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martedì, 9 Agosto 2022

Sostenibilità in filiera: quando la ricerca e la tecnologia incontrano il consumatore

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Rappresentando circa 1/3 della produzione lorda agricola media nazionale, l’ortofrutta riveste un ruolo di rilievo nel sistema agroalimentare italiano. Pertanto, quando parliamo di sostenibilità del settore è opportuno applicare il concetto in maniera integrale all’intera filiera, dalla pre-coltivazione (aspetti genetici) alla coltivazione, fino alla post-raccolta e alla commercializzazione. È quanto fa il progetto POFACS, coordinato dal CREA Orticoltura e Florovivaismo

Non si può parlare di sostenibilità a “compartimenti stagni”, ma si deve studiare l’intero processo di filiera: lo sviluppo di varietà, reso possibile dalla genetica e dalle biotecnologie genetiche, la successiva coltivazione con tecnologie e tecniche agronomiche, in grado di ottimizzare i fattori produttivi e, infine, la distribuzione di un prodotto ad alto contenuto di servizio. Tutto questo in un unico progetto in cui il CREA Orticoltura e Florovivaismo è coordinatore: Conservabilità, qualità e sicurezza dei prodotti ortofrutticoli ad alto contenuto di servizio (POFACS).

Fig. 1 – Collezione di linee di rucola migliorate presso il CREA-Orticoltura e Florovivaismo di Pontecagnano

Il comparto ortofrutticolo riveste un ruolo di rilievo nel sistema agroalimentare italiano, rappresentando circa 1/3 della produzione lorda vendibile agricola media nazionale. Le tendenze delle abitudini alimentari e degli stili di vita degli italiani fanno propendere la domanda verso prodotti ad alto contenuto di servizio, like-fresh (come freschi), di facile e pronto impiego (prodotti di III, IV e V gamma). Sono prodotti che subiscono processi minimi di trasformazione e necessitano della catena del freddo. L’offerta di ortofrutta ad alto contenuto di servizio è principalmente costituita da insalate, mono, miste e arricchite, seguite da baby leaf (isalatine da taglio fresche) e carote (julienne, fette, baby carrot), prodotti pronti da cuocere e snack, con una crescente presenza della frutta ready-to-eat (pronta da mangiare). Tali prodotti devono soddisfare requisiti di elevata “qualità”, quali aspetto, gusto, freschezza, proprietà nutrizionali e salubrità.

Fig. 2 – Panoramica del campo di breeding presso il CREA-Orticoltura e Florovivaismo di Monsampolo del Tronto

Aumentare la sostenibilità e l’efficienza d’uso delle risorse, estendere la shelf-life (letteralmente “vita di scaffale” indica la vita commerciale del prodotto, ovvero il periodo di tempo fra la produzione e il consumo dell’alimento senza che ci siano rischi per la salute del consumatore ) e accrescere la qualità post-raccolta e la sostenibilità economica sono sfide che possono essere vinte mediante innovazioni di gestione colturale, con interventi di valorizzazione della biodiversità vegetale esistente o di nuove varietà, la messa a punto di protocolli produttivi specifici e di innovativi processi tecnologici e lo sviluppo di modelli previsionali.

Fig. 3 – Parcelle di rucola trattate e non trattate con tè di compost

Gli obiettivi riguardano quattro aree d’intervento: pre-coltivazione (aspetti genetici), coltivazione, post-raccolta e commercializzazione. Il progetto si occupa anche di specie da frutto, ma in questo articolo focalizzeremo l’attenzione sulle attività da noi realizzate su ortaggi in pre-coltivazione e coltivazione.

Fig. 4 – Piante di pomodoro ciliegino coltivato senza suolo in sistema chiuso per subirrigazione con tre livelli salinità della soluzione nutritiva presso il CREA OF di Pontecagnano

Sviluppo di strumenti avanzati per l’innovazione genetica

Sviluppo di strumenti molecolari per la selezione assistita in rucola

Gli strumenti molecolari di selezione assistita in rucola sono necessari per avere un’efficiente selezione varietale per il miglioramento genetico di precisione. Sono in corso analisi con tecnologie di sequenziamento di nuova generazione per sviluppare strumenti genomici e marcatori funzionali associati ai principali caratteri richiesti dal mercato e relativi a resistenze a patogeni del suolo, fioritura tardiva e maggior contenuto in sostanze antiossidanti. Sono disponibili collezioni e popolazioni derivanti da ibridazione intra e inter-specifica, da utilizzare per studi di associazione e selezione genomica.

Strumenti di diagnosi molecolare per l’identificazione di specie contaminanti diverse da rucola

La diagnosi molecolare in rucola è fondamentale per tutelare le produzioni da frodi ed evitare la presenza di specie aliene, che possono provocare danni alle produzioni e ai consumatori, qualora vengano accidentalmente imbustate nelle produzioni di IV gamma, come accaduto in Germania qualche anno fa con l’erba cardellina (Senecio vulgaris). Sebbene i rischi siano bassi perché la filiera italiana è molto attenta, lo sviluppo di marcatori molecolari è un valido supporto  in quanto consente di arrivare all’impronta genetica da utilizzare come strumento di identificazione.

Caratterizzazione di materiali genetici e innovazione varietale

Selezione di genotipi di rucola migliorati per qualità e resistenze

È prevista la selezione di collezioni e popolazioni sperimentali derivanti da attività di miglioramento genetico. Vengono identificati i genotipi promettenti per resistenze ai principali patogeni del suolo, basso accumulo di nitrati e nuove tipologie per caratteri merceologico qualitativi e migliore shelf-life. Le linee promettenti vengono utilizzate come parentali per costituire nuovi ibridi da testare multi-ambiente prima di essere proposti al mercato.

Selezione di genotipi migliorati e diversificati di lattuga, cicorie e specie spontanee e selvatiche commestibile (per es. Cicoria o ortica)

L’imbrunimento degli ortaggi da foglia di IV gamma è una delle problematiche responsabili della contrazione della shelf life e dell’aumento della quantità di scarto. Per esempio, nell’indivia è in corso la selezione di materiali genetici più consoni, caratterizzati da diversa suscettibilità al taglio ed alla resa, ed è in fase di elaborazione una innovativa valutazione dell’imbrunimento, utilizzando le foglie.

Interventi innovativi in pre-raccolta per migliorare la sicurezza dei prodotti
Gli interventi innovativi per la rucola baby-leaf da IV gamma mirano ad ottimizzare l’impiego di risorse esterne, quali pesticidi e fertilizzanti, attraverso sistemi digitali di supporto alle decisioni, implementazione di mezzi tecnici di origine organica e microorganismi benefici.

Diagnosi precoce di stress fitopatologici soil-borne (del suolo) in rucola mediante IR imaging

È in corso la messa a punto di sistemi di diagnosi precoce di stress fitopatologici, causati da patogeni della rucola che vivono nel suolo. Verranno acquisite  immagini termografiche con sensori ottici specializzati, (restituendo la distribuzione nello spazio dei valori di temperatura superficiale), in grado di rilevare fattori di stress (es., idrico e/o fitosanitario). Questa innovazione aumenta la capacità dell’agricoltore di monitorare la coltura, fornendogli informazioni puntuali su quando e dove intervenire.

Compost soppressivi per il controllo della tracheofusariosi della rucola

In un’ottica di economia circolare e di promozione della gestione organica dei suoli, è previsto un intervento di ricerca finalizzato allo sviluppo di compost soppressivi, derivanti dal recupero e dalla valorizzazione di scarti organici, in grado di ridurre l’incidenza dei patogeni attraverso meccanismi naturali che coinvolgono le comunità microbiche del suolo. Possono essere recuperati i suoli stanchi, intensivamente sfruttati, dove proliferano le tracheofusariosi (malattie), causate da patogeni fungini, che crescono all’interno dei vasi linfatici, bloccando il flusso di acqua e nutrienti verso la parte aerea della pianta.

Consorzi microbici multifunzionali per la produzione sostenibile e in sicurezza di rucola

I consorzi microbici multifunzionali sono costituiti da combinazioni di microorganismi diversi tra loro, che insieme, però, sono in grado di sinergizzare e ampliare il target di azione e il loro adattamento all’ambiente, svolgendo in particolare,  funzioni di difesa e di biostimolazione delle piante.

Tè di compost per l’aumento della sostenibilità ambientale, della qualità e della shelf life della rucola

Il tè di compost è un prodotto liquido derivato dall’infusione in acqua di compost, con estrazione dei composti bioattivi e moltiplicazione dei microorganismi estratti dal compost stesso. Il tè di compost possiede proprietà di biocontrollo delle malattie e biostimolazione delle piante, oltre a svolgere una funzione nutrizionale. Il suo impiego si sta sempre più diffondendo in un’ottica di economia circolare e sostenibilità ambientale delle produzioni agricole. Con questa attività si vuole mettere a punto tè di compost areati o non areati, idonei per la produzione a basso input di rucola.

Innovazioni in pre-raccolta per il miglioramento della qualità dei prodotti

Ottimizzare irrigazione e climatizzazione per migliorare qualità organolettica e shelf-life in pomodoro coltivato senza suolo

 L’obiettivo specifico è produrre pomodori d’elevata qualità organolettica e nutrizionale attraverso la gestione fertirrigua guidata dal monitoraggio dei consumi idrici e dell’evapotraspirazione in una coltivazione senza suolo in sistema chiuso per subirrigazione. Viene eseguito il rabbocco automatico dei consumi dopo ogni irrigazione e la misura diretta della traspirazione delle piante mediante sensori del flusso della linfa. La soluzione nutritiva, aggiunta di varie concentrazioni di sale da cucina, realizza condizioni di stress che migliorano la qualità e la conservabilità dei frutti.

Fig. 5 – Piante di pomodoro ciliegino coltivato senza suolo in sistema chiuso per subirrigazione con tre livelli salinità della soluzione nutritiva presso il CREA-Orticoltura e Florovivaismo di Pontecagnano

Biofortificazione di pomodoro ciliegino da IV gamma per migliorare la qualità organolettica e nutrizionale e per l’aumento della shelf-life

In una coltivazione senza suolo in sistema chiuso per subirrigazione è previsto il confronto tra la fertilizzazione standard e tre fertilizzazioni iodiche con sali di potassio aggiunti alla soluzione nutritiva per valutare l’effetto sull’accrescimento delle piante di pomodoro e sulla qualità organolettica e nutrizionale dei frutti alla raccolta e in post-raccolta.

Fig. 6 – Sensore di misura del flusso di linfa applicato a una pianta di pomodoro ciliegino coltivato senza suolo in sistema chiuso per subirrigazione presso il CREA OF di Pontecagnano

Sviluppo di un sistema di supporto alle decisioni (DSS) per ridurre il contenuto di nitrati in rucola ottimizzando nutrizione e climatizzazione

È in corso la calibrazione di un modello di simulazione e un protocollo di monitoraggio della zona radicale con estratti acquosi per ottimizzare la concimazione azotata in rucola e ridurre l’accumulo di nitrati. È iniziata una sperimentazione su substrato con 5 livelli di azoto nella zona radicale per valutare la risposta produttiva e qualitativa della pianta e individuare la concentrazione di azoto, che massimizza il livello produttivo senza eccedere nell’accumulo di nitrati nei tessuti edibili.

Accursio Venezia

Il suo settore principale di ricerca è la coltivazione senza suolo di ortaggi, pomodoro in particolare

#lafrase Labor omnia vicit (il motto dell’ex Istituto Sperimentale per l’Orticoltura)

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