Physiological and productive responses of Miscanthus genotypes to different climatic constraints in Mediterranean environment

L'aumento della popolazione mondiale e lo sviluppo tecnologico ha determinato una crescente richiesta di energia per sostenere lo stile di vita di un mondo sempre più globalizzato. Negli ultimi decenni, i combustibili fossili sono stati utilizzati come esclusiva fonte di energia. Tuttavia, l'eccessivo sfruttamento di tali risorse, ha determinato una serie di preoccupazioni riguardanti la loro sostenibilità, in termini di emissioni di CO2 nell'atmosfera e produzione di sottoprodotti nocivi per l'ambiente. Per questi motivi, negli ultimi anni, è cresciuto sempre di più l'interesse verso altre fonti di energia alternativa e rinnovabile, come l'energia eolica, solare, idroelettrica e, negli ultimi anni, quella ricavabile dalle biomasse. Tutte queste forme di energia presentano il vantaggio di avere un impatto ambientale minore rispetto ai combustibili fossili. Per quanto riguarda le biomasse, già dal 1980, un interesse sempre crescente è stato rivolto alle colture poliennali, sia in Europa che in USA. Le colture poliennali utilizzabili per la produzione di biomassa e quindi di energia, presentano delle caratteristiche positive, come elevate rese, alti contenuti di lignina e di cellulosa e un impatto ambientale generalmente molto basso. Date queste premesse, nell'ambito di questa tesi di dottorato sono state condotte tre linee di ricerca con l'obiettivo di studiare i) l adattamento e la produzione di biomassa di 18 accessioni di Miscanthus, appartenenti a 5 specie di Miscanthus, raccolte in ambienti naturali (Numata, 1974) idonei al clima semi-arido mediterraneo, ii) l'effetto dell epoca di raccolta (autunno e inverno), in ambiente mediterraneo, sulla resa e qualità della biomassa, sui caratteri morfo-biometrici, contenuto di umidità, cellulosa, emicellulosa e lignina per la produzione di bio-etanolo di seconda generazione e il contenuto di ceneri per la combustione, in una piantagione di M. x giganteus di lungo termine, iii) l'effetto dello stress termico, in ambiente controllato, in 5 genotipi di Miscanthus, provenienti dalla collezione di germoplasma dell'Institute of Biological, Environmental and Rural Sciences (IBERS), presso l'Università di Aberystwyth UK, per studiare se le temperature elevate hanno un effetto negativo sulla morfologia e fisiologia delle specie. I risultati ottenuti suggeriscono che alcune accessioni di Miscanthus si adattano meglio a svilupparsi e produrre alte quantità di biomassa in ambiente caldo-arido mediterraneo e che i più comuni genotipi di Miscanthus presenti sul mercato (M. x giganteus e Goliath) non si adattano molto bene a climi o luoghi dove la risorsa idrica del suolo è un fattore limitante. Per queste caratteristiche esistono e potrebbero essere usate altre accessioni di Miscanthus, che garantiscono elevate rese con limitate quantità di acqua. Le rese di biomassa delle piantagioni di lungo termine di Miscanthus dipendono in larga misura dall andamento termopluviometrico durante il ciclo colturale: le rese diminuiscono se durante il ciclo di crescita le piogge sono scarse. L'epoca di raccolta influisce sulla qualità della biomassa per fini energetici (contenuto di cellulosa ed emicellulosa, rispetto alle ceneri). Le alte temperature hanno determinato una diminuzione dell'altezza finale delle piante di Miscanthus (~48 %), della biomassa secca (~66%), della biomassa ipogea (~26%) e della risposta fotosintetica (~13%). Le varietà di Miscanthus più diffuse e comuni sul mercato sono sensibili alle alte temperature ed esistono altri genotipi che hanno una migliore capacità di fotosintesi e di accrescimento in ambienti caratterizzati da elevate temperature.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2013

Author dc:creator

• SCALICI, GIOVANNI

Contributors dc:contributor

• COPANI, Venera
• ROMANO, Daniela Maura Maria

• Miscanthus, Mediterranean environment, heat stress, biomass, physiology, Miscanthus, ambiente mediterraneo, stress termico, biomassa, fisiologia

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/588178

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/588178