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mercoledì, 5 Ottobre 2022

Sostenibilità in pratica /5 – Approcci agroecologici innovativi per la resilienza al cambiamento climatico nel Mediterraneo

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Produrre di più con meno è la sfida imposta all’agricoltura dalla crisi climatica. Ma come? Scopriamo insieme il progetto CHANGE-UP del CREA, con il suo Centro di Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari, che sperimenterà nei paesi del bacino del Mediterraneo sistemi di coltivazione di cereali innovativi utilizzando popolazioni evolutive (EP) di frumento tenero in rotazione colturale con cece o trifoglio e linee di grano perennante (NPG).

La crisi climatica ci pone di fronte all’enorme sfida di ridurre gli input e le emissioni dei sistemi agricoli, ma allo stesso tempo di produrre di più e con rese stabili nel tempo per far fronte all’inarrestabile crescita della popolazione mondiale. L’Europa ha definito una nuova strategia, il Green Deal, per una crescita sostenibile capace di stimolare l’economia, migliorare la salute e la qualità della vita delle persone, prendendosi al contempo cura della natura, in modo da rendere l’Europa il primo continente a impatto climatico zero entro il 2050. Al centro del Green Deal si pone la modalità From farm to fork, Dal produttore al consumatore, per affrontare le sfide poste dal conseguimento di sistemi alimentari sostenibili, riconoscendo il legame inscindibile tra salute della persona, della società e dell’ambiente. Tra l’altro, la pandemia di Covid-19 ci ha drammaticamente ed improvvisamente reso consapevoli di questa interrelazione tra noi e l’intero pianeta.

Fig. 1 – Sviluppo stagionale delle radici di grano (a sinistra di ciascuna coppia) e di Thinopyrum intermedium (a destra) – Fonte: S Cox, et al., Bioscience 56, 649 (2006).

Lo sviluppo di sistemi di coltivazione che possano preservare l’integrità degli agroecosistemi attraverso un uso più sostenibile ed efficiente delle risorse naturali, garantendo la stabilità della produzione nel tempo e la qualità nutrizionale dei prodotti agricoli, risulta una delle più grandi sfide dell’agricoltura moderna, di primaria importanza per contrastare le attuali emergenze socioeconomiche come povertà, fenomeni migratori e insicurezza alimentare.

I cereali sono al centro dell’attenzione mondiale essendo alla base dell’alimentazione umana e, tra questi, il frumento risulta il cereale più coltivato con 61 milioni di ettari in Europa (FAOSTAT 2018). Il cambiamento climatico ha già provocato una produzione altalenante e variabile di grano e una maggiore vulnerabilità della condizione generale delle popolazioni rurali, legate alla sua coltivazione. Inoltre, i sistemi agricoli intensivi, basati sull’ottimizzazione della produttività delle monocolture, attraverso grandi quantità di input esterni, sono oggi ampiamente criticati per i loro impatti ambientali negativi, tra cui l’erosione e il degrado del suolo, la contaminazione chimica, la perdita di biodiversità e l’uso di combustibili fossili. Al contrario, i sistemi colturali altamente diversificati, basati su principi ecologici, hanno dimostrato di avere potenziali vantaggi in termini di produttività, stabilità nella resa dei prodotti, resilienza e sostenibilità ecologica, sebbene a volte siano considerati più difficili da gestire.

Fig. 2 – Spighe di (da sinistra): Grano perenne, Grano perenne, Farro monococco, Grano duro – Fonte: Laura Gazza (CREA-IT)

In quest’ottica si pone il progetto triennale CHANGE -UP (Innovative agro-ecological approaches to achieving resilience to climate CHANGE in Mediterranean countries), finanziato dall’UE nell’ambito del programma PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediteranean Area). L’obiettivo principale del progetto CHANGE-UP è di realizzare un sistema agricolo innovativo per l’area mediterranea  resiliente ai cambiamenti climatici, in grado di contribuire alla salvaguardia del suolo, alla tutela della biodiversità, alla sicurezza alimentare,   di soddisfare le crescenti richieste dei consumatori per prodotti sani e naturali, migliorando allo stesso tempo i redditi degli agricoltori.

Saranno sperimentati nei paesi del bacino del Mediterraneo (Italia, con L’Università di Parma, capofila del progetto, e il CREA; Algeria, Francia, Marocco e Tunisia), sistemi di coltivazione di cereali innovativi, meno esigenti in termini di risorse, basati sullo sfruttamento e sulla promozione della biodiversità, più resistenti ai vincoli ambientali e all’imprevedibilità dei cambiamenti climatici.

In particolare, presso i campi sperimentali del CREA Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari a Montelibretti (Roma) prevede di utilizzare sia popolazioni evolutive (EP) di frumento tenero in rotazione colturale con cece o trifoglio e sia linee di grano perennante (NPG).

Fig. 3 – Ricrescita Post Raccolta. Montelibretti (RM) Settembre 2021 – Fonte: Laura Gazza (CREA-IT)

Le popolazioni evolutive

Le popolazioni evolutive sono miscugli di semi di diverse varietà della stessa specie seminati e affidati all’evoluzione spontanea della natura per la selezione. Questi miscugli possono essere statici o dinamici: un miscuglio statico si compone mescolando un determinato numero di semi di ciascun componente all’inizio di ogni stagione, in modo che la composizione del miscuglio non cambi nel tempo. Un miscuglio dinamico, come quello proposto nel progetto CHANGE-UP, è invece un miscuglio in cui il seme prodotto in un determinato anno viene utilizzato come seme per la coltura successiva, intercettando così sia gli effetti della selezione naturale che quelli degli incroci naturali. Queste popolazioni, a causa degli incroci naturali, della ricombinazione genetica e della selezione naturale, si evolvono, adattandosi sempre meglio all’ambiente (fisico e agronomico) in cui vengono coltivate. Le popolazioni sono infatti in grado di adattare la loro fenologia (epoca di fioritura e di maturazione) alla località in cui vengono coltivate;  diventano sempre più produttive; hanno una resa più stabile rispetto alle coltivazioni monovarietali, che risultano sì uniformi nel tempo, cioè da un anno all’altro, ma non nello spazio, ovvero si adattano in modo specifico alla località in cui vengono coltivate. Le popolazioni si evolvono, diventando sempre più resistenti alle malattie; controllano le infestanti meglio delle varietà uniformi, anche se le prove scientifiche su questo vantaggio sono ancora limitate.

Fig. 4 – Popolazioni evolutive. Montelibretti (RM) Aprile 2022 – Fonte: Laura Gazza (CREA-IT)

I grani perenni

Fig. 5 – Linee di grano perenne. Montelibretti (RM) Aprile 2022 – Fonte: Laura Gazza (CREA-IT)

Sono frumenti seminati una volta ogni tre anni che producono spighe ad ogni annata agraria, con costi ridotti per l’agricoltore. Si tratta di nuove linee di grano, selezionate dal The Land Institute insieme alla Washington State University, USA, ottenute incrociando il grano con il Thinopyrum, un grano perenne selvatico. Da questi incroci sono state selezionate delle linee di grano che hanno la capacità di generare nuove spighe nel corso degli anni. I grani perenni vengono seminati verso la fine dell’autunno e in giugno-luglio avviene la trebbiatura. Dopo il raccolto, la pianta viene recisa ad una decina di centimetri dal suolo, perché poi con l’arrivo dell’autunno ricaccia – in gergo scientifico si parla di post-harvest-regrowth – e nell’estate successiva si ha una nuova spigatura. I grani perenni o meglio pluriennali, potrebbero offrire una valida opportunità per soddisfare le richieste crescenti di cibo senza esaurire le risorse naturali del nostro pianeta e per contribuire a ridurre l’erosione e i costi di produzione, in quanto non necessitano di lavorazioni del terreno da un’annata all’altra e consentono di aumentare parallelamente la biodiversità, la biomassa aerea e soprattutto sotterranea, grazie ad un apparato radicale decisamente più sviluppato rispetto ai frumenti annuali. Ciò incrementa l’efficienza di assorbimento di acqua, minerali e fertilizzanti e il sequestro di carbonio nel terreno e contrasta l’erosione.

Il ruolo del CREA

Il ruolo del CREA in questo progetto è quello di valutare la qualità delle popolazioni evolutive e dei grani perenni cresciute nei Paesi del Mediterraneo, partners del progetto. Si è, infatti, alla ricerca di piante che assicurino gli standard tecnologici, nutrizionali e merceologici  richiesti dal mercato. Bisogna selezionare quelle piante che offrono produttività e caratteristiche tecnologiche e nutrizionali in linea con quelle dei frumenti attualmente coltivati.

La sfida è ardua per i ricercatori del Centro, che hanno lavorato per decenni per fissare i geni utili alla qualità delle linee di frumento per selezionare varietà distinte, uniformi e stabili, e richiede un deciso cambio di paradigma del modo di pensare e di ricercare l’innovazione in cerealicoltura…. Ma la ricerca è Rivoluzione. Quindi, sfida accettata!

Laura Gazza
Ricercatore del CREA-Centro di ricerca Ingegneria e Trasformazioni agroalimentari di Roma

Le sue principali aree di ricerca sono la Genetica, la Biochimica e la Tecnologia dei cereali (grano tenero, grano duro, grano monococco, avena e altri cereali minori a ridotto o nullo contenuto in glutine, quali sorgo, teff, triticale e tritordeum).

#lafrase “Ma allora che ci guadagni?” “Ci guadagno”, disse la volpe, “il colore del grano”. Perché è il colore del grano quello che ci guadagniamo quando arricchiamo la nostra vita delle persone giuste (Antoine de Saint-Exupéry. Il Piccolo Principe)

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