JATROPHA CURCAS

La Jatropha (Jatropha curcas).

Famiglia Euphorbiaceae.

Vi sono 60 generi in Euphorbiaceae, 14 specie in Jatropha.  

Classificazione (Usda, 2007):

Jatropha curcas L.
Regno	Plantae – Piante
Sottoregno	Tracheobionta – Piante vascolari
Superdivisione	Spermatophyta – Piante a seme
Divisione	Magnoliophyta – Piante a fiore
Classe	Magnoliopsida – Dicotiledoni
Sottoclasse	Rosidae
Ordine	Euphorbiales
Famiglia	Euphorbiaceae
Genere	Jatropha L.
Specie	Jatropha curcas L.

Nomi comuni.

Inglese: physic nut, Barbados nut, jatropha. Il genere Jatropha è invece chiamato comunemente “nettlespurge” che significa : purga d’ortiche, forse in riferimento alla tossicità dell’olio che agisce da purgante. Il nome Barbados nut con cui è correntemente indicata negli Stati Uniti le deriva dalla sua diffusione nelle isole caraibiche e le Barbados appunto.

Cenni botanici ed ecologici :

La Jatropha Curcas  è un piccolo albero ermafrodita tropicale che riesce a crescere in suoli semi-aridi e in presenza di scarse precipitazioni (600 mm per anno). Raggiunge l'altezza massima di 6 metri ma s'attesta sui 2 metri in coltivazione. Ha foglie verde scuro, possono tendere al violaceo rossastro, picciolate alternate, ovate o lobate con 3-5 margini, larghe 15 cm, lunghe 10 cm. Ha un’infiorescenza situata nella parte terminale dei rami e contiene fiori maschili e femminili. I primi sbocciano in gruppo e presentano 10 stami, i secondi sbocciano singolarmente e hanno ovario triloculare con tre stigmi biforcati.

Fruttifica 1-2 anni dopo il trapianto con capsule triloculare dalla forma ellissoidale e diametro di 3-4 cm, esocarpo verde e carnoso fino alla maturazione quando si apre rilasciando 3-4 semi di colore nero, lunghi 18mm, e larghi 10, con polpa bianca e oleosa (35% olio). Le varietà sembrano numerose data la diffusione della pianta, l'unica non tossica conosciuta è la messicana, mentre la più diffusa e dalle rese più alte è la “capoverdiana”, seguita da ”indiana”. Infine la varietà con i semi più grandi ma meno numerosi proviene dal Nicaragua. La pianta può avere una vita utile di circa 30 anni (Ventaghaswara, 2004).

Origine e distribuzione:

Originaria dell'America Latina in specie del Centro America (Messico) è diffusa in tutti i paesi del mondo con clima arido e semi arido. Cresce bene fino ai 1.600 s.l.m. Vegeta con 300-1.000 mm/anno di pioggia, con una temperatura compresa tra gli 11 e i 28 gradi.

Coltivazione:

La pianta va moltiplicata per talea o per seme in borse di polietilene e successivo trapianto. L'impianto di coltura avrà sesto di 2x3 o 3x3 con una rispettiva densità di 1.666 e 1.110 piante ad ettaro. Se disposta a siepe ogni pianta dista due metri.

Il terreno va preparato in maniera molto sommaria con una semplice aratura profonda e un diserbo nelle prime fasi di crescita poiché è suscettibile alle malerbe. S'irriga se la distribuzione annuale delle piogge non è costante e inferiore ai 600 mm annui, ma la jatropha resiste a livelli d'umidità inferiori. Se lo stress idrico è troppo lungo perde le foglie che ributta quando le condizioni saranno più favorevoli. In casi estremi di freddo e siccità il meristema apicale si brucia (osservazione diretta nell’ambito del progetto Jis: jatropha in Sicilia. www.agroils.com).

In tal caso occorre fare una cimatura per consentire alla pianta di ripartire a vegetare (fonte: Ing.Amb.Federico Grati.www.agroils.com). L’asportazione di nutrienti è simile al Ricinus Communis o Ricino.

La jatropha è stato osservata rispondere meglio alla concimazione organica che a quella minerale. Una “micorizza” vive in simbiosi con le radici della pianta aumentando l’apporto di fosforo alla pianta (Becker, 2004).

Produzione:

La pianta inizia a produrre dopo 2 anni ma solamente dopo 5 si raggiungono i massimi livelli produttivi.Il peso di 1000 semi è 750 grammi. Ogni pianta produce 3,5 kg di seme. La produzione in semi della jatropha varia da 0,5 a 12 t/anno/ha, dipende dal suolo, dai nutrienti e piogge. L'albero ha una vita produttiva di 30 anni. Una media di 5 t per ha è l’aspettativa di produzione in un buon suolo con una precipitazione annuale compresa tra 900 e 1.200 mm corrispondono all'incirca a 1.780 litri d'olio. I semi contengono fino al 30 % d’olio, le mandorle, il 40% (Becker, 2005).

In Nicaragua  il contenuto in olio del seme decorticato e disidratato varia tra il 52,9 a 57,4% a seconda delle  varietà (Greem, 1999).

Dopo la pigiatura meccanica per l’estrazione dell’olio rimane un residuo detto cake o torta che contiene ben il 61% di proteine contro il 41% della cake di soia ad esempio (Becker, 2004).

Usi vari:

Le  sue caratteristiche la rendono spesso impiegata in progetti di lotta alla desertificazione e all'erosione.

 Dato l’alto contenuto in olio è la capacità d’usare terreni marginali non irrigui, anche alla presenza di basse precipitazioni, è la pianta che sta avendo più successo per la produzione di Biodiesel in molte zone dell’Africa, Asia e America latina. In Nicaragua già nel 1990 era istallata una piantagione di 12000ha addetta a quest’utilizzo (Becker 2004).

I frutti della jatropha non sono commestibili per l'uomo e per gli animali tranne che le varietà messicane. La pianta non essendo edule è usata tradizionalmente per recintare i terreni coltivati e tenerne fuori gli animali da cui non è pascolata, e anche per ottenerne olio da usare tradizionalmente nella produzione di sapone e illuminazione bruciandolo in rudimentali lampade.

 In Messico vi sono varietà con principi tossici talmente bassi nei semi da poter essere torrefatti e mangiati dall’uomo. La ricerca e il miglioramento si stanno concentrando su queste varietà affinché il cake residuo dell’estrazione d’olio possa essere usato per l’alimentazione umana ma soprattutto animale dopo una semplice tostatura.

La pianta è usata o passibile dei seguenti impieghi: medicinale, materia prima per la produzione di saponi, protezione per piante o giardini se piantata a siepe, difesa del suolo da processi d'erosione e desertificazione, produzione d'olio usato come biodiesel e quindi energia rinnovabile, se s'usano le varietà messicane atossiche il cake (residuo d'estrazione) può essere destinato all'alimentazione animale o in ogni caso come fertilizzante (Becker, 2004).

Agricoltura Sostenibile e ”intercroping” di Jatropha:

La pianta è tradizionalmente usata in molte zone come tutore per  la vaniglia ,altre spezie o piante rampicanti o ombrofile. Può essere coltivata in intercropping con molte specie vegetali. La SRIPHL   ha sviluppato alcuni  modelli d’intercropping attuando una distinzione tra terre aride marginali  o coltivate (Jatropha.org; ipgr). Tali modelli sono applicati e sviluppati per le specie più coltivate in India ma possono con alcune varianti essere presi come norma generale.

Modelli base per terre aride e suoli poveri

·                                             Hedgerow di Jatropha con Glyricidia e Subabul in file alternate.

·                    Intercropped di Jatropha con erbe, tuberi e vegetali 

·                      Jatropha consociato con alberi da frutta

·                      Jatropha in piantagione consociata con Tek , Neem, Karanj (Pongamia), Subabul.      

Su terreni coltivati e irrigati

Modelli base:

1. La Jatropha consociata con una o più della specie seguenti, cresce ottimamente se nel sesto è applicata la spaziatura indicata per ogni specie: 

Gmelina arborea (Gamhar) 8mX8m, Dalbergia sissoo (Sheesham) 5m X 4m, Azadirachta indica (Neem) 7m X 5m, Tectona grandis (Teak) 4m X 4m, Emblica officinalis (Aonla) 5m X 3m, Eucalyptus camaldulensis 3.5m X 2m e Moringa oleifera (Munga) 3m X 3m.

2. Jatropha con piante orticole per offrire reddito supplementare ai coltivatori.   

3. Intercropping di jatropha con piante medicinali; per questo scopo la J.C è ideale perchè ombreggia e dà sostegno alle piante rampicanti infatti è tradizionalmente usata in molte parti come sostegno per la vaniglia. La selezione del rampicante è fatta secondo la condizione climatica delle regioni. In India è consociata con  i  seguenti rampicanti molto diffusi: Mucuna  prurita ; Gloriosa superbum; Pepe  longum; Momordica  charantia; 

Selezione di piante ombrofile: Chlorophytum  boriviliamum; Rauwolfia serpentina; Curcuma longa; Zingiber  officinales ; Withania somnifera. 

4. Jatropha in Intercropping con piante medicinali come Asparago Racemosus   e la Commiphora mukul e essenze profumate di valore come il patchouli e il coleus. In Madagascar, la pianta è usata come sostegno per la vaniglia. Cresce bene insieme al gelso. Può essere combinata con altre piante da biodiesel a basso input ( Ber e la Lac in India) per dare ottime rese. Per Hedgerow: con Agave silasana (fibre e riparo); Euphorbia spp(per riparo); Erythina indica (tinture vegetali e protezione dal vento); Ipomea spp.(per limitare i confini); Prosopis Juliflora (per riparo, legna da ardere, carbonella); Glyciridia (confini,fissare l'azoto e dare foraggio). Tratto da: www.jatropha.org.

Patologie della Jatropha:

La Jatropha Curcas è universalmente riconosciuta come pianta estremamente resistente e rustica,in tale definizione è inclusa una forte resistenza agli attacchi parassitari. Ciò è principalmente dovuto alla particolare struttura della pianta che contiene fino a 128 sostanze insetticide che la rendono tossica per tutto il mondo animale. Ciò non deve indurre in errore perchè alcune classi di insetti ad appararato boccale perforante-succhiante riescono ad aggirare le “barriere tossiche” della piante e in piantagioni con sesti stretti specialmente possono produrre danni economici rilevanti (C.Grimm, 1999). Le tossine che contiene sono forbol esteri,inibitori della tripsina,lectine,fitati,di cui i forbol esteri sono presenti in quantità prevalente. La percentuale di forbol esteri varia da zero nelle varietà messicane non tossiche a 6 mg nelle varietà indiane. Questi principi tossici possono essere estratti per ottenerne potenti bio-pesticidi biodegradabili (Becker, 2004).

La jatropha è molto sensibile ad un fungo la cercospora spp, teme per l'appunto i ristagni idrici e vuole terreni ben drenati. I parassiti a cui è soggetta sono dell'ordine Heterophetera e Cerambycidae i cui danni possono avere effetti compromettenti solo nelle fasi giovanili della pianta. In serra e nei nostri climi è facile preda d'acari.

Le cimici attacano i giovani frutti o i fiori provocando malformazioni fiorali e mancato sviluppo dei semi, diminuizione del peso e contenuto in olio. Le cimici sono il Pachyrcoris klugi Burmeister (Hepterotera scutelleridae) e la Leptoglossus Zonatus (Heteroptera Coreidae) che attaccano le noci di jatropha mentre il fiore è attaccato invece dalla Hypselonotus intermedius (Heteroptera : Coreidae). Aumentando la densità d’impianto aumentano i danni apportati, basti pensare che l’H. Intermedius  si comporta da impollinatore saltuario di questa pianta entomoga ma ad alte densità riduce il numero dei frutti in maturazione. Insieme dannegiano il 18,5 % dei frutti in maturazione così come verificato in una piantagione di 1.200 ha in Nicaragua (Grimm,1996). Svariati autori raccomandano un controllo ed uso di pesticidi contro  questi antagonisti nel caso il loro numero fosse tanto rilevante da apportare danni economici tali da rendere vantaggioso l’uso (Grimm, 1996), è possibile effettuare un controllo biologico tramite la liberazione nei vivai di artropodi predatori polifagi  e di parassitoidi specializzati.

Biodiesel dalla Jatropha:

Se il numero di cetano dell’olio di jatropha è ottimale e migliore di gran parte degli oli vegetali (57-62), il suo potere calorifico lo rende comparabile al diesel con valori di 9470 kcal/kg (Distich, 1985), l’alta viscosità rispetto al diesel ne rende l’uso puro non processato abbastanza problematico, tranne che nei motori diesel più grezzi come i “blister” di fabbricazione indiana. Il biodiesel invece è d’ottima qualità, il chè lo fa preferire al diesel sotto tutti i punti di vista anche in termini d’emissioni inquinanti, l’unica nota negativa è rappresentata da un eccesiva fumosità degli scarichi (Venkateswara, 2004).

Nella tabella 7.2.1 è attuato un facile confronto visivo tra il diesel, l’olio grezzo di jatropha, il biodiesel di jatropha e l’olio di pongamia.

Tab.7.2.1. Proprietà di alcuni carburanti comparati alla Jatropha olio grezzo e Jatropha bio-diesel. (Venkateswara, 2004).

	Viscosità 25 C° (N s/m²)	PT (C°)	Gravità specifica (25 C°)	Flash point (C°)	Potere calorifico (kj/kg)
Diesel	0,1226	------	0,84	72	42.000
Olio Jatropha	1,17	159	0,92	225	36.000
Olio pongamia	0,5272	129	0,90	175	36.500
Biodiesel Jatropha	1,226	179	0,94	230	35.800

Anche in termini qualitativi il biodiesel di Jatropha supera a pieni voti gli standard europei sopratutto in fatto di numero di cetano e residui carbonici valori in cui eccelle (Tab. 7.2.2).

Tab.7.2.2. Caratteristiche del Biodiesel di Jatropha comparato agli standard europei (Venkateswara, 2004).

Caratteristiche	Jatropha Bio-diesel	Standard europei	Note
Densità (g x cmֿ³ a 20 C°)	0,87	0,860-0,900	+
Flash point(C°)	191	-101	+
n.Cetano (ISO 5165)	57-62	-51	+++
Viscosità (mm²/s a 40 c°)	4,20	3,5-5(40C°)	+
Potere cal. netto.(Mj/l).	34,4 o 39,5 Mj/g	-	-
Numero di Iodo	95-106	-120	+
Ceneri di zolfo	0,014	-0,02	+
Residui carbonici	0,025	-0,3	++

Le croci indicano i punti nei quali vengono superati in termini meritori gli standard europei.

Il guscio del seme se bruciato è ottima fonte di calore e produce fino a 19 Mj/kg se bruciato (Becker, 2004). L’estrazione dell’olio e la produzione del Bio-diesel è meglio sia fatta in maniera decentrata per apportare vantaggi direttamente alla comunità rurale.

 Il costo degli expeller e dell’impianto di transisterificazione non è di per se proibitivo se sovvenzionato dal governo, in un’ottica di grandi cooperative rurali, almeno per i paesi meno poveri come in America Latina. In tal modo il cake residuo potrà essere prontamente usato localmente come biofertilizzante o indirizzato ad un uso alimentare se da varietà non tossiche o fornire un ottimo concentrato proteico in zone tropicali che sono generalmente povere di tal prodotto migliorando la resa dell’allevamento animale.

Miglioramento genetico e obiettivi di ricerca:

La Jatropha è ancora dopotutto una pianta selvatica ,l’attenzione va riposta nella selezione e raccolta del germoplasma. La ricerca va inoltre focalizzata sull’analisi dell’efficienza energetica della jatropha nelle differenti condizioni ecologiche e agronomiche in cui viene coltivata. La jatropha ha un range di produzione molto variabile che varia individualmente pianta per pianta compreso tra 200 g a 2 kg. Andrebbe col tempo ristretto questo range coì ampio, retaggio del passato selvatico della pianta. La produzione inoltre decresce con l’invecchiare della pianta (Becker, 2004).

G.N.