L'agricoltura incontra la tecnologia
Per contrastare le coltivazioni intensive, che producono un eccessivo sfruttamento delle risorse naturali e provocano inquinamento e riduzione della biodiversità, è stato messo a punto Bioristor. Il biosensore è in grado di monitorare in continuo e in tempo reale i cambiamenti che avvengono nella linfa della pianta, consentendo di ridurre gli sprechi attraverso il dosaggio dei fertilizzanti e dell'irrigazione, come sottolinea Michela Janni dell'Istituto dei materiali per l'elettronica e il magnetismo
L'agricoltura come l'abbiamo conosciuta finora è destinata a cambiare e ne vale della nostra sopravvivenza. Quella praticata oggi è un'agricoltura intensiva, all'origine dello sfruttamento indiscriminato delle risorse naturali degli ultimi cinquant'anni. Ma questo tipo di agricoltura non è più sostenibile per vari motivi: i costi ambientali e sociali, l'inquinamento, la perdita della biodiversità e della fertilità dei suoli.
Di fronte a uno scenario così sconfortante, è la tecnologia a fornirci soluzioni alternative. “La tecnologia è la chiave per sostenere la sicurezza alimentare e il modo per fondere tradizione e innovazione allo scopo di aumentare l'efficienza di utilizzo delle risorse”, spiega Michela Janni dell'Istituto dei materiali per l'elettronica e il magnetismo (Imem) del Cnr. “Lo sfruttamento della biodiversità, l'uso della genetica e delle più moderne tecniche di evoluzione assistita per costituire materiali vegetali più adattabili ai cambiamenti in atto e l'innovazione tecnologica applicata all'agricoltura di precisione lavorano insieme per garantire le produzioni e la sicurezza alimentare a una popolazione in constante aumento”.
Da qualche anno si è affacciato un concetto nuovo, quello di agricoltura di precisione, di cui si parlava già nel 2016 in uno studio del Servizio ricerca del Parlamento europeo: grazie a un insieme di tecnologie che comprende l'utilizzo dei sensori, la navigazione satellitare e l'utilizzo dei droni, i processi di produzione agricola vengono monitorati e ottimizzati. “Voli con droni equipaggiati con camere multispettrali, indici ricavati da analisi satellitari e Internet of things sono entrati nel linguaggio comune e nei campi degli agricoltori per fornire loro supporto e garantire uno sfruttamento ottimale delle risorse, che avviene misurando in tempo reale le variazioni delle condizioni di un terreno e quelle delle singole piante, così da calibrare con maggiore precisione rispetto al passato il dosaggio dei fertilizzanti e i tempi e le quantità dell'irrigazione. Il mondo agricolo e le sue pratiche sono sulla soglia di una vera e propria rivoluzione”, chiarisce la ricercatrice del Cnr-Imem.
Quello dello sfruttamento delle risorse idriche del Pianeta oggi è senz'altro il tema di maggiore rilevanza ed è imprescindibilmente legato all'agricoltura. “A oggi l'agricoltura consuma circa il 70% dell'acqua disponibile sul Pianeta, e circa il 40% delle produzioni globali avviene a regime irriguo”, sottolinea Janni.
Ed è proprio sul fronte della razionalizzazione del consumo dell'acqua che si sono concentrati gli sforzi dei ricercatori del Cnr-Imem. “In Istituto abbiamo messo a punto Bioristor, un dispositivo elettrochimico biocompatibile che, inserito nel fusto della pianta, è in grado di monitorare in continuo e in tempo reale i cambiamenti che avvengono nella linfa della pianta. È un sensore interconnesso con la pianta, l'agricoltore e le tecnologie aziendali, e rappresenta un cambio di passo epocale nella sensoristica per l'agricoltura”, sottolinea la ricercatrice, riportando un dato che aiuta a comprendere l'entità dell'impatto che può avere questa tecnologia: “Il monitoraggio in real-time e in continuo permettono di effettuare una diagnosi precoce dello stress idrico in corso nella pianta, consentendo di ridurre l'impatto dell'uso dell'acqua fino al 36% nel pomodoro. È stato testato anche in molte altre colture simbolo della tradizione agri-food italiana come kiwi, vite, melo e pomodoro”.
Una tradizione che è protagonista anche del padiglione Italia all'Expo di Dubai. “Il Bioristor è in prima linea per la sostenibilità e lo testimonia la sua presenza nel padiglione Italia, dove viene utilizzato per monitorare una selezione tra le piante presenti nello spettacolare orto-giardino, uno spazio appositamente allestito in cui sono presenti vere e proprie coltivazioni, articolate su più livelli, a rappresentare i molteplici aspetti del paesaggio mediterraneo e la peculiare arte agricola di questa fetta di globo”.
Nell'orto-giardino troviamo piante coltivate a scopi alimentari, colture tipiche collinari come la vite e l'olivo, piante officinali, fino alle coltivazioni a scopo non alimentare per la produzione tessile e cosmetica. Qui 16 biosensori sono stati installati per monitorare diverse tipologie di piante mediterranee, misureranno il loro stato di salute e di irrigazione fino all'evento dedicato del 26 febbraio 2022, nel quale il gruppo di ricerca del Cnr-Imem presenterà i dati raccolti e illustrerà le caratteristiche delle misure eseguite per ciascuna pianta.
Fonte: Michela Janni, Istituto dei materiali per l’elettronica e il magnetismo , email michela.janni@imem.cnr.it -