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La valutazione dell’impatto
ambientale della zootecnica:
l’impronta ecologica
Luca Battaglini Dipartimento Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari
Università degli Studi di Torino
Accademia di Agricoltura di Torino in collaborazione con Sezione Nord-Ovest dell’Accademia dei Georgofili
Torino, 26 febbraio 2013
• Alimenti di origine animale: domanda nel mondo
• Impatto degli allevamenti, impronta ecologica ed emissioni
• Strategie per la riduzione delle emissioni e per il miglioramento
dell’efficienza dei sistemi zootecnici
• Considerazioni conclusive
Indice
La richiesta di alimenti di origine animale è in continuo aumento, ma da più parti si sollevano delle perplessità per: - Salute dell’uomo - Sicurezza Alimentare - Benessere Animale - Ambiente
•Alimenti di origine animale: una domanda crescente
Ritmo di crescita della popolazione mondiale di 200.000 nati al giorno
Alimenti e popolazione mondiale
… ma circa un miliardo di persone è affamata
La FAO considera che l’aumento di fame e malnutrizione siano anche effetto del rallentamento economico
globale, di insufficienti investimenti in agricoltura e dell’aumento delle produzioni di biocarburanti (FAO,
2009).
Ironia della sorte: per effetto di sovvenzioni che guidano la produzione di biocarburanti e di ridotti investimenti in
agricoltura la spesa per il riscaldamento globale è aumentata.
http://www.nipccreport.org
Development of milk production (all animal species) between 2005 and 2010
World total: + 68 million tonnes
Europe + 1 Mt
Asia + 41 Mt
Africa + 8 Mt
C. America + 0,5 Mt
N. America + 7 Mt
S. America + 10 Mt
Oceania + 1 Mt
CNIEL / FAO Food Outlook
Mt: million tonnes
Dal 2005, 60% della crescita di produzione di latte è avvenuta in ASIA
Utilizzo del suolo (% del totale) e richiesta di superficie agricola per soddisfare le domanda di
prodotti di origine animale
Necessario produrre di più contenendo l’uso del suolo e
l’impatto per l’ambiente, garantendo la salute umana
Desertificazione/erosione/inquinamento del suolo
Inquinamento e consumo delle acque
Emissioni in atmosfera
Perdita di biodiversità
• Impatto degli allevamenti, impronta ecologica ed emissioni, metodi di valutazione (LCA)
Si preferisce per ragioni pratiche indicare il contributo che l’unità di prodotto o il servizio apporta al consumo di risorse (es: energia) e all’inquinamento ambientale (es: CO2)
L’impronta ecologica è definibile come l’area di superficie biologicamente produttiva necessaria per produrre le risorse ed assimilare le scorie generate dall’impiego di una determinata tecnologia per l’ottenimento di un bene o di un servizio.
L’Ecological Footprint (Kitzes et al., 2008)
nell’ultimo secolo forte aumento concentrazione dei gas ad effetto serra, che
riflettono calore verso la terra temperature
aumento causato dall’uomo o da altro? (es. eventi astronomici)
Le «emissioni»
L’impatto in termini di GHG di un certo prodotto ne definisce
la Carbon footprint
Studi in corso della UE sulla Carbon Footprint:
l’indicazione in etichetta di quanto è costato un
prodotto in termini di emissioni di CO2 equivalente
politiche ambientali, in cui la filiera alimentare è attore principale
La Carbon footprint
Zootecnia: impatto su GHG
FAO (2006)
Contributo zootecnia alle emissioni totali di gas serra (in
CO2 equivalenti) = 18%
• CO2 = 9 %; CH4 = 37 %; N20 = 65 %
IPCC (2007)
Contributo agricoltura alle emissioni totali di gas serra (in
CO2 equivalenti) di origine antropica = 13.5%
FAO (2010)
Contributo filiera bovini da latte alle emissioni
antropogeniche totali (in CO2 equivalenti) = 2.7%
Polli 0.00%
Bovini da latte53.90%
Bovini da carne24.43%
Bufalini0.02%
Caprini0.61%
Equini0.01%
Ovini7.08% Suini
13.95%
Conigli 0.00%
Emissione totale di GHG del settore delle
produzioni animali in Italia
Atzori et al. 2010
Emissioni GHG agricoltura: 6.6% del totale, zootecnia 3%
Assorbimento di:
CO2 nelle colture (C biomassa vegetale = 40% SO)
C nei prodotti animali (latte, carne, animali vivi)
Emissioni dirette di:
CO2: respirazione animale, reflui
CH4: fermentazioni enteriche, fermentazione dei reflui
N2O: reflui, fertilizzazione delle colture
Emissioni indirette per:
Uso e cambiamento d’uso del suolo
Produzione, condizionamento,trasporto alimenti zootecnici
Uso energia
CO2 eq nelle aziende zootecniche
emissioni – assorbimento
Per alcune emissioni sono in vigore normative o intese
internazionali con specifico interesse per le produzioni
animali
• Protocollo di Kyoto per la riduzione dei gas serra
• Protocollo di Goteborg per l’abbattimento dell’acidificazione,
l’eutrofizzazione e per il contrasto alla riduzione del livello di ozono
• NEC (National Emission Ceiling Directive, Direttiva 2001/81/EC)
per le emissioni di cui sopra
• IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control, Direttiva
96/61/EC) per allevamenti intensivi di suini e avicoli
• Direttiva nitrati 91/676/CEE
• ….
La complessità del problema della sostenibilità
richiede un approccio “olistico”
La valutazione avviene adottando il
Life Cycle Assessment (LCA)
L’LCA si caratterizza per tre aspetti fondamentali rispetto ad altre metodologie di valutazione di impatto ambientale
• Considera l’intera catena di produzione di un bene, prodotto o servizio
• Prende in esame un insieme di categorie di impatto sull’ambiente
• Considera non solo gli effetti diretti sull’ambiente, ma anche quelli indiretti
Categorie d’impatto Indicatori ambientali
Consumo di risorse non
rinnovabili
Combustibili fossili
Fertilizzanti-NPK
Effetto serra CO2, CH4, N2O
Fertilità e funzione del
suolo
Accumulo metalli pesanti
NH3, NOx, SO2
Qualità dell’acqua
Ground water
Acque superficiali
Fertilizzanti-N, bilancio nutrienti,
lisciviazione nitrati
Fertilizzanti-P bilancio-P drenaggio
Tossicità umana ed
ambientale
Erbicidi e antibiotici, nitrati, NH3, PM10,
PM2,5
Biodiversità Numero di specie, varietà e razze
Paesaggio Attività pastorali, varietà ambienti
Benessere animale Strutture, riproduzione, sanità
Altre ancora (odori, rumori, strato di ozono, ecc.)
Pirlo, 2012
Life Cycle Assessment per la produzione di latte
Unità Funzionale 1 kg latte corretto
per grasso e proteine
INDICATORI LCA Utilizzo di suolo: m2
Utilizzo di energia fossile: MJ Riscaldamento globale: kg CO2 eq.
Acidificazione: kg SO2 eq. Eutrofizzazione: kg PO4 eq.
Produzione
alimenti
Produzione fertilizzanti e pesticidi
Trasporto alimenti
Produzione energia
e carburanti
off farm on farm
Tamburini et al. 2012
L’effetto serra è diverso per i diversi gas coinvolti
Gli effetti delle emissioni si uniformano con la “CO2 equivalente”
(IPCC 2007):
Anidride carbonica 1 kg di CO2= 1 kg di CO2 equivalente
Metano 1 kg di CH4= 25 kg di CO2 equivalente
Protossido di azoto 1 kg di N2O= 298 kg di CO2 equivalente
Carbon footprint (impronta del carbonio): quantità di gas serra
(come CO2 eq) per un certo prodotto od attività
Unità di misura in zootecnia:
kg di CO2 eq. per animale per giorno o anno
kg di CO2 eq./kg di latte o carne
kg di CO2 eq./kg di SS ingerita
• Strategie per la riduzione delle emissioni e per il miglioramento dell’efficienza dei sistemi zootecnici
Metano (CH4)
prodotto ed emesso quando le deiezioni sono conservate
in condizioni anaerobiche e in forma liquida o
semiliquida (stoccaggio di lungo periodo)
con deiezioni “ricche”
Allevamenti bovini con vasconi di lungo stoccaggio
Allevamenti senza terra (suinicoli, avicoli, cunicoli)
deiezioni secche o quelle liberate al pascolo non
portano alla produzione di quantità significative di metano
(condizioni aerobiche)
GHG da deiezioni e reflui zootecnici
GHG da deiezioni e reflui zootecnici
Protossido di N (N2O) 65% delle emissioni Emissioni dirette
processi aerobici di nitrificazione (NH4+
NO3-)
dell’ammoniaca contenuta nelle deiezioni seguiti da
processi anaerobici di denitrificazione (NO3- N2O N2)
da trattamento deiezioni solide
da animali che liberano le deiezioni nel suolo (feedlot o
animali al pascolo)
Emissioni indirette
processi di volatilizzazione di NH3 e NOx e percolamento
I trattamenti aerobici delle deiezioni (fra cui lo
spandimento) riducono le emissioni di metano ma
aumentano quelle di protossido di azoto (FAO, 2006)
Si riduce la produzione di metano nel rumine per
kg di alimento usato quando:
aumenta l’ingestione giornaliera
la % di fibra e foraggi nella razione, la % di
concentrati, di amido e zuccheri
si aumenta la degradabilità dell’amido
si migliora la qualità dei foraggi
si frantuma la fibra
si aggiungono grassi insaturi alla razione
si usano alcuni additivi (es. estratti vegetali)
Mitigazione attraverso l’alimentazione
Mitigazione GHG da deiezioni e reflui zootecnici
CH4
Produrre deiezioni “povere” di SO fermentescibile
Compostaggio aerobico, produzione anaerobica biogas
N20
Riduzione concentrazione e migliore sincronizzazione N delle razioni
riduzione N deiezioni
Riduzione concimazioni colture foraggere, impiego di pascoli
Additivi per ridurre processi di denitrificazione
Possibili riduzioni complessive di emissioni di N20 del 10-20%
(Mosier et al., 1998)
la produzione di GHG aumenta in termini assoluti col
crescere del livello produttivo per l’aumento dell’ingestione
Tuttavia:
per kg di prodotto (latte, carne), diminuisce al crescere del
livello produttivo
i gas prodotti per il mantenimento degli animali sono
diluiti in una maggiore quantità di prodotto
gli animali molto produttivi usano razioni con meno
foraggi e fibra
GHG e livello produttivo
Principali effetti tecniche di allevamento
GHG e livello
produttivo
(Kirchgessner et al., 1991)
g d
i m
eta
no
per
kg
la
tte
Produzione di latte (kg/d)
CO2 eq/kg di latte: da
1.3 (USA, Europa) a 7.5
(Africa, Asia)
(Judith et al., 2010 FAO)
L’aumento della produttività non sempre si accompagna a diminuzioni
nette di GHG, perché:
minori produzioni di CH4 enterico ma maggiori emissioni dalle
deiezioni per calo digeribilità (Johnson et al., 2000)
con più latte per capo si ha una riduzione del numero di animali che è
necessario allevare per fare latte ma:
− forte riduzione della carne prodotta da animali da latte
− è necessario allevare più animali da carne per mantenere
costante la produzione complessiva di carne
− emissioni complessive (latte + carne) variano poco
(Zehetmeier et al., 2012)
maggiore uso di alimenti extra-aziendali ( GHG)
tuttavia ...
Riduzione della C footprint:
sino a -25% di metano migliorando l’efficienza riproduttiva degli
allevamenti (Garnsworthy, 2004)
ridurre età al primo parto (ma anche aumentare la longevità)
-8% metano in vacche da latte con un serio piano di controllo delle
mastiti (Stott et al., 2010)
riduzione patologie
In generale, migliorare la carriera produttiva utile e l’efficienza
produttiva, ridurre le categorie improduttive
GHG, tecniche di allevamento,
riproduzione, sanità
I sistemi zootecnici montani e la C Footprint
• prelievo diretto del foraggio, restituzione
diretta delle deiezioni, limitato intervento
umano e bassi capitali tecnologici, ridotte
dispersioni
• a basso impatto anche in termini di
emissioni di CO2 equivalente (catturano il
C riducendo la produzione di GHG)
• interessante modello di integrazione
sostenibile tra gestione delle superfici e
processi produttivi
Perché a basso impatto?
- prevalente impiego di foraggi locali (erba da pascolo e
fieni da prati e prati-pascoli permanenti )
Garnett, 2010
specie e razze idonee (possibilmente autoctone)
caratterizzate da capacità di adattamento a condizioni
climatiche difficili e in grado di utilizzare convenientemente
foraggi spontanei
riduzione di impiego:
- di N da fertilizzanti di sintesi
- di energia fossile
- di alimenti concentrati provenienti da ambienti distanti dalle
aree montane sostanziale riduzione delle emissioni per unità di
superficie e per unità animale allevata
evitare
- lavorazioni profonde dei suoli
- conversioni di pascoli in arativi
- gestioni pastorali scorrette
Per un efficace controllo delle emissioni: quali scelte?
Necessità di un approccio olistico per la conservazione dei
sistemi
Visione integrata allevamento-ecosistemi
Carichi animali calibrati sulle capacità
di ricezione organica dei terreni
Genotipi animali idonei alla valorizzazione degli
agroecosistemi permanenti
Le produzioni dirette di GHG responsabili dell’aumento
dell’impronta ecologica dipendono da numerose variabili, fra loro
intercorrelate
Possibili diverse tecniche di riduzione
Le strategie di mitigazione devono tener conto:
di tutto il processo produttivo: interazione fra emissioni dirette
ed indirette (LCA)
delle specie animali e delle attitudini produttive considerate
delle condizioni ambientali “locali”
• CONCLUSIONI
Parametri legati all’ottenimento di sistemi zootecnici sostenibili attraverso un’utilizzazione anche “etica” delle risorse
Caratteristiche nutraceutiche
Risparmio risorse idriche, energia…
Specificità delle produzioni
Nitrati, emissioni…
Biodiversità
ecc… Difesa idrogeologica
Paesaggio
La Commissione ASPA
- Definire un approccio LCA del EFP, comprensivo degli aspetti che vanno
dall’animale al prodotto, attraverso la gestione delle risorse animali e alimentari,
delle deiezioni, della terra e il recupero delle biomasse
- Raccogliere le pubblicazioni scientifiche sull’argomento e fornire un quadro
aggiornato sull’aspetto EFP, specialmente in relazione alla situazione Italiana
- Fornire nuovi dati, derivati dalle ricerche in svolgimento nelle Università e Centri di
Ricerca (proposta PRIN 2013: Scenari di sostenibilità ambientale ed economica
della filiera latte bovino – Università di Milano, Torino, Padova e Udine)
- Costruire per ASPA una rete di rapporti con Ministero, Regioni ed Enti locali per
identificare le piattaforme di ricerca e tecnologiche da finanziare sugli aspetti
dell’ECF: accreditamento ASPA come riferimento per il settore zootecnico e
scienze animali
-Alta formazione e formazione superiore, divulgazione e reperimento di risorse
finanziarie, da associazioni di categoria e di produttori, per la predisposizione di
una comunicazione efficace