piante

Il carbone vegetale: semplice ammendante del terreno o nuova risorsa rinnovabile?

di Giulia Cimò, Pellegrino Conte
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali, Università degli Studi di Palermo, v.le delle Scienze
edificio 4, 90128 Palermo

L’uso di combustibili fossili è una delle cause principali dell’immissione nell’atmosfera di gas serra, capaci di alterare il sistema climatico terrestre. Una possibile soluzione al problema a livello internazionale, risulta essere l’utilizzo di fonti bioenergetiche. Per questo, negli ultimi anni, si è assistito al veloce sviluppo della gasificazione, un processo di degradazione termica di qualsiasi materiale organico di scarto finalizzata alla produzione di gas, oli e biochar. In particolare, il biochar si è rivelato essere un materiale estremamente duttile, utilizzabile non soltanto come combustibile naturale ma anche come ammendante del terreno. La sua applicazione ai suoli, infatti, permette il raggiungimento di due importanti obiettivi: l’aumento della fertilità del terreno e il sequestro di carbonio nei suoli, contribuendo alla mitigazione dei cambiamenti climatici.

 

BIOCHAR: VERSO UN FUTURO SOSTENIBILE

biochar di conifere

Fig. 1 – Biochar di conifere

Il cambiamento climatico è una delle sfide più importanti per il mondo moderno. È ormai comunemente accettato che l’aumento della concentrazione di gas ad effetto serra (soprattutto anidride carbonica, metano e protossido di azoto) nell’atmosfera influisca sul sistema climatico terrestre. Una delle cause principali dell’aumento della concentrazione di gas serra in atmosfera è l’uso di combustibili fossili, pratica che può essere ridotta soltanto mediante sforzi a livello internazionale.

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Da cosa è fatto l’humus? Formazione e proprietà della sostanza organica nel terreno

Il lungo, tortuoso percorso che conduce ciò che resta dei viventi a ricongiungersi alla madre terra, adempiendo all’antico monito “terra sei e terra ritornerai” è affascinante almeno quanto quello che porta alla nascita ed alla crescita degli stessi organismi.   A differenza che in questo caso, infatti, non assistiamo al prodigio di un meccanismo concertato, regolato dall’espressione di un genotipo affinato nel corso dell’evoluzione della specie ma alla fin fine, almeno se cogliamo l’attimo, tutto sommato deterministico ed individuale, solo marginalmente condizionato dalla pressione ambientale.
humusNel caso della trasformazione delle spoglie ex-viventi, dalle piante agli animali, fino ai corpiccini solo apparentemente trascurabili dei microrganismi, le regole del gioco sono meno precise, gli attori in gioco sono terribilmente tanti, le condizioni territoriali possono cambiare le leggi, ed alla fin fine quello che ha meno voce in capitolo è sicuramente il morto. Alla fin fine c’è meno differenza fra un gatto e di una melanzana decomposti in ambienti simili, piuttosto che di due gatti – o di due melanzane – decomposti in condizioni fra loro opposte.

La grossa distinzione che ci preme fare fin dall’inizio è relativa alle condizioni redox dell’ambiente nel quale l’organismo morto si viene a trovare.
Da un lato vi sono le cosiddette condizioni anaerobiche, o asfittiche, caratterizzate dal fatto che l’ossigeno non penetra con facilità, magari perché il terreno è molto compattato, o meglio ancora perché resta costantemente impregnato di acqua, e l’acqua sì può sciogliere una certa concentrazione di ossigeno, ma se essa non viene ricambiata, ed in compenso in quell’acqua ci vivono folte colonie di microrganismi aerobi, tempo pochi giorni e quell’acqua sporca sarà diventata un ambiente decisamente poco favorevole all’ossidazione.

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Da cosa è fatto il terreno?

In un pugno di terreno si incontrano più mondi: il minerale e l’organico, ed insieme la vita e la morte.  Tutti i regni viventi completano qui il loro ciclo di vita: polvere siamo ed in polvere ritorneremo, finché la vita saprà rinascere, ancora e sempre nuova, come l’araba fenice, da un pugno di terreno.
una manciata di terrenoLa terra: quella dei campi, dei giardini, dei vasi e degli incolti, dei boschi e dei prati.
La terra è composta di materiali minerali e di materiali organici.
I materiali minerali, inorganici, derivano dalla frantumazione meccanica e dall’attacco chimico delle rocce, siano esse quelle sottostanti nelle profondità dello stesso terreno che dislocate in luoghi del tutto diversi.  Si tratta di materiali per lo più in forma corpuscolare: da polveri a granelli, fino a sassolini e vere e proprie pietre – quindi minerali o gli aggregati eterogenei di questi – quelli che il geologo è solito definire rocce; ma anche sali minerali solubili, eventualmente in soluzione nell’acqua presente.  C’è sempre acqua nel terreno, di solito anche nel terreno apparentemente più riarso, anche se questa può risultare difficile da osservare, ed ancor più da estrarre.
I materiali organici possono essere molecole indipendenti – anch’esse talvolta solubili – grandi aggregati, o addirittura esseri viventi completi e vitali: batteri, funghi, protisti, piante ed animali.

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la fotosintesi clorofilliana: dettagli e varianti

di Salvatore Caiazzo

[ approfondimento del tema, già introdotto dallo stesso Autore nell’aticolo preliminare:
la fotosintesi: un sistema redox per la vita” ]

struttura ed immagine al microscopio dei tilacoidi in un cloroplasto

Il processo di fotosintesi nelle piante si può formulare in questa reazione molto generale:

equazione generale della fotosintesi

Ponendo n uguale a sei si ottiene glucosio come prodotto non definitivo della fotosintesi. Questo processo dunque consiste nella riduzione della CO2  con acqua come riducente. Esperimenti condotti in parallelo su batteri fotosintetici hanno dimostrato che l’ossigeno prodotto dalla fotosintesi non proveniva dalla anidride carbonica ma bensì dall’acqua a suffragio di questa ipotesi vi sono inoltre evidenze sperimentali ottenute da esperimenti condotti utilizzando un isotopo dell’ossigeno, l’ossigeno 18. in considerazione di questi fatti l’equazione della fotosintesi è da scrivere nel modo seguente :

equazione della fotosintesi per la produzione di glucosio

con una variazione di energia libera standard pari a + 2863 KJ/mol.

struttura del cloroplasto - foto al microscopio elettronico a trasmissioneIl quoziente fotosintetico PQ che si ha dal rapporto tra ossigeno e anidride carbonica è uguale a 1 quando si ha formazione di carboidrati. Il processo di fotosintesi è un processo endoergonico nel quale il flusso degli elettroni scorre contro gradiente termochimico e l’energia necessaria affinché questa migrazione elettronica sia possibile si ha grazie alla luce.
La fotosintesi, se considerata nella sua globalità, è il processo inverso della respirazione cellulare ( processo in cui si ha la trasformazione della materia organica in energia estraendola dall’ ATP, e che può rapidamente cedere alle attività che la richiedono.

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la fotosintesi: un sistema redox per la vita

di Salvatore Caiazzo


flussi di materia interni ad una piantaLA SCOPERTA DELLA FOTOSINTESI

L’osservazione dei fenomeni naturali, trova fin dall’antichità interesse nelle menti più erudite dei tempi.   L’analisi empirica dei fenomeni biologici ha da sempre appassionato gli studiosi di tutti i tempi.   Le scienze biologiche hanno guadagnato un’identità propria fin dal formarsi di una tradizione di scienza medica e di storia naturale, cioè fin dai tempi di Aristotele (IV secolo a.C.) e Galeno (II-III secolo d.C.).
Ad Aristotele si devono le prime osservazioni sulle analogia e/o differenze nel trofismo delle specie viventi considerando con “estrema” semplicità come: mentre gli animali si procuravano il cibo per potere sopravvivere, così le piante, che non ingeriscono alimenti, dovevano in qualche modo trarre dal substrato i nutrienti.
Jan Baptista van Helmont (1579-1644) provò attraverso un’analisi biometrica, avente come oggetto di studio una piantina di salice indoor, che: attraverso un quinquennio di misurazioni sulla pianta, alla quale forniva solo acqua, essa si era accresciuta fino a raggiungere 74,4 kg, mentre il peso del terreno sostanzialmente non era variato (pesava solo 57 grammi in meno), deducendo in questo modo che la pianta traeva dall’acqua le sostanze di cui aveva bisogno.
Successivamente nel 1771 il chimico inglese Joseph Priestley, con un semplice esperimento nel quale poneva una piantina dentro una campana di vetro, dove in precedenza aveva bruciato una candela, notò che: la piantina sopravviveva e che, dopo alcuni giorni, nella campana si poteva fare bruciare una nuova candela o mantenere in vita un topo.  

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le piante e il sale: la natura del problema, le strategie di difesa, le tattiche di resistenza

di Salvatore Caiazzo


INTRODUZIONE

Le piante sono legate al loro ambiente, dove di solito vivono naturalmente protette, e sono in grado di concludere il loro ciclo vitale.   Tuttavia esse durante la loro vita, sono esposte ad ampie modificazioni delle condizioni ambientali ed a numerosi fattori di stress che secondo la loro durata e intensità, riducono la vitalità delle piante causando danni.
cultivar o cloni di riso tolleranti e sensisbili alla salinità acquaLa crescita e lo sviluppo delle piante dipendono dalle interazioni del genotipo (informazioni contenute nel codice genetico della pianta a livello dei cromosomi) con vari fattori esterni, come: intensità luminosa, la temperatura, la disponibilità idrica e dei nutrienti e la salinità.   Ogni volta che nell’ambiente si verifica una variazione di tali fattori, in difetto o in eccesso, si parla di “stress” perché l’organismo vivente soggiace a modifiche potenzialmente dannose.  Quando una pianta è in grado di sopravvivere a condizioni sfavorevoli si usa il termine “resistenza allo stress”, caratteristica che attraverso l’evoluzione può diventare stabile (in quanto l’ambiente seleziona in maniera favorevole solo quegli individui vegetali che sono in grado di resistere alla persistenza di tale fattore di stress, aumentando quella che nel gergo tecnico viene definita la FITNESS o successo della specie).

Alcune volte le piante si organizzano internamente in modo da impedire alle cellule di subire lo stress evitando le condizioni sfavorevoli: elusione dello stress; altre volte esse sopravvivono normalmente tollerando le condizioni sfavorevoli: tolleranza allo stress.

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la madre di caffè per acidificare il terreno delle orchidee?

“[…] mi chiedevo quali legami ci fossero con alcune ‘nozioni’ che vengono tramandate… ad esempio quella che i fondi di caffè mescolati nel terreno di piante acidofile (nel mio caso orchidee) sarbbero graditi alle medesime in quanto aumenterebbero la acidità del terreno troppo spesso compromessa dalla acqua potabile solitamente calcarea… dalle mie parti.”

Corrado

(commento ricevuto a proposito del post “un indicatore domestico: il vino come il tornasole”)

Non è raro che mi vengano posti interrogativi del genere ed anzi, in verità, essi rappresentano forse la maggior parte dei quesiti che ricevo. In essi si esprime la volontà, sicuramente motivata da ottimi principi etici, nonché dalla nostra tradizione contadina, di non sprecare nulla, di riciclare per lo meno l’organico nell’organico, gli avanzi per fare cibo nuovo o se non altro, come in questo caso, fiori. fondo_caffè_madre Si parte in realtà da un presupposto, spesso ahimè più morale ed ideale che pragmatico, che Madre Natura riservi per noi sempre le risposte ed i rimedi dei quali abbiamo bisogno: ammesso – e non ho poi tutta questa difficoltà ad ammetterlo – che questo assunto possa anche contenere del vero, è altresì meno probabile che tutto ciò che la natura ha riservato per il nostro benessere sia necessariamente racchiuso sui ripiani della nostra dispensa, tantomeno sul ciglio della nostra pattumiera.

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