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Soluzioni per l'agricoltura biologica e l'agricoltura naturale e sostenibile
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La Clinoptilolite
Un meraviglioso prodotto vulcanico
La clinoptilolite appartiene alla più ampia classe delle zeoliti, ovvero minerali di origine piroclastica che si formano grazie al repentino contatto fra il magma vulcanico e l’acqua marina o salmastra.
Tale contatto genera uno shock termico che determina una solidificazione rapida e contribuisce a conferire alla roccia la sua tipica configurazione cristallina caratterizzata dal fatto di essere microporosa.
Dal punto di vista chimico, le zeoliti costituiscono una famiglia di alluminosilicati ma con caratteristiche diverse dai normali silicati e alluminati e con capacità sensibilmente elevate di scambio cationico (Harben, 1999).
In natura esistono una quarantina di forme di zeoliti, ma negli ultimi anni, dato il fortissimo interesse che questi minerali microporosi rivestono nelle più svariate applicazioni, si è proceduto anche alla elaborazione di zeoliti di tipo sintetico, fatto che testimonia l’importanza sia teorica che applicativa delle caratteristiche peculiari di questa classe di minerali, oltre che la crescita degli utilizzi commerciali.
Le applicazioni principali nel corso degli anni sono state in molteplici settori: nel settore della gestione e del trattamento delle acque sono state utilizzate sia come scambiatori cationici per l’addolcimento dell’acqua che come filtri, percolatori, nel trattamento dei reflui, nella disoleazione. Parimenti sono utilizzati anche in alcune classi di detergenti al posto dei fosfati o in associazione per la loro riduzione, elemento fondamentale per la tutela dell’ambiente visto i gravi problemi di inquinamento ambientale e di eutrofizzazione. Le zeoliti trovano applicazione anche nel controllo degli effetti delle radiazioni ionizzanti e nella bonifica di terreni inquinati da radiazioni (sono noti i casi di utilizzo a Hiroshima e Nagasaki e a Chernobyl a seguito dell’incidente nella centrale nucleare; in questi casi la zeolte ha trovato impiego anche come integratore alimentare per ridurre i danni da radiazioni alle popolazioni colpite). Inoltre sono note anche le applicazioni come catalizzatori nell’industria petrolchimica e nelle raffinerie di gas, per le caratteristica di agire da “setacci molecolari” che consentono di purificare e coadiuvare nella separazione di sostanze chimiche da trattare.
Altri impieghi noti sono nel campo dell’edilizia come miscela delle malte, ambito nel quale è molto apprezzata la loro capacità di assorbimento dell’ammoniaca.
La grande capacità di assorbimento dell’ammonio (tanto da impedirne la trasformazione in ammoniaca) è inoltre molto apprezzata in zootecnia, sia come riduttore di tossine animali, che come trattamento degli odori da reflui zootecnici.
Tale capacità è molto apprezzata anche in campo agricolo, soprattutto nella bonifica di terreni e habitat eutrofizzati (s.v. sopra). Nella coltivazione sono importanti le sua qualità di ritenzione idrica e depurative in qualità di sostrato di coltivazione, ammendante, componente minerale a lento rilascio di fertilizzanti e altri componenti essenziali al terreno e alla pianta (trattiamo meglio questi argomenti nel seguito), oltre che per le qualità antifungine e di protezione dei vegetali da stress biotici e abiotici.
La scelta della Clinoptilolite e le sue caratteristiche peculiari
L’utilizzo in agricoltura comprende diverse forme di zeoliti, talvolta in associazione fra loro, in forma più o meno pura e con maggiore o minore attenzione ai processi di lavorazione e di micronizzazione successivi all’estrazione dalla cava.
La scelta di Innova Biologica, dopo anni di sperimentazioni da parte dei suoi promotori, si è concentrata sulla clinoptilolite in forma purissima, micronizzata e attivata fisicamente. Tale scelta è dovuta ai superiori risultati ottenuti sul campo, sia sul suolo, a livello radicale, che a livello complessivo sulla pianta, rispetto ad altre zeoliti e zeolititi presenti in commercio, spesso associate o miscelate, talvolta in modo confuso (o in modo ”calcolato”, per abbassare il costo complessivo), con altri silicati, spesso di origine detritica (come ad esempio il caolino) che purtroppo, e pur apportando comunque effetti benefici su alcune colture, non fanno altro che ridurre gli effetti che la clinoptilolite riesce ad esplicare in forma pura.
Dal punto di vista chimico - minerologico, la clinoptilolite è un allumino-silicato costituito non da una miscela di alluminati e silicati, bensì da una struttura cristallina nella quale silicati (SiO4) e alluminati (AlO4) in forma tetraedrica sono legati assieme da dei ponti ossigeno. Questa forma estremamente regolare (peculiare proprio della clinoptilolite) genera ampi spazi intramolecolari costituiti da canali e camere che accolgono cationi e altre molecole relativamente grandi.
Una rappresentazione schematica delle clinoptiloliti è data dalla figura semplificata sottostante, nella quale si distinguono i ponti ossigeno in celeste e le cavità interne al minerale:
Tali cavità regolari costituiscono un sorta di “serbatoio” nel quale, oltre a grandi riserve di liquidi, avvengono gli scambi cationici che rappresentano la vera particolarità di questo tipo di materiali.
I tetraedri che costituiscono il cristallo si dispongono in sequenza regolare, formando catene e anelli solidali che formano a loro volta ulteriori cavità interne ancora più grandi, connesse fra loro. Questa caratteristica, in particolare la regolarità delle cavità, rende la clinoptilolite un ottimo setaccio molecolare, superiore anche a molti altri materiali silicei o al carbone attivo che, pur presentando quest’ultimo un ottimo grado di porosità, presenta tuttavia dei vuoti irregolari.
La clinoptilolite presenta quindi una struttura aperta, in grado assorbire e disassorbire in modo reversivo acqua o molecole ancora più grandi e che contengono cationi liberi di grand dimensioni non appartenenti alla struttura minerale e che possono quindi essere facilmente scambiati.
La grande capacità di scambio ionico è infatti l’altra caratteristica fondamentale della clinoptilolite. Questo processo, detto in forma semplificata, consiste nella proprietà fisico chimica (elettrostatica) di scambiare il catione contenuto nella propria struttura cristallina con ioni presenti in soluzione e con caratteristiche dimensionali compatibili con le cavità della clinoptilolite.
Le clinoptiloliti, per fare alcuni esempi, sono in grado di scambiare i loro cationi liberi quali Na+, Ca2+, Mg2+, K+) con ioni ammonio, radioisotopi, o altri cationi (ad esempio di Cadmio, Ammonio, Ferro-Julgodite, Piombo, Rame, Stronzio Cesio): questa è una caratteristica fondamentale della clinoptilolite.
Attraverso un particolare processo di fine micronizzazione e di collisione rapida delle particelle micronizzate di clinoptilolite, si riesce ad “attivarla”, nel senso che si aumentano le capacità elettrostatiche superficiali delle particelle e si incrementano al contempo le superfici interne: questo processo consente al minerale di legare più facilmente ed in modo stabile tossine, radicali liberi e metalli.
Perchè la Clinoptilolite in Agricoltura
La clinoptilolite trova molteplici usi in agricoltura, sia singolarmente, sia come coadiuvante di altri componenti di cui favorisce ed esalta l’azione, o la dosa e la veicola gradatamente, oppure svolge la funzione di consentire la riduzione dell’impiego di sostanze nocive, pesticidi, insetticidi, metalli pesanti, riducendone l’impatto sull’Ambiente ed in particolare sulle falde acquifere. Va sottolineato come questa zeolite sia del tutto innocua per gli organismi acquatici e gli animali in genere (incluso l’uomo), e questo è particolarmente chiaro se si tiene a mente il fatto che trova utilizzo anche in zootecnia, ma anche come integratore alimentare per l’Uomo.
Noi di Innova Biologica preferiamo l’utilizzo singolo, nelle diverse versioni e granulometrie, o in associazione con soli componenti naturali, consentiti in Agricoltura Biologica, che rappresenta per noi un elemento fondamentale della nostra ragione d’essere.
L’utilizzo più comune della clinoptilolite in agricoltura è in qualità di corroborante, di sostrato di coltivazione e/o di ammendante e, in associazione con altri componenti che consentano di raggiungere i titoli previsti dalla legge, come fertilizzante in matrici organo-minerali.
Queste modalità e combinazioni virtuose sono precisamente quelle adottate da Innova Biologica.
La clinoptilolite purissima, micronizzata e attivata, è un eccellente corroborante naturale. Precise modalità di trattamento, le consentono di esplicare i suoi effetti di miglioramento delle difese del vegetale agli agenti abiotici e a quelli biotici.
Relativamente ai primi, la clinoptilolite svolge un’azione protettiva riguardo agli eventi atmosferici non mediani (troppo caldo – troppo freddo) e, in associazione con altri componenti naturali (olii vegetali ed altri) riesce a costituire una patina sottile che si comporta come solante in caso di freddo e al contempo come filtro solare fisico in caso di sole eccessivo.
La composizione delle miscele adatte ad esplicare queste funzioni è tale da non impedire la fotosintesi e da creare una pellicola-matrice sulle parti verdi che non ostacola la respirazione fogliare e la fotosintesi. Al contempo offre una resistenza sufficiente ad evitare il dilavamento alle prime piogge ed una resistenza meccanica ulteriore in caso di eventi atmosferici violenti come la grandine.
Relativamente ai secondi, la clinoptilolite protegge la pianta da agenti patogeni derivanti da funghi, fitoplasmi, batteri, acari, afidi, insetti, lepidotteri. Non disturba tuttavia le attività degli insetti maggiori in fase di impollinazione, fatto questo che la rende particolarmente utile lungo tutto l’arco del ciclo vegetativo. Le sue caratteristiche idrofobiche e assorbenti la rendono un ottimo coadiuvante per e cicatrizzazioni sia in fase di potatura che nel verificarsi di ferite accidentali o da eventi atmosferici. Oltre all’effetto cicatrizzante, grazie ad un elevato tenore di CaO, la clinoptilolite favorisce la produzione di lignina e, di conseguenza, l’ispessimento delle pareti cellulari, la minore perdita dei fiori, una migliore resistenza del frutto al picciolo ed una maggiore resistenza della buccia dei frutti, premessa essenziale per evitare fenomeni di cracking con conseguente perdita del raccolto.
L’efficacia contro le malattie fungine è forse la più nota: grazie all’azione disidratante e al blocco della diffusione delle spore, che limita la riproduzione fungina, la clinoptilolite esplica un’azione di blocco dell’attacco di queste malattie che, se costantemente trattate, porta anche alla regressione delle stesse. Ancora migliori effetti si ottengono attraverso un utilizzo in senso preventivo.
Nei confronti di acari, afidi, insetti quali la mosca olearia, altri ditteri, la cimice, la tignola, la nottua del pomodoro, la piralide ed in generale altri lepidotteri, pericolosi a livello fogliare ma anche radicale, la clinoptilolite costituisce una barriera fastidiosa sia per il loro organismo (in particolare nei confronti dei lepidotteri striscianti a causa dello sfregamento), sia nei confronti delle attività di ovodeposizione che vengono disturbate e, se comunque effettuate, portano comunque al blocco dello sviluppo delle uova stesse.
È doveroso precisare che non si tratta di un insetticida, ma di un “dissuasore” che agisce come elemento che crea confusione ai recettori visivi e tattili degli insetti, ma anche, data la struttura cristallina rigida e, seppur a livello micro, tagliente o abrasiva, come forte elemento di disturbo per tutte le classi di insetti indicate.
Non si registrano invece effetti dissuasivi o confusivi rispetto ai coleotteri e agli apidi, fatto, questo, particolarmente vantaggioso in fase di impollinazione.
La Clinoptilolite in associazione con altri composti e con i fertilizzanti
Importanti sono le associazioni con altri composti o con fertilizzanti a causa del circolo visrtuoso che si genera con tali sostanze.
A tal proposito, la clinoptilolite, in associazione con olii vegetali e tensioattivi naturali – sempre materiali ammessi in Agricoltura Biologica - ha dato ottimi risultati nella cicatrizzazione di ferite da abrasione fogliare (spesso causate da getti troppo violenti della sostanza), oltre a dare buoni risultati anche nella lotta dissuasiva contro le cimici inclusa la cimice asiatica, pur non essendo nè un insetticida nè un pesticida.
Si è accennato altrove alla funzione di riduzione dell’utilizzo di altre sostanze, sia naturali che non (inclusi i pesticidi): desideriamo segnalare anche questo argomento perché, per quanto riteniamo che la vera sfida consista nel portare l’Agricoltura Biologica agli stessi livelli di produttività dell’agricoltura convenzionale che si avvale dei prodotti di sintesi e dei pesticidi, troviamo che possa costituire un buon risultato per l’Ambiente convincere chi proprio non voglia rinunciare ai prodotti di sintesi e ai pesticidi a ridurne il livello, riducendo per tale via l’impatto ambientale ed in particolare l’avvelenamento delle falde acquifere. La clinoptilolite, associata con questi prodotti (alcuni ammessi anche in Agricoltura Biologica, come lo zolfo) ne aumenta in misura consistente la persistenza e ne migliora decisamente la diffusione sulla pianta limitando il dilavamento e distribuendo meglio le molecole grazie alla struttura stessa del minerale che in questo caso si comporta, per così dire, quasi da “eccipiente” e da dosatore dei principi attivi di sintesi. L’effetto di prolungamento dell’efficacia ha al contempo una valore ecologico, dato dalla riduzione delle dosi complessive rilasciate, ed un valore economico che non si limita alle minori quantità di prodotto utilizzato, ma anche al costo uomo e macchina degli interventi.
Un capitolo apposito riveste l’interazione con concimi e fertilizzanti naturali (non una semplice miscela, ma “inserimento” dei titoli all’interno dei cristalli di clinoptilolite) fino a comporre una vera matrice organo-minerale particolarmente efficiente.
La matrice così ottenuta ha la grande capacità di trattenere gli elementi più mobili e soggetti a lisciviazione, come l’azoto, sincronizzando il loro rilascio con quello di elementi meno mobili come ad esempio il fosforo (che reagisce con ioni ferro, calcio o alluminio) o che, come nel caso di potassio, calcio e magnesio, vengono trattenuti dalle argille.
Il problema è particolarmente intenso quando si tratta di preparare il terreno per la semina, e quindi v’è un differimento temporale fra l’apporto di sostanze nutritive nel terreno e l’utilizzo delle stesse da parte dei semi: è sufficiente una pioggia copiosa o un innaffiamento eccessivo, per creare uno squilibrio a danno dei titoli d’azoto (mentre gli altri rimarrebbero trattenuti in proporzioni superiori). Da qui la necessità di trovare una matrice minerale che consenta una migliore sincronizzazione fra elementi: questo è possibile proprio con la clinoptilolite.
Altro aspetto da considerare è il mix realizzato fra sostanze organiche rappresentate da miscele di letami misti arricchiti con ulteriori nutrienti e catalizzatori, con un sostrato di clinoptilolite ed un selezione di popolazioni di microorganismi tale da esaltare la sinergia fra loro che, oltre ad “invadere” gli apparati radicali delle coltivazioni in modo da fungere da antagonisti nei confronti di altri batteri potenzialmente dannosi, fungono ulteriormente da fattore di efficienza nella cessione degli elementi nutritivi perché sono gli stessi batteri che aiutano il processo di mineralizzazione del suolo attraverso la propria attività metabolica, generando per questa via un circolo virtuoso che rende disponibili i titoli nutritivi con grade gradualità e continuità lungo tutto il ciclo vegetativo della pianta, rendendo inutili interventi correttivi e apportando così un ulteriore beneficio economico all’agricoltore.