Film biodegradabili arricchiti con azoto e fosforo per la pacciamatura del suolo

Abstract

Negli ultimi 20 anni, la popolazione mondiale è cresciuta da 6,0 miliardi a 7,2 miliardi e, si prevede, raggiungerà gli 8,0 miliardi entro il 2050. Conseguentemente all’incremento demografico è previsto un aumento della richiesta di cibo e quindi di prodotti agricoli. Per soddisfare questa esigenza, l’uso eccessivo di film pacciamanti a base di polietilene a bassa densità (LDPMs) ha provocato significativi eventi di inquinamento ambientale. A fine coltura, si stima che circa il 68% di LDPMs non viene rimosso dal campo, accumulandosi nel tempo. I residui di LDPMs sono una fonte diretta di microplastiche nei suoli agricoli e costituiscono un problema ambientale a livello globale, poiché si accumulano anche nella catena alimentare con gravi effetti collaterali sulla salute dell’uomo. Al fine di garantire un’agricoltura sostenibile, vi è un grande interesse nello sviluppo di film polimerici biodegradabili a base biologica per la pacciamatura del suolo, che possano essere interrati direttamente nel suolo dopo l’uso. Sulla base di queste considerazioni, il presente studio si propone di (i) preparare e caratterizzare film biodegradabili a base biologica e di (ii) arricchirli con sostanze nutritive, principalmente azoto e fosforo, per le piante, che potrebbero essere rilasciate nel suolo come fertilizzanti a lento rilascio. La carbossimetilcellulosa di sodio, il chitosano e l’alginato di sodio sono stati combinati per produrre film compositi mediante solvent casting. Sono state indagate come variano le proprietà strutturali dei film dopo l’aggiunta dell’agente reticolante (CaCl2), le proprietà termiche, meccaniche e alcune proprietà di interazione con l’acqua. Questo approccio ha permesso di identificare i film di migliore qualità, i quali sono stati arricchiti con NH4H2PO4. Successivamente, è stata studiata la cinetica del rilascio di NH4+ e PO43- in acqua. Quest’ultimo aspetto è di grande importanza, poiché il rilascio di N e P contribuisce a migliorare l’apporto di nutrienti al suolo, riducendo l’uso di fertilizzanti sintetici.