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Nuovi microrganismi del suolo contro i gas serra

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I ricercatori dell’INRA (Insitute National de la Recherche Agronomique – Istituto Nazionale Francese per la Ricerca in Agricoltura) di Digione hanno pubblicato questo settembre, sulla rivista Nature Climate Change, i risultati di una loro ricerca svoltasi in collaborazione con omologhi svedesi e irlandesi, sulla diversa capacità dei suoli a ridurre l’ossido nitroso (N2O) trasformandolo in azoto atmosferico (N2).

L’ossido nitroso (N2O) è uno dei principali gas ad effetto serra insieme con il biossido di carbonio (CO2) e il metano (CH4), inoltre è uno dei responsabili della distruzione dello strato di ozono. L’ecosistema terrestre contribuisce per circa il 70% alle emissioni di N2O di cui almeno il 45% sono collegabili ai prodotti azotati impiegati nel comparto agricolo (fertilizzanti, reflui di allevamento, letame, residui di colture…).
Per poter riuscire a diminuire le emissioni di N2O e quindi  arrivare ad un’agricoltura sostenibile e rispettosa dell’ambiente, è importante capire non solo il processo implicato nella produzione di questo gas, ma anche della sua eliminazione.
I ricercatori dell’INRA, in collaborazione con i colleghi svedesi e irlandesi, hanno analizzato 47 tipi diversi di suoli prelevati in tutta Europa e hanno potuto verificare le disparità esistenti tra i vari suoli relativamente alla capacità di assorbire ed eliminare N2O.
Contrariamente a quanto avvenuto per altri gas ad effetto serra, quali il biossido di carbonio o il metano, la capacità dei suoli di intrappolare e eliminare l’N2O è stata, fino ad oggi, molto poco studiata.
Gli studi svolti hanno messo in evidenza che la variabilità del suolo nella capacità di assorbire N2O è collegabile alla presenza di un gruppo di microrganismi scoperti e identificati solo nel 2013 proprio da questo stesso gruppo di ricercatori. Al momento della scoperta però non si era capito il ruolo di questi microrganismi nell’intrappolamento di N2O, messo invece in dovuta evidenza in quest’ultimo studio.
La ricerca ha messo in risalto come la diversità e l’abbondanza di questi nuovi microrganismi siano di fondamentale importanza per la capacità del suolo di ridurre l’ N2O, trasformandolo in azoto atmosferico (N2), gas inerte che rappresenta circa i 4/5 dell’aria che respiriamo e che non ha nessun impatto sull’ambiente.

I ricercatori hanno  analizzato i suoli e hanno evidenziato quali siano le proprietà chimo-fisiche caratteristiche dei suoli favorevoli allo sviluppo di questi microrganismi.
Grazie a un approccio di tipo meta-genomico comprendente l’analisi di alcune centinaia di migliaia di sequenze di DNA, hanno inoltre identificato diversi gruppi di microrganismi capaci di venire impiegati come bioindicatori relativamente alla capacità dei suoli europei a trasformare l’ N2O in N2.

L’insieme di questi risultati sottolineano l’importanza della biodiversità dei microrganismi del suolo per il funzionamento del suolo stesso e dei relativi servizi ambientali.
La ricerca ora continua per identificare quali pratiche agricole possano stimolare la crescita di questo gruppo di microrganismi consumatori di N2O per auspicare una futura produzione agricola durevole e sostenibile.

Questa ricerca è stata realizzata nell’ambito del progetto europeo EcoFINDERS con il sostegno della Regione della Borgogna e dell’Ambasciata di Francia in Irlanda.

Per saperne di più:
INRA
Nature Climate Change
Progetto EcoFINDERS

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Lieviti inattivi preservano l’aroma del vino novello

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Ricercatori dell’Università di Madrid hanno scientificamente provato che l’impiego di preparazioni di lieviti inattivi ricchi in glutatione possono preservare l’aroma dei vini giovani durante lo stoccaggio. Questa tecnica, già in uso anche in assenza di una base scientifica, si presenta come un’alternativa eco-sostenibile rispetto al più tradizionale impiego di solfiti.

L’aroma fresco, fruttato e floreale dei vini novelli (bianco e rosé) può sparire velocemente durante lo stoccaggio a causa del processo di ossidazione. Oltre all’aroma, alle volte, il colore stesso subisce delle variazioni a causa della formazione di polimeri di tonalità arancione e marrone. Inoltre, in taluni casi, questo stesso processo di ossidazione può portare alla produzione di altri aromi, tipici di vini invecchiati, pertanto assolutamente poco desiderabili in vini freschi e giovani.

Per minimizzare il problema è possibile aggiungere dei composti antiossidanti in grado di posticipare l’ossidazione e quindi il deterioramento aromatico del vino.
La pratica enologica più diffusa prevede l’aggiunta al vino di antiossidanti chimici quali i solfiti, tuttavia questo tipo di composti può causare diversi sgradevoli effetti collaterali in alcuni consumatori. Pertanto, i produttori di vino stanno cercando delle soluzioni alternative sostenibili ed efficaci.
L’impiego di lieviti inattivi di origine enologica è una pratica già diffusa tra alcuni produttori, ma fino ad ora era priva di un qualsiasi fondamento scientifico.

I lieviti inattivi sono lieviti non vitali privi di capacità fermentative. I lieviti impiegati per stabilizzare il vino sono di origine enologica, pertanto si presentano come un alternativa naturale e sostenibile all’aggiunta di additivi chimici.

La ricerca condotta dai ricercatori del CIAL e UPM è stata svolta in collaborazione con una cantina di Navarra (Spagna). In questo luogo i ricercatori hanno studiato l’effetto delle preparazioni di lievito inattivato ricche in glutatione nell’aroma del vino rosè della varietà Garnacha e, allo stesso tempo, hanno studiato lo stesso vino trattato con i metodi tradizionali.
Per riconoscere e valutare odori e sapori del vino, alla ricerca hanno partecipato anche 12 sommelier in veste di giudici. Questi giudici hanno testato i vini durante il periodo della ricerca ed hanno riassunto i loro giudizi in tabelle tali da poter essere poi rielaborate ed analizzate dai ricercatori.
I test erano di tipo triangolare e determinavano differenze sensoriali tra il vino trattato e quello di controllo durante il periodo di vita del vino (1, 2, 3 e 9 mesi). Da un punto di vista sensoriale, i vini hanno dimostrato avere le stesse caratteristiche fino al nono mese di stoccaggio.

Per la valutazione delle caratteristiche qualitative e quantitative, i giudici hanno condotto un’analisi sensoriale di tipo descrittivo dove hanno valutato l’intensità di alcune delle caratteristiche principali di questi vini: l’aroma (fragola, pesca, banana, floreale, lievito) e il sapore (acidità).

Dalla ricerca sono emersi i seguenti risultati: i vini a cui era stato aggiunto il lievito inattivo hanno dimostrato mantenere meglio l’aroma fruttato, soprattutto per fragola e banana, e, al tempo stesso, diminuire la percezione aromatica di tutti i processi collegabili all’ossidazione.

Da questo studio pertanto emerge chiaramente come l’impiego di lieviti inattivi ricchi in glutatione sia di fatto una valida alternativa all’impiego di solfiti nei vini novelli.

Per saperne di più:
Università Politecnica di Madrid

International Journal of Food Properties

Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (ES); (EN) 

 

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Robotica protagonista anche in agricoltura

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La robotica è entrata di prepotenza nell’agricoltura ed esistono robot capaci di svolgere autonomamente diverse mansioni. Di fatto la robotica risponde all’esigenza di risparmiare costi di manodopera  per poter mantenere quello del prodotto dentro determinati parametri. Inoltre, i robot sono spesso molto versatili e  in grado di svolgere le mansioni oltre che raccogliere dati e informazioni utili a supporto delle decisioni future.

Al 13° Congresso Internazionale sulla Robotica, IAS 13 – Intelligent Autonomous Systems, tenutosi a Padova dal 15 al 19 di luglio 2014, hanno partecipato diversi  centri di ricerca e aziende sia per far conoscere i risultati delle loro ricerche sia per avere un feedback dagli operatori di settore.

Alcuni progettisti presenti si sono limitati ad illustrare la parte informatica e le innovazioni ottenute in campo dall’intelligenza artificiale, senza portare reali applicazioni. Attualmente, molti dei risultati presentati possono essere applicati a diverse esigenze ed è solo con il feedback da parte degli operatori del settore che è possibile ottimizzare e delineare con precisione il prodotto finale.

Un valido esempio è dato dal progetto portato avanti da ricercatori spagnoli (Università di Zaragoza) e inglesi (Università di Lincoln). Di recente era stato messo a punto un robot in grado di controllare la deriva durante trattamenti con nebulizzazione del prodotto in agricoltura, ma che ha dimostrato dei limiti in quanto il terreno agrario non è liscio ed uniforme. La nuova applicazione presentata in questa conferenza invece tiene conto anche di questo fattore e quindi è in grado di aggiustare il getto anche in funzione del tipo di terreno.
Per ottenere questo risultato i ricercatori hanno integrato il metodo precedente con informazioni provenienti da mappe 3D del suolo. Una volta sul terreno le informazioni vengono rielaborate e adattate alla esatta localizzazione.

La parte di interesse specifico per l’agricoltura si è concentrata nella giornata di venerdì 19, dove esponenti di diverse nazioni hanno illustrato alla platea le proprie innovazioni nel settore.

I ricercatori dell’Università di Padova hanno presentato un sistema per la ricarica in autonomia della batteria di robot agricoli elettrici. Il sistema è composto da una stazione di ricarica wireless ad alta potenza (può caricare fino a 4 kW) e da un supporto indipendente fornito di telecamera e di cercatore a raggi laser. La ricarica avviene senza l’impiego di cavi, è sufficiente che le due spirali (la prima posta sul robot e l’altra al supporto) siano allineate. Migliore è l’allineamento, più veloce ed efficace è la ricarica.

I ricercatori della UNSW Australia (School of Mechanical and Manufacturing Engineering) hanno presentato un nuovo modello per il monitoraggio e la previsione della resa dei vigneti. Questo sistema di navigazione si può applicare su robot che si muovono sul terreno e non ha bisogno di un sistema GPS di alta precisione.

Ricercatori tedeschi (Università di Hannover e Bosch) hanno presentato un robot per il controllo visivo dello stelo della pianta. Questo permette una mappatura del terreno molto precisa e necessaria in un’ottica di agricoltura di precisione specie per piante piccole. Gli esperimenti presentati sono stati svolti su piantine di carote.

Ricercatori austriaci (Università Tecnologica di Vienna) hanno presentato una sistema di identificazione ad infrarossi in grado di identificare la posizione e il tipo di pianta e ne individua i bisogni grazie ad una elaborazione dei dati raccolti mediante un’integrazione con i dati di tipo probabilistico presenti nella memoria del robot.

Maggiori dettagli e informazioni sui progetti presentati sono visibili nei pdf allegati.

Per saperne di più:
IAS 13
Atti Convegno IAS 13
University of Lincoln