 40% delle emissioni in metano e per quasi il 70% per le emissioni in protossido di azoto. Gli interventi che potenzialmente possono influire positivamente su queste criticità riguardano il settore della gestione agronomica dei suoli e quello degli allevamenti zootecnici. Il progetto NControl si focalizza prioritariamente sulla riduzione delle emissioni di gas serra prodotte dalla filiera cerealico-foraggera-zootecnica, ma interviene anche nella promozione della conservazione del carbonio nei suoli agricoli (Focus Area 5E) e nell’efficienza dell’uso dell’acqua da parte delle colture (Focus Area 5A). Ncontrol intende dimostrare e informare come una gestione innovativa delle colture cerealicolo-foraggere e delle deiezioni zootecniche (liquame), ottenuta mediante l’impiego di biochar, possa apportare un valido contributo agli obiettivi di riduzione delle emissioni, oltre che della lisciviazione degli elementi minerali (azoto in primis) e all’incremento del carbonio stabile nel suolo. Il progetto si articolo in un sottoprogetto dimostrativo e in un sottoprogetto informativo. Per il sottoprogetto dimostrativo verrà utilizzato un campo dimostrativo sito in Lodi (azienda Baroncina, CREA-ZA), attualmente coltivato con sistema intensivo loiessa-mais trinciato, integrato con parcelle sperimentali di erba medica e festuca arundinacea quali esempio di foraggere prative semi-permanenti. Il biochar prodotto da legno in un impianto di pirolisi presente in Regione Lombardia, verrà utilizzato tal quale e in associazione con diverse modalità di concimazione (concimazione chimica di sintesi, digestato, refluo zootecnico). Nel corso de due anni di progetto saranno monitorati e raccolti dati inerenti le rese produttive, l’emissione di gas serra e ammoniaca dal suolo, la lisciviazione di elementi nutritivi (azoto minerale e fosforo), la dotazione di carbonio stabile nel suolo e l’influenza sui microrganismi presenti, la dinamica dell’azoto minerale, il rapporto pianta/acqua presente nel suolo. Inoltre, il biochar verrà impiegato anche nella fase di stoccaggio dei reflui zootecnici prodotti da allevamento di vacche da latte al fine di verificare l’effetto di riduzione delle emissioni di gas serra (metano e protossido di azoto) e ammoniaca. Il progetto avrà un’immediata ricaduta territoriale principalmente nei territori regionali di pianura, caratterizzati da forte intensificazione colturale centrata su avvicendamenti semplificati cerealicolo-foraggeri e sulla zootecnia da latte con importante produzione di reflui zootecnici. Tuttavia, le tecniche proposte sono applicabili e replicabili anche in altri settori produttivi, quali orticoltura, frutticoltura, produzioni industriali, anch’esse soggette e interessate alle problematiche affrontate dal progetto (emissioni gas serra, lisciviazione nutrienti, uso dell’acqua, stock di carbonio). L’applicabilità delle tecniche di mitigazione proposte implicanti l’uso del biochar avrà un’incidenza positiva, con i seguenti risultati attesi: riduzione di circa il 10% sulle emissioni di CO₂ e del 20-30% sulle emissioni di N₂O dal suolo, riduzione delle emissioni di N₂O e di NH₃ di circa il 20% dalo stoccaggio dei reflui zootecnici, incremento significativo del carbonio stabile nel suolo, riduzione della lisciviazione di azoto per un minimo del 10, minor stress idrico delle colture; Con le attività pianificate per il sottoprogetto informativo ci si propone, considerando solo il territorio regionale, di raggiungere oltre 1.500 professionisti e circa 60.000 aziende, includendo quelle del settore biologico, l’imprenditoria femminile, i giovani agricoltori. Verrà realizzata una pagina web del progetto, mantenuta in costante aggiornamento con i risultati dello stesso. Inoltre, informazioni sulle tematiche affrontate dal progetto e i risultati ottenuti verranno realizzate attraverso webinar, filmati, newsletter divulgate attraverso le piattaforme digitale di livello nazionale e specifiche del settore. Oltre ad un evento “campo aperto”, Il campo dimostrativo sarà visitabile su prenotazione nel corso dei due anni.	The Lombardy Region is characterized by intensive agricultural production which ordinarily adopts a high use of production factors, in particular those from nitrogen sources. The high degree of intensification and specialization of Lombard agriculture brings with it some critical issues, including the low sustainability of these production structures (accumulation in the soil of surplus nitrogen and phosphorus which are leaching and pollution of the aquifer by nitrates and phosphates) , the depletion of the soil in organic matter and the intensification of emissions of greenhouse gases and ammonia into the atmosphere, a topic of significant importance, in particular for the livestock sector. The agricultural sector is responsible for more than 40% of methane emissions and almost 70% for nitrous oxide emissions. The interventions that can potentially positively influence these critical issues concern the sector of agronomic soil management and that of livestock farms. The NControl project focuses primarily on the reduction of greenhouse gas emissions produced by the cereal-forage-zootechnical chain, but also intervenes in the promotion of carbon conservation in agricultural soils (Focus Area 5E) and in the efficiency of the use of water from part of the crops (Focus Area 5A). Ncontrol intends to demonstrate and inform how an innovative management of cereal-forage crops and zootechnical manure (slurry), obtained through the use of biochar, can make a valid contribution to the objectives of reducing emissions, as well as the leaching of mineral elements ( first of all nitrogen) and the increase of stable carbon in the soil. The project is articulated in a demonstration subproject and an information subproject. For the demonstration subproject, a demonstration field located in Lodi (Baroncina company, CREA-ZA) will be used, currently cultivated with an intensive loiessa-chopped corn system, integrated with experimental parcels of alfalfa and fescue arundinacea as an example of semi-permanent grassland fodder. The biochar produced from wood in a pyrolysis plant in the Lombardy Region, will be used as it is and in association with various methods of fertilization (synthetic fertilization, digestate, zootechnical waste). During the two-year project, data relating to production yields, the emission of greenhouse gases and ammonia from the soil, the leaching of nutrients (mineral nitrogen and phosphorus), the supply of stable carbon in the soil and the influence on the microorganisms present, the dynamics of mineral nitrogen, the plant / water ratio present in the soil. In addition, biochar will also be used in the storage phase of zootechnical waste produced by dairy cows in order to verify the effect of reducing greenhouse gas emissions (methane and nitrous oxide) and ammonia. The project will have an immediate territorial impact mainly in the lowland regional territories, characterized by strong cultivation intensification centered on simplified cereal-fodder alternations and on animal husbandry with important production of zootechnical waste. However, the proposed techniques are also applicable and replicable in other production sectors, such as horticulture, fruit growing, industrial production, which are also subject and interested in the problems faced by the project (greenhouse gas emissions, nutrient leaching, use of water, carbon stock ). The applicability of the proposed mitigation techniques involving the use of biochar will have a positive impact, with the following expected results: reduction of around 10% on CO2 emissions and 20-30% on N2O emissions from the soil, reduction about 20% of N2O and NH3 emissions from zootechnical waste storage, significant increase of stable carbon in the soil, reduction of nitrogen leaching for a minimum of 10, less water stress on crops; With the activities planned for the information subproject, it is proposed, considering only the regional territory, to reach over 1,500 professionals and about 60,000 companies, including those in the organic sector, female entrepreneurship, young farmers. A web page of the project will be created, kept constantly updated with the results of the same. In addition, information on the issues addressed by the project and the results obtained will be achieved through webinars, films, newsletters disseminated through national and sector-specific digital platforms. In addition to an “open field” event, the demonstration field will be open by appointment during the two years.

La Regione Lombardia è caratterizzata da una produzione agricola intensiva che ordinariamente adotta un elevato utilizzo dei fattori della produzione, in particolare quelli da fonti azotate. L’elevato grado di intensificazione e specializzazione dell’agricoltura lombarda porta con sé alcune criticità, tra le quali la bassa sostenibilità di questi assetti produttivi (accumulo nel suolo di surplus di azoto e fosforo suscettibili di lisciviazione e inquinamento della falda da nitrati e fosfati), l’impoverimento del suolo in sostanza organica e l’intensificazione delle emissioni in atmosfera di gas a effetto serra e ammoniaca, tematica di importanza rilevante, in particolare per il comparto zootecnico. Il settore agricolo è responsabile per più del 40% delle emissioni in metano e per quasi il 70% per le emissioni in protossido di azoto. Gli interventi che potenzialmente possono influire positivamente su queste criticità riguardano il settore della gestione agronomica dei suoli e quello degli allevamenti zootecnici. Il progetto NControl si focalizza prioritariamente sulla riduzione delle emissioni di gas serra prodotte dalla filiera cerealico-foraggera-zootecnica, ma interviene anche nella promozione della conservazione del carbonio nei suoli agricoli (Focus Area 5E) e nell’efficienza dell’uso dell’acqua da parte delle colture (Focus Area 5A). Ncontrol intende dimostrare e informare come una gestione innovativa delle colture cerealicolo-foraggere e delle deiezioni zootecniche (liquame), ottenuta mediante l’impiego di biochar, possa apportare un valido contributo agli obiettivi di riduzione delle emissioni, oltre che della lisciviazione degli elementi minerali (azoto in primis) e all’incremento del carbonio stabile nel suolo. Il progetto si articolo in un sottoprogetto dimostrativo e in un sottoprogetto informativo. Per il sottoprogetto dimostrativo verrà utilizzato un campo dimostrativo sito in Lodi (azienda Baroncina, CREA-ZA), attualmente coltivato con sistema intensivo loiessa-mais trinciato, integrato con parcelle sperimentali di erba medica e festuca arundinacea quali esempio di foraggere prative semi-permanenti. Il biochar prodotto da legno in un impianto di pirolisi presente in Regione Lombardia, verrà utilizzato tal quale e in associazione con diverse modalità di concimazione (concimazione chimica di sintesi, digestato, refluo zootecnico). Nel corso de due anni di progetto saranno monitorati e raccolti dati inerenti le rese produttive, l’emissione di gas serra e ammoniaca dal suolo, la lisciviazione di elementi nutritivi (azoto minerale e fosforo), la dotazione di carbonio stabile nel suolo e l’influenza sui microrganismi presenti, la dinamica dell’azoto minerale, il rapporto pianta/acqua presente nel suolo. Inoltre, il biochar verrà impiegato anche nella fase di stoccaggio dei reflui zootecnici prodotti da allevamento di vacche da latte al fine di verificare l’effetto di riduzione delle emissioni di gas serra (metano e protossido di azoto) e ammoniaca.

Il progetto avrà un’immediata ricaduta territoriale principalmente nei territori regionali di pianura, caratterizzati da forte intensificazione colturale centrata su avvicendamenti semplificati cerealicolo-foraggeri e sulla zootecnia da latte con importante produzione di reflui zootecnici. Tuttavia, le tecniche proposte sono applicabili e replicabili anche in altri settori produttivi, quali orticoltura, frutticoltura, produzioni industriali, anch’esse soggette e interessate alle problematiche affrontate dal progetto (emissioni gas serra, lisciviazione nutrienti, uso dell’acqua, stock di carbonio). L’applicabilità delle tecniche di mitigazione proposte implicanti l’uso del biochar avrà un’incidenza positiva, con i seguenti risultati attesi: riduzione di circa il 10% sulle emissioni di CO₂ e del 20-30% sulle emissioni di N₂O dal suolo, riduzione delle emissioni di N₂O e di NH₃ di circa il 20% dalo stoccaggio dei reflui zootecnici, incremento significativo del carbonio stabile nel suolo, riduzione della lisciviazione di azoto per un minimo del 10, minor stress idrico delle colture;

Con le attività pianificate per il sottoprogetto informativo ci si propone, considerando solo il territorio regionale, di raggiungere oltre 1.500 professionisti e circa 60.000 aziende, includendo quelle del settore biologico, l’imprenditoria femminile, i giovani agricoltori. Verrà realizzata una pagina web del progetto, mantenuta in costante aggiornamento con i risultati dello stesso. Inoltre, informazioni sulle tematiche affrontate dal progetto e i risultati ottenuti verranno realizzate attraverso webinar, filmati, newsletter divulgate attraverso le piattaforme digitale di livello nazionale e specifiche del settore. Oltre ad un evento “campo aperto”, Il campo dimostrativo sarà visitabile su prenotazione nel corso dei due anni.

The Lombardy Region is characterized by intensive agricultural production which ordinarily adopts a high use of production factors, in particular those from nitrogen sources. The high degree of intensification and specialization of Lombard agriculture brings with it some critical issues, including the low sustainability of these production structures (accumulation in the soil of surplus nitrogen and phosphorus which are leaching and pollution of the aquifer by nitrates and phosphates) , the depletion of the soil in organic matter and the intensification of emissions of greenhouse gases and ammonia into the atmosphere, a topic of significant importance, in particular for the livestock sector. The agricultural sector is responsible for more than 40% of methane emissions and almost 70% for nitrous oxide emissions. The interventions that can potentially positively influence these critical issues concern the sector of agronomic soil management and that of livestock farms. The NControl project focuses primarily on the reduction of greenhouse gas emissions produced by the cereal-forage-zootechnical chain, but also intervenes in the promotion of carbon conservation in agricultural soils (Focus Area 5E) and in the efficiency of the use of water from part of the crops (Focus Area 5A). Ncontrol intends to demonstrate and inform how an innovative management of cereal-forage crops and zootechnical manure (slurry), obtained through the use of biochar, can make a valid contribution to the objectives of reducing emissions, as well as the leaching of mineral elements ( first of all nitrogen) and the increase of stable carbon in the soil. The project is articulated in a demonstration subproject and an information subproject. For the demonstration subproject, a demonstration field located in Lodi (Baroncina company, CREA-ZA) will be used, currently cultivated with an intensive loiessa-chopped corn system, integrated with experimental parcels of alfalfa and fescue arundinacea as an example of semi-permanent grassland fodder. The biochar produced from wood in a pyrolysis plant in the Lombardy Region, will be used as it is and in association with various methods of fertilization (synthetic fertilization, digestate, zootechnical waste). During the two-year project, data relating to production yields, the emission of greenhouse gases and ammonia from the soil, the leaching of nutrients (mineral nitrogen and phosphorus), the supply of stable carbon in the soil and the influence on the microorganisms present, the dynamics of mineral nitrogen, the plant / water ratio present in the soil. In addition, biochar will also be used in the storage phase of zootechnical waste produced by dairy cows in order to verify the effect of reducing greenhouse gas emissions (methane and nitrous oxide) and ammonia.
The project will have an immediate territorial impact mainly in the lowland regional territories, characterized by strong cultivation intensification centered on simplified cereal-fodder alternations and on animal husbandry with important production of zootechnical waste. However, the proposed techniques are also applicable and replicable in other production sectors, such as horticulture, fruit growing, industrial production, which are also subject and interested in the problems faced by the project (greenhouse gas emissions, nutrient leaching, use of water, carbon stock ). The applicability of the proposed mitigation techniques involving the use of biochar will have a positive impact, with the following expected results: reduction of around 10% on CO2 emissions and 20-30% on N2O emissions from the soil, reduction about 20% of N2O and NH3 emissions from zootechnical waste storage, significant increase of stable carbon in the soil, reduction of nitrogen leaching for a minimum of 10, less water stress on crops;
With the activities planned for the information subproject, it is proposed, considering only the regional territory, to reach over 1,500 professionals and about 60,000 companies, including those in the organic sector, female entrepreneurship, young farmers. A web page of the project will be created, kept constantly updated with the results of the same. In addition, information on the issues addressed by the project and the results obtained will be achieved through webinars, films, newsletters disseminated through national and sector-specific digital platforms. In addition to an “open field” event, the demonstration field will be open by appointment during the two years.

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