Ogni agricoltore vorrebbe sapere che cosa accade all'interno delle proprie piante. Capire perché un albero da frutto perde le foglie, come mai i grappoli di una vite disseccano o qual è lo stato di idratazione di un olivo. Gli strumenti fino a ieri disponibili erano essenzialmente l'esperienza del tecnico e qualche analisi, ma le cose potrebbero presto cambiare.
Bioristor è un sensore, e una nascente startup, spinoff dell'Imem, l'Istituto dei Materiali per l'Elettronica e il Magnetismo del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr), che viene installato sulle piante e monitora i cambiamenti che avvengono nella linfa durante lo sviluppo, la crescita e in seguito a stress di varia natura. Lo strumento è un sensore costituito da due fibre tessili inserite nel fusto della pianta che monitorano praticamente in continuo la composizione della linfa, intercettando diversi elementi.
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"Oggi il nostro sensore è pensato per ottimizzare l'irrigazione, ma può essere impiegato anche per avere una fertilizzazione di precisione. E in futuro vogliamo anche impiegarlo per migliorare la difesa", spiega Michela Janni, agronoma e tra i fondatori della startup insieme a Filippo Vurro, Nicola Cappedè e Manuele Bettelli.
Partiamo dunque dall'acqua, quali sono i livelli di risparmio?
"Il nostro sensore riesce a determinare in maniera molto precisa lo stato di idratazione della pianta e quindi permette all'agricoltore di avviare l'impianto di irrigazione solo quando veramente necessario. Il risparmio idrico varia molto da coltura a coltura e da territorio e territorio, ma diversi studi effettuati in campo su pomodoro da industria hanno dimostrato un possibile risparmio di acqua di almeno il 36%".
Bioristor su pomodoro
(Fonte foto: Bioristor)
Non bastano dei normali tensiometri nel terreno per avere una irrigazione di precisione?
"I tensiometri vanno bene per stabilire la quantità di acqua nel suolo, ma non c'è sempre una corrispondenza tra umidità del terreno e idratazione delle piante. Ci possono essere casi ad esempio in cui anche se il terreno è asciutto la pianta è ben idratata".
Molte colture sono volutamente mandate in stress idrico per migliorare sotto il profilo qualitativo le produzioni. In che modo il vostro sensore può supportare queste pratiche?
"Monitorando lo stato di idratazione della coltura possiamo mantenere le piante in uno stress idrico controllato, senza però scendere sotto quei livelli di guardia che ne comprometterebbero la normale fisiologia. Una coltura su cui abbiamo lavorato è ad esempio la vite, che quando è in stress idrico concentra nell'acino composti interessanti per la vinificazione. Ma d'altro canto se lo stress è eccessivo si ottiene anche un calo produttivo".
Bioristor su vite
(Fonte foto: Bioristor)
L'acqua gioca un ruolo importante anche in molte fisiopatie. Penso ad esempio alla moria del kiwi. Avete delle esperienze a riguardo?
"Abbiamo lavorato sull'actinidia insieme all'Università di Bologna, all'interno del progetto Positive finanziato dal Por Fesr dell'Emilia Romagna, ma non per quanto riguarda la moria. In linea di principio, comunque, questo strumento potrebbe aiutare i ricercatori a investigare le cause della malattia, che è complessa e di cui ancora non si conoscono appieno i meccanismi".
Quali aspetti della fisiologia del kiwi avete studiato?
"Abbiamo sia monitorato lo stress idrico, sia studiato le cause di una filloptosi precoce di alcune piante, che Bioristor ha prontamente individuato. Sul fronte della fertilizzazione abbiamo anche lavorato su melo, sempre all'interno di un progetto finanziato dal Psr dell'Emilia Romagna".
Di quale progetto si trattava?
"Nel progetto Input Arb abbiamo monitorato la risposta delle piante alla somministrazione di concimi differenti. Abbiamo validato la nostra tecnologia nella capacità di individuare cambiamenti nel segnale del Bioristor in seguito all'apporto di diversi fertilizzanti, nonché la risposta fisiologica della pianta in seguito a questi trattamenti".
Bioristor su melo
(Fonte foto: Bioristor)
Su cosa state lavorando oggi?
"Al momento stiamo lavorando sullo sviluppo di algoritmi, utilizzando anche l'intelligenza artificiale, per identificare i valori soglia di intervento basandoci sui segnali del Bioristor. Inoltre stiamo approfondendo sempre di più le potenzialità del Bioristor".
In quale modo il sensore di Bioristor può essere utile?
"Ad esempio può essere utilizzato nelle fasi di miglioramento genetico per misurare in maniera oggettiva la risposta delle piante agli stress abiotici correlati ai cambiamenti climatici, come il caldo estremo o la scarsità di acqua. In questo modo è possibile selezionare più agevolmente quelle varietà che meglio si adattano al nuovo contesto di crescita".
Prossimi step?
"Oltre alla ricerca di campo, che continua, stiamo rendendo il sensore sempre più preciso e facile da utilizzare, anche dagli agricoltori. Inoltre stiamo muovendo i primi passi nella detection e nell'efficientamento dell'utilizzo dei fertilizzanti e nella possibilità di identificare precocemente fitopatologie".
