Olivicoltura, tecnologie smart per prevenzione e diagnosi precoce delle malattie: il progetto

Un nuovo progetto parte nel campo dell’olivicoltura siciliana. Si tratta di applicazione di tecnologie “smart” per il monitoraggio, prevenzione e diagnosi precoce delle malattie di interesse economico dell’olivo.

Il Dott. Antonio Giovino è il coordinatore scientifico del progetto, finanziato sal PSR Sicilia 2014-2020 – Sottomisura 16.1. La sua disanima del progetto parte da una citazione: “Tutti sanno che è più necessaria la prevenzione della cura, ma pochi premiano gli atti di prevenzione“(Nassim Nicholas Taleb).

Prevenzione in agricoltura

Per comprendere il significato di questa citazione, espressa in ambito medico ma di assoluta validità per tutti gli organismi viventi, ivi comprese le piante, è necessario contestualizzare il concetto di prevenzione in agricoltura.
Prevenire significa mettere in atto una serie di azioni finalizzate ad impedire o ridurre il rischio di sviluppare malattie dannose per le piante. Esistono tre livelli di prevenzione ognuno con obiettivi e tecniche differenti:

• Primaria: fa riferimento a tutte quelle azioni finalizzate ad evitare l’insorgenza/sviluppo di una patologia. Esempio tipico di prevenzione primaria è il rispetto della vocazionalità ambientale all’atto della scelta della specie da impiantare e/o l’utilizzo di cultivar o portinnesti resistenti alle più frequenti malattie;
• Secondaria: punta alla diagnosi precoce di una patologia permettendo, così, di intervenire tempestivamente attraverso programmi di lotta mirati in modo da evitare l’impatto negativo della malattia sullo stato di salute della pianta e quindi sulla sua produttività;
• Terziaria: il cui fine è ridurre gli impatti negativi di una malattia ormai conclamata ed impedire una sua più ampia diffusione. Tipico esempio è il caso della Xilella fastidiosa sviluppatasi in Puglia che ha richiesto, vista impossibilità di una sua eradicazione, interventi di abbattimento di alberi sani per la creazione di aree cuscinetto in grado di contenere la diffusione del batterio.

Sostenibilità ambientale ed economica

Nella olivicoltura esistente, non potendo intervenire attraverso azioni di prevenzione primaria, lo sviluppo di sistemi predittivi secondari, in grado di individuare precocemente una malattia, può contribuire ad un aumento della sostenibilità ambientale ed economica della coltura in atto. Intervenire in maniera tempestiva, quando il danno agli organi della pianta non è manifesto, consente sia una riduzione nell’utilizzo di fitofarmaci sia il mantenimento delle condizioni ottimali per poter avere elevata qualità dei frutti e produttività.

Attualmente, sono carenti le applicazioni tecnologiche di tipo “smart” specifiche per la difesa delle piante da malattie e ciononostante le implicazioni negative sull’ambiente, sulla salubrità e quantità delle produzioni determinate da una attuazione empirica dei piani agronomici di difesa (lotta a calendario ecc). Per il settore patologico, l’utilizzo in campo di apparecchiature scientifiche definite comunemente “User friendly” per la facilità di utilizzo, in grado di determinare l’insorgenza di malattie in assenza di sintomi, costituisce un utile mezzo per lo sviluppo di una agricoltura di precisione e un valido strumento di supporto alle decisioni che ogni imprenditore agricolo deve compiere.

I partner del progetto

Con l’intento di introdurre nella gestione agronomica degli impianti olivicoli regionali tecnologie di difesa di tipo “smart” , Il Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria – Centro di Ricerca Difesa e Certificazione – CREA DC (coordinatore scientifico il primo ricercatore Dott. Antonio Giovino) e 8 imprese agricole della filiera olivicola e olearia siciliana, si sono riunite in Associazione Temporanea di Scopo (ATS). Il tutto al fine di presentare un progetto di ricerca legato alla diagnosi precoce delle più diffuse malattie dell’olivo e di quelle emergenti.

Capofila del progetto è L’Oleificio San Calogero Di Santangelo Giuseppe & C Sdf, sito a Sciacca (AG) che convoglia la produzione di oltre 500 produttori olivicoli della Sicilia Sud-occidentale e dispone di know-how sia per le metodologie applicative al controllo dei cicli di produzione di campo sia di trasformazione, sia di strumenti tecnologici che utilizzano le più avanzate tecnologie di trasformazione e di confezionamento.

Parte del partenariato 5 aziende agricole specializzate nella coltivazione dell’olivo, 3 di queste in regime di agricoltura biologica, e una azienda vivaistica che produce piante di olivo del germoplasma autoctono siciliano. Per l’attuazione scientifica delle azioni in progetto, il CREA DC si avvarrà della collaborazione di ricercatori del Dipartimento Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali dell’Università degli Studi di Palermo (SAAF).

Obiettivi del progetto

Il progetto è finanziato dalla Regione Sicilia nell’ambito del PSR 2014-2020 – Sottomisura 16. 1 Bando pubblico “Sostegno per la costituzione e la gestione dei gruppi operativi del PEI in materia di produttività e sostenibilità dell’agricoltura”. Mira a favorire lo sviluppo di un sistema diagnostico “smart” per le malattie dell’olivo in grado di:

• contenere la diffusione delle principali malattie delle piante, in vivaio e in campo, attraverso l’introduzione di sistemi diagnostici rapidi, user friendly, ed economici;
• ridurre la perdita di prodotto indotta dallo sviluppo della malattia;
• diagnosticare velocemente in campo la presenza del temibile batterio Xylella fastidiosa che vive e si riproduce all’interno dei vasi xilematici delle piante fino a determinarne la morte;
• raccogliere e archiviare dati fitopatologici in campo, attraverso smartphone, per poter sempre disporre del dettaglio, a livello di singola pianta, dello sto sanitario. La condivisione in rete di tali informazioni potrà aiutare a comprendere la frequenza, la diffusione e la localizzazione delle singole patologie. L’elaborazione in cloud di tali informazioni consentirà l’invio di alert territoriali per specifiche fitopatie.;
• individuare cultivar resistenti o meno sensibili a specifiche malattie per la costituzione dei nuovi impianti.
• ottimizzare la gestione colturale degli impianti gestiti in biologico e in convenzionale in modo da ridurre l’insorgere di malattie e migliorare lo standard commerciale degli oli.
• migliorare la qualità degli oli attraverso lo stoccaggio differenziato in rapporto al contenuto in molecole ad elevato potere salutistico. Per tale finalità sarà introdotto in frantoio una nuova apparecchiatura NIR, in dotazione del partner CREA. Questo è in grado di valutare, in pochi minuti e senza reagenti, oltre ai principali parametri commerciali, il contenuto in polifenoli e la composizione acidica”.

Olivicoltura e innovazione

Punto di forza del progetto sono quattro innovazioni tecnologiche di tipo smart, già sviluppate dal Crea- centro difesa e certificazione in collaborazione con il Dipartimento SAAF dell’Università degli Studi di Palermo. Sono basate su metodiche di tipo genetico (trascrittomica e metabolomica); sistemi a IoT (internet of thingh) e spettroscopia Near (Infrared Reflectance Spectroscopy) che sfrutta alcune proprietà fisiche della materia per ricavare informazioni sulla composizione chimica del campione.
Relativamente alle attrezzature da campo di tipo genetico il progetto mira a introdurre uno strumento LAMP (Loop mediate disothermal amplification), basato sulla tecnica di amplificazione isotermica, per la diagnosi precoce della Xylella fastidiosa e di alcuni importanti patogeni dell’olivo. Si stima che la tecnologia LAMP sia circa 100 volte più sensibile rispetto alle altre tecniche di tipo genetico (PCR). Inoltre non necessita di personale altamente qualificato. Per tale attività il progetto prevede azioni di validazione dei protocolli diagnostici e di Kit di saggio specifici per la LAMP; messi a punto dai ricercatori coinvolti nel presente progetto, da effettuare sia sulle piante in produzione presenti nelle aziende partner sia sulle piante madri di olivo (piante porta marze) ubicate presso i campi dell’azienda vivaistica Tramontana.

Nel corso di tale attività saranno formati tecnici in grado di utilizzare detta apparecchiatura in modo che al termine del progetto sarà possibile diagnosticare, in fase precoce, su ampie aree olivicole, la presenza di patogeni di grande interesse. Così come prescritto dai protocolli di riferimento dell’Unione Europea, tramite la European and Mediterranean Plant Protection Organization (EPPO).

Riconoscimento visivo delle malattie

Relativamente allo sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni aziendali che operano in ambente IoT il progetto prevede il trasferimento di una App mobile denominata GO-Olive, già sviluppata dai ricercatori afferenti al progetto, specifica per il comparto olivicolo. Il sistema ha il compito di facilitare il tecnico aziendale al riconoscimento visivo delle malattie dell’olivo e alla attuazione di una idonea strategia di lotta utile alla eradicazione della malattia.

Altra innovazione che sarà introdotta riguarda uno strumento in grado di valutare la qualità commerciale (acidità numero di perossidi, analisi spettro-fotometrica UV) e salutistica (polifenoli, composizione acidica e alfa tocoferolo) degli oli di oliva. Si tratta di un apparecchio “user friendly”; basato su tecnologia predittiva non distruttiva (NIR-Near Infrared Reflectance) è in grado di fornire risultati quantitativi sulla qualità degli oli in tempi brevissimi. Lo strumento, già calibrato per la determinazione dei principali parametri qualitativi di oli monovarietali siciliani, sarà utilizzato per analizzare velocemente gli oli ottenuti dalle diverse partite di olive conferite al frantoio, capofila del progetto.

Le conseguenze dal punto di vista commerciale

La conoscenza pressocchè istantanea dei parametri qualitativi degli oli analizzati consentirà, dal punto di vista commerciale, la determinazione di un prezzo di vendita differenziato in modo da remunerare economicamente gli olivicoltori in rapporto all’attenzione che hanno posto nell’ottenere olive sane e raccolte al giusto grado di maturazione. Sempre a livello commerciale gli esiti delle analisi effettuate consentiranno al frantoio di stoccare separatamente gli oli delle diverse partite di olive ottenendo lotti qualitativamente omogenei. Sarà quindi possibile costituire, lotti di oli con quantitativi di idrossitirosolo e suoi derivati utili a porre in etichetta la dicitura “salutare” così come previsto dal Claim salutistico Dell’European Food Safety Authoroty sui polifenoli (regolamento CE 1924/2006).

Olivicoltura e prevenzione delle malattie

Sempre ai fini della prevenzione delle malattie delle piante il progetto trasferirà un insieme di buone pratiche agronomiche atte anche a migliorare le prestazioni agronomiche e di redditività dell’oliveto. Tali pratiche terranno conto delle misure agronomiche, previste dal Piano nazionale di emergenza per la gestione di Xylella fastidiosa in Italia.

Nell’ambito di tale attività ai fini di una corretta corretta gestione idrica degli impianti secondo metodi di agricoltura di “precisione”, saranno introdotte tecniche di rilevamento dello stato idrico delle piante attraverso sensori trasmittivi (ZIM-probe) in grado di misurare la pressione di turgore delle foglie. Uno dei componenti del potenziale idrico che è in grado di darci informazioni dirette ed in continuo sullo stato idrico della pianta. Su tali sensori il gruppo di ricerca afferente al progetto ha messo a punto la metodologia per la determinazione delle soglie di stress idrico delle piante ai fini dell’intervento irriguo.

Tra i principali vantaggi nel gestire con “precisione” la risorsa idrica, non vi è solo la possibilità di pervenire a sensibili risparmi in termini di uso dell’acqua ma anche quella di influenzarne la crescita vegetativa delle piante e la qualità degli oli ottenibili soprattutto in termini di contenuto in polifenoli (antiossidanti) e di composti volatili (aroma) degli oli di oliva.ù

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