Colture mediterranee industriali per la bonifica di suoli contaminati da metalli pesanti e produzione di bioenergia

Using agricultural land to cultivate energy crops has increased the competition between fuel and food. To avoid this problem, marginal lands appear as an alternative to energy crop production without threatening food production. Marginal lands are generally defined as unproductivity lands exposed to stressed conditions such as limitations of nutrients or water or contamination by hydrocarbons or heavy metals. In the case of heavy metals, there are several methods to decontaminate the soil through different paths using physical, chemical, or biological techniques. Naturally, phytoremediation is a sustainable and renewable technique that uses plants to remediate the contaminated site; the plants should be tolerant of the contamination and capable of extracting or immobilizing the metals in the soil. The possibility of further utilization of phytoremediation biomass turns energy crops into an excellent option for this technique. Energy crops can produce biofuels, bioenergy, and bioproducts in a sustainable and renewable way, creating economic potential, mainly when cultivated in marginal lands. This work aimed to investigate the adaptability and the phytoextraction potential of four industrial crops, Arundo donax L., Carthamus tinctorius L., Cannabis sativa L. and Saccharum spontaneum L. ssp. aegyptiacum able to grow in different level of zinc, cadmium, lead and nickel contaminated soil in the mediterranean environment.

L'utilizzo di terreni agricoli per coltivare colture energetiche ha aumentato la competizione tra colture industriali e colture alimentari. Per evitare questo problema, i terreni marginali appaiono come un'alternativa alla produzione di colture energetiche senza minacciare le produzioni alimentari. I terreni marginali sono generalmente definiti come terreni improduttivi, esposti a condizioni di stress quali scarsità di nutrienti o acqua o contaminazione da idrocarburi o metalli pesanti. Nel caso dei metalli pesanti, esistono diversi metodi per decontaminare il suolo attraverso percorsi diversi utilizzando tecniche fisiche, chimiche o biologiche. Tra le tecniche biologiche il fitorisanamento è una tecnica sostenibile che utilizza le piante per decontaminare i siti inquinati; le piante utilizzate devono essere tolleranti alla contaminazione e in grado di estrarre o immobilizzare i metalli nel terreno. Inoltre, la possibilità di un ulteriore utilizzo della biomassa raccolta dopo il fitorisanamento, rende le colture energetiche una scelta ideale nell’utilizzo di questa tecnica. Infatti, esse possono essere utilizzate per produrre biocarburanti, bioenergia e bioprodotti in modo sostenibile e rinnovabile, creando un potenziale ritorno economico, anche se coltivate in terreni contaminati. Obiettivo di questa tesi è la valutazione della tolleranza e del potenziale di fitoestrazione di quattro colture industriali, Arundo donax L., Carthamus tinctorius L., Cannabis sativa L. e Saccharum spontaneum L. ssp. aegyptiacum in terreni contenenti diversi livelli di zinco, cadmio, piombo e nichel.