Se la sfida dell'umanità è quella di continuare a progredire offrendo cibo e benessere a tutti nel rispetto dell'ambiente, l'innovazione è la chiave del successo. Gli agricoltori hanno l'arduo compito di sfamare una popolazione mondiale in crescita, avendo però a disposizione sempre meno terra fertile e sempre meno mezzi tecnici. Agli agricoltori viene chiesto di essere sempre più attenti alla sostenibilità ambientale del loro lavoro, dovendo però far fronte agli effetti dei cambiamenti climatici.
Per sfamare l'umanità e farlo in maniera sostenibile la strada obbligata è l'innovazione, che passa ad esempio da nuovi agrofarmaci, da sementi più performanti e da strumenti digitali in grado di ottimizzare l'uso degli input produttivi. In questa direzione si sta muovendo BASF, che durante la Research Press Conference 2021 ha voluto svelare alcuni nuovi prodotti su cui sta lavorando.
Arrivano gli ibridi, di frumento
Una vera rivoluzione, dal punto di vista della genetica, è avvenuta con l'introduzione degli ibridi, varietà ottenute da due parentali geneticamente differenti che sono caratterizzati da una migliore performance in campo, ad esempio sotto il profilo della produttività.
Il vigore dell'ibrido è ben conosciuto da chi fa mais, una delle prime colture e sicuramente la più importante ad aver vissuto questa rivoluzione. Ma anche tante orticole, come il cavolfiore, sono state oggetto di ibridazione, così come il riso. La sfida di BASF è stata quella di puntare sul frumento.
Per anni si è tentato di creare degli ibridi di grano che fossero interessanti per la coltivazione, ha spiegato durante l'evento Edward Souza, global head of wheat breeding di BASF. Tuttavia la genetica del grano è molto più complessa di quella di altre specie. Rispetto al mais il genoma del frumento è sette volte più grande, mentre è ben quaranta volte più complesso rispetto a quello del riso.
Le nuove tecnologie hanno però permesso di superare questo problema. Parliamo di sensori in campo, di droni, di big data e di intelligenza artificiale. Ma soprattutto delle ultime tecnologie di sequenziamento genetico, in grado di mappare il Dna di una pianta ad un costo molto basso. Basti pensare che per mappare il genoma umano circa venti anni fa è stato speso qualcosa come 300 milioni di dollari, mentre oggi per fare lo stesso lavoro su una pianta di frumento bastano pochi euro.
Nei campi sperimentali di BASF e nei suoi laboratori sono state dunque incrociate diverse linee di frumento per ottenere una gran quantità di ibridi che sono stati poi analizzati per identificare quelli con le caratteristiche migliori al fine di incontrare le esigenze dei cerealicoltori nei diversi areali di produzione del frumento.
D'altronde se dagli anni Sessanta agli Ottanta la produttività del grano è cresciuta in media del 3% l'anno, negli ultimi decenni si è quasi fermata, crescendo di meno della metà. L'ambizione di BASF è quella di dare nuovo impulso alla produttività sfruttando il potenziale genetico del frumento. Le stime ci dicono infatti che nei prossimi anni dovremo aumentare di circa il 50% la produzione di grano a livello globale per sfamare una popolazione in crescita.
I nuovi agrofarmaci? Scovati grazie all'intelligenza artificiale
Gli agricoltori hanno a disposizione sempre meno mezzi tecnici per garantire la produttività e la sanità delle colture. Al contempo identificare una nuova sostanza attiva è un percorso molto lungo (dieci anni e più) ed estremamente costoso. Solitamente nei laboratori delle aziende dell'agrochimica si adotta un approccio lineare alla ricerca che prevede lo studio di migliaia di molecole potenzialmente interessanti e il loro test a step successivi per valutarne l'efficacia, la selettività, la tossicità e tanti altri parametri. Questi test, in laboratorio, poi in serra e infine in campo richiedono uno sforzo notevole e in moltissimi casi portano a dei fallimenti. Solo una molecola su centinaia alla fine conclude l'iter autorizzativo ed entra in commercio.
Per velocizzare questo percorso, abbattere i costi e fornire innovazioni in tempi brevi agli agricoltori, BASF ha introdotto il concetto di ricerca parallela, abbandonando quella lineare. In altre parole le molecole selezionate vengono studiate contemporaneamente su più fronti in maniera precisa, veloce ed economica, grazie alle potenzialità dell'intelligenza artificiale.
Come spiegato da Manuel Medinger, global project lead Revysol, grazie all'impiego di super computer è possibile creare dei simulacri virtuali delle molecole. Dei modelli 3D che possono essere fatti interagire con altre molecole per studiare le differenti interazioni.
Questo permette di scremare in maniera molto veloce e precoce quelle sostanze attive che hanno una scarsa efficacia, oppure una bassa selettività o ancora una tossicità elevata. Grazie a questo approccio è stato possibile ad esempio mettere a punto il fungicida Revysol, autorizzato su più di quaranta colture.
La modellazione 3D è stata utile anche per mettere a punto il formulato, in quanto sono stati testati in maniera virtuale più di cento coformulanti, di cui è stata valutata la capacità di impedire la cristallizzazione della sostanza attiva. Alla fine la manciata di molecole che ha superato il test digitale è stata provata in laboratorio, poi in campo, fino ad arrivare all'attuale formulazione.
La terza gamba dell'innovazione: il digitale
Gli strumenti digitali hanno ormai rivoluzionato le nostre vite e il modo in cui si lavora e si fa ricerca. Ma stanno lentamente entrando anche nella vita degli agricoltori. BASF sta sviluppando una complessa suite di servizi raggruppata sotto il brand Xarvio, che vuole proprio supportare gli agricoltori nel loro lavoro quotidiano.
Il digitale può infatti affiancare l'agricoltore nel monitorare le colture, ad esempio attraverso l'analisi delle immagini satellitari, oppure grazie all'uso di droni e di sensori in campo. Ma può aiutare l'operatore anche a prendere decisioni, ad esempio per quanto riguarda la difesa delle colture. Ed è in grado di gestire in maniera razionale e a rateo variabile tutti gli input produttivi, al fine di massimizzare l'efficienza e ridurre gli sprechi.
Come sottolineato da Björn Kiepe, head of agronomy Xarvio, in ultima analisi gli strumenti digitali possono aiutare l'agricoltore a fare meglio il proprio lavoro, aumentando la produttività delle aziende agricole e migliorandone la sostenibilità da tutti i punti di vista.
Un esempio è Spray Timer, un'applicazione all'interno di Field Manager che suggerisce all'agricoltore il momento ottimale per intervenire con un trattamento in campo, aumentando la tempestività e quindi l'efficienza dell'applicazione. Oppure Zone Spray, che consente una gestione a rateo variabile delle applicazioni. E il prossimo anno BASF lancerà insieme a Bosch, dapprima in Brasile e poi nel resto Mondo, una speciale barra per il diserbo in grado di trattare il campo solo quando i sensori posizionati in corrispondenza degli ugelli individuano l'effettiva presenza delle malerbe. Questo significa elevata efficienza, riduzione dei costi e maggiore sostenibilità.
Chi si ferma è perduto
L'agricoltura sta attraversando una rivoluzione. Da un lato i consumatori chiedono maggiore sostenibilità e dall'altro l'Unione Europea ha varato una serie di ambiziose strategie, come la From Farm to Fork, che cambieranno il modo di lavorare dei farmer. Gli agricoltori si trovano ad operare in un contesto normativo sempre più stringente, con la spada di Damocle dei cambiamenti climatici, i cui effetti sono già oggi ben visibili.
Fare agricoltura in maniera sostenibile, per le tasche degli agricoltori e per l'ambiente, è tuttavia possibile e la strada obbligata è quella dell'innovazione. Serve però un cambio di passo lungo tutta la filiera e sempre maggiori investimenti nella ricerca e nello sviluppo di nuove soluzioni.
