Progetto di ricerca e sperimentazione PRO.BIO.CA Bando OIGA finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali-

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1 Progetto di ricerca e sperimentazione PRO.BIO.CA Tecnologie innovative per la produzione di biomassa di carciofo e cardo da destinare all estrazione di composti nutraceutici Bando OIGA - annualità finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali- Dipartimento delle Politiche Competitive del Mondo Rurale e della Qualità Direzione Generale della Competitività per lo Sviluppo Rurale, con D.M. n /7818/10 del 29/12/2010 Università degli Studi della Tuscia Dipartimento di scienze e Tecnologie per l Agricoltura, le Foreste, la Natura e l Energia (DAFNE) in collaborazione con Coldiretti Benevento

2 Progetto PRO.BIO.CA Il bando OIGA annualità 2009 del Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali prevedeva la realizzazione di progetti, proposti da piccole e medie imprese condotte da giovani imprenditori agricoli con età inferiore ai 40 anni, da realizzarsi attraverso la collaborazione di Istituzioni pubbliche di ricerca. Il progetto PRO.BIO.CA è stato promosso dalla Coldiretti di Benevento e realizzato in collaborazione con l Università degli Studi della Tuscia- Dipartimento di scienze e Tecnologie per l Agricoltura, le Foreste, la Natura e l Energia (DAFNE). Il progetto presentato nel mese di novembre 2009 è stato finanziato con D.M del , ed è attualmente in corso.

3 Soggetti coinvolti Nel progetto sono state coinvolte n.7 aziende agricole, di cui n. 5 collocate in provincia di Benevento (Pietrelcina, Calvi, Apice), che hanno formalmente costituito un ATI (Associazione Temporanea di Imprese) per poter realizzare le attività sperimentali da campo. Per quanto riguarda le attività di ricerca, oltre all Università degli Studi della Tuscia e alla Coldiretti Benevento, partecipano anche: Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA); Dipartimento di Ingegneria agraria e Agronomia del territorio, Università degli Studi di Napoli Federico II; Aboca S.p.A; ABS FLOWERS.

4 Obiettivo generale Obiettivo generale del progetto è quello di valorizzare la cinaricoltura attraverso l individuazione di genotipi e lo sviluppo di tecnologie innovative per la produzione di biomassa da utilizzare per l estrazione di composti ad azione nutraceutica. Questo obiettivo di ricerca si collega con l opportunità di riuscire ad implementare una filiera locale in grado di valorizzare ulteriormente il prodotto carciofo ponendo attenzione anche alle possibilità di trasformazione e di vendita del fresco. In questo modo, si potrà fornire ai giovani imprenditori un ulteriore via di riconversione alle colture attualmente in crisi (es. tabacco) e si tenterà di rispondere alle esigenze di mercato, compatibilmente con le vocazioni dei suoli e con le capacità imprenditoriali dei soggetti coinvolti.

5 1) l individuazione di genotipi di carciofo e di cardo caratterizzati da elevata produzione di biomassa e ad elevato contenuto di composti nutraceutici e, limitatamente alla coltivazione in campo, a duplice attitudine (produzioni di capolini per il mercato fresco e/o per l industria di trasformazione agro alimentare e di biomassa fogliare per l industria di estrazione di biomolecole); 2) la messa a punto di una tecnica di produzione in vitro mediante bioreattore di biomassa e di piantine di carciofo e cardo; 3) la messa a punto di un processo produttivo di biomassa di carciofo e di cardo per varietà da seme mediante coltivazione fuori suolo in serra; 4) lo studio delle cinetiche di accumulo di biomolecole su alcuni genotipi di riferimento nei diversi sistemi produttivi a confronto: bioreattore, fuori suolo e coltivazione tradizionale su suolo; Obiettivi specifici 5) la valutazione della possibilità di incrementare la concentrazione di biomolecole d interesse applicando stress abiotici (es. stress salino) nei sistemi di produzione in vitro (bioreattore) e in vivo (fuori suolo); 6) la valutazione dell influenza della fertilizzazione sulla produttività di genotipi di carciofo e cardo in diversi areali produttivi campani; 7) la valutazione economica dei sistemi produttivi a confronto: bioreattore, fuori suolo e coltivazione tradizionale su suolo; 8) l implementazione di un sistema in grado di seguire, mediante un processo di trasparenza interno ed esterno, la filiera carciofo in tutte le sue fasi per conferire quindi valore aggiunto al prodotto; 9) l ampliamento dell offerta con varietà a duplice attitudine di qualità elevata; 10) la riduzione dei costi di produzione per un incremento della redditività della coltura all interno delle aziende.

6 Università degli Studi della Tuscia- DAFNE Reperimento di materiale vegetale idoneo per la produzione di biomassa e di capolini Produzione di biomassa e di piantine di cardo e carciofo in bioreattore Produzione di biomassa carciofo e cardo in fuori suolo Caratterizzazione morfo-fisiologica ed agronomica dei genotipi di carciofo e cardo coltivati in campo Valutazione di protocolli di coltivazione a basso impatto ambientale con particolare riferimento alla gestione della fertilizzazione Analisi di composti nutraceutici Linee di ricerca ATI Propagazione in vivaio dei genotipi a propagazione gamica Allestimento e conduzione dei campi sperimentali Valutazione agronomica in campo delle linee di cardo e carciofo da seme e da vitro Valutazione dell idoneità alla trasformazione/conservazione capolini Coldiretti Benevento (gruppo di professionisti esterni individuati in collaborazione con l Università) dei Supporto tecnico-amministrativo alle aziende agricole nella fase sperimentale di campo Valutazione economica dei processi produttivi Definizione delle strategie di mercato

7 REPERIMENTO MATERIALE VEGETALE Attività svolte Università degli Studi della Tuscia- DAFNE In linea con gli obiettivi del progetto sono stati selezionati, all interno del germoplasma nazionale, i seguenti due genotipi a propagazione vegetativa da destinare alla sperimentazione in bioreattore (in vitro): la varietà tardiva C3 (tipo Romanesco) la quale, ad oggi, viene micropropagata a livello industriale in alcuni laboratori specializzati e pertanto di essa sono note le potenzialità e le performances propagative su substrato solido; la cultivar Tema, selezione clonale di mutante precoce comparso nella cultivar Terom, interessante per l habitus della pianta e per la precocità, analoga a quella delle cultivar rifiorenti. Contemporaneamente sono stati individuati e reperiti i seguenti genotipi di carciofo e cardo da seme per la coltivazione in fuori suolo: Carciofo: Romolo (varietà costituita presso l Università della Tuscia e commercializzata da La Semiorto Sementi), Violetto di Provenza (La Semiorto Sementi), e Violetto di Romagna (SAIS Sementi); Cardo: Bianco Avorio (La Semiorto Sementi), Bianco Gigante Inerme (SAIS Sementi), e Gigante di Romagna (Seminis Vegetable Seeds).

8 PROPAGAZIONE IN VITRO Attività svolte Università degli Studi della Tuscia- DAFNE Un obiettivo del progetto era quello di valutare la possibilità di propagare in vitro il carciofo mediante l impiego di bioreattori e mettere a punto un protocollo per massimizzare le potenzialità di moltiplicazione. Tale tecnologia, poiché prevede l impiego del mezzo liquido come substrato, oltre a favorire lo scambio di nutrienti fra tessuto vegetale e mezzo di coltura, potrebbe agevolare l automazione delle operazioni manuali e consentire una significativa riduzione dei costi della micropropagazione. Un ulteriore vantaggio riconducibile all utilizzo dei bioreattori in vitro è la possibilità di produrre in ambiente controllato biomassa vegetale per l estrazione di biomolecole da parte delle industrie farmaceutiche ed alimentari. Per il dettaglio cfr. il documento pubblicato: ActaArtichoke2013

9 Attività svolte Università degli Studi della Tuscia- DAFNE PRODUZIONE DI BIOMASSA DI CARDO E CARCIOFO IN FUORI SUOLO Obiettivo della ricerca era mettere a punto un processo produttivo di biomassa di carciofo e di cardo per varietà da seme mediante coltivazione fuori suolo in serra. In questo modo sarebbe infatti possibile conciliare i vantaggi della propagazione via seme (minor costo d impianto, miglior stato fitosanitario) con quelli del sistema produttivo (maggior controllo delle condizioni colturali). Ulteriore obiettivo era individuare quella tecnica colturale che potesse far incrementare la produzione di biomolecole d interesse attraverso l utilizzo di appropriate condizioni ambientali (es. salinità). La sperimentazione è stata realizzata nel periodo invernale-primaverile su carciofo (Romolo, Violetto di Provenza e Violetto di Romagna) e cardo (Bianco Avorio, Bianco Gigante Inerme e Gigante di Romagna) coltivati in serra su floating system. Per il dettaglio cfr. il documento pubblicato: ActaArtichoke2013

10 Attività svolte ATI Come da programma, sono stati impiantati, nel corso di due annualità di progetto, 14 ettari di campi sperimentali di carciofo, presso 7 diverse aziende agricole, di cui 5 aziende con sede in provincia di Benevento (Calvi, Apice e Pietrelcina) e 2 aziende con sede a Castellammare di Stabia. Le attività sperimentali da campo hanno perseguito lo scopo di ottenere informazioni agronomiche preliminari per la determinazione sia della migliore epoca di trapianto sia delle varietà in grado di fornire, nell areale beneventano, le migliori performance produttive per quantità e qualità, sia in termini di capolini sia di biomassa in relazione al contenuto di principi attivi nutraceutici. All uopo si è ritenuto opportuno pianificare due diverse epoche di trapianto inizio primavera e fine estate- ed inoltre, nell ambito di ciascuna epoca, le date del trapianto presso le diverse aziende sono state distanziate di circa una settimana.

11 Attività svolte ATI In base alla tempistica programmata, il primo trapianto è stato effettuato a fine estate 2011, con inizio il 12 Settembre e fine il 15 Ottobre, con distanze temporali di circa una settimana tra le diverse aziende. Nell anno 2012, invece, è stato effettuato un primo trapianto in primavera, il 18 Maggio, ed un secondo trapianto a fine estate, il 18 Settembre. Per quanto riguarda le varietà utilizzate, la sperimentazione si è concentrata soprattutto sulla tipologia Romanesco, in quanto più apprezzata dai mercati e quindi presumibilmente più remunerativa, in particolare sui cloni C3 e Saturno moltiplicati in vitro. Tuttavia, sono state testate, a livello parcellare, anche altre varietà al fine di avere una piattaforma varietale più ampia entro la quale eventualmente poter scegliere, tra cui anche una selezione da seme, il Romolo, ed un clone locale di Carciofo di Pietrelcina selezionato a partire da coltivazioni locali amatoriali riprodotte da decenni per via vegetativa (carducci).

12 Risultati allo stato attuale della sperimentazione ATI Per quanto riguarda l epoca di trapianto, l esperienza ripetuta nel corso di due anni ha confermato che il periodo migliore è quello di fine estate, con inizio nella prima decina di Settembre. Con il trapianto in questo periodo la produzione è iniziata a fine Aprile dell anno successivo e si è protratta fino a metà Giugno. Procrastinare il trapianto oltre la prima decina di Settembre porta ad un ritardo nell emissione dei primi capolini, con riduzione del periodo di raccolta, che comunque non va oltre la metà di Giugno, e quindi anche della produzione totale. Il trapianto in primavera, effettuato a metà Maggio, invece, ha comportato un anticipo di produzione ad inizio primavera dell anno successivo, tra la metà e la fine di Marzo, con diverse piante che hanno iniziato a produrre anche tra la metà e la fine di Gennaio. Tale anticipo di produzione, per areali più miti potrebbe rappresentare sicuramente una grande opportunità, trattandosi di Romanesco ; tuttavia, nella provincia di Benevento, in questo periodo, vi sono ancora gravi rischi di improvvise e frequenti gelate con relativi danni ai capolini.

13 Risultati allo stato attuale della sperimentazione ATI Per quanto riguarda le varietà, tutte hanno fornito una soddisfacente risposta agronomica, tuttavia le tipologie Romanesco si sono confermate le più apprezzate dal mercato. Le produzioni ottenute si sono attestate nella media per areali centro meridionali. E d uopo segnalare, infine, la gradita sorpresa nel constatare le eccezionali performance fornite, sia sul piano organolettico-qualitativo sia dal punto di vista produttivo, dall ibrido Romolo moltiplicato da seme, distintosi per vigoria ed uniformità delle piante, grandezza ed uniformità dei capolini nonché per numerosità degli stessi.

14 Attività svolte Coldiretti Benevento Le attività svolte dalla Coldiretti Benevento, nell ambito del progetto, sono le seguenti: raccordo generale, sia con le n.7 aziende costituenti l ATI che con l Università degli Studi della Tuscia ed il Responsabile Scientifico del progetto; supporto tecnico-amministrativo alle aziende dell ATI per predisposizione dei SAL e della documentazione amministrativa necessaria; programmazione e realizzazione delle indagini e della raccolta dati finalizzate alla redazione di uno Studio sul carciofo: analisi di mercato, analisi del consumatore ed elaborazione di strategie di mercato ; attività di promozione e comunicazione relative al progetto: - predisposizione pagina web dedicata al progetto; - redazione di comunicati stampa; - articoli su web e giornali; - organizzazione di un convegno sui risultati conclusivi; - partecipazione a sagre ed eventi del settore (es. Sagra del carciofo di Pietrelcina.