Sostenibile e avanzata: la floricoltura del futuro 

La ricerca scientifica nel settore della floricoltura persegue obiettivi che guardano alla sostenibilità nel suo complesso, proponendo soluzioni innovative e di frontiera che possono impattare in maniera significativa sugli aspetti ambientali, economici e sociali delle filiere: dai microorganismi per una gestione ottimale della difesa colturale, della nutrizione e dell’irrigazione alla sensoristica e agli strumenti di agricoltura digitale che migliorano la qualità delle produzioni, riducendo gli sprechi e le emissioni climalteranti 

I diversi settori produttivi di fiori, in pieno campo ed in coltura protetta, unitamente a quello di piante ornamentali da fiore sono molto ricettivi in termini di innovazione e sviluppo. Queste produzioni sono accomunate dalla necessità di numerose cure agronomiche e di input per garantire standard quanti-qualitativi elevati, che, coniugati alle esigenze di sostenibilità, stimolano l’introduzione di nuovi mezzi e tecnologie quali substrati senza o a ridotto contenuto di torba, biostimolanti e organismi o sensori per il monitoraggio delle colture. 

I materiali organici alternativi alla torba, impiegabili per la composizione di substrati colturali professionali più promettenti, per le loro caratteristiche chimiche e fisiche, per la loro disponibilità sul mercato e in quanto provenienti da scarti di produzione agroforestali, sono sicuramente la fibra di legno stabilizzata e il compost verde. Molto utilizzati sono anche materiali derivanti dalla lavorazione del cocco (fibre e midollo), ma presentano problematiche ambientali derivanti sia dalla modalità di produzione, sia dal trasporto in Europa, pertanto, si sta cercando di limitarne l’impiego.  

La fibra di legno stabilizzata deriva da un processo di lavorazione meccanica o termica in grado di rendere il materiale di scarto della lavorazione del legno impiegabile come substrato colturale ideale anche per la sicurezza fitosanitaria. Il suo utilizzo, soprattutto in dosaggi elevati, richiede particolari attenzioni sia dal punto di vista della concimazione azotata, sia della gestione irrigua. 

Il compost è una sostanza organica umificata che si ottiene attraverso il compostaggio, un processo di biotrasformazione controllata operata da microrganismi di residui e materiali organici di scarto della filiera agricola, agro-industriale e/o dallo smaltimento della frazione organica dei rifiuti domestici. Generalmente, il compost viene utilizzato in agricoltura come ammendante o fertilizzante organico, ma, qualora ne ricorrano le caratteristiche agronomiche, viene proposto anche per la parziale o totale sostituzione della torba nei substrati professionali, con l’esclusione dei compost derivanti da rifiuti domestici. Inoltre, può contribuire a ridurre il ricorso a input esterni, essendo in grado di migliorare lo stato di salute delle piante, attraverso la capacità di contrastare l’insorgenza di patologie, oltre ad apportare anche parte dei nutrienti necessari al loro sviluppo, apporto che però deve essere attentamente valutato nella gestione delle concimazioni. 

In tale contesto, l’introduzione di microorganismi utili, unitamente a tecniche e tecnologie di precisione, assume un ruolo fondamentale nel consentire una gestione ottimizzata sia della difesa che della nutrizione e dell’irrigazione. 

I microorganismi, infatti, negli agroecosistemi svolgono funzioni utili allo sviluppo e alla produttività delle piante sia stabilendo relazioni dirette con i loro apparati radicali e/o con la parte aerea, che vivendo liberamente nell’ambiente tellurico. Essi regolano la disponibilità dei nutrienti necessari per la crescita delle specie coltivate mediante le loro attività cataboliche nel suolo oppure stabilendo interazioni mutualistiche con la pianta, assolvendo alle cosiddette funzioni di biofertilizzazione. In maniera complementare, possono fungere da biostimolanti, essendo in grado di migliorare l’efficienza d’uso dei nutrienti, la tolleranza agli stress biotici e la qualità generale della coltura. Attraverso i meccanismi di competizione antagonistica con gli agenti patogeni e/o parassitari, alcuni gruppi microbici possono essere adottati come agenti di controllo biologico delle malattie e dei parassiti delle piante. 

D’altra parte, la gestione ottimale di nutrizione, irrigazione, difesa, ed energia nei sistemi floricoli, sia in coltura protetta che in pieno campo, rappresenta una sfida cruciale di competitività, e, dunque, di sostenibilità. In questo senso, la sensoristica e gli strumenti dell’agricoltura digitale offrono nuovi e più numerosi elementi informativi a supporto delle decisioni e/o delle automazioni, con l’obiettivo di essere più precisi nel soddisfare i fabbisogni specifici della coltivazione rispetto ai diversi input. Dunque, meno sprechi e massima efficienza. In questo discorso si inseriscono modellistica e algoritmi di intelligenza artificiale in grado di massimizzare l’interpretazione agronomica e operativa dei dati raccolti. La misura dei parametri (micro)climatici attraverso reti di sensoristiche dislocate nell’ambiente di coltivazione può essere convogliata con approccio Internet of Things (IoT) per la previsione del rischio fitopatologico, dei fabbisogni irrigui e per la gestione del clima in serra. I sensori optoelettronici, in grado di rilevare segnali spettrali dalla pianta, possono essere impiegati per stimare in applicazioni prossimali alcuni fabbisogni in maniera non distruttiva, automatica e scalabile. Come, ad esempio, la valutazione dello stato nutrizionale della pianta, con particolare riferimento alla componente azoto, rendendo possibile concimare in maniera ottimizzata, ovvero senza sprechi, grazie alla capacità di individuare con precisione la necessità di opportuni interventi correttivi. Dunque, alta tecnologia, ma anche metodi ispirati dai processi naturali possono contribuire all’impronta green della floricoltura. 

I principali interessi e ambiti di ricerca in cui si è specializzata negli anni sono: i) studio della risposta delle piante a stress abiotici e all’applicazione di diverse tecniche colturali tramite approccio biometrico ed eco-fisiologico (sia relativamente a colture in suolo che in fuori suolo, substrati, fertilizzanti, ecc.); ii) messa a punto di substrati colturali innovativi per la coltivazione di specie orto-florovivaistiche; iii) messa a punto di sistemi di controllo basati su monitoraggio delle condizioni microclimatiche finalizzati alla gestione (e.g., irrigua, fitopatologica e nutrizionale) in remoto di impianti di coltivazione e aree verdi; iv) valutazione di sistemi innovativi di gestione del clima in ambiente protetto.

Le principali tematiche di studio riguardano l’implementazione dell’impiego in agricoltura di compost di qualità, phytochemicals e microorganismi utili e antagonisti agenti di biocontrollo, e la valorizzazione di soluzioni integrate con gli strumenti dell’agricoltura digitale per migliorare l’efficienza d’uso delle risorse nella produzione primaria. Conduce ricerche sui meccanismi di difesa delle piante legati all’ecologia delle interazioni telluriche ed al recupero della soppressività naturale dei suoli e studi di imaging iperspettrale e termico sulle colture sia per l’individuazione precoce di infezioni fungine, sia per la valutazione delle performances su pianta di agenti microbici utili.