Ridurre gli imput chimici è un obiettivo comune a tutta l'agricoltura possiamo dire mondiale. E tra le varie strategie messe in campo per arrivare a questo scopo, l'agricoltura di precisione e l'agricoltura biologica sono forse quelle più efficaci e sicuramente quelle attualmente più applicabili e applicate.
Ma è possibile mettere insieme agricoltura biologia e agricoltura di precisione per arrivare ad ottimi livelli di sostenibilità ed efficienza?
Ne abbiamo parlato con Giorgio Mariano Balestra, docente di Strategie di difesa ecosostenibile delle coltivazioni agrarie all'Università della Tuscia di Viterbo, e da anni impegnato nell'applicare tecnologie dell'agricoltura di precisione in un contesto di sostenibilità.
Giorgio Mariano Balestra, quali sono le potenzialità della protezione bio associata all'agricoltura di precisione?
"Per ridurre gli input chimici nella protezione delle coltivazioni dobbiamo innanzitutto chiarire i meccanismi d'interazione che si instaurano tra i differenti binomi ospite/patogeno. Quindi, capire quali approcci di difesa biologica applicare, unitamente a tecnologie derivanti dall'agricoltura di precisione che possono concorrere ad ottimizzare gli interventi di protezione e quindi prevenire e ridurre le perdite derivanti dagli agenti di malattia, come l'impiego delle molecole di sintesi".
In concreto ci sono già degli studi che state portando avanti?
"In virtù del progetto Psr SmartAgri Platform, coordinato dal Consorzio agrario dell'Umbria, stiamo lavorando sul grano per proteggerlo dal fungo (Fusarium graminearum) particolarmente dannoso ed agente causale della fusariosi della spiga. Con la dottoressa Sara Francesconi abbiamo approcciato la problematica fusariosi della spiga del grano studiando come la modulazione stomatica e differenti parametri fotosintetici sono coinvolti nelle risposte di resistenza.
A seguito d'infezione da parte di F. graminearum e mediante analisi RT-qPCR, abbiamo chiarito quali geni sono coinvolti nella regolazione stomatica ed attiva nella cultivar Sumai3, resistente alla fusariosi, ma non nella cultivar Rebelde, sensibile alla fusariosi. Rispetto alla chiusura stomatica, nella cultivar Sumai3 sette geni risultano coinvolti nella regolazione positiva e due nella regolazione negativa, evidenziando un'interazione genica nell'apertura/chiusura degli stomi in risposta all’infezione da F. graminearum. Inoltre, a seguito dell'infezione da parte di questo fungo abbiamo chiarito come, con l'aumento della temperatura, si evidenzia un'influenza di determinati genotipi di grano determinando una diminuzione dell'efficienza fotosintetica nella cultivar Rebelde ma non nella cultivar Sumai e, confermando così, che i parametri fotosintetici sono correlati alla resistenza della fusariosi della spiga del grano, e lo studio ci è stato recentemente pubblicato su la rivista scientifica PLoS ONE".
Sono ipotizzabili dei risvolti applicativi di queste vostre scoperte?
"Gli aspetti che stiamo studiando e traducendo in conoscenze applicative sono differenti ma collegati tra di loro. Parallelamente agli aspetti d'interazione ospite/patogeno, stiamo registrando dei risultati molto significativi con principi attivi di origine naturale in grado di inibire efficacemente F. graminearum meglio delle attuali molecole di sintesi utilizzate".
E l'agricoltura di precisione come entra in tutto questo?
"Il progetto Psr SmartAgri Platform sta mettendo a punto una piattaforma interattiva dove tutti gli utenti potranno verificare in tempo reale il livello di rischio (basso, medio, alto) rispetto all'infezione da parte dell'agente della fusariosi, cosi da intervenire tempestivamente e preventivamente, in funzione di numerosi parametri (agronomico-colturali, microbiologici, fenologici, climatico-ambientali), ottimizzando gli interventi fitosanitari. Per andare oltre ed ottimizzare il tutto, ora ci stiamo avvalendo, proprio in virtù degli studi inerenti le risposte delle piante alle variazioni di temperatura, di monitoraggi e studi mediante droni con specifiche ottiche, in grado di elaborare delle risposte puntuali.
Ci auspichiamo nel breve di realizzare un sistema rapido, sensibile, economico e fruibile su larga scala, in grado di dare delle informazioni tempestive e risultare di concreto supporto a scelte decisionali strategiche per la difesa d'importanti coltivazioni made in Italy come il grano. L'obiettivo è di coniugare le conoscenze specifiche inerenti le risposte di resistenza nelle piante di grano, le potenzialità applicative di sostanze naturali attive nei confronti dell'agente della fusariosi della spiga, avvalendoci di tecnologie di precisione applicabili alla protezione delle piante".
L'uso dei droni per il monitoraggio sarà poi facilmente applicabile nelle realtà aziendali?
"Sì, l'obiettivo è quello di indirizzare ed ottimizzare interventi di carattere agronomico-colturale e fitoiatrico con valenza territoriale. In areali caratterizzati da una determinata coltivazione ed interessati dalle stesse problematiche fitopatologiche come in questo caso (grano e fusariosi della spiga) questo approccio permetterà di ridurre significativamente differenti input (chimici, energetici) e quindi costi e perdite, tutto a vantaggio delle realtà aziendali".
Si potrà pensare di distribuire con i droni anche altri mezzi di lotta come microrganismi o prodotti naturali magari in modo mirato?
"I droni sono fondamentali non solo per il trattamento in senso stretto, ma soprattutto per determinare quando è il momento d'intervenire, mediante rilievi con specifiche ottiche ed elaborazioni mirate di assoluta precisione che non rientrano nel visibile e che tengono conto di parametri (es. temperatura, attività fotosintetica delle piante) e della biologia dei patogeni (batteri, funghi). A questi aspetti, associando i risultati sull'individuazione di principi attivi di origine naturale in grado di controllare efficacemente come in questo caso F. graminearum, si annullano i rischi di resistenza dei patogeni, che solitamente si instaurano impiegando molecole di sintesi e quindi stiamo riuscendo a sviluppare un binomio naturale e tecnologico particolarmente ecosostenibile e dai risvolti applicativi molto promettenti".
Quali altri aspetti dell'agricoltura di precisione possono essere ben abbinati alla difesa biologica delle colture?
"Molteplici; per esempio nello stesso progetto, oltre ad un difesa fitopatologica a basso impatto ambientale, si stanno valutando molti altri aspetti in grado di migliorare complessivamente la coltivazione e la produzione del grano. Dall'eliminazione delle infestanti, alla nutrizione del grano, dalle lavorazioni del suolo, all'efficientamento delle macchine agricole e delle attrezzature ad esse collegate. Tutto sarà di facile e rapida consultazione e di immediato utilizzo mediante la piattaforma SmartAgri e tutti coloro che aderiranno potranno consultare moltissime informazioni e ridurre costi e perdite con continui aggiornamenti in tempo reale, tenendo in considerazione anche tutti i parametri climatici territoriali".
Ma è possibile mettere insieme agricoltura biologia e agricoltura di precisione per arrivare ad ottimi livelli di sostenibilità ed efficienza?
Ne abbiamo parlato con Giorgio Mariano Balestra, docente di Strategie di difesa ecosostenibile delle coltivazioni agrarie all'Università della Tuscia di Viterbo, e da anni impegnato nell'applicare tecnologie dell'agricoltura di precisione in un contesto di sostenibilità.
Giorgio Mariano Balestra, quali sono le potenzialità della protezione bio associata all'agricoltura di precisione?
"Per ridurre gli input chimici nella protezione delle coltivazioni dobbiamo innanzitutto chiarire i meccanismi d'interazione che si instaurano tra i differenti binomi ospite/patogeno. Quindi, capire quali approcci di difesa biologica applicare, unitamente a tecnologie derivanti dall'agricoltura di precisione che possono concorrere ad ottimizzare gli interventi di protezione e quindi prevenire e ridurre le perdite derivanti dagli agenti di malattia, come l'impiego delle molecole di sintesi".
In concreto ci sono già degli studi che state portando avanti?
"In virtù del progetto Psr SmartAgri Platform, coordinato dal Consorzio agrario dell'Umbria, stiamo lavorando sul grano per proteggerlo dal fungo (Fusarium graminearum) particolarmente dannoso ed agente causale della fusariosi della spiga. Con la dottoressa Sara Francesconi abbiamo approcciato la problematica fusariosi della spiga del grano studiando come la modulazione stomatica e differenti parametri fotosintetici sono coinvolti nelle risposte di resistenza.
A seguito d'infezione da parte di F. graminearum e mediante analisi RT-qPCR, abbiamo chiarito quali geni sono coinvolti nella regolazione stomatica ed attiva nella cultivar Sumai3, resistente alla fusariosi, ma non nella cultivar Rebelde, sensibile alla fusariosi. Rispetto alla chiusura stomatica, nella cultivar Sumai3 sette geni risultano coinvolti nella regolazione positiva e due nella regolazione negativa, evidenziando un'interazione genica nell'apertura/chiusura degli stomi in risposta all’infezione da F. graminearum. Inoltre, a seguito dell'infezione da parte di questo fungo abbiamo chiarito come, con l'aumento della temperatura, si evidenzia un'influenza di determinati genotipi di grano determinando una diminuzione dell'efficienza fotosintetica nella cultivar Rebelde ma non nella cultivar Sumai e, confermando così, che i parametri fotosintetici sono correlati alla resistenza della fusariosi della spiga del grano, e lo studio ci è stato recentemente pubblicato su la rivista scientifica PLoS ONE".
Sono ipotizzabili dei risvolti applicativi di queste vostre scoperte?
"Gli aspetti che stiamo studiando e traducendo in conoscenze applicative sono differenti ma collegati tra di loro. Parallelamente agli aspetti d'interazione ospite/patogeno, stiamo registrando dei risultati molto significativi con principi attivi di origine naturale in grado di inibire efficacemente F. graminearum meglio delle attuali molecole di sintesi utilizzate".
E l'agricoltura di precisione come entra in tutto questo?
"Il progetto Psr SmartAgri Platform sta mettendo a punto una piattaforma interattiva dove tutti gli utenti potranno verificare in tempo reale il livello di rischio (basso, medio, alto) rispetto all'infezione da parte dell'agente della fusariosi, cosi da intervenire tempestivamente e preventivamente, in funzione di numerosi parametri (agronomico-colturali, microbiologici, fenologici, climatico-ambientali), ottimizzando gli interventi fitosanitari. Per andare oltre ed ottimizzare il tutto, ora ci stiamo avvalendo, proprio in virtù degli studi inerenti le risposte delle piante alle variazioni di temperatura, di monitoraggi e studi mediante droni con specifiche ottiche, in grado di elaborare delle risposte puntuali.
Ci auspichiamo nel breve di realizzare un sistema rapido, sensibile, economico e fruibile su larga scala, in grado di dare delle informazioni tempestive e risultare di concreto supporto a scelte decisionali strategiche per la difesa d'importanti coltivazioni made in Italy come il grano. L'obiettivo è di coniugare le conoscenze specifiche inerenti le risposte di resistenza nelle piante di grano, le potenzialità applicative di sostanze naturali attive nei confronti dell'agente della fusariosi della spiga, avvalendoci di tecnologie di precisione applicabili alla protezione delle piante".
L'uso dei droni per il monitoraggio sarà poi facilmente applicabile nelle realtà aziendali?
"Sì, l'obiettivo è quello di indirizzare ed ottimizzare interventi di carattere agronomico-colturale e fitoiatrico con valenza territoriale. In areali caratterizzati da una determinata coltivazione ed interessati dalle stesse problematiche fitopatologiche come in questo caso (grano e fusariosi della spiga) questo approccio permetterà di ridurre significativamente differenti input (chimici, energetici) e quindi costi e perdite, tutto a vantaggio delle realtà aziendali".
Si potrà pensare di distribuire con i droni anche altri mezzi di lotta come microrganismi o prodotti naturali magari in modo mirato?
"I droni sono fondamentali non solo per il trattamento in senso stretto, ma soprattutto per determinare quando è il momento d'intervenire, mediante rilievi con specifiche ottiche ed elaborazioni mirate di assoluta precisione che non rientrano nel visibile e che tengono conto di parametri (es. temperatura, attività fotosintetica delle piante) e della biologia dei patogeni (batteri, funghi). A questi aspetti, associando i risultati sull'individuazione di principi attivi di origine naturale in grado di controllare efficacemente come in questo caso F. graminearum, si annullano i rischi di resistenza dei patogeni, che solitamente si instaurano impiegando molecole di sintesi e quindi stiamo riuscendo a sviluppare un binomio naturale e tecnologico particolarmente ecosostenibile e dai risvolti applicativi molto promettenti".
Quali altri aspetti dell'agricoltura di precisione possono essere ben abbinati alla difesa biologica delle colture?
"Molteplici; per esempio nello stesso progetto, oltre ad un difesa fitopatologica a basso impatto ambientale, si stanno valutando molti altri aspetti in grado di migliorare complessivamente la coltivazione e la produzione del grano. Dall'eliminazione delle infestanti, alla nutrizione del grano, dalle lavorazioni del suolo, all'efficientamento delle macchine agricole e delle attrezzature ad esse collegate. Tutto sarà di facile e rapida consultazione e di immediato utilizzo mediante la piattaforma SmartAgri e tutti coloro che aderiranno potranno consultare moltissime informazioni e ridurre costi e perdite con continui aggiornamenti in tempo reale, tenendo in considerazione anche tutti i parametri climatici territoriali".
