Molti degli studi condotti a diversa scala (territorio, agroecosistema, azienda agricola) dal Centro di Ricerca Agricoltura e Ambiente del CREA (CREA-AA) rispondono agli sforzi, agli auspici e alle richieste delle 12 Actions intraprese dai Paesi del G7 Agricoltura a Miyazaki (Giappone) nel 2023.
I ricercatori del Centro sono impegnati sui quattro comparti agricolo-ambientali – suolo, acqua, aria ebiota (l’insieme di organismi animali e vegetali che occupano un ecosistema) – e sullo studio delle loro proprietà funzionali, in un’ottica di sostenibilità.
Il Centro di Agricoltura e Ambiente: l’identikit
- Mission: Il CREA-AA è un Centro di Ricerca trasversale che svolge studi e ricerche per la caratterizzazione, gestione e modellazione degli ecosistemi agrari e forestali attraverso un approccio inter- e multidisciplinare.
- Sedi: Roma, Bari, Bologna (da cui dipende il laboratorio di Padova), Firenze e sette aziende sperimentali.
- Personale: 212, di cui 120 Ricercatori/Tecnologi.
- Progetti: 81, attivati dal 2022, di cui 17 finanziati dall’Unione Europea, 23 dal MIPAAF/MASAF, 3 dal MIUR/MUR, 10 da Regioni, il resto da altri Enti o privati.
- Segni particolari:
- “Specialista del suolo”. Il CREA AA (che ha pubblicato su Zenodo nel 2022 le carte pedologiche in scala 1:500.000 e in scala 1:250.000), sta lavorando alla carta dei suoli d’Italia in scala 1:100.000, con il tavolo tecnico interistituzionale “agricoltura di precisione” presso il MASE. Si tratta di un fondamentale strumento di pianificazione territoriale, in ambito agricolo, forestale e naturale, atteso da decenni.
- Agrometeorologia. Si sta lavorando alla ricostituzione della RAN (Rete Agrometeorologica Nazionale) che, grazie a fondi MASAF e MASE, coprirà l’intero territorio agricolo nazionale con 125 stazioni meteo di ultima generazione. Il Centro gestisce la stazione del Collegio Romano a Roma, da cui deriva la più antica serie storica nazionale.
- Agroforestry. Presso le aziende di Monteroni di Lecce e di Bitetto (Puglia) sono stati recentemente costituiti sistemi di agricoltura rigenerativa in agroforestry per sperimentare coltivazioni in ambienti mediterranei di tipo semi-arido. In un caso sono installate piante arboree tipiche della macchia mediterranea, nell’altro sistema il mandorlo. Nei due sistemi è prevista la coltivazione di cotone e di teff, un cereale naturalmente senza glutine.
- Api. Il più importante centro di ricerca italiano ed europeo per lo studio delle api. Fornisce un servizio di analisi sui prodotti dell’alveare e gestisce i tre albi nazionali apistici istituiti presso il MASAF (allevatori di api regine, esperti in analisi sensoriale del miele, melissopalinologi).
- Uso delle api come bioindicatori. È stata costituita una rete di monitoraggio di 60 stazioni, ognuna composta da 2 alveari ubicati sui tetti degli edifici sede delle caserme del CUFA: 14 città metropolitane (oltre alla città di Matera), 17 sedi dei Reparti Parco, 27 sedi dei Reparti Biodiversità e nella sede dell’Istituto Superiore di Sanità di Roma. I siti sono in ambiente urbano o peri-urbano. In collaborazione con apicoltori, saranno campionati api e miele per essere analizzati per il contenuto di metalli pesanti e di diossine e furani.
- Bachi da seta. Il laboratorio di gelsibachicoltura di Padova negli ultimi due anni ha svolto una così intensa attività di ricerca e divulgazione che molte Regioni hanno iniziato a finanziare impianti di gelso per il successivo uso come alimento per il baco da seta. La produzione di seta è un’attività agricola del tutto sostenibile che può rappresentare un interessante integrazione al reddito dell’impresa, anche perché oggi la seta è utilizzata non solo per tessere, ma anche nel settore della cosmetica, della produzione di gioielli e nel settore medicale.
Per saperne di più: https://www.crea.gov.it/web/agricoltura-e-ambiente
Innovativo, digitale, trasversale: un nuovo approccio a problemi complessi.
Digitalizzazione
I dispositivi di rilevamento digitale remoto (satelliti) e prossimali (sensori di prossimità) consentono la raccolta dati in automatico e la creazione di grandi database multidimensionali (dati meteo e di clima, suolo, colture, fauna, ecc.), gestibili e analizzabili digitalmente per estrarre le informazioni contenute. I database sono usati in sistemi di modellistica spaziale (intelligenza artificiale) per produrre mappe dello stato di salute e fertilità dei suoli a varia scala, utilizzati nel settore agroalimentare all’interno di sistemi digitali di supporto alle decisioni (DDSS) e dei Knowledge Hub.
AGRARSENSE – Progetto Europeo, coordinamento italiano presso il CREA-AA
AGRARSENSE mira a sviluppare la microelettronica, la fotonica e la componentistica hardware per uso agricolo e forestale mediante tecnologie digitali per la gestione dei dati e dimostrazioni su larga scala per rispondere a esigenze industriali e aumentare la competitività delle piccole e medie imprese. CREA-AA e CREA-VE sviluppano metodologie per l’integrazione di dati satellitari e modellistica di simulazione per migliorare la gestione del vigneto (ottimizzare la risorsa idrica e le strategie di difesa e prevedere aspetti quali-quantitativi della produzione).
L’approccio di sistema, multiattoriale e multidisciplinare
Con l’approccio di sistema, le iniziative di ricerca sono orientate a guardare all’intero sistema, all’intero ciclo di vita o all’intera comunità di stakeholders per capire come i componenti del sistema stesso siano interconnessi tra di loro e si influenzino a vicenda utilizzando diverse discipline.
Water4AgriFood
Miglioramento delle produzioni agroalimentari mediterranee in condizioni di carenza di risorse idriche (Improvement of Mediterranean Agri-food productions in conditions of water resource scarcity) – Progetto PON “Ricerca e Innovazione 2014-2020
Water4AgriFood ha l’obiettivo di sviluppare conoscenza e innovazione per gestire e fornire acqua al sistema agroalimentare delle regioni meno sviluppate, in maniera efficiente, economica, sostenibile e compatibile col clima, contribuendo a contrastare le limitazioni produttive dovute alla scarsità di acqua. Il progetto prevede 5 temi: trattamento di acque non-convenzionali, nuove tecniche di aridocoltura, irrigazione di precisione, politica dell’acqua, gestione delle risorse idriche come adattamento ai cambiamenti climatici. Questa articolazione di temi, che guarda al tema irrigazione in maniera agroecosistemica, ha richiesto l’intervento di specialisti di più discipline e l’interazione con agricoltori.
Ricerche in corso nelle cinque aree chiave del Centro AA che si rifanno alle 12 Actions di Miyazaki.
Mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici
Le attività di ricerca sono finalizzate a studiare come i sistemi colturali e di allevamento possano essere adattati o modificati per ridurre gli effetti negativi dei cambiamenti climatici. In particolare:
- uso sostenibile della risorsa idrica, per ottimizzare la pratica irrigua, ridurre le perdite e aumentare la capacità di ritenzione idrica dei suoli;
- monitoraggio dello stato di degradazione dei suoli agricoli e della loro resilienza, è un dato di fatto che i più efficienti sistemi agricoli sono quelli adottati negli ambienti pedoclimatici a essi più adeguati;
- sequestro di carbonio nel suolo;
- monitoraggio e modellazione delle condizioni meteo in ambito agricolo;
- modelli di coltivazione biologica, conservativa, rigenerativa, integrata e di nuova concezione (agricoltura di precisione) più resilienti;
- tecniche d’avanguardia per la misurazione delle emissioni di gas-serra e ammoniaca e uso di modelli biofisici per valutare e prevedere il funzionamento dei sistemi colturali.
EJP-SOIL
Towards climate-smart sustainable management of agricultural soils (Towards climate-smart sustainable management of agricultural soils) – Progetto Europeo, coordinamento italiano presso il CREA-AA.
EJP-SOIL conduce studi su sei argomenti: i) gestione del suolo e sua influenza sul cambiamento climatico, produzione agricola sostenibile, ambiente; ii) sequestro del carbonio nel suolo e mitigazione del cambiamento climatico; iii) capacità scientifiche e cooperazione in tutta Europa; iv) armonizzazione delle informazioni sui suoli europei; v) pratiche di gestione del suolo favorevoli a adattamento e mitigazione del cambiamento climatico; vi) pratiche di fertilizzazione specifiche per regione e contesto.
Circolarità nei sistemi agroalimentari
Molte ricerche del Centro AA mirano a ripristinare la circolarità del ciclo delle risorse, prevenendo o riutilizzando i residui per fornire una conoscenza rinnovata che metta in relazione le attuali condizioni di produzione e di mercato con lo sfruttamento del potenziale offerto dalla (ri)combinazione di agricoltura e allevamento, migliorando il collegamento delle aree rurali con i distretti agroindustriali.
BIOservicES
Linking soil biodiversity and ecosystem functions and services in different land uses (Collegare la biodiversità del suolo con le funzioni e i servizi dell’ecosistema in diversi usi del suolo) – Progetto Europeo, coordinamento italiano presso il CREA-AA.
BIOservicES mira a comprendere come virus, batteri, funghi e altri organismi del suolo contribuiscano ai servizi agro-ecosistemici, considerando uso del suolo e cambiamenti climatici. Il progetto identifica pressioni e fattori influenzanti, li valuta economicamente e sviluppa strumenti per pratiche di monitoraggio, conservazione, ripristino e gestione resiliente del suolo anche grazie al riciclo di materiali organici.
Gestione sostenibile dell’agrobiodiversità nei sistemi colturali
Il Centro AA si occupa di studi volti a favorire sistemi produttivi più sostenibili, mediante tecniche tradizionali e avanzate (biologia molecolare, remote sensing), oltre a mantenere e valorizzare proprie risorse genetiche vegetali e animali (collezioni varietali di mandorlo e gelso, accessioni di insetti quali api mellifere, pronubi selvatici e bachi da seta). In particolare, le api assumono la duplice veste di bioindicatori ambientali e di insetti utili e, in tal senso, vengono studiate a 360 gradi.
BeeGuards
Resilient beekeeping and breeding to safeguard natural genetic resources and pollination services (Apicoltura e allevamento resilienti per salvaguardare le risorse genetiche naturali e i servizi di impollinazione) – Progetto Europeo, coordinamento presso CREA-AA.
BeeGuards conduce studi in 11 paesi, applicando pratiche innovative di gestione basate su soglie di intervento e utilizzando arnie dotate di sensori digitali. Apicoltori, agricoltori e cittadini sono coinvolti tramite “WikiBeedia” e studi di “citizen science” per garantire che i risultati della ricerca siano tradotti in pratiche utili e valide per gli utilizzatori finali.
Diversificazione dei sistemi colturali
Occorre raggiungere un equilibrio sostenibile tra produzione agricola e tutela ambientale, favorendo la transizione dagli attuali sistemi colturali dipendenti da input esterni a sistemi a maggiore connotazione “ecologica”, basati cioè sulla diversificazione delle colture a scala di campo e di azienda (rotazioni, coltivazioni multiple, consociazioni colturali, agroforestazione). In questo ambito rientra anche l’attività del Centro volta a sviluppare interazioni con il paesaggio rurale, nei suoi molteplici aspetti (ambientali, culturali e socioeconomici, con lo sviluppo di un turismo rurale lento ed ecosostenibile e la valorizzazione dei prodotti rurali da parte di industrie creative).
ARACNE
Advocating the Role of Silk Art and Cultural Heritage at National and European Scale (Sostenere il ruolo della seta nell’arte e della sua eredità culturale, a livello nazionale e su scala europea) – Progetto Europeo, coordinamento presso il CREA-AA.
ARACNE mira a rilanciare in Italia e in Europa la filiera della seta, il patrimonio culturale a essa legato e il relativo paesaggio agrario. Gli obiettivi sono quelli di creare un’identità culturale legata alla filiera della seta, restituendole nuova vita con la realizzazione di una rete multiattoriale (mondo produttivo, università e ricerca, istituzioni, scuola e società civile), che valorizzi paesaggio e territorio con la diversificazione dei sistemi colturali all’insegna dell’innovazione, della produzione sostenibile, della moda e del turismo.
Valutazione della sostenibilità agroambientale
La valutazione della sostenibilità dei sistemi agroalimentari è un tema complesso per la coesistenza di obiettivi potenzialmente conflittuali e la multidimensionalità dei prodotti e dei servizi offerti.
Il Centro AA conduce studi impiegando una ampia gamma di metodi e strumenti per la valutazione della sostenibilità come la Life Cycle Assessment (LCA), l’Energy Analysis (EA) e l’analisi multicriteriale (MCA), quest’ultima basata su indicatori di sostenibilità.
ALL-Organic
Agroecology Living Labs to promote robust and resilient Organic production systems (Living Lab agroecologici per la promozione di sistemi produttivi biologici robusti e resilienti) – Progetto Europeo + MASAF, coordinamento presso CREA-AA.
ALL-Organic promuove una rete di esperienze, modelli e sistemi atti a favorire lo sviluppo di sistemi agricoli biologici diversificati allo scopo di mettere in opera produzioni biologiche robuste, resilienti e sostenibili, coinvolgendo gli attori del sistema alimentare dal campo alla tavola. Integrare approccio agroecologico e agrobiodiversità nei sistemi agricoli biologici richiede di riprogettare i sistemi agricoli stessi per aumentarne la diversificazione spaziale, temporale e genetica.
Research Centre for Agriculture and Environment. Sustainability across the board
Many of the studies carried out at different levels (territory, agroecosystem, farm) by the CREA Agriculture and Environment Research Center (CREA-AA) respond to efforts, wishes, and requests of the 12 Actions undertaken by the G7 Agriculture countries in Miyazaki (Japan) in 2023.
Researchers are engaged in the four agricultural-environmental sectors – soil, water, air and biota (the set of animal and plant organisms that inhabit an ecosystem) – and in the study of their functional properties, with a focus on sustainability.
CREAA AA is a multidisciplinary Centre which carries out research on characterization, management and modelling of agri-forest ecosystem.
- Staff: 212 (120 between researchers and technologists)
- Headquarters: Bari, Bologna (Bologna manages Padova lab for mulberry seedlings as well), Firenze, Roma and Padova
- Projects: 81 ongoing since 2022, 17 funded by the European Union, 23 by MIPAAF/MASAF, 3 by MIUR/MUR, 10 by Regions and what is left by Governmental and/or Institutions.
- “Soil Specialist” CREA AA ( in 2022 published on Zenodo the 1:500,000 and 1:250,000 scale soil maps) is working on the 1:100,000 scale soil map of Italy, in collaboration with the inter-institutional technical table “precision agriculture” at MASE. This is a crucial land-use planning tool in the agricultural, forestry, and natural sectors, and has been awaited for decades.
- Agroforestry: At the Menteroni farms in Lecce and Bitetto (Puglia), regenerative agriculture systems in agroforestry have recently been established to experiment with crops in semi-arid Mediterranean environments. In one system, typical Mediterranean scrub trees are planted, while in the other, almond trees are used. Both systems will include the cultivation of cotton and teff, a naturally gluten-free cereal.
- Bees: The most important research centre in Italy and Europe for bee studies. It provides analytical services on hive products and manages the three national beekeeping MASAF registers (queen bee breeders, honey sensory analysis experts, melissopalinologists).
- Use of Bees as Bioindicators: A monitoring network of 60 stations has been established, each made of 2 hives located on the rooftops of CUFA barracks buildings: 14 metropolitan cities (plus the one in Matera), 17 Park Departments, 27 Biodiversity Departments, and at the headquarters of the Italian National Institute of Health in Rome. The sites are in urban or peri-urban environments. In collaboration with beekeepers, bees and honey will be sampled to be analyzed for heavy metals, dioxins, and furans.
- Silkworms: The silkworm farming laboratory in Padua has carried out such an intensive research and outreach activities over the past two years that many regions have started funding mulberry plantations as food for silkworms. Silk production is a fully sustainable agricultural activity that can provide an interesting additional income for farms, especially since silk is now used not only for textiles but also in the cosmetics, jewellery, and in the medical field.
Innovative, digital, transversal: a new approach to complex problems.
Digitalization
Remote (satellites) and proximal (proximity sensors) digital sensing devices allow automatic data collection and the setting up of large multidimensional databases (weather and climate data, soil, crops, fauna, etc.), which can be managed and analyzed digitally to extract the information contained. The databases are used in spatial modeling systems (artificial intelligence) to produce maps of the health and fertility status of soils at various scales, used in the agri-food sector within digital decision support systems (DDSS) and Knowledge Hubs.
Project AGRARSENSE
AGRARSENSE aims to develop microelectronics, photonics, and hardware components for agricultural and forestry use through digital data management technologies and large-scale demonstrations to address industrial needs and increase the competitiveness of small and medium-sized enterprises. CREA-AA and CREA-VE develop methodologies for the integration of satellite data and simulation modeling to improve vineyard management (optimize water resources and defense strategies and predict qualitative and quantitative aspects of production).
The systemic, multi-actor, and multidisciplinary approach
With the systems approach, research initiatives are oriented towards looking at the entire system, the entire life cycle, or the entire community of stakeholders to understand with different disciplines how the components of the system itself are interconnected and influence one another.
Water 4Agrifood Project
Water4AgriFood aims to develop knowledge and innovation to manage and supply water to the agri-food system of Italian less developed regions, in an efficient, economical, sustainable, and climate-compatible manner, helping to counteract production limitations due to water scarcity. The project includes 5 themes: treatment of non-conventional water, new arid farming techniques, precision irrigation, water policy, management of water resources as adaptation to climate change. This articulation of themes that looks at irrigation with an agroecosystemic view, required the intervention of specialists from multiple disciplines and interaction with farmers.
Ongoing research in the five key areas of the CREA-AA drawing on Miyazaki’s 12 Actions
Mitigation and adaptation to climate change
Research activities are aimed at studying how crop and livestock systems can be adapted or modified to reduce the negative effects of climate change. In particular:
- sustainable use of water resources, to optimize irrigation practices, reduce losses, and increase the water retention capacity of soils;
- monitoring the state of degradation of agricultural soils and of their resilience, it is assessed that the most efficient agricultural systems are those adopted in the most suitable pedoclimatic environments;
- soil carbon sequestration;
- monitoring and modeling of weather conditions for agriculture;
- more resilient organic, conservative, regenerative, integrated and newly developed cultivation models (precision agriculture);
- cutting-edge techniques for measuring greenhouse gas and ammonia emissions and use of biophysical models to evaluate and predict the functioning of cropping systems.
EJP Soil Project
EJP-SOIL runs studies on six arguments: i) soil management and its influence on climate change, sustainable agricultural production, environment; ii) soil-carbon sequestration and climate change mitigation; iii) scientific capacities and cooperation across Europe; iv) harmonization of European soil information; v) soil management practices conducive to climate change adaptation and mitigation; vi) region- and context-specific fertilization practices.
Circularity in agri-food systems
Much of the CREA-AA Center’s research aims to restore the circularity of the resource cycle, preventing or reusing residues to provide renewed knowledge that relates current production and market conditions to the exploitation of the potential offered by the (re)combination of agriculture and livestock, improving the connection of rural areas with agro-industrial districts.
BIOSERVICES Project
BIOservicES aims to understand how viruses, bacteria, fungi, and other soil organisms contribute to agro-ecosystem services, considering land use and climate change. The project identifies pressures and influencing factors, evaluates them economically, and develops tools for resilient soil monitoring, conservation, restoration, and management practices also thanks to the recycling of organic materials.
Sustainable management of agrobiodiversity in cropping systems
The CREA-AA Center deals with studies aimed at promoting more sustainable production systems through traditional and advanced techniques (molecular biology, remote sensing), as well as at maintaining and enhancing its own plant and animal genetic resources (almond and mulberry variety collections, accessions of insects such as honeybees, wild pollinators, and silkworms). In particular, bees take on the dual role of environmental bioindicators and useful insects and, under this perspective, are studied at 360 degrees.
Beeguards Project
BeeGuards runs studies in 11 countries, applying innovative management practices based on intervention thresholds and using hives equipped with digital sensors. Beekeepers, farmers, and citizens are involved through “WikiBeedia” and “citizen science” studies to ensure that research findings are translated into useful practices for the end-users.
Diversification of cropping systems
It is necessary to achieve a sustainable balance between agricultural production and environmental protection, encouraging the transition from current cultivation systems dependent on external inputs to systems with a greater “ecological” facet, based on the diversification of crops at field and farm scale (rotations, multiple cultivations, intercropping, agroforestry). This area also includes the Centre’s activity aimed at developing interactions with the rural landscape, in its many aspects (environmental, cultural and socio-economic, with the development of slow and eco-sustainable rural tourism and the valorization of rural products by industries creative).
ARACNE Project
ARACNE aims to relaunch the silk supply chain, the cultural heritage linked to it, and the related agricultural landscape in Italy and Europe. It’s goal is to create a cultural identity linked to the silk supply chain, giving it new life with the creation of a multi-actor network (production world, university and research, institutions, schools and civil society), which enhances landscape and territory with the diversification of cultivation systems in the name of innovation, sustainable production, fashion, and tourism.
Evaluation of agri-environmental sustainability
The evaluation of the sustainability of agri-food systems is a complex issue due to the coexistence of potentially conflicting objectives and the multidimensionality of the products and services offered.
The CREA-AA Center runs studies using a wide range of methods and tools for sustainability assessment like Life Cycle Assessment (LCA), Energy Analysis (EA), and multi-criteria analysis (MCA), the latter being based on indicators of sustainability.
ALL-Organic Project
ALL-Organic promotes a network of experiences, models, and systems aimed at encouraging the development of diversified organic food systems, with the aim of implementing robust, resilient, and sustainable organic productions, by involving the actors of the food system from field to fork. To integrate the agroecological approach and agrobiodiversity in organic farming systems requires redesigning the agricultural systems to increase their spatial, temporal and genetic diversification.
Direttore CREA Agricoltura e Ambiente
#lafrase Fatti non foste a viver come bruti (Dante)
Dirigente di ricerca, CREA Agricoltura e Ambiente
Collabora in e coordina progetti di ricerca nazionali ed internazionali di agricoltura biologica ed agroecologia. Partecipa in qualità di esperto ai lavori del Working Group Agroecologia dello Standing Commitee on Agricultural Research (SCAR)
#lafrase Mi piace l’interdisciplinarietà e la pratico, nelle azioni di tutti i giorni
Tecnologo, CREA Agricoltura e Ambiente
Microbiologo, formatosi presso l’Università degli Studi di Firenze, si occupa di studi sulla ecologia microbica del suolo indagata con tecniche molecolari.
#lafrase La professione del ricercatore deve tornare alla sua tradizione di ricerca per l’amore di scoprire nuove verità (E. Fermi)
Ricercatore, CREA Agricoltura e Ambiente
Ricercatore, CREA Agricoltura e Ambiente
