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Cerealicolo

 

Nel 2008 il Comitato scientifico di Ager ha individuato una serie di fabbisogni di ricerca del comparto cerealicolo, in particolare per il grano duro e il riso.

La produzione italiana di grano duro non era in grado di coprire i fabbisogni dell’industria di trasformazione, che dipendeva fortemente dalle importazioni per quantità e qualità. Ad aggravare la situazione i cambiamenti climatici, con il continuo e inarrestabile aumento della concentrazione della CO2 nell’atmosfera, che incideva sullo sviluppo e la crescita delle piante mettendo a rischio le produzioni. A seguito delle nuove politiche ambientali e di tutela della salute introdotte dall’Unione Europea e delle mutate esigenze dei consumatori, si faceva strada la necessità di mettere a punto nuove tecniche agronomiche per la coltivazione e la gestione del post-raccolta, finalizzate a garantire produzioni sostenibili e di qualità. Anche il riso, altra produzione italiana di punta, stava manifestando alcune difficoltà, dovute in particolare alla difesa dalle principali malattie. Una soluzione era rappresentata dalla selezione di nuove varietà resistenti, garantendo anche in questo caso produzioni in grado di rispondere alle nuove esigenze dell’industria e dei consumatori.

Ager ha sostenuto il comparto cerealicolo, destinando risorse a tre progetti per la filiera del grano duro

  • Dal seme alla pasta - Filiera di ricerca integrata per la produzione di grano duro di alta qualità
  • Durum wheat adaptation to global change: effect of elevated CO2 on yield and quality traits (DuCO)
  • Sostenibilità produttivo-ambientale, qualitativa ed economica della filiera “frumento duro”

Mentre per il riso è stato sostenuto il progetto

  • Sistemi integrati genetici e genomici mirati al rinnovo varietale nella filiera risicola italiana

Per il grano duro la ricerca ha puntato a migliorare le performances produttive del prodotto italiano. In particolare ha studiato l’effetto dell’aumento della CO2 atmosferica sugli aspetti produttivi e qualitativi; messo a punto tecniche agronomiche sostenibili in grado di limitare l’uso di fertilizzanti; qualificato la pasta Made in Italy con lo studio di etichette eco-label facilmente riconoscibili e apprezzate dal consumatore.
Per il riso le ricerche hanno puntato al miglioramento della resistenza alle malattie e su soluzioni innovative per la costituzione di nuove varietà tolleranti a stress di natura ambientale.

 

I progetti

 

Dal seme alla pasta - Filiera di ricerca integrata per la produzione di grano duro di alta qualità

Il progetto ha puntato al consolidamento delle produzioni di frumento duro nel Centro e Nord Italia, migliorando le performances qualitative attraverso lo sviluppo di nuovi metodi di analisi, innovativi strumenti per la selezione genetica e la messa a punto di nuove tecniche agronomiche. Quattro i filoni di ricerca: materia prima; sicurezza alimentare; genomica e genetica; agrotecnica.

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Importo finanziato
Il progetto è stato sostenuto con un importo di 3.900.000,00 euro, è iniziato il 1 ottobre 2009 ed è terminato il 31 luglio 2013.

I partner
Società Produttori Sementi S.p.A (Capofila), Università degli Studi di Bologna, IGA – Istituto di Genomica Applicata, Università della Tuscia, International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), CRA-QCE Unità di Ricerca per la Valorizzazione Qualitativa dei Cereali, CNR-ISPA Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari, Università degli Studi di Parma, Fondazione Parco Tecnologico Padano

I risultati  
La ricerca ha individuato nuove linee di frumento duro ad alto contenuto in fibra solubile (alto amilosio), in grado di ridurre l’assorbimento del colesterolo e di svolgere un’azione preventiva sui tumori del colon-retto. Sono stati sviluppati metodi di pastificazione che preservano le sostanze antiossidanti, grazie a un processo di turboseparazione, che consente di recuperare parte dei principi attivi altrimenti dispersi durante la macinazione.
Nell’ambito del progetto sono stati realizzati studi di genetica di base per individuare resistenze alle principali malattie del frumento duro quali fusariosi della spiga, ruggine bruna e septoriosi. Tutto per aumentare la produzione e garantire al consumatore un prodotto sano e di alto valore tecnologico anche in condizioni di particolare stress, quali quelle indotte dal cambiamento climatico.
Sul fronte della sicurezza alimentare sono stati individuati metodi analitici rapidi per la determinazione delle micotossine, mentre per la parte agronomica, il progetto ha permesso di mettere a punto tecniche di gestione a basso impatto ambientale. 

 

Durum wheat adaptation to global change: effect of elevated CO2 on yield and quality traits (DuCO)

Il progetto ha studiato l’incidenza dell’aumento dell’anidride carbonica sul frumento duro in condizioni naturali (pieno campo) per comprendere l’effetto sulla crescita, sugli aspetti produttivi e qualitativi della coltura. Inoltre la ricerca ha investigato la variabilità genetica esistente, al fine di consentire lo sviluppo di nuove varietà di grano duro idonee alle mutevoli condizioni ambientali.

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Importo finanziato
Il progetto è stato sostenuto con un importo di 600.000,00 euro, è iniziato il 1 marzo 2011 ed è terminato il 31 agosto 2014.

I partner
CRA (capofila), CNR-IBIMET Istituto di Biometeorologia, CRA-Centro di ricerca per la Cerealicoltura, ENEA-Centro di Ricerca della Casaccia

I risultati

Tra i cambiamenti climatici previsti per i prossimi decenni, è previsto un rapido aumento della concentrazione di CO2 nell'atmosfera. Nel 1958 la CO2 atmosferica era di circa 320 ppm (parti per milione) mentre nel 2014 il suo valore é aumentato fino a 400 ppm e le stime più accurate prevedono che per l’anno 2050 si arriverà ad un valore intorno a 550 ppm. La CO2 è la principale fonte di nutrimento delle piante che tramite il processo della fotosintesi la trasformano in carboidrati, quali amido e cellulosa. Il progetto DuCO ha valutato l’effetto di un aumento della CO2 sino a 570 ppm sugli aspetti qualitativi e quantitativi della produzione di grano duro. E’ stato condotto un esperimento in pieno campo presso l’azienda sperimentale del CRA di Fiorenzuola d’Arda (PC) dove è stata realizzata un’infrastruttura che consente di “fumigare” CO2 allo stato gassoso direttamente sulle coltivazioni in aree circoscritte di un campo in modo controllato ed in assenza di qualsiasi barriera capace di influenzare le crescita delle piante utilizzando una tecnologia nota col il nome di FACE (Free Air Carbon dioxide Enrichment). Dieci varietà di grano differenti per origine (antiche e moderne), potenzialità produttiva e caratteri qualitativi, sono state scelte per la sperimentazione in rappresentanza del germoplasma più diffuso in Italia.

I risultati hanno dimostrato un generale aumento di produzione associata ad una tendenza alla diminuzione del contenuto proteico con un potenziale effetto negativo su alcuni indicatori di qualità del frumento duro, tuttavia tali risposte sono estremamente variabili a seconda delle varietà testate. L’analisi dei dati di ciascuna delle varietà di grano duro coinvolte nella ricerca ha evidenziato che tutte seguono una comune tendenza di variazione sia per ciò che riguarda l’aumento di produzione che la diminuzione di proteine nel seme, tuttavia esiste una ampia variabilità genetica per la risposta delle piante all’incremento di CO2 atmosferica. Questo risultato dimostra che è urgente e possibile sviluppare programmi di miglioramento genetico che consentano di selezionare varietà più idonee alla nuove condizioni climatiche. Solo un mirato lavoro di miglioramento genetico in frumento duro permetterà di selezionare nuove varietà capaci di sfruttare al meglio l'aumento della CO2 atmosferica evitando o limitando le conseguenze negative sulla qualità del prodotto.

 

Sostenibilità produttivo-ambientale, qualitativa ed economica della filiera “frumento duro”

Il progetto ha studiato la messa a punto tecniche agronomiche a ridotto impatto ambientale, in particolare la concimazione azotata, per la coltivazione del frumento duro in Pianura Padana e in Abruzzo. La ricerca ha puntato a qualificare il prodotto finale (pasta) con etichette eco-label facilmente riconoscibili dal consumatore, rivolgendosi in particolare alla piccola e media industria di trasformazione, promuovendo il controllo di tracciabilità lungo la filiera produttiva.

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Importo finanziato
Il progetto è stato sostenuto con un importo di 600.000,00 euro, è iniziato il 1 ottobre 2010 ed è terminato il 31 marzo 2014. 

I partner
Università degli Studi di Padova (capofila), Università degli Studi di Teramo, Università degli Studi di Parma, Università degli Studi di Firenze

I risultati
Sotto il profilo agronomico sono stati considerati due ambienti con caratteristiche pedo-climatiche contrastanti (Abruzzo e Veneto). Il confronto tra i due sistemi agricoli ha portato alla definizione di coltivabilità del grano duro secondo tecniche agronomiche a ridotto impatto e con limitato rischio di insuccesso produttivo. Lungo la filiera sono state validate innovazioni sia di prodotto che di processo tali da realizzare un vero e proprio piano di mitigazione degli interventi agronomici che portino alla qualificazione di un prodotto finale pasta da far riconoscere al consumatore tramite una specie di “eco-label”. Ci si è rivolti a segmenti di mercato in cui opera anche la media o piccola industria di trasformazione garantendo un controllo di tracciabilità lungo la filiera produttiva definibile come “grano tutto italiano”.
I risultati del progetto sono di seguito rappresentati.

Miglioramento degli indicatori agronomici

  • Caratterizzazione agronomica e biochimica delle varietà impiegate.
  • Stabilizzazione delle rese e miglioramento della percentuale di proteina.
  • Restituzione calibrata dei nutrienti sulla base dell’efficienza d’uso del nutriente (azoto) e sua asportazione.

Mitigazione degli indicatori ambientali

  • Sostenibilità ambientale della coltura per effetto del contenimento della dose di azoto.
  • Riduzione dell’impatto di azoto sulle acque e contenimento dei gas ad effetto serra.

Miglioramento delle agrotecniche

  • Possibilità di simulare con un certo anticipo le previsioni di resa del cereale tramite apposito modello basato su previsioni meteorologiche.
  • Utilizzazione di un modello di supporto alle decisioni che integra in un unico strumento di ottimizzazione i dati di natura economica, agronomica e relativi alla raccolta selettiva del prodotto che influiscono sulla redditività della coltivazione del grano duro.
  • Possibilità di proporre sul mercato partite di grano duro più omogenee sotto il profilo qualitativo a seguito di una raccolta selettiva.

Miglioramento degli indicatori qualitativi

  • Effetto dei trattamenti agronomici e delle temperature di essiccazione sulle proprietà reologiche, sensoriali e sulla digeribilità della pasta.
  • Regolazione dell’indice glicemico e digeribilità della proteina della pasta.
  • Valutazione positiva sulla qualità della pasta integrale a seguito dell’applicazione di idonee tecniche agronomiche.

Miglioramento degli indicatori economici

  • Accertata l’esistenza di una nicchia di mercato in cui potrebbe trovare collocazione della pasta integrale con la caratteristica low-nitrogen,            con la componente amidacea più lentamente digeribile, ottenendo anche un adeguato premio di prezzo.
  • Indispensabilità di stabilire adeguati accordi di filiera (contratti).
  • Attenta considerazione nella definizione dei premi qualità riconosciuti dagli acquirenti del grano duro ai fini di assicurare la sostenibilità economica della coltura.

 

Sistemi integrati genetici e genomici mirati al rinnovo varietale nella filiera risicola italiana

Il progetto ha puntato all’impiego delle nuove tecnologie genetico-genomiche per il potenziamento della resistenza alle malattie (brusone e bakanae), tolleranza a stress di natura ambientale - basse temperature, ridotta disponibilità idrica, salinità - e ha indagato biodiversità e microbioma (batteri, funghi) associato al riso in diversi suoli e condizioni di coltivazione.

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Importo finanziato
Il progetto è stato sostenuto con un importo di 2.480.000,00 euro, è iniziato il 1 marzo 2011 ed è terminato il 31 ottobre 2014.

I partner
CRA di Vercelli (capofila), Fondazione Parco Tecnologico, Università degli Studi di Milano, Università degli Studi di Pavia, Università degli Studi di Torino, CNR-IBBA, Università degli Studi di Padova, ICGEB-International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology, CNR-IPP, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, Università degli Studi di Ferrara, Università degli Studi di Parma

I risultati
Obiettivo generale del progetto è stato di consentire alla filiera risicola italiana di avvalersi dell’innovazione per dare soluzioni a problemi attualmente non risolti dalle varietà di riso attualmente in commercio.
Il progetto ha avuto quattro linee di ricerca principali ed ogni linea di ricerca ha prodotto risultati che sono di immediata ricaduta nel settore riso in quanto il progetto ha utilizzato varietà presenti nel panorama risicolo nazionale.
Resistenze a malattie: i risultati ottenuti includono la identificazione di resistenze alle malattie principali quali il brusone, con il concomitante sviluppo di sistemi avanzati di selezione di tali resistenze, realizzazione di una collezione del fungo patogeno, la sua caratterizzazione e valutazione della aerodispersione; sono stati inoltre studiati patogeni emergenti come Fusarium fujikuroi e Dickeya zeae ed identificate fonti di resistenza in diverse varietà di riso.
Tolleranza agli stress di natura ambientale: lo studio della risposta alle basse temperature, stress salino, ridotta disponibilità idrica ha portato ad identificare varietà di riso nazionali che meglio si adattano alle condizioni di stress, i meccanismi che consentono tale adattamento e le conseguenze che il verificarsi di tali stress hanno sulla qualità del prodotto finale ottenuto.
Relazioni tra la pianta e i microrganismi associati alle radici: questo settore di analisi ha consentito di evidenziare un’incredibile diversità per funghi e batteri collegati alla pianta di riso, che la composizione di tale popolazione dipende dalle condizioni di crescita e che queste associazioni potranno essere sfruttate per aumentare la adattabilità del riso alle condizioni ambientali e migliorarne le produttività.
Analisi della biodiversità nel riso e nei patogeni che lo attaccano: i lavori di questa linea di ricerca hanno consentito di caratterizzare genotipicamente una collezione di accessioni di riso rilasciate in un arco temporale di 110 anni e di identificare associazioni con diversi caratteri di importanza agronomica. E’ stata inoltre caratterizzata la diversità presente in una collezione di isolati del brusone del riso.
Nel complesso RISINNOVA ha consentito di ottenere una serie di risultati applicativi che potranno essere utilizzati nel miglioramento genetico del riso che sono immediatamente trasferibili. In aggiunta, le attività del progetto hanno prodotto conoscenze che potranno essere oggetto di ulteriori indagini per aprire nuove vie al miglioramento della coltura del riso i cui effetti e possibilità applicative si protrarranno nel tempo.

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Ager - Agroalimentare e ricerca,
è un progetto di ricerca agroalimentare promosso e sostenuto da un gruppo di Fondazioni di origine bancaria.

AGER
Presso Fondazione Cariplo
Via Manin n. 23 - Milano
cf 00774480156

Progetto Ager

Valentina Cairo
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Tel +39 02 6239214

Riccardo Loberti
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