Over the past 50 years, agricultural growth has allowed the use of plastics to increase yields, decrease dependency on climatic conditions, on herbicides and pesticides, to improve food protection and for a more efficient conservation and use of water. Globally, in 2008 the consumption of plastics in agriculture was 3.6 million tonnes, divided between 60% in Asia, 20% in Europe, 5% in NAFTA (U.S.A., Canada and Mexico), 5% Latin America and 10% in the rest of the world. In Europe, the plastics in agriculture are mainly used to cover silage (40%), in greenhouses (40%) and for mulching (20%). These percentages vary depending on the nature of the area covered and types of production. In fact more than 46% plastic is used to cover silage in Northern Europe, as this agronomic practice is very popular for the conservation of forage. The massive use of plastics in agriculture has led to several problems including the increased waste production of waste and the resulting pollution. The incorrect disposal of waste can cause a variety of adverse effects on humans and the environment, including discharges to air, surface water and groundwater, according to land use management. The wastes represent also a loss of natural resources (such as recyclable materials or their potential as a source of energy). Pollution caused by plastic are: air (PM10 and dioxin), thermal and soil pollution. The use of bioplastics could be an alternative to all these problems. Bioplastics are biodegradable polymers that are processed completely by microorganisms into compost, without releasing harmful substances in the soil. Biodegradable polymers can be derived from renewable, non renewable sources or a mix of both. Plastics from renewable sources can be extracted from polymers such as biomass (polysaccharides and cellulose), synthetic polymers (PLA) produced by microorganisms or bacteria genetically modified (polidrossialcanoati). The Italian scenery highlights the data regarding the use of biodegradable polymers such as Mater-Bi ® and the PLA. Mater-Bi ® is a bioplastic made of a superposition of structures formed by non-GM corn starch destructuring. The finished product has mechanical properties similar to polyethylene (PE) but is completely biodegradable. This work has provided two formative moments: The first performed tests in the field and performed in laboratory. Two different silage cover films, one made of standard polyethylene (PE), and the other made of Mater-Bi® biodegradable plastic (MB), with two different thicknesses (60 and 120 m) have been compared. A whole maize crop was chopped, treated with a mixture of Lactobacillus plantarum, Lact. buchneri, and Enterococcus faecium, and ensiled in plastic bags with four replications for each treatment. After 55 and 110 d of conservation, all the silages were well fermented with no differences in fermentative and nutritional quality between the treatments, and few differences in mould count and aerobic stability after 110 d of conservation. These preliminary results showed the possibility of successfully developing a biodegradable cover for silage till 4 months after conservation. The most interesting bio-covers feature is that their use cycle ends in the manure, eliminating the problems related to the costs of disposal and pollution. Further studies are needed to improve the stability of biodegradable sheeting to retain the characteristics of the sheets until the end of their useful life in the silo.
A livello mondiale nel 2008 il consumo di plastica in agricoltura è stato di 3,6 milioni di tonnellate, ripartite tra il 60% in Asia, il 20% in Europa, 5% in NAFTA, 5% in America Latina e 10% nel resto del mondo. In Europa, le plastiche in agricoltura, sono utilizzate soprattutto per la copertura degli insilati, per le serre e per la pacciamatura. Queste percentuali variano in base alla natura dell'area interessata e dalle produzioni, infatti nel Nord Europa per la copertura degli insilati si consuma più del 46% di plastica, essendo molto diffusa questa pratica agronomica per la conservazione dei foraggi. L'uso massiccio di plastica, anche in agricoltura, ha portato a varie problematiche tra cui l'aumento della produzione di rifiuti il conseguente inquinamento. I principali tipi di inquinamento causato dalla plastica sono: atmosferico, termico e del suolo. Un'alternativa potrebbe essere l'utilizzo di bioplastiche, polimeri che vengono trasformati completamente dai microrganismi in compost senza lasciare traccia nel terreno di sostanze nocive. Le plastiche da fonti rinnovabili possono essere polimeri estratti come tali dalla biomassa, polimeri sintetici, polimeri prodotti da microrganismi o da batteri geneticamente modificati. Il Mater-Bi®, è una bioplastica costituita da una sovrapposizione di strutture costituite da amido di mais non geneticamente modificato destrutturato con proprietà meccaniche simili al polietilene (PE). Il lavoro del candidato ha previsto due momenti formativi: il primo seguire una prova sperimentale svolta in pieno campo e il secondo in laboratorio. La prova sperimentale ha previsto il confronto di due tipi di film plastici, uno tradizionale di polietilene e uno biodegradabile a base di Mater-Bi®, a due spessori differenti (60 e 120 μm) per la copertura degli insilati. Circa 12 kg di trinciato tal quale sono stati insilati in ogni unità sperimentale, all'interno di sacchi del diametro di 300 mm. L'insilato è stato conservato a circa 20°C al riparo dalla luce e dagli agenti atmosferici per due diversi periodi di conservazione, a 55 e a 110 giorni. Per ogni tesi sono state predisposte 3 ripetizioni per un totale di 24 tesi. La seconda parte del tirocinio è stata svolta nei laboratori del Dipartimento di Agroselviter, dove si sono effettuate analisi microbiologiche, chimiche e qualitative degli insilati utili per confrontare le due tipologie di coperture. Le prove ottenute con le coperture biodegradabili, in Mater-Bi®, hanno mostrato che le caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche dell'insilato non cambiano significativamente rispetto ai teli tradizionali in particolare nei primi 55 giorni di conservazione. Invece a 110 giorni si è osservato un inizio di degradazione delle coperture con un conseguente peggioramento della qualità dell'insilato nella zona periferica (primi 5 cm). Il maggior interesse delle coperture biodegradabili è che il loro ciclo si conclude nella concimaia, eliminando i problemi correlati ai costi di smaltimento e all'inquinamento. Nuovi studi dovranno lavorare sul miglioramento della stabilità dei teli biodegradabili per arrivare ad ottenere dei teli che mantengano le caratteristiche fino alla fine della loro vita utile in silo.
Nuovi film biodegradabili per la copertura degli insilati di mais
MEDA, PIERO MICHELE
2008/2009
Abstract
A livello mondiale nel 2008 il consumo di plastica in agricoltura è stato di 3,6 milioni di tonnellate, ripartite tra il 60% in Asia, il 20% in Europa, 5% in NAFTA, 5% in America Latina e 10% nel resto del mondo. In Europa, le plastiche in agricoltura, sono utilizzate soprattutto per la copertura degli insilati, per le serre e per la pacciamatura. Queste percentuali variano in base alla natura dell'area interessata e dalle produzioni, infatti nel Nord Europa per la copertura degli insilati si consuma più del 46% di plastica, essendo molto diffusa questa pratica agronomica per la conservazione dei foraggi. L'uso massiccio di plastica, anche in agricoltura, ha portato a varie problematiche tra cui l'aumento della produzione di rifiuti il conseguente inquinamento. I principali tipi di inquinamento causato dalla plastica sono: atmosferico, termico e del suolo. Un'alternativa potrebbe essere l'utilizzo di bioplastiche, polimeri che vengono trasformati completamente dai microrganismi in compost senza lasciare traccia nel terreno di sostanze nocive. Le plastiche da fonti rinnovabili possono essere polimeri estratti come tali dalla biomassa, polimeri sintetici, polimeri prodotti da microrganismi o da batteri geneticamente modificati. Il Mater-Bi®, è una bioplastica costituita da una sovrapposizione di strutture costituite da amido di mais non geneticamente modificato destrutturato con proprietà meccaniche simili al polietilene (PE). Il lavoro del candidato ha previsto due momenti formativi: il primo seguire una prova sperimentale svolta in pieno campo e il secondo in laboratorio. La prova sperimentale ha previsto il confronto di due tipi di film plastici, uno tradizionale di polietilene e uno biodegradabile a base di Mater-Bi®, a due spessori differenti (60 e 120 μm) per la copertura degli insilati. Circa 12 kg di trinciato tal quale sono stati insilati in ogni unità sperimentale, all'interno di sacchi del diametro di 300 mm. L'insilato è stato conservato a circa 20°C al riparo dalla luce e dagli agenti atmosferici per due diversi periodi di conservazione, a 55 e a 110 giorni. Per ogni tesi sono state predisposte 3 ripetizioni per un totale di 24 tesi. La seconda parte del tirocinio è stata svolta nei laboratori del Dipartimento di Agroselviter, dove si sono effettuate analisi microbiologiche, chimiche e qualitative degli insilati utili per confrontare le due tipologie di coperture. Le prove ottenute con le coperture biodegradabili, in Mater-Bi®, hanno mostrato che le caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche dell'insilato non cambiano significativamente rispetto ai teli tradizionali in particolare nei primi 55 giorni di conservazione. Invece a 110 giorni si è osservato un inizio di degradazione delle coperture con un conseguente peggioramento della qualità dell'insilato nella zona periferica (primi 5 cm). Il maggior interesse delle coperture biodegradabili è che il loro ciclo si conclude nella concimaia, eliminando i problemi correlati ai costi di smaltimento e all'inquinamento. Nuovi studi dovranno lavorare sul miglioramento della stabilità dei teli biodegradabili per arrivare ad ottenere dei teli che mantengano le caratteristiche fino alla fine della loro vita utile in silo.| File | Dimensione | Formato | |
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