La filiera della canapa: dalla coltivazione alla trasformazione ai fini dell'impiego nei vari settori - Giorgio Ragaglini - PANACEA H2020
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La filiera della canapa: dalla coltivazione alla trasformazione ai fini
dell’impiego nei vari settori
Giorgio Ragaglini
Famiglia: Cannabaceae Genere: Cannabis
CBG
Cannabis indica Lam. Cannabis sativa L.
delta-9-tetraidrocannabinolo cannabidiolo
Cenni storici La canapa (Cannabis sativa L.) è considerata una delle prime coltivazioni note all’uomo. L’origine del genere Cannabis viene collocato in Asia centrale (Vavilov, 1952; de Candolle, 1883). I primi usi da parte dell’uomo sono stimati risalire a 10.000 anni fa (Schultes et al., 1974).
Cenni storici Ritrovamenti in Giappone, Corea, Cina ed India fanno ipotizzare che la coltivazione della canapa e della marjuana fosse diffuse già nel Neolitico, finalizzata sia alla produzione di fibre che sostanza psicotrope .
Cenni storici
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Introduzione in Europa I Persiani introducono l’hashish nel Gli Indiani Hindu introducono
attraverso migrazioni degli Sciti (1500 BCE) mondo islamico(1300-1200 CE) la cannabis in Africa orientale
(1300-1200 CE)
Cenni storici
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Prime evidenze di coltivazione di canapa Viaggiatori spagnoli introducono la In Virginia vengono ritrovate
In Europa (1500 BCE) canapa nel nuovo continente, coltivazioni di canapa in villaggi
nel corso del 1500 BCE. In Chile appaino di nativi (1607 BCE)
le prime coltivazioni di canapa
(1545 BCE)
Cenni storici, sviluppo e declino della coltivazione della canapa in Italia
Declino come conseguenza dalla
Emilia-Romagna, vi diffusione delle fibre sintetiche come il
erano 45.000 ettari di terreno nylon, la stampa su carta derivante da
coltivati a canapa, soprattutto alberi e dall’industria petrolchimica per
nel Ferrarese quanto riguarda il mondo dei
Introduzione e diffusione
tramite attività commerciali combustibili.
delle Repubbliche Marinare
l’Italia era il
secondo maggior il governo italiano sottoscriveva una
Forniva olio combustibile per le produttore di canapa al convenzione internazionale
lampade, fibra per i tessuti e mondo (dietro soltanto chiamata “Convenzione Unica sulle
mangimi per il bestiame. all’Unione Sovietica) con Sostanze Stupefacenti” (seguita da
Produzione di filati di alta quasi 100mila ettari quelle del 1971 e del 1988), in cui la
qualità coltivati. canapa sarebbe dovuta sparire dal
mondo entro 25 anni.
1400 1700 1910 Anni 50 1961
Prospettive di ripresa
Il 14 Gennaio 2017 è entrata in vigore la legge 242 del 2 Dicembre 2016 con le disposizioni per la promozione della
coltivazione e della filiera agroindustriale della canapa.
Non è più necessaria alcuna autorizzazione per la La percentuale di THC nelle piante analizzate potrà
semina di varietà di canapa certificate con oscillare dallo 0,2% allo 0,6% senza comportare
contenuto di THC al massimo dello 0,2%. alcun problema per l’agricoltore.
Gli unici obblighi per il coltivatore sono quello di Eventuali controlli sono eseguiti da un soggetto
conservare i cartellini della semente acquistata per unico e sempre in presenza del coltivatore, e gli
un periodo non inferiore a dodici mesi e di addetti al controllo sono tenuti a rilasciare un
conservare le fatture di acquisto della semente per il campione prelevato per eventuali contro-verifiche.
periodo previsto dalla normativa vigente.
Nel caso in cui la percentuale di THC dovesse
superare la soglia dello 0,6%, l’autorità giudiziaria
può disporre il sequestro o la distruzione della
coltivazione, ma “è esclusa la responsabilità
dell’agricoltore“.
2013 – 400 ha 2017 2018 – 4000 ha
Quadro normativo
L’ultima riforma della PAC 2014-2020 (Regolamento PAC 1307/2013):
• riconosce la coltivazione di canapa tra quelle ammesse a ricevere i pagamenti della PAC, purché si tratti di semi
certificati di varietà con tenore di THC inferiore allo 0,2%
• concede agli Stati membri anche la possibilità di riconoscere un aiuto accoppiato alla coltivazione di canapa.
Il Reg.-Delegato-n.-639-2014 che integra il Regolamento 1307/2013 stabilisce che:
• le varietà di canapa ammesse ai pagamenti sono quelle iscritte nel catalogo comune delle varietà delle specie di
piante agricole | Le varietà ammesse sono indicate anche nel “Plant variety database – European Commission“
La circolare ministero della salute 22 maggio 2009 ha ammesso in Italia anche gli usi alimentari del seme di canapa
dichiarando sulla base delle indicazioni dell’istituto Superiore della Sanità, che “la possibilità di rilevare tracce (di THC)
nei prodotti di lavorazione (farine e oli) è esclusivamente dovuta a contaminazione di organi fiorali e all’adozione di
inidonee pratiche di mondatura del seme”.
Reg. n. 1112/2009 nell’Allegato I stabilisce il metodo comunitario per la determinazione quantitativa del Δ9-
tetraidrocannabinolo (THC) delle varietà di canapa ( pagina 48 )
Il Decreto-09-novembre-2015 cannabis farmaceutica del ministero della salute autorizza “la coltivazione delle piante di
cannabis da utilizzare per la produzione di medicinali di origine vegetale a base di cannabis, sostanze e preparazioni
vegetali ” (art.1), specificando che per piante di cannabis “si intendono le piante diverse da quelle di canapa coltivate
esclusivamente da sementi certificate per la produzione di fibre o per altri usi industriali , come consentito dalla
normativa dell’Unione europeaQuadro normativo Sentenza cassazione del 30 Maggio 2019 sulla cannabis light. • Vendere cannabis, infiorescenze, olio e resine, è sempre reato, anche se light e la percentuale di THC
Specie angiosperma dicotiledone annuale, appartenete all’ordine Rosales, sub-ordine Rosidae, famiglia Cannabaceae In natura è dioica: Le piante staminate (maschi) sono solitamente più snelle and alte e fioriscono prima delle piante pistillate (femmine). Impollinazione anemofila, le piante maschili muoiono dopo la produzione del polline. In matura possono svilupparsi occasionalmente piante monoiche, soprattutto in condizioni di giorno corto. Sono state selezionate varietà monoiche per ridurre alcuni problemi agronomici legati in particolare alla meccanizzazione per la raccolta dei semi e al deterioramento quali-quantitativo delle fibre conseguente la maturazione dei semi
Pericarpo
Radichetta primaria
Cotiledoni
Frutto
Epidermide Si formano dal meristema primario,
Clorenchima sono più lunghe con pareti cellulari
compatte. Sono più pregiate, adatte
Fibre primarie all’industria tessile. Dette anche di
“tiglio”.
Fibre corticali
Fibre secondarie
Si formano dal meristema
Cambio secondario, sono più corte e sottili,
con un contenuto di lignina più
elevato
Xilema
Sezione trasversale dello steloFibre primarie allo stadio
di sviluppo simplastico
Fibre primarie allo stadio
di sviluppo intrusivoTradizionalmente la coltivazione della canapa da industria è finalizzata alla produzione delle fibre primarie, quindi tutti I
fattori che condizionano la loro quantità e qualità dovrebbero essere controllati.
Tuttavia le caratteristiche delle fibre hanno una naturale variabilità all’interno di ogni singola pianta
indipendentemente dalla tecnica agronomica
Nelle varietà dioiche i
maschi presentano più
fibre primarie, un
rapporto primarie
/secondarie più elevato, e
una qualità generalmente
Spessore delle fibre
Maturità delle fibre
superiore alle femmine
Maturità delle fibre
Si hanno poche
informazioni sulla
composizione la struttura
delle fibre legnose o
canapoloIn Italia, nonostante la grande tradizione tessile, la mancanza di industrie e la competizione con altre fibre naturali ha stimolato l’interesse per la produzione del seme, motivata anche dalle caratteriste nutrizionali e dalle opportunità di mercato del settore della cosmesi.
I frutti sono piccoli acheni, contengono un
Pericarpo solo seme ricoperto da un pericarpo sottile, e
Radichetta primaria sono costituiti per la maggior parte dai
Cotiledoni cotiledoni ricchi in sostanze di riserva.
La dimensione è molto variabile
Frutto
Epidermide 2g a 70g per 1000 semi
Clorenchima
Fibre primarie
Contenuto in olio pari al 30%
Fibre secondarie
Cambio
Il panello del seme contiene il 20-
30% di proteine con buona
digeribilità, contenente tutti gli
Xilema amminoacidi essenziali
Sezione trasversale dello stelo75% dell’olio è costituito da PUFA (poly-unsaturated fatty acids) 3:1 il rapporto tra omega 6 e omega-3 Circa 1% di GLA (ϒ-linolenic acid, omega-3, 18:3) Industria cosmetica e farmaceutica Fino al 2% di SDA (stearidonic acid, omega-4, 20:4) EFA – Acidi Grassi Essenziali Attività antiossidante Industria alimentare, cosmetica e farmaceutica
Germinazione ed Fase vegetativa Fase vegetativa Sviluppo Fioritura e Senescenza
emergenza giovanile fotosensibile dell’infiorescenza sviluppo del
semeLa canapa si adatta a diversi ambienti, ed il principale limite di adattabilità è la sensibilità al fotoperiodo, ed il periodo della fioritura è determinante ai fini della resa quali quantitativa. La specie è brevidiurna e il fotoperiodo critico è circa 14 ore. Varietà selezionate ad alte latitudini tendono a fiorire precocemente se spostate verso l’equatore, rimanendo di taglia contenuta. Viceversa, varietà selezionate a basse latitudini tendono a non chiudere il ciclo, quindi a non produrre semi se coltivate a latitudini più elevate.
Scelta della varietà
La scelta delle varietà in funzione del prodotto che si desidera ottenere deve
proprio tenere conto di delle risposte al foto periodo.
Varietà a ciclo lungo, Produzione di biomassa
selezionate a basse latitudini
Varietà a ciclo breve, Produzione di seme
selezionate ad alte latitudiniScelta della varietà In caso di duplice produzione fibra + seme, la scelta dovrebbe propendere verso varietà a ciclo precoce – medio precoce, con semina anticipata, di tipo moinoico femminizato (cioè con prevalenza di fiori femminili). I maschi delle varietà dioiche garantiscono una fibra di qualità superiore La selezione dovrebbe ricadere su genotipi, di ultima generazione, più facili da decorticare, in modo da garantire fibre migliori e ridurre i costi di lavorazione Scegliere solo tra varietà registrate con contenuto di THC
Suolo e lavorazioni del terreno Condizioni ottimali • pH: 6 – 7.5 • Tessitura: franco – franco sabbiosa –franco argillosa (condizioni estreme di argilla e sabbia non sono gradite) Non tollera • Il compattamento di strati superficiali anche se il fittone è consistente e può svilupparsi fino a 2m di profondità • il ristagno idrico E’ consigliabile l’aratura (30-40 cm) o la discissura come lavorazione principale in autunno/inverno, e l’affinamento poco prima della semina.
Epoca di semina
L’epoca di semina deve essere definita in base a:
1. temperatura (> 8° C) e umidità del suolo al fine di favorire una
germinazione ed un’emergenza rapide
2. fotoperiodo che regola la lunghezza della fase vegetativa e quindi la
possibile resa in steli e/o seme
• Solitamente la semina anticipata garantisce le migliori performance
soprattutto in caso di duplice produzione, tuttavia al nord espone a
rischi di una crescita lenta, con conseguenze sulla gestione delle
infestanti, o danni da freddo, mentre al sud può ridurre eccessivamente
la fase vegetative, con una drastica resa in termini di biomassa.
• Nell’areale Mediterraneo le rese migliori sono state osservate con
semine condotte tra Febbraio e Marzo
• La semina anticipata può permettere di ottimizzare l’uso degli input
(irrigazione)Densità La densità di piantagione influenza in maniera limitata la produzione di biomassa ad ettaro. Alte densità permettono una chiusura rapida delle file, e migliorano la capacità di competizione con le infestanti e di intercettazione della radiazione nelle prime fasi, tuttavia stimolano anche la competizione intraspecifica col procedere della stagione.
Densità
Se in termini di resa in biomassa la densità ha una scarsa influenza i caratteri
biometrici rispondono invece chiaramente al variare della densità.
Piante stimolate dalla competizione per la
luce a produrre nodi più lunghi e fini nelle
Alta densità
prime fasi, successivamente la competizione
intraspecifica limita la crescita, così da
ottenere a fine ciclo piante più corte, sottili e
con meno nodi
Produzioni di piante più robuste, con più
Bassa densità
internodi e diametri superiori.
Maggiore produzione, ma maggiore costo
energetico per raccolta e lavorazioneDensità
La densità influenza anche la quantità e la qualità delle fibre
Resa più elevata in fibre fini con una
Alta densità proporzione di fibre secondarie lignificate
più bassa
Si suppone che la lunghezza delle fibre sia associata alla lunghezza degli internodi e
quindi alla densità, ma questo elemento è di difficile determinazione vista anche la
diversa organizzazione e sviluppo delle fibre lungo lo steloDensità
La densità di semina deve tenere conto della destinazione finale del prodotto
Densità (piante m-2) Indirizzo produttivo
10-15 Seme e infiorescenze - Oli essenziali o sostanze
psicotrope
30-75 Seme
90-100 Polpa da carta
150-350 Industria tessile
100 Per l’industria tessile tradizionale in ItaliaSemina • 40-65 kg ha-1 per densità di 200- 300 piante m-2 per la produzione di fibra 9-17 cm tra le file 2-3 cm sulla fila • 20 kg ha-1 per la produzione di seme
Fertilizzazione Scarsa risposta alla concimazione azotata in terreni ben dotati, ottima risposta in con dizioni limitanti Efficienza uso N Variazione delle concimazione (incremento biomassa steli kgDM kgN-1) (kgN ha-1) 8 Da 80 a 200 12 Da 0 a 90 60 Da 0 a 120 0 Da 120 a 150 20 Da 100 a 220
Fertilizzazione Dosi per l’ambiente mediterraneo possono raggiungere da 100-220 kgN ha-1 per rese da 11 a 20 tDM ha-1 dose ottimale 50-100 per reintegrare le asportazioni Scarsa risposta a K e P, dosi consigliate in bibliografia in base alle asportazioni circa 65 kgK ha-1 e 50-70 kgP sempre in funzione della disponibilità nel suolo e del pH Alte dosi di N: • possono determinare allettamento e produzioni di fibre di più bassa qualità e meno forti (cellule con lume ingrandito) • incrementare la produzione di seme e ridurre il contenuto in olio
Irrigazione La scarsità di acqua abbinata ad alte temperature accelera la fioritura, ma ritarda la maturazione delle fibre Fabbisogno idrico (mm) Condizioni 500-700 Resa ottimale > 200 Durante la fase vegetativa > 250 Varietà monoiche precoci > 450 Varietà dioiche tardive 250-450 Al sud 200-300 Al nord
Raccolta L’epoca di raccolta è determinante ai fini della destinazione d’uso
Stadio Produzione Risultato
fenologico
Fioritura piena Fibra corticale Massima resa in fibre primarie di qualità omogenea.
maschi varietà Tra inizio e fine della fioritura la resa in fibre
dioiche aumenta del 25%. Necessaria la macerazione per
estrarre le fibre
Dopo la fioritura Fibra legnosa Incremento resa in biomassa, ma riduzione della
nelle varietà da resa in fibre primarie, incremento in fibre secondarie
fibra e xilema, ma incrementa la decorticabilità degli steli
senza macerazione
Maturazione del Seme e fibra Incremento della proporzione di fibre lignificate
seme
Senescenza Polpa o Raccolta ritardata
biomassaResa in fibre circa % resa in biomassa totale (15-20% degli steli)
Rotazione La canapa è un rinnovo primaverile estivo e ha effetti positivi sulle colture in successione in particolare frumento e soia. E’ sconsigliata la monosuccessione a causa di un rapido decremento delle rese in fibra, come conseguenza di patogeni pythium (marciume radicale), Sclerotinia sclerotiorum (muffa bianca) e Piralide.
Rimozione pectina e
Estrazione fibra Decorticazione o Fibra tecnica (o lignina Fibre ordinate in base a
corta sfibratura lana di canapa) con esplosione a caratteristiche
vapore
Raccolta
Estrazione fibra
Macerazione Strigliatura Pettinatura
lunga
In acqua
In campo (fino a 4- Microbiologica, Bioenzimatica
In acqua calda + soda
5 settime) dopo strigliatura (basso impatto)
causticaPer la Francia la principale destinazione d’uso delle fibre è la produzione di carta, per la quale il livello di impurità tollerato è del 35% (fibra legnosa) Il 2% è il limite per la fibra tecnica (materiali biocompositi ed isolanti) 0% è il limite tollerato per l’industria tessile.
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