La cenere vulcanica è un concime minerale naturale a basso costo. Questo concime è ricco di elementi rari con funzioni catalitiche che aiutano i batteri del suolo a “sbloccare” i nutrienti presenti nei terreni agricoli trasformando i rifiuti in alleati, uno stupendo esempio di economia circolare—— Le persone che vivono vicino ai vulcani attivi conoscono da tempo le proprietà fertilizzanti della cenere lavica. Alcune delle terre più fertili della Terra, come quelle dell’Indonesia, del Giappone o del Messico, hanno origini vulcaniche. Nonostante questa conoscenza empirica, l’uso di questa risorsa è poco conosciuto in Europa, tranne che nelle aree direttamente interessate dall’attività vulcanica, come la Sicilia.
Ma che potenzialità ha la cenere vulcanica come fertilizzante?
Per capirlo ci siamo rivolti a Mario Pagliaro, ricercatore dell’Istituto di Materiali Nanostrutturati del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Palermo, che ha coordinato un meta-studio sul tema recentemente pubblicato sui Rapporti JSFA. “La cenere vulcanica è un potente fertilizzante inorganico che potrebbe trovare ampio uso in agricoltura, non tanto per il suo contenuto di macroelementi utili alle piante, quanto per la presenza di elementi rari che vanno a nutrire il microbioma del terreno, il quale produce enzimi catalitici che rendono biodisponibile per le piante lo stock di elementi nativi del suolo”. I batteri, i migliori amici di un contadino. Per capire il ruolo che può svolgere la cenere vulcanica, dobbiamo fare un passo indietro. Fosforo e potassio, due macroelementi richiesti da ogni pianta, si trovano in quantità trascurabili nei terreni di molti campi coltivati, ma spesso le piante non sono in grado di assimilarli perché si trovano in una “forma” non biocompatibile. Ciò costringe gli agricoltori a fornire nutrienti attraverso la fertilizzazione. Tuttavia, i consorzi microbici si trovano naturalmente nel suolo e hanno il potenziale per convertire i nutrienti fissati nel suolo in forme biodisponibili per le piante. In natura, invece, la fertilizzazione da parte degli agricoltori è compensata dai batteri, che lo fanno producendo enzimi, efficaci catalizzatori naturali. “La funzione catalitica degli enzimi batterici permette la conversione di una sostanza in un’altra senza consumare l’enzima”, sottolinea Pagliaro.
Un esempio di reazione catalitica tratto dalla vita quotidiana riguarda le marmitte delle automobili, le quali contengono due catalizzatori, il platino e il palladio, che trasformano gas tossici come il monossido di carbonio e l’ossido di azoto in gas innocui, come l’anidride carbonica, l’ossigeno e l’azoto.
In agricoltura un enzima che gioca a sfavore dell’agricoltore è l’ureasi, che catalizza l’idrolisi dell’urea in biossido di carbonio e ammoniaca. Quando infatti si utilizza l’urea in campo si sa che una parte del concime non verrà assorbito dalla pianta ma volatizzerà sotto forma di ammoniaca, proprio a causa del lavoro di questi enzimi di origine batterica.
Le ceneri vulcaniche a sostegno degli enzimi catalitici
“Ebbene, gli enzimi sono macromolecole che contengono metalli, come il manganese, il magnesio o il molibdeno, relativamente abbondanti nelle ceneri vulcaniche”, sottolinea Pagliaro. “Applicando queste ceneri ai campi coltivati si nutrono i batteri che producono enzimi catalitici utili all’agricoltura in quanto rendono biodisponibili sostanze nutritive bloccate nel suolo o nell’aria, come ad esempio l’azoto”. In altre parole le ceneri vulcaniche, pur contenendo fosforo, potassio, calcio, ferro e altri elementi nutritivi importanti per le colture, non hanno come scopo quello di nutrire direttamente le piante, quanto di nutrire il microbioma (i batteri) del suolo che a loro volta rendono disponibili i nutrienti che già sono presenti nel terreno, ma in una forma non assimilabile dalle piante. Questa nutrizione indiretta permette di utilizzare piccolissime quantità di ceneri ad ettaro. La bibliografia internazionale parla di dosi pari a 2,5-7,5 tonnellate ad ettaro, equivalenti a 250-750 grammi/m2.
Le ceneri vulcaniche, da scarto a risorsa
L’aspetto positivo è che la cenere vulcanica non ha un costo di produzione e rappresenta invece un problema per molti comuni che si trovano nelle aree dove sono presenti vulcani attivi.
“La Regione Sicilia ha stimato che il costo di liberare le strade e le piazze di 42 città dalla cenere espulsa dall’Etna nel marzo 2022 sia stato pari a 15 milioni di euro”, racconta Mario Pagliaro. “Il fatto interessante è che tali ceneri, per legge, sono considerate dei rifiuti e quindi hanno anche dei costi di smaltimento, quando invece potrebbero essere commercializzate come concimi inorganici, come tra l’altro accade in diversi Stati”. Insomma, la cenere vulcanica potrebbe rappresentare un esempio di economia circolare in cui un rifiuto diventa una risorsa importante.
Cenere vulcanica, composizione e proprietà
Studi condotti negli Stati Uniti, in Russia, Indonesia, Egitto e Giappone mostrano come l’impiego delle ceneri vulcaniche abbia un effetto positivo sulle colture, sia per gli effetti catalitici di cui abbiamo parlato, sia per i nutrienti che sono direttamente apportati. Se si guarda la tabella sottostante si vedono gli elementi presenti nelle ceneri del vulcano indonesiano Papandayan.
Il silicio è in cima alla lista, seguito da alluminio, potassio, sodio, ferro, fosforo, magnesio, calcio e titanio. Il silicio è un elemento essenziale per la crescita e rafforza le piante sottoposte a stress abiotici e biotici, come l’attacco di funghi. Il fosforo e il potassio sono due macronutrienti importanti e le piante hanno un fabbisogno inferiore di ferro e calcio. e negativi? “No. A parte i problemi direttamente legati all’eruzione delle rocce vulcaniche e alla cenere del terreno impermeabile, la cenere non contiene sostanze dannose per le piante. Al contrario, non solo fioriscono tutti i seminativi intorno al vulcano, ma anche le colture fornire prodotti agricoli di altissima qualità. Nel 2021 l’eruzione del vulcano dell’isola di Las Palmas, nelle Canarie, ha ricoperto di cenere intere piantagioni di banano, senza che si siano registrati danni alla coltura o che elementi come il molibdeno poi eccedessero la soglia di rischio nei frutti”.