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SUSinCER: un progetto di innovazione – Utilizzo sostenibile di composti bioattivi estratti da scarti di Brassicaceae e Solanaceae per la protezione di colture cerealicole

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PREMESSA: ECONOMIA CIRCOLARE

Un utilizzo efficiente e sostenibile delle risorse agro-industriali è possibile solo cambiando prospettiva. Il consumo e lo spreco alimentare sono legati ad una visione di economia lineare che prevede la creazione di un bene, il suo utilizzo e il suo scarto. In Italia vengono sprecati oltre 20 milioni di tonnellate di prodotti alimentari, pari a circa 1/3 dell’intera produzione, per un valore che si attesta intorno a 8,4 miliardi di euro all’anno. La chiave del cambiamento risiede nella circolarizzazione della filiera agro-industriale che, in un’ottica di bioraffineria, potrebbe diventare un’opportunità strategica nella definizione di nuovi bio-prodotti. Si realizzerebbe così un ciclo virtuoso che si collocherebbe tra i 17 Sustainable Development Goals (SDGs) adottati da tutti gli Stati Membri delle Nazioni Unite nell’Agenda 2030 di Sviluppo Sostenibile ed in linea con le direttive strategiche di Europa 2020.

PROGETTO SUSinCER

In questo contesto di economia circolare si colloca il progetto SUSinCER (SUStaINable use of bioactive compounds from Brassicaceae and Solanaceae wastes for CEReal crop protection),finanziato da Fondazione Cariplo nell’ambito del Bando Economia Circolare: Ricerca per un Futuro Sostenibile, coordinato dal CREA – Cerealicoltura e Colture Industriali e in partenariato con il CREA – Ingegneria e Trasformazioni agro industriali e il CREA – Politiche e Bioeconomia. Il progetto ha durata triennale (2020-2023) e mira a valorizzare gli scarti agro-industriali ad alto valore aggiunto con lo scopo di orientare le produzioni cerealicole verso una gestione a ridotto impatto ambientale con concomitante adozione di una difesa fitosanitaria più sostenibile.

Nel dettaglio, le attività di ricerca si prefiggono di caratterizzare e valorizzare composti bioattivi estratti da scarti di Brassicaceae e Solanaceae e di promuovere il loro reimpiego in agricoltura sostenibile con particolare attenzione alla protezione di colture cerealicole ampiamente coltivate in Lombardia, mais e frumento tenero, da attacchi di patogeni fungini e di insetti.

In quest’ottica, le bucce di patata e i residui della disoleazione di radici e dei fusti della rucola rappresentano preziose fonti di biochemicals che il progetto mira a valorizzare attraverso la definizione di un modello di economia circolare basato su una filiera industriale sostenibile, il cui flusso di scarti possa essere utilizzato come risorsa innovativa nella difesa di colture alimentari. 

OBIETTIVI DEL PROGETTO

– Definizione di protocolli per estrazione e formulazione di molecole bioattive da residui della disoleazione di radici e dei fusti di rucola (Brassicaceae) in un’ottica di bioraffineria

Recupero delle bucce di patata (Solanaceae) derivanti dallo scarto industriale della trasformazione in chips per l’ottenimento di un estratto bioattivo ad azione antifungina

– Miglioramento delle pratiche agricole per l’ottimizzazione delle rese in molecole bioattive dalla biomassa

– Verifica della capacità degli estratti da scarti di Brassicaceae e Solanaceae di contrastare la crescita di patogeni fungini

– Verifica della capacità di formulati liquidi estratti da scarti di Brassicaceae nel contrastare in campo la crescita di patogeni fungini e l’effetto repellente nei confronti di insetti fitofagi

– Valutazione economica del processo di riutilizzo degli scarti per formulazione e impiego dei prodotti innovativi proposti

STRATEGIE

– Valutazione di diversi trattamenti agronomici nella coltivazione delle Brassicaceae e Solanaceae per ottimizzazione della resa in molecole bioattive nei diversi tessuti della pianta

– Valutazione in vitro dell’effetto di molecole bioattive estratte da Brassicaceae e Solanaceae sul rallentamento o inibizione della crescita dei principali patogeni fungini che attaccano mais (Fusarium verticillioides, Aspergillus flavus) e frumento (Fusarium graminearum)

– Valutazione in pieno campo dell’effetto di formulati liquidi arricchiti in molecole bioattive ottenuti da Brassicaceae nella protezione di sete di mais in fioritura dall’attacco di patogeni fungini. Valutazione alla raccolta delle caratteristiche qualitative e fitosanitarie della granella di mais (contenuto in micotossine)

– Valutazione dei formulati arricchiti in molecole bioattive di Brassicaceae nella protezione dell’apparato fogliare di frumento da attacchi di ruggini (Puccinia graminis)

– Valutazione dell’effetto repellente in pieno campo di formulati liquidi arricchiti in molecole bioattive isolate da Brassicaceae contro Diabrotica virgifera virgifera, insetto nocivo per mais

COMPETENZE E AZIONI

Le competenze specifiche dei partecipanti, distribuiti in diverse aree del territorio nazionale, sono indirizzate all’individuazione di strategie per la difesa di colture cerealicole da stress biotici che ne possono compromettere la qualità, oltre a ridurne la produttività (Sedi Bergamo e Foggia). Esse si coniugano ottimamente all’applicazione delle conoscenze acquisite in merito alle proprietà bioattive di estratti da residui di colture industriali (Sedi di Bologna e Milano). La sostenibilità del processo proposto prevede una valutazione economica della riduzione degli sprechi alimentari tramite utilizzo di estratti da scarti per la produzione di formulati naturali ad alto valore aggiunto per contrastare stress biotici (Sedi di Roma e Caserta).

Punto di forza del Progetto è l’organizzazione strutturata in sei Work Packages trasversali e multi attoriali distribuiti sul territorio nazionale e sinergicamente in dialogo al fine di raggiungere gli obiettivi prefissati. Il progetto implementerà le filiere agroindustriali di patata e rucola disegnando e sperimentando sia in vitro sia in vivo biofungicidi che agiscano contro i funghi micotossigeni (Fusarium verticillioides, Fusarium graminearum e Aspergillus flavus) al fine di limitare la contaminazione da micotossine, tossiche per l’alimentazione animale e umana. Inoltre si valuterà in vivo effetto contro Diabrotica virgifera virgifera, insetto danno del mais.

DESTINATARI DELL’INNOVAZIONE

I principali destinatari sono agricoltori che attualmente non dispongono di validi biofungicidi a basso impatto ambientale, aziende che operano nel settore dei fertilizzanti e interessate a sviluppare nuovi prodotti che potrebbero aumentare il valore economico e ambientale dei propri scarti industriali e per i quali potrebbe diventare più conveniente recuperare piuttosto che sprecare, e infine i consumatori stessi, più attenti all’ecosostenibilità del prodotto acquistato.

SUSinCER, guidato dalle linee di Ricerca e Innovazione Responsabile (RRI), intende coinvolgere ogni soggetto della società civile e i principali attori della filiera agro-industriale tramite un’interazione che favorisca la collaborazione e lo scambio fra realtà diverse mediante l’organizzazione di materiale per la promozione e diffusione dei risultati ottenuti e la partecipazione ad eventi di risonanza.

SUSinCER valorizzerà e combinerà competenze diverse tra cui l’agronomia, la chimica, la patologia vegetale, la genetica delle piante e l’economia che fornirà una valutazione della sostenibilità anche economica delle innovazioni proposte. Lo svolgimento del progetto SUSinCER, grazie alla molteplicità di expertises coinvolte, prospetta un avanzamento della ricerca in campo agroalimentare tramite l’utilizzo di molecole bioattive in un contesto di economia circolare e di chimica verde. In particolare, la caratterizzazione e la valorizzazione delle biomasse da colture industriali e il loro reimpiego in agricoltura sostenibile su colture cerealicole ampiamente coltivate nell’areale lombardo, comporterà una ricaduta a favore delle filiere coinvolte; si prevede la condivisione dei risultati e dei metodi sviluppati con la comunità scientifica e con gli stakeholders.

A questo proposito, di grande rilievo risulta la manifestazione di interesse a sostegno del progetto SUSinCER da parte di i) Associazione Maiscoltori Italiani (AMI), ii) Nutrien-Agrium Italia S.p.A. che opera nel settore dei mezzi tecnici e nella gestione e difesa fitosanitaria delle colture con prodotti naturali a base di Brassicaceae e iii) PATA S.p.A. specializzata nella filiera delle chips prodotte con metodo artigianale. L’immediato beneficio che deriverebbe dall’ottenimento di prodotti innovativi e a basso impatto ambientale tramite il recupero di scarti industriali, da adottare per contrastare emergenze sanitarie su cereali, è in linea con la visione di economia circolare e di sostenibilità a cui l’Associazione Maiscoltori Italiani, e le Aziende menzionate prestano particolare attenzione.

Ringraziamenti

Il progetto SUSinCER è finanziato da Fondazione Cariplo nell’ambito del Bando “Economia Circolare – Ricerca per un Futuro Sostenibile – Area Ricerca Scientifica 2019” – project code 2019-2538

CREA – Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria, Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali

*Sede di Bergamo 

°Sede di Bologna

*Carlotta Balconi,

*Chiara Lanzanova,

*Sabrina Locatelli,

°Daniela Pacifico