Descrizione della commessa "Vulnerabilità dei sistemi agricoli e forestali all'uso ed agli stress abiotici (AG.P04.019)"

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  • Descrizione della commessa "Vulnerabilità dei sistemi agricoli e forestali all'uso ed agli stress abiotici (AG.P04.019)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • \"In generale la commessa cerca di fornire risposte ai consumatori sulla salubrità e la qualità dei prodotti agroalimentari, non disgiunte dalla salvaguardia e conservazione del territorio agro-forestale di produzione. In dettaglio le conoscenze acquisite potranno avere (e in parte hanno già avuto) ricadute concrete soprattutto attraverso il miglioramento del rapporto costi/benefici della produzione, per suggerire nuove colture ad alto valore nutrizionale e produttivo, per diffondere in zone marginali nuove colture sostitutive di vecchi ordinamenti non più appetibili dalla richiesta del mercato, per la riduzione dell'impatto ambientale delle pratiche agronomiche, ecc. E' opportuno evidenziare che l'uso di sistemi di supporto alla decisioni in agricoltura supportati da tecnologie telematiche può rappresentare un valido strumento di programmazione e di gestione da parte dei Servizi di Consulenza Agricoli, attivi presso le Amministrazioni Regionali, anche in relazione al trend delle modificazioni climatiche che necessitano interventi migliorativi del modello produttivo. \" (literal)
Strumentazione
  • \"Analisi genetiche di microarray, discriminazione isotopica del carbonio (13 C) e dell'ossigeno (18°), porometria e scambio gassoso, relazioni idriche fogliari, flusso di linfa e crescita radiale del fusto, fluorescenza della clorofilla a, misuratore di area fogliare Licor Li-3100C, termocamera ad infraroosso Flir SC640. Tecniche di ottimizzazione del campionamento, misure di proprietà idrologiche, fisiche e chimiche del suolo e degli isotopi anche in matrici vegetali. Prove agronomiche di campo. Clonaggio di geni mediante PCR (Polymerase Chain Reaction) e metagenomica; Cartografia dei suoli e dei pedo-paesaggi integrate con spettrometria VNIR, modellistica fisica dell'acqua e del calore nel sistema SPA, e metodi statistici avanzati (multivariati, geostatistici, reti neuronali). Micromorfologia del suolo basata su microscopia ottica, microtomografia a raggi X, tomografia meccanica automatizzata (SSAT), quantificazione 3D dell'architettura interna del suolo. Analisi di curve di rigonfiamento/contrazione e plasticità del suolo. Server con GPU computing per gestione DSS.\" (literal)
Tematiche di ricerca
  • \"La commessa studia le relazioni multiscala fra ambiente e bionte (microbo, pianta, coltura) per una agricoltura sostenibile per incrementare produzione, qualità, tutela del consumatore e valorizzazione dell'ambiente. -scala di lab: effetti di agenti fisico/chimici su struttura del suolo, proprietà derivate e popolazione microbica. -scala di parcella: effetti di stress idro/salino/azotato o da eccesso di radiazione su produttività e qualità di diverse specie (es. vite, olivo, grano, quinoa, amaranto e su genotipi transgenici di peperone e pomodoro); valutazione di antagonisti biologici dei parassiti del suolo in serra ed in condizioni controllate. -scala aziendale: uso ottimale di risorse per (i)produzione di vino/olio di qualità in relazione al suolo, (ii)massimizzazione della resa di mais nel rispetto della direttiva nitrati (relazione suolo-irrigazione-lisciviazione-produzione), (iii)analisi quali/quantitativa e distribuzione spaziale di radionuclidi nel suolo e nelle piante; -scala territoriale: strumenti e metodiche per la gestone del suolo e del territorio agro-forestale (s-DSS e webgis).\" (literal)
Competenze
  • \"Le competenze disponibili afferiscono alle metodologie di caratterizzazione idropedologica, fisica, chimica e microbiologica dei suoli, di misura di radionuclidi, elaborazione dei segnali ed analisi di immagini 3D, di analisi spazio/temporale delle variabili e delle proprietà dei suoli. Inoltre, sono presenti competenze sull'uso di sistemi innovativi di misura per la quantificazione della produttività dell'acqua irrigua (salina e non) e dell'azoto, uso di modelli di simulazione 1-2 e 3D del bilancio idrico, di azoto e altri soluti, analisi delle risposte fisiologiche alla carenza idrica e/o di azoto, tecniche di microarray ed annotazione funzionale dei geni regolati dallo stress e loro validazione biologica. Uso di indici agro-climatici e bio-climatici, analisi della risposte dei sistemi fotosintetici ai fattori di stress abiotico in relazione allo scambio gassoso e alla fluorescenza della clorofilla. Simulazioni della crescita e della resa con modelli ad approcci e scale diverse. Cartografia, geologia ambientale, GIS, sistemi di supporto alle decisioni (DSS). \" (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • \"Le caratteristiche dei pomodori (alto contenuto di carotenoidi precursori di vitamina A) o della quinoa (assenza di glutine, alto tenore di molecole bioattive) sono in linea con le esigenze espresse dall'agro-industria. La conoscenze sulla risposta di genotipi tolleranti alla salinità e di funghi micorrizici arbuscolari potrebbe portare all'utilizzo di aree affette da salinizzazione. L'uso razionale dell'acqua e l'impiego di specie modificate per la resistenza agli stress abiotici consentirebbe di soddisfare le esigenze produttive in scenari futuri caratterizzati da cambiamenti climatici sfavorevoli. Le aziende potranno utilizzare il DSS e la zonazione per meglio distribuire le colture all'interno della propria azienda, per rivendicare in etichetta il terroir del vino, per individuare le zone a più alto rischio di attacchi patogeni, per ottenere i sussidi in regime di condizionalità, ecc. Disponibilità di misure UE a favore della qualità delle produzioni agroalimentari. Esigenza e propensione allo sviluppo di prodotti certificati e di qualità. Esportazione di prodotti agricoli e agroalimentari certificati. Produzione di energia ecocompatibile e riduzione della CO2 nell'atmosfera. (literal)
Tecnologie
  • \"La miglior gestione agronomica ha riflessi sulla qualità. Ad es. l'uso di ammendanti a basso impatto ambientale o la definizione di ottimali schemi di uso sostenibile dei suoli. Le caratteristiche dei pomodori (alto contenuto di carotenoidi precursori di vitamina A) o della quinoa (assenza di glutine, alto tenore di molecole bioattive) sono in linea con le esigenze espresse dall'agro-industria. La conoscenze sulla risposta di genotipi tolleranti alla salinità e di funghi micorrizici arbuscolari potrebbe portare all'utilizzo di aree affette da salinizzazione. L'uso razionale dell'acqua e l'impiego di specie modificate per la resistenza agli stress abiotici consentirebbe di soddisfare le esigenze produttive in scenari futuri caratterizzati da cambiamenti climatici sfavorevoli. Le aziende potranno utilizzare il DSS e la zonazione per meglio distribuire le colture all'interno della propria azienda, per rivendicare in etichetta il terroir del vino, per individuare le zone a più alto rischio di attacchi patogeni, per ottenere i sussidi in regime di condizionalità, ecc. \" (literal)
Obiettivi
  • \"Dall'obiettivo generale di incremento della produzione e qualità, tutela del consumatore e valorizzazione dell'ambiente, ne discendono obiettivi specifici: -istituzione in rete di un database degli ecotipi (banca del germoplasma). -Identificazione dei processi fisico/chimici per la formazione della struttura del suolo, ottimizzazione dell'irrigazione con acque saline e valutazione precoce dello stress idrico su olivo, screening su tolleranza alla salinità e stress abiotici di diverse specie, utilizzo in coltivazione di specie \"food\" di funghi micorrizici arbuscolari; applicazioni di nuove tecnologie (pacciamatura biodegradabile e ammendanti compostati per lotta contro i parassiti terricoli), determinazione della biodiversità microbica del suolo, proprietà dei suoli, a diversa scala, e relazioni con (i) radionuclidi nel suolo e nelle piante e (ii) funghi responsabili di micotossine. - Identificazione dei rapporti fra colture (olivo, vite, grano, castagna) e territorio. -Sviluppo di un sistema di supporto alla decisioni (WS-DSS) per la gestione agro-forestale (zonazione viticola e olivicola), valutazione d'attitudine delle colture agrarie, pianificazione territoriale (frammentazion (literal)
Stato dell'arte
  • La caratterizzazione geografica del prodotto (made in Italy, made in Campania, made in …) e gli effetti del deterioramento del pedoambiente (perdita di suolo, degrado della struttura, ecc) legati alla risposta fisiologica di nuovi genotipi, e quindi delle relative tecniche agronomiche, sono raramente studiati in una progettualità ampia. In particolare, i meccanismi di azione su struttura del suolo, risposta fsiologica delle piante, produzione (es. quinoa) e qualità (es. presenza di radionuclidi, aumento di zuccheri con la salinità) non sono ancora ben noti. Carenti sono gli studi in cui le interrelazioni fra pedoclima, genotipo, coltura, trattamento agronomico, produzione e qualità sono trattati nella loro complessità. Alla scala aziendale e territoriale, luogo delle decisioni imprenditoriali e politiche sono carenti gli strumenti che permettano di prendere decisioni in piena conoscenza del collegamento indissolubile tra salvaguardia, protezione, valorizzazione del territorio, gestione sostenibile delle risorse naturali e generazione di reddito. (literal)
Tecniche di indagine
  • \"Prove sperimentali di campo con misure variabili pianta, suolo e atmosfera. Analisi di laboratorio delle proprietà fisiche, idrologiche e chimiche del suolo e delle caratteristiche nutrizionali dei prodotti. Isolamento di funghi micorrizici arbuscolari (AMF) da ambienti siccitosi e/o salini e utilizzo in coltivazione di specie \"food\". Contenuto e della qualità degli isotopi in campioni di suolo e matrici vegetali. Micromorfologia del suolo, microtomografia a raggi X, tomografia meccanica automatizzata (SSAT). Metodologie di misura delle miscele isotopiche mediante spettrometri portatili e ICP-MS. Clonaggio di geni mediante PCR (Polymerase Chain Reaction); sequenza del DNA; analisi degli RNA. Analisi genetiche di microarray, discriminazione isotopica del carbonio (13C) e dell'ossigeno (18O), porometria, relazioni idriche fogliari, fluorescenza della clorofilla, termografia all'infrarosso, analisi della radiazione catturata dalla canopy, turgore fogliare. Analisi elettroforetiche utilizzando anticorpi anti-PARP ed anti-PAR. Modellistica del sistema suolo-pianta-atmosfera inclusi crescita e produzione. Cartografia territoriale convenzionale, telerilevamento,spettrometria VNIR, meto (literal)
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