L'erba elefantina (Pennisetum purpureum Schumach., alias Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone, nota anche come erba di Napier (una località sudafricana), erba d'Uganda, o penniseto purpureo, è una graminacea originaria dall'Africa subsahariana, alloctona occasionale in Lombardia. Può raggiungere i 4 metri di altezza in tre mesi e si adatta sia ai climi umidi che secchi, e ad una grande varietà di terreni. Tollera la siccità ma la parte aerea muore con le ghiacciate; la pianta riesce comunque a ricacciare se il suolo non è arrivato a gelare.
Le condizioni ideali per la crescita dell'erba elefantina sono: temperature comprese fa 25 e 40°C, apporto idrico pari a 1.500 millimetri/anno, suoli sciolti e umidi ma ben drenati. In tali condizioni, può produrre da 20 a 80 tonnellate SS/ettaro.anno, dipendendo dagli input agronomici, in particolare l'azoto (150-300 chilogrammi/ettaro). In assenza o deficit di concimazione, la sua produttività scende a 2-10 tonnellate SS/ettaro.anno. Viene coltivata fondamentalmente come foraggio per bovini, da somministrare come fieno o insilato. Si può tagliare ogni quarantacinque-novanta giorni, dipendendo dalla località.
Produce pochi semi, per cui la sua coltivazione avviene maggiormente mediante talee. Sono stati studiati altri utilizzi di questa pianta, oltre che come foraggera: per controllare la crescita delle malerbe, come trappola per attirare il tarlo del mais, per prevenire l'erosione dei suoli, come frangivento e tagliafuoco a protezione di colture tradizionali, e come fonte di biomassa cellulosica per produzione di bioetanolo o di biogas. La digestione anaerobica dell'insilato di erba di Napier è stata studiata in Italia nell'ambito di una tesi dottorale all'Università di Bologna (Rif. [i]). La caratterizzazione completa si riassume nella Tabella 1.
Tabella 1: Caratterizzazione dell'insilato di Pennisetum purpureum (G. Bucchi, 2015)
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1 Si veda Un impianto di biogas non è una vacca!
2 Automatic methane potential test system. Si veda Strumenti e tecniche per ottimizzare la biologia degli impianti di biogas.
L'erba di Napier si può ibridare facilmente con altre specie della stessa famiglia, come ad esempio il miglio perlato (Pennisetum glaucum, alias Cenchrus americanus). Gli ibridi di queste due specie sono particolarmente interessanti per la produzione di biomassa tramite colture perenni in terreni marginali in climi temperati caldi. Il motivo è che, come tutti gli ibridi, combinano le migliori caratteristiche dei genitori: sono perenni e producono abbondante biomassa, come l'erba elefantina, ma si possono piantare da semi, come il miglio perlato.
Un ulteriore vantaggio, a tutela della biodiversità: i semi prodotti dalla seconda generazione degli ibridi sono sterili, per cui non esiste alcun rischio che la pianta diventi invadente. Rispetto al miscanto e alla canna spontanea, gli ibridi di erba elefantina e miglio perlato sono dunque più facili ed economici da coltivare. Essi rendono circa 30 tonnellate SS/ettaro.anno già nel primo anno. La coltivazione degli ibridi a file intercalari con leguminose consente buone rese di biomassa, in particolare ad uso foraggero, con minimo input di fertilizzanti (Rif. [ii]).
Foto 1: Comparazione dell'erba elefantina (destra) con miscanto (centro) e panico vergato (sinistra)
(Fonte foto: Bruce Dien, US department of Agriculture)
La frequenza del raccolto dipende dallo scopo della coltivazione: la trinciatura ogni sessanta-novanta giorni (Foto 2) rende meno di 30 tonnellate SS/ettaro.anno, ma le foglie giovani contengono 12-15% SS di proteine, quindi sono più adatte come foraggio o per digestione anaerobica. Il taglio ogni novanta-centoventi giorni (Foto 3) rende oltre 30 tonnellate SS/ettaro.anno - con un record di 80 tonnellate SS/ettaro.anno in condizioni estremamente favorevoli e con concimazione abbondante - ma la biomassa contiene più cellulosa ed emicellulosa, quindi è più adatta per la produzione di carta, etanolo di seconda generazione (fino a 300 litri per tonnellata SS), pellet combustibili (con una buona resa calorica, 18,3 MJ/chilogrammo SS) e applicazioni di bioraffineria.
Foto 3: Erba elefantina di oltre novanta giorni, per utilizzo come biomassa cellulosica industriale
(Fonte foto: Viaspace)
L'erba elefantina è menzionata nell'elenco delle colture energetiche più promettenti dell'European technology and innovation platform (Etip). L'European biomass industry association (Eubia) riporta una produttività potenziale in Europa di 27 tonnellate SS/ettaro.anno, ma da un'attenta ricerca della fonte tale valore non è altro che la media da letteratura statunitense (Rif. [iii]). Le esperienze negli Stati Uniti (Rif. [ii] e [iii]) dimostrano l'ottimo potenziale degli ibridi di erba elefantina e miglio perlato. Tuttavia, in Italia, le esperienze documentate nella letteratura scientifica sono pressoché inesistenti.
Bibliografia
[i] Giacomo Bucchi, Studio di modelli matematici per la verifica e la progettazione di impianti di digestione anaerobica su scala di laboratorio e industriale; tesi dottorale Università di Bologna, 2015.
[ii] C. Dowling, B. Burson, J. Foster, L. Tarpley and R. Jessup, Confirmation of pearl millet-napiergrass hybrids using Est-derived Simple sequence repeat (Ssr) markers, American Journal of Plant Sciences, vol. 4 no. 5, 2013, pp. 1004-1012.
[iii] Iris Lewandowski, Jonathan M.O. Scurlock, Eva Lindvall, Myrsini Christou, The development and current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in the US and Europe, Biomass and Bioenergy, volume 25, issue 4, 2003, pages 335-361, ISSN 0961-9534.
Il seguente articolo non proviene da fonti scientifiche accreditate, tuttavia si consiglia la lettura, poiché costituisce un'interessante esperienza di coltivazione a scopo foraggero nel nostro Paese: Giorgio Scelsi, La coltivazione del penniseto nel Monferrato, esperimenti fatti nel 2009 e nel 2010, studi e ricerche nell'annata 2011.
Le condizioni ideali per la crescita dell'erba elefantina sono: temperature comprese fa 25 e 40°C, apporto idrico pari a 1.500 millimetri/anno, suoli sciolti e umidi ma ben drenati. In tali condizioni, può produrre da 20 a 80 tonnellate SS/ettaro.anno, dipendendo dagli input agronomici, in particolare l'azoto (150-300 chilogrammi/ettaro). In assenza o deficit di concimazione, la sua produttività scende a 2-10 tonnellate SS/ettaro.anno. Viene coltivata fondamentalmente come foraggio per bovini, da somministrare come fieno o insilato. Si può tagliare ogni quarantacinque-novanta giorni, dipendendo dalla località.
Produce pochi semi, per cui la sua coltivazione avviene maggiormente mediante talee. Sono stati studiati altri utilizzi di questa pianta, oltre che come foraggera: per controllare la crescita delle malerbe, come trappola per attirare il tarlo del mais, per prevenire l'erosione dei suoli, come frangivento e tagliafuoco a protezione di colture tradizionali, e come fonte di biomassa cellulosica per produzione di bioetanolo o di biogas. La digestione anaerobica dell'insilato di erba di Napier è stata studiata in Italia nell'ambito di una tesi dottorale all'Università di Bologna (Rif. [i]). La caratterizzazione completa si riassume nella Tabella 1.
Tabella 1: Caratterizzazione dell'insilato di Pennisetum purpureum (G. Bucchi, 2015)
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2 Automatic methane potential test system. Si veda Strumenti e tecniche per ottimizzare la biologia degli impianti di biogas.
L'erba di Napier si può ibridare facilmente con altre specie della stessa famiglia, come ad esempio il miglio perlato (Pennisetum glaucum, alias Cenchrus americanus). Gli ibridi di queste due specie sono particolarmente interessanti per la produzione di biomassa tramite colture perenni in terreni marginali in climi temperati caldi. Il motivo è che, come tutti gli ibridi, combinano le migliori caratteristiche dei genitori: sono perenni e producono abbondante biomassa, come l'erba elefantina, ma si possono piantare da semi, come il miglio perlato.
Un ulteriore vantaggio, a tutela della biodiversità: i semi prodotti dalla seconda generazione degli ibridi sono sterili, per cui non esiste alcun rischio che la pianta diventi invadente. Rispetto al miscanto e alla canna spontanea, gli ibridi di erba elefantina e miglio perlato sono dunque più facili ed economici da coltivare. Essi rendono circa 30 tonnellate SS/ettaro.anno già nel primo anno. La coltivazione degli ibridi a file intercalari con leguminose consente buone rese di biomassa, in particolare ad uso foraggero, con minimo input di fertilizzanti (Rif. [ii]).
Foto 1: Comparazione dell'erba elefantina (destra) con miscanto (centro) e panico vergato (sinistra)
(Fonte foto: Bruce Dien, US department of Agriculture)
La frequenza del raccolto dipende dallo scopo della coltivazione: la trinciatura ogni sessanta-novanta giorni (Foto 2) rende meno di 30 tonnellate SS/ettaro.anno, ma le foglie giovani contengono 12-15% SS di proteine, quindi sono più adatte come foraggio o per digestione anaerobica. Il taglio ogni novanta-centoventi giorni (Foto 3) rende oltre 30 tonnellate SS/ettaro.anno - con un record di 80 tonnellate SS/ettaro.anno in condizioni estremamente favorevoli e con concimazione abbondante - ma la biomassa contiene più cellulosa ed emicellulosa, quindi è più adatta per la produzione di carta, etanolo di seconda generazione (fino a 300 litri per tonnellata SS), pellet combustibili (con una buona resa calorica, 18,3 MJ/chilogrammo SS) e applicazioni di bioraffineria.
Foto 3: Erba elefantina di oltre novanta giorni, per utilizzo come biomassa cellulosica industriale
(Fonte foto: Viaspace)
Conclusioni
L'erba elefantina è menzionata nell'elenco delle colture energetiche più promettenti dell'European technology and innovation platform (Etip). L'European biomass industry association (Eubia) riporta una produttività potenziale in Europa di 27 tonnellate SS/ettaro.anno, ma da un'attenta ricerca della fonte tale valore non è altro che la media da letteratura statunitense (Rif. [iii]). Le esperienze negli Stati Uniti (Rif. [ii] e [iii]) dimostrano l'ottimo potenziale degli ibridi di erba elefantina e miglio perlato. Tuttavia, in Italia, le esperienze documentate nella letteratura scientifica sono pressoché inesistenti.Bibliografia
[i] Giacomo Bucchi, Studio di modelli matematici per la verifica e la progettazione di impianti di digestione anaerobica su scala di laboratorio e industriale; tesi dottorale Università di Bologna, 2015.
[ii] C. Dowling, B. Burson, J. Foster, L. Tarpley and R. Jessup, Confirmation of pearl millet-napiergrass hybrids using Est-derived Simple sequence repeat (Ssr) markers, American Journal of Plant Sciences, vol. 4 no. 5, 2013, pp. 1004-1012.
[iii] Iris Lewandowski, Jonathan M.O. Scurlock, Eva Lindvall, Myrsini Christou, The development and current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in the US and Europe, Biomass and Bioenergy, volume 25, issue 4, 2003, pages 335-361, ISSN 0961-9534.
Il seguente articolo non proviene da fonti scientifiche accreditate, tuttavia si consiglia la lettura, poiché costituisce un'interessante esperienza di coltivazione a scopo foraggero nel nostro Paese: Giorgio Scelsi, La coltivazione del penniseto nel Monferrato, esperimenti fatti nel 2009 e nel 2010, studi e ricerche nell'annata 2011.
