Dalla purificazione dell’aria all’assimilazione di CO2 (e corrispettivo rilascio di ossigeno nell’atmosfera), dalla mitigazione degli estremi climatici ai benefici psicosociali sulla popolazione: non si contano i benefici ecosistemici forniti dal verde in ambito cittadino, tali da migliorare significativamente la qualità della nostra vita.
Ma perché questi benefici siano tali, è necessario che il verde urbano sia sostenibile dal punto di vista economico e ambientale. Per mantenere in vita un albero in città, infatti, è necessario investire denaro, spendere energia e utilizzare acqua, oltre a concimi e antiparassitari.
Quando questi costi superano il valore dei benefici forniti dalle piante (in termini sia monetari che di bilancio di CO2), a quel punto il verde non è più ecosostenibile.
Il potenziale della tecnologia
È per questo che, non solo nelle città ma anche nei vivai in cui vengono propagate e allevate le piante, diventa indispensabile l’adozione di tecnologie avanzate e tecniche colturali innovative più efficaci ed efficienti, che rendano sostenibile l’intero processo produttivo delle piante che saranno poi utilizzate nelle città.
Allo stesso tempo, si rende necessario poter disporre di nuove specie e varietà, che siano adatte alle mutate condizioni ambientali e che possano fornire, in modo sostenibile, benefici ecosistemici agli abitanti delle città del futuro.
Molte innovazioni tecnologiche offerte dalla ricerca al settore florovivaistico puntano proprio a fronteggiare le attuali problematiche legate alla sostenibilità e al contrasto dei cambiamenti climatici.
Sostenibilità oltre le emergenze
Negli ultimi anni, infatti, il florovivaismo ha dovuto affrontare nuove emergenze come la pandemia, i conflitti esplosi ai confini dell’Europa e, soprattutto, il contrasto ai cambiamenti climatici e alle minacce alle piante causate dagli estremi di caldo o di freddo, dalla siccità, dagli eccessi di pioggia e dalle tempeste di vento.
Fattore clima
Il clima è, ovviamente, uno dei principali fattori che determinano le tipologie colturali adottabili e i risultati produttivi conseguibili in un certo ambiente, per cui i cambiamenti climatici registrati negli ultimi decenni pongono nuovi ostacoli agli imprenditori florovivaistici che avevano impostato e regolato le proprie strategie produttive e le relative sistemazioni ambientali (dalla gestione del suolo a quella delle risorse idriche) sulla base di condizioni climatiche molto differenti da quelle odierne.
Patogeni alieni e nuove risposte
Ad aggravare la situazione, si registra anche il fatto che gli eccessi climatici favoriscono l’insediamento e la diffusione di patogeni alieni che adesso, nelle nostre latitudini, trovano da un lato situazioni ambientali più adatte al loro sviluppo e, dall’altro, piante ospiti indebolite dalle stesse mutate condizioni climatiche. Il settore florovivaistico chiede pertanto alla ricerca
1. di fornire nuove tecnologie per la gestione dello stato idrico, nutrizionale e fitosanitario delle piante o per il controllo di temperatura, luce e umidità nell’aria e nel suolo (sensoristica, gestione da remoto, modelli previsionali, vertical farming, IoT, immagini multi- e iperspettrali);
2. di individuare nuove specie e varietà di piante tolleranti gli stress biotici e abiotici ottenibili attraverso il miglioramento genetico supportato dalle recenti Tecniche di evoluzione assistita (le cosiddette Tea).
Scenari digitali
Anche lo sviluppo delle tecnologie digitali nel florovivaismo, realizzato soprattutto negli ultimi venti anni, ha avuto come obiettivo principale quello di massimizzare la sostenibilità aziendale. Lo sviluppo di queste tecnologie, infatti, ha riguardato fondamentalmente l’ottimizzazione della gestione dello stato nutrizionale, idrico e fitosanitario delle piante e degli interventi colturali da programmare (dalle concimazioni, potature, sfalci e trattamenti fitosanitari alla gestione del fabbisogno irriguo), del fattore luce (intensità della radiazione luminosa e fotoperiodo), della temperatura e dell’umidità dell’aria in prossimità della canopy delle piante e nella zona radicale:
- il proximal sensing, basato sull’utilizzo di sensori per monitorare la traspirazione o l’attività fotosintetica delle piante e/o il loro contenuto in clorofilla, o per stimare il potenziale idrico fogliare, o per analizzare gli scambi gassosi della pianta, in particolare l’ossigeno e l’anidride carbonica correlati alla fotosintesi e alla respirazione;
- il remote sensing, un approccio spettro-radiometrico basato su telecamere termiche o a infrarossi, o a sensori di tipo multispettrale o iperspettrale per l’analisi della fluorescenza, della riflettanza, dell’assorbanza etc., correlate a stati di stress delle piante;
- la messa a punto di reti di monitoraggio ad hoc per le colture;
- la raccolta di grandi serie di dati (Big data) per la messa a punto di sistemi di allerta di stati di stress biotici o abiotici, modelli previsionali per la comparsa di fitopatie o diffusione di parassiti, sistemi di gestione da remoto dei processi produttivi;
- i Sistemi di supporto decisionali, basati sull’utilizzo di dati, generati dalle macchine, dai sensori e dalla rete, per fornire suggerimenti gestionali (meteo, mercati, trattamenti, trasporto etc.);
- l’utilizzo di droni in grado di trasportare telecamere termiche, Nir, multi- o iperspettrali, per effettuare rilievi dall’alto sulle colture allo scopo di valutare in tempo reale lo stato di salute delle piante, rilevare precocemente l’insorgenza di stress biotici e abiotici, prevedere possibili futuri attacchi di patogeni o stress fisici alle colture stesse.
Le serre del futuro
Queste tecniche avanzate risultano già oggi molto utilizzate nel florovivaismo, soprattutto in serre a elevata tecnologia in cui operano contemporaneamente sistemi di controllo del clima, di screening precoce di stati di stress biotico e abiotico, modelli previsionali o sistemi di allarme per la comparsa di malattie, sistemi di supporto decisionale, tecnologie innovative per la disinfezione degli ambienti di crescita (tecnologia Non thermal plasma, Ntp), sensoristica per il controllo della fertirrigazione, telecamere per il monitoraggio della coltura o per la gestione degli impianti da remoto, impianti di riscaldamento basale a basso consumo (pompe di calore) che utilizzano fonti di energia rinnovabile (fotovoltaico o biomasse).
A un ulteriore livello evolutivo di tecnologie avanzate troviamo poi le piattaforme di fenotipizzazione multispettrale, in grado di effettuare in tempo reale analisi non distruttive e automatizzate delle caratteristiche morfologiche e funzionali su un numero elevato di piante, e gli impianti di agricoltura verticale (vertical farming).
Miglioramento genetico
Dove non è possibile controllare i fattori climatici con la tecnologia, come in pieno campo o in ambito urbano, la scelta di specie tolleranti rimane sempre l’opzione migliore.
Si segnala, per esempio, l’utilizzo di specie macroterme, cioè piante che tollerano temperature elevate, oppure di specie “rustiche”, che crescono spontaneamente in condizioni inospitali e sono meno bisognose di antiparassitari e di fertilizzanti (piante aromatiche, officinali, cactacee, succulente ecc.), o ancora di specie originarie di zone siccitose e adattate al clima arido (xerofite), o di specie adattate alla salinità del terreno (alofite) o a terreni molto sciolti e sabbiosi (psammofite).
Verso nuove varietà
A fronte di questo, il miglioramento genetico delle specie ornamentali per l’ottenimento di nuove varietà tolleranti gli eccessi climatici, sia attraverso tecniche di breeding tradizionale che con le recenti Tea (Tecniche di evoluzione assistita, dalla cisgenesi al genome editing), risulta una pratica lunga, dispendiosa e, purtroppo, poco utilizzata in Italia sulle specie per il vivaismo ornamentale.
Pertanto, auspicando per il futuro l’avvio di specifici programmi di miglioramento varietale, si potrebbe, almeno per il momento, sopperire a questa carenza valutando e selezionando, all’interno di ogni specie ornamentale, le varietà dotate di maggior tolleranza agli stress. La ricerca, in conclusione, traccia la strada.
Per vincere le nuove sfide che attendono il florovivaismo non si potrà prescindere dal contributo delle nuove tecnologie.
SCRIVE PER NOI
- Già dirigente di ricerca e direttore del Crea orticoltura e florovivaismo, è oggi responsabile scientifico di Nutrevo Srl. Specializzato in Biotecnologie vegetali, ha insegnato Miglioramento genetico e Fisiologia in università italiane e internazionali, tra cui Bologna, Firenze e Veracruz. È autore di oltre duecento pubblicazioni scientifiche e monografie
