Il silfio è una pianta perenne della famiglia delle Asteracee originaria del Nord America centro orientale, alloctona naturalizzata in Veneto, Emilia-Romagna e Friuli-Venezia Giulia, occasionale in Piemonte. Le sue foglie circondano completamente lo stelo, raccogliendo l'acqua piovana o quella espulsa per guttazione, da cui il nome inglese "cup plant" (pianta coppa) o "indian cup" (coppa degli indiani) ed il nome latino perfoliatum (foglia tutto attorno).
Introdotta in Italia come ornamentale, è una pianta estremamente rustica, alta 90-180 centimetri ma capace di raggiungere 2,7 metri di altezza in casi eccezionali. Cresce in posizioni soleggiate, anche su terreni argillosi e tollera la siccità, ma predilige i terreni basici e umidi lungo i corsi d'acqua. Si riproduce sia per semi che per rizomi, per cui è molto facile da coltivare. Le foglie sono commestibili previa cottura, e ottime come foraggio per gli animali. Secerne una resina con proprietà medicinali, da cui gli indiani d'America ricavavano una specie di gomma da masticare per prevenire nausea e vomito e per rinfrescare l'alito. L'estratto delle foglie, ricco di acidi fenolici, ha proprietà antisettiche.
I fiori sono gialli, simili a quelli del girasole, e graditi alle api e ad altri insetti pronubi. La fioritura si prolunga da luglio a settembre. Esperienze condotte in Germania hanno evidenziato una produzione di miele fino a 150 chilogrammi/ettaro, con un regime idrico minimo di 400-500 millimetri (Apitalia 4/2019). In Polonia si è ottenuto un record di 450 chilogrammi di miele/ettaro (Rif. [i]).
I semi, piccoli e abbondanti, e l'acqua che si raccoglie nelle foglie, sono una risorsa per l'avifauna. Per tali motivi, il silfio è una delle specie raccomandate dal Regolamento Omnibus per il greening.
Poiché si tratta di una pianta erbacea, la sua biomassa fresca o insilata è adatta per la produzione di biogas. Il Bmp oscilla fra 232 e 298 Nm3/tonnellata SV (Rif. [ii], [iii], [iv] e [v]), ovvero 80-90 Nm3/tonnellata t.q., leggermente minore rispetto all'insilato di mais ma con innegabili benefici ambientali. Di conseguenza, la European biogas association (Eba) propone il silfio come coltura energetica perenne, in grado di: catturare i nitrati dilavati dalle piogge, ridurre le emissioni di CO2 (perché non richiede aratura come le colture annuali) e, infine, di fornire un habitat per uccelli e insetti utili.
La produttività in biomassa del silfio dipende molto dal regime di precipitazioni, da 2 fino a 32 tonnellate SS/ettaro.anno, con una media di 13,3 tonnellate SS/ettaro.anno. L'impiego come foraggio non è molto diffuso, malgrado la buona qualità delle foglie che contengono 4,9%-15% di proteine su base secca. Il massimo contenuto proteico si ottiene nelle migliori condizioni di apporto idrico e in particolare nelle foglie fresche. Gli steli secchi a fine stagione sono legnosi e si possono utilizzare per produrre pellet combustibili o pannelli di particelle. È una pianta capace di crescere su suoli inquinati e richiede pochi input agronomici, oltre a tollerare sia la siccità che il gelo.
Il metodo di coltivazione più efficace è mediante semina, con densità che vanno da 20mila fino a 70mila piante/ettaro e profondità d’interramento di almeno 15 millimetri. La produzione di semi è abbondante, fino a 180 grammi/pianta, caratterizzata da un alto tasso di viabilità. Alle nostre latitudini, il migliore mese per la semina del silfio è aprile. Il primo anno richiede una preparazione accurata del terreno e almeno tre diserbi manuali, dopodiché il sito non richiede lavorazione fino a venti anni.
Il silfio ha una naturale resistenza agli attacchi fungini, l’estratto delle sue foglie concentrato al 5 e 10% si è rivelato efficace come fungicida naturale. La biomassa epigea si può utilizzare come concime organico per via del suo elevato contenuto di azoto e perché favorisce la crescita dei lombrichi.
La coltivazione di silfio è utile per la fitodepurazione di suoli contaminati con metalli pesanti, quali Pb, Cd, Ni e Zn, ma in tale caso la biomassa va utilizzata esclusivamente sotto forma di pellet, in sistemi di gassificazione, per evitare che tali elementi ritornino al terreno. L'applicazione di 45 tonnellate/ettaro di fango fognario pellettizzato si è dimostrata più efficace della concimazione chimica, ottenendo rese di 10 tonnellate SS/ettaro.anno. (Rif. [vi]).
Il raccolto del silfio può avvenire una volta (settembre) o due volte all'anno (giugno e settembre). In Europa si consiglia la prima opzione, per consentire il massimo beneficio della lunga fioritura alle api. Si possono utilizzare gli stessi macchinari usati per il mais, e l'insilaggio avviene allo stesso modo. L'input di N nel primo anno deve rimanere entro 80 chilogrammi/ettaro, negli anni successivi va limitato a 120-150 chilogrammi/ettaro. Un eccesso di azoto è nocivo per la pianta perché produce l'ipertrofia della porzione epigea e successivo allettamento (Rif. [i] già citato).
Il Potere calorifico inferiore (Pci) dei pellet di silfio varia da 6 a 14 MJ/chilogrammo SS, in funzione del mese di raccolto (Foto 1).
Foto 1: Variazione del Pci dei pellet di silfio (punti quadrati, corrispondenti a biomassa semi-legnosa) in funzione del mese di raccolta della biomassa. (Rif. [vii])
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Nonostante le buone intenzioni della Ue nel promuovere la coltivazione del silfio nei terreni marginali o fortemente degradati, la straordinaria rusticità della pianta e la varietà di utilizzi che se ne possono fare, il collo di bottiglia che ne limita la diffusione è la difficoltà nel reperire le sementi, oltre al loro costo. La pianta è potenzialmente invadente in zone umide temperate, per cui la sua introduzione andrebbe limitata alle regioni secche, dove la produttività sarà minore ma il beneficio ambientale sarà massimo e senza rischio di invasione (Rif. [viii]).
Bibliografia
[i] Conny Bufe & Hein Korevaar; Evaluation of additional crops for Dutch list of ecological focus area: Evaluation of Miscanthus, Silphium perfoliatum, fallow sown in with melliferous plants and sunflowers in seed mixtures for catch crops; Wageningen University Report WPR 793, 2018.
[ii] Benjamin Mast, Andreas Lemmer, Hans Oechsner, Annett Reinhardt-Hanisch, Wilhelm Claupein, Simone Graeff-Hönninger, Methane yield potential of novel perennial biogas crops influenced by harvest date, Industrial Crops and Products, volume 58, 2014, pages 194-203, ISSN 0926-6690.
[iii] Sergej Ustak, Jakub Munoz, Cup-plant potential for biogas production compared to reference maize in relation to the balance needs of nutrients and some microelements for their cultivation, Journal of Environmental Management, volume 228, 2018, pages 260-266, ISSN 0301-4797.
[iv] Montgomery, L.F.R., Kamarad, L., Gansberger, M., Mayr, J., Bochmann, G., Liebhard, P., Biogas Production from the Alternative Crop Silphium Perfoliatum L., 2015 ETA Florence European Biomass Conference and Exhibition Proceedings ISSN 2282-5819.
[v] von Cossel, Moritz & Amarysti, Canesia & Wilhelm, Hanna & Priya, Nishu & Winkler, Bastian & Hoerner, Lucia. (2020). The replacement of maize ( Zea mays L.) by cup plant ( Silphium perfoliatum L.) as biogas substrate and its implications for the energy and material flows of a large biogas plant. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 14. 10.1002/bbb.2084.
[vi] Peni, D.; Stolarski, M.J.; Bordiean, A.; Krzyzaniak, M.; Debowski, M. Silphium perfoliatum-A Herbaceous Crop with Increased Interest in Recent Years for Multi-Purpose Use. Agriculture 2020, 10, 640.
[vii] Stolarski, Mariusz; Krzyzaniak, Michal; Snieg, Malwina; Slominska, Emilia; Piórkowski, Marek; Filipkowski, Radoslaw, Thermophysical and Chemical Properties of Perennial Energy Crops Depending on Harvest Period, International Agrophysics, 2014/04/01; DOI: 10.2478/intag-2014-0009.
[viii] Ende, L.M.; Knöllinger, K.; Keil, M.; Fiedler, A.J.; Lauerer, M.; Possibly Invasive New Bioenergy Crop Silphium perfoliatum: Growth and Reproduction Are Promoted in Moist Soil. Agriculture 2021, 11, 24.
Introdotta in Italia come ornamentale, è una pianta estremamente rustica, alta 90-180 centimetri ma capace di raggiungere 2,7 metri di altezza in casi eccezionali. Cresce in posizioni soleggiate, anche su terreni argillosi e tollera la siccità, ma predilige i terreni basici e umidi lungo i corsi d'acqua. Si riproduce sia per semi che per rizomi, per cui è molto facile da coltivare. Le foglie sono commestibili previa cottura, e ottime come foraggio per gli animali. Secerne una resina con proprietà medicinali, da cui gli indiani d'America ricavavano una specie di gomma da masticare per prevenire nausea e vomito e per rinfrescare l'alito. L'estratto delle foglie, ricco di acidi fenolici, ha proprietà antisettiche.
I fiori sono gialli, simili a quelli del girasole, e graditi alle api e ad altri insetti pronubi. La fioritura si prolunga da luglio a settembre. Esperienze condotte in Germania hanno evidenziato una produzione di miele fino a 150 chilogrammi/ettaro, con un regime idrico minimo di 400-500 millimetri (Apitalia 4/2019). In Polonia si è ottenuto un record di 450 chilogrammi di miele/ettaro (Rif. [i]).
I semi, piccoli e abbondanti, e l'acqua che si raccoglie nelle foglie, sono una risorsa per l'avifauna. Per tali motivi, il silfio è una delle specie raccomandate dal Regolamento Omnibus per il greening.
Poiché si tratta di una pianta erbacea, la sua biomassa fresca o insilata è adatta per la produzione di biogas. Il Bmp oscilla fra 232 e 298 Nm3/tonnellata SV (Rif. [ii], [iii], [iv] e [v]), ovvero 80-90 Nm3/tonnellata t.q., leggermente minore rispetto all'insilato di mais ma con innegabili benefici ambientali. Di conseguenza, la European biogas association (Eba) propone il silfio come coltura energetica perenne, in grado di: catturare i nitrati dilavati dalle piogge, ridurre le emissioni di CO2 (perché non richiede aratura come le colture annuali) e, infine, di fornire un habitat per uccelli e insetti utili.
La produttività in biomassa del silfio dipende molto dal regime di precipitazioni, da 2 fino a 32 tonnellate SS/ettaro.anno, con una media di 13,3 tonnellate SS/ettaro.anno. L'impiego come foraggio non è molto diffuso, malgrado la buona qualità delle foglie che contengono 4,9%-15% di proteine su base secca. Il massimo contenuto proteico si ottiene nelle migliori condizioni di apporto idrico e in particolare nelle foglie fresche. Gli steli secchi a fine stagione sono legnosi e si possono utilizzare per produrre pellet combustibili o pannelli di particelle. È una pianta capace di crescere su suoli inquinati e richiede pochi input agronomici, oltre a tollerare sia la siccità che il gelo.
Il metodo di coltivazione più efficace è mediante semina, con densità che vanno da 20mila fino a 70mila piante/ettaro e profondità d’interramento di almeno 15 millimetri. La produzione di semi è abbondante, fino a 180 grammi/pianta, caratterizzata da un alto tasso di viabilità. Alle nostre latitudini, il migliore mese per la semina del silfio è aprile. Il primo anno richiede una preparazione accurata del terreno e almeno tre diserbi manuali, dopodiché il sito non richiede lavorazione fino a venti anni.
Il silfio ha una naturale resistenza agli attacchi fungini, l’estratto delle sue foglie concentrato al 5 e 10% si è rivelato efficace come fungicida naturale. La biomassa epigea si può utilizzare come concime organico per via del suo elevato contenuto di azoto e perché favorisce la crescita dei lombrichi.
La coltivazione di silfio è utile per la fitodepurazione di suoli contaminati con metalli pesanti, quali Pb, Cd, Ni e Zn, ma in tale caso la biomassa va utilizzata esclusivamente sotto forma di pellet, in sistemi di gassificazione, per evitare che tali elementi ritornino al terreno. L'applicazione di 45 tonnellate/ettaro di fango fognario pellettizzato si è dimostrata più efficace della concimazione chimica, ottenendo rese di 10 tonnellate SS/ettaro.anno. (Rif. [vi]).
Il raccolto del silfio può avvenire una volta (settembre) o due volte all'anno (giugno e settembre). In Europa si consiglia la prima opzione, per consentire il massimo beneficio della lunga fioritura alle api. Si possono utilizzare gli stessi macchinari usati per il mais, e l'insilaggio avviene allo stesso modo. L'input di N nel primo anno deve rimanere entro 80 chilogrammi/ettaro, negli anni successivi va limitato a 120-150 chilogrammi/ettaro. Un eccesso di azoto è nocivo per la pianta perché produce l'ipertrofia della porzione epigea e successivo allettamento (Rif. [i] già citato).
Il Potere calorifico inferiore (Pci) dei pellet di silfio varia da 6 a 14 MJ/chilogrammo SS, in funzione del mese di raccolto (Foto 1).
Foto 1: Variazione del Pci dei pellet di silfio (punti quadrati, corrispondenti a biomassa semi-legnosa) in funzione del mese di raccolta della biomassa. (Rif. [vii])
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Conclusioni
Nonostante le buone intenzioni della Ue nel promuovere la coltivazione del silfio nei terreni marginali o fortemente degradati, la straordinaria rusticità della pianta e la varietà di utilizzi che se ne possono fare, il collo di bottiglia che ne limita la diffusione è la difficoltà nel reperire le sementi, oltre al loro costo. La pianta è potenzialmente invadente in zone umide temperate, per cui la sua introduzione andrebbe limitata alle regioni secche, dove la produttività sarà minore ma il beneficio ambientale sarà massimo e senza rischio di invasione (Rif. [viii]).Bibliografia
[i] Conny Bufe & Hein Korevaar; Evaluation of additional crops for Dutch list of ecological focus area: Evaluation of Miscanthus, Silphium perfoliatum, fallow sown in with melliferous plants and sunflowers in seed mixtures for catch crops; Wageningen University Report WPR 793, 2018.
[ii] Benjamin Mast, Andreas Lemmer, Hans Oechsner, Annett Reinhardt-Hanisch, Wilhelm Claupein, Simone Graeff-Hönninger, Methane yield potential of novel perennial biogas crops influenced by harvest date, Industrial Crops and Products, volume 58, 2014, pages 194-203, ISSN 0926-6690.
[iii] Sergej Ustak, Jakub Munoz, Cup-plant potential for biogas production compared to reference maize in relation to the balance needs of nutrients and some microelements for their cultivation, Journal of Environmental Management, volume 228, 2018, pages 260-266, ISSN 0301-4797.
[iv] Montgomery, L.F.R., Kamarad, L., Gansberger, M., Mayr, J., Bochmann, G., Liebhard, P., Biogas Production from the Alternative Crop Silphium Perfoliatum L., 2015 ETA Florence European Biomass Conference and Exhibition Proceedings ISSN 2282-5819.
[v] von Cossel, Moritz & Amarysti, Canesia & Wilhelm, Hanna & Priya, Nishu & Winkler, Bastian & Hoerner, Lucia. (2020). The replacement of maize ( Zea mays L.) by cup plant ( Silphium perfoliatum L.) as biogas substrate and its implications for the energy and material flows of a large biogas plant. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 14. 10.1002/bbb.2084.
[vi] Peni, D.; Stolarski, M.J.; Bordiean, A.; Krzyzaniak, M.; Debowski, M. Silphium perfoliatum-A Herbaceous Crop with Increased Interest in Recent Years for Multi-Purpose Use. Agriculture 2020, 10, 640.
[vii] Stolarski, Mariusz; Krzyzaniak, Michal; Snieg, Malwina; Slominska, Emilia; Piórkowski, Marek; Filipkowski, Radoslaw, Thermophysical and Chemical Properties of Perennial Energy Crops Depending on Harvest Period, International Agrophysics, 2014/04/01; DOI: 10.2478/intag-2014-0009.
[viii] Ende, L.M.; Knöllinger, K.; Keil, M.; Fiedler, A.J.; Lauerer, M.; Possibly Invasive New Bioenergy Crop Silphium perfoliatum: Growth and Reproduction Are Promoted in Moist Soil. Agriculture 2021, 11, 24.
