Miglioramento genetico per un`agricoltura sostenibile

Capitolo 1
L’agricoltura secondo una
prospettiva olistica
Agricoltura olistica oggi
• AGRICOLTURA BIOLOGICA
– Produrre cibi senza l'impiego di prodotti chimici di sintesi;
– applicare tecniche colturali moderne come la lotta biologica;
– controllo delle infestanti con mezzi tecnici innovativi come erpici specifici
o il pirodiserbo;
– REGOLAMENTO CEE 2092 del 1991 e successive modifiche, redatto in
base alle norme internazionali IFOAM;
• AGRICOLTURA BIODINAMICA
– nacque formalmente nel 1924 a seguito di un meeting organizzato da
agricoltori tedeschi i quali invitarono Rudolf Steiner;
– concezione, diremmo oggi "olistica" dell'azienda agricola.
• PERMACULTURA
– progettazione e la conservazione consapevole ed etica di ecosistemi
produttivi che hanno la diversità, la stabilità e la flessibilità degli
ecosistemi naturali.
Capitolo 2: Sostenibilità in agricoltura
Principi dell’Agricoltura olistica:
• PERSISTENZA
• AUTARCHIA
• RESILIENZA
• BENEVOLENZA
• Indipendentemente dalla scala (hortus, ager, saltus, silva,
aziende piccole o grandi, paesaggi) bisogna ridurre
l’impatto ambientale delle operazioni gestionali.
Capitolo 2: Integrare la Biodiversità
in agricoltura
Sostenibilità in agricoltura
significa
“tutela della biodiversità al di là delle
aree protette”
Progressi nell’aumento di Aree Protette ma
molto di più va fatto molto di più per smorzare
la perdita di Biodiversità
Crescita del numero
e superficie di Aree
Protette
Indice Lista Rossa
uccelli
Cosa è la biodiversità
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Diversità entro specie
Diversità tra specie
Diversità entro e tra ecosistemi/habitat
Diversità entro e tra paesaggi
BIODIVERSITA’
AgroBiodiversità
1. Agro-ecosistemi (strutture e
processi)
2. Specie da pieno campo/ Varietà
3. Animali da allevamento e pesci
4. Germoplasma animale e vegetale
5. Organismi del suolo in aree
coltivate
6. Agenti per il controllo biologico
di piante e animali
7. Specie selvatiche e razze locali
(risorse genetiche)
8. Conoscenza e cultura locale della
diversità
• E’ un sottoinsieme della diversità totale.
• E’ il risultato dei processi di selezione
naturale e della selezione artificiale di
agricoltori, pastori avvenuta nell’arco di
millenni
• Cibo e sicurezza alimentare dipende da
questa biodiversità.
Agro-Biodiversità
• Varietà coltivate per la raccolta.
• Specie che non si “raccolgono” in ecosistemi produttivi a
supporto della produzione di cibo.
• Specie che non si “raccolgono” in ambienti più vasti che
fungono da supporto per ecosistemi dediti alla produzione
di cibo (agricoli, pastorali, ecosistemi acquatici e forestali).
• Buone Pratiche (in generale):
– Creare “santuari di biodiversità” (sacralità);
– Connessione biologica (landsharing) tra aziende agricole (corridoi
biologici che connettono aree ricche di Bdv; scambio di R.G.).
– Minimizzare la conversione degli habitat selvatici in agricoli
tramite un aumento della produttività aziendale e la protezione di
ecosistemi prioritari (zone umide, frammenti di foresta, fiumi e
argini fluviali).
– Modificare i sistemi di coltivazione, imitando ed assecondando i
processi naturali (approssimazione ecosistemica).
– Bassi input e buone pratiche per: ridurre l’erosione del suolo, la
dispersione di sostanze chimiche, di rifiuti.
– Ottimizzare l’uso dell’acqua, favorire la fertilità del suolo,
aumentare la cattura di CO2.
– Praticare la zootecnia sostenibile con una corretta gestione di prati
e pascoli, includendo alberi ed arbusti nei pascoli.
• Bloccare o ridurre significativamente la
perdita di Diversità Biologica entro il 2050;
• Biodiversità è uno dei principali drivers
dello sviluppo sostenibile;
• Biodiversità come un indicatore di buona
salute e buona gestione del paesaggio;
Capitolo 3: come si misura la
biodiversità
Diversità biologica nei numeri
RICCHEZZA
EQUITA’
Come funziona l’indice
• Ricchezza di specie (S) (diversità alfa): numero di specie
diverse su una data superficie o in un particolare ecosistema.
• Diversità di Simpson (SI) oppure di Shannon-W. (SWI):
numero di specie diverse su una data superficie o in un
particolare ecosistema ponderato per la relativa abbondanza di
ciascuna specie.
“i” varia da “1” a “N” e rappresenta il numero di specie diverse
“p” è la percentuale di individui per ciascuna specie
Ecosistemi semi-naturali
Nature (1996). 379: 718
“Productivity and
sustainability influenced by
biodiversity in grassland
ecosystems”
Specie funzionali
Diversità
Ricchezza
Abbondanza
Stabilità
Produttività
Uso ottimale di nutrienti
Mantenimento del suolo
Capitolo 3: Standard in agricoltura
STANDARD E CERTIFICATI
Esempi:
Bird-friendly
Shade-grown
Conservation
Sustainable
Organic
Fair-trade
Mondo: differenti programmi di
certificazione
• Rainforest Alliance e Smithsonian Migratory Bird Center (Bird friendly):
priorità per biodiversità ed ambiente.
• Certificazione per il Biologico: enfatizza tecniche colturali per il
miglioramento della fertilità del suolo e riduzione di input chimici, non
uso di OGM ma, generalmente, non richiede protezione della
vegetazione naturale, corpi di acqua, fauna, ecc. Nonostante IFOAM ha
definito delle linee guida per la biodiversità da adottare forse in futuro.
(http://www.ifoam.org/about_ifoam/standards/norms/draft_standards/BiodiversityDraftStandardsD2050728.pdf).
• Iniziativa BioTrade di UNCTAD (United Nations Conference on Trade
and Development ) sviluppa certificazioni basate sulla biodiversità per i
partner dei Paesi in via di sviluppo (http://www.biotrade.org/index.asp)
Benchmark e Standard: N. di schemi
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1 Sostenibilità dell’intera azienda (N. 11)
2 Specifica per singole colture (N. 5)
3 Biologico (N. 3, es.: IFOAM, reg. EU834/2007, USDA NOP)
4 Sicurezza alimentare (N. 5)
Alcune definizioni di agricoltura sostenibile
• Wageningen Memorandum: “un’agricoltura che
prevenga l’inquinamento, migliori la qualità dei prodotti,
conservi la biodiversità e riduca il volume produttivo” .
• Swaminathan (India): “un’agricoltura che permetta di
ottenere i miglioramenti quantitativi richiesti senza
arrecare danni irreparabili all’ambiente”.
• U.S. Natl. Acad. Sci.: “un’agricoltura che riduca gli input,
conservi le risorse di base e concorra a proteggere la salute
pubblica”.
• T.C. Barker (American Society of Agronomy): “un
approccio di conduzione aziendale che porti verso la
validità economica dell’azienda, la stabilità produttiva, la
qualità e l’igiene degli alimenti e dell’ambiente, il
controllo dell’erosione”.
In generale “agricoltura sostenibile” significa
• favorire i processi naturali nei cicli colturali e nei
rapporti ospite-parassita;
• ridurre l’uso dei prodotti esterni all’azienda;
• ottimizzare il rapporto tra produzione e capacità
potenziali del terreno per garantire le produzioni nel
lungo periodo;
• produrre economicamente enfatizzando gli aspetti della
conservazione di terreno, acqua , energia e biodiversità;
• incrementare lo sfruttamento del potenziale energetico,
conservando al tempo stesso le risorse;
Organic agricultural land by
continent 2012. Source: FiBL-IFOAM survey 2014.
Europa: superficie agricola a biologico per Nazione (2012)
• Tasso di crescita di aziende certificate superiore a
quello delle aziende convenzionali;
– Ma la base produttiva è ancora relativamente piccola;
– Limiti: periodi di transizione lunghi dal convenzionale
al biologico (non sostenibili per le piccole aziende).
Le 10 Nazioni con il più ampio consumo
pro capite (2009)
(ultimo decennio)
Fare mercato con più informazioni:
certificazioni ed eco-etichettatura
• Piattaforme di sostegno a livello globale per singole
colture: soia; caffè; zucchero; cacao.
• Cresce la domanda nei paesi più sviluppati.
• Prodotti certificati < 5% delle vendite totali.
• Caffè certificato < 2%.
• Agricoltura biologica (organic) al primo posto (25,5
miliardi di euro).
• Aumenta la domanda dei prodotti biologici no-food.
• Aumento delle colture biologiche in Cina (3 milioni di ha
di prati-pascolo certificati negli ultimi anni)
Cosa manca?
• Pochi sistemi di certificazione focalizzano sulla biodiversità;
• Come misurare la biodiversità: metrica, indicatori.
• Metodi di monitoraggio: indicatori “smart” per i sistemi di
certificazione.
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Semplici
Misurabili
Affidabili
Replicabili nello spazio e nel tempo
Trend derivabili nello spazio e nel tempo
• Basso supporto all’agricoltura sostenibile che integra conservazione e
rigenerazione di habitat nativi.
• Analisi poco rigorose sulla scala di intervento: singola azienda vs
paesaggio.
• Analisi poco rigorosa dei costi-benefici di produzione/protezione per la
singola azienda e/o per il paesaggio.
• Esempi rari di implementazione di schemi biodiversity-friendly a scala
di paesaggio.
• Responsabilità ecologica vs Responsabilità sociale
Il ruolo dell’agro-biodiversità
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Aumentare la produttività, la sicurezza alimentare ed i ritorni economici.
Ridurre l’impatto dell’agricoltura su aree fragili, foreste e specie minacciate.
Rendere gli agro-ecosistemi più stabili, resilienti e sostenibili.
Contribuire all’equilibrio tra antagonisti e patogeni.
Conservare suolo, aumentare la fertilità naturale del suolo e la sua salute.
Contribuire ad una intensificazione sostenibile.
Diversificare i prodotti e le opportunità di reddito.
Ridurre i rischi o ampliare le opportunità ad individui e nazioni.
Aiutare a massimizzare l’uso efficace di risorse e di ambiente.
Ridurre la dipendenza da input esterni.
Migliorare la nutrizione umana e provvedere fonti di medicine e vitamine.
Conservare la struttura e la stabilità dell’ecosistema e della diversità di specie.
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Cosa sta avvenendo all’agrobiodiversità
Dal 1900 il 70% della diversità genetica vegetale (razze locali e
popolazioni localmente adattate) è stata perduta per dare spazio alle
varietà commerciali geneticamente uniformi e ad alta risposta in
ambienti con elevato uso di input.
Il 30% degli animali allevati sono a rischio di estinzione.
Il 75% del cibo mondiale è generato solo da 12 specie di piante e 5
specie animali.
Del 4% di 250.000-300.000 specie di piante edibili, solo 150-200 sono
usate dagli uomini. Solo 3 – riso, mais e grano – contribuiscono circa il
60% di calorie e proteine che gli uomini ottengono dalle piante.
Gli animali forniscono circa il 30% delle necessità umane per cibo ed
agricoltura ed il 12% della popolazione mondiale vive quasi
interamente con prodotti derivati dai ruminanti. (FAO, 1999).
Cause del declino dell’agrobiodiversità
• Espansione della rivoluzione verde
(specializzazione dell’agricoltura, agroindustria, erbicidi, pesticidi e semi
brevettati)
• Globalizzazione commerciale delle catene
alimentari con soia e mais ogm.
• Sostituzione delle varietà adattate con
quelle esotiche e commerciali.
Capitolo 6: il miglioramento
genetico sostenibile
Interventi genetici
• “Il miglioramento genetico per la sostenibilità
è un processo che adatta la varietà
all’ambiente e non, come in passato,
l’ambiente alla varietà”
• Es. di m. genetico classico: maggiore disponibilità idrica
ha permesso minor sviluppo radicale. Il controllo
chimico delle infestanti ha permesso una crescita
vegetativa meno competitiva. Fotosintetati orientati alla
produzione economica e non alla difesa della pianta.
Nuovi obiettivi per Nuove Varietà
• Studio dell’interazione “Genotipo-Ambiente”
• Riduzione nell’uso di input chimici ed
energetici (fitofarmaci, concimi lavoro
meccanico)
• Diversificazione colturale
• Minor uso irriguo
• Riduzione dei rischi di erosione dei suoli
• Riduzione dell’erosione genetica
Meno fitofarmaci
• Recupero delle rotazioni mediante la
costituzione e introduzione di varietà tolleranti
o resistenti agli stress biotici.
• Molto lavoro si è fatto per l’individuazione e
caratterizzazione di geni per le “resistenze
verticali” molto rimane da fare per migliorare
per le “resistenze orizzontali” e per la
“tolleranza”
Meno input energetici e chimici
• Costituire varietà capaci di dare risposte
efficienti, in termini quali-quantitativi, in
presenza di bassi input
• Varietà adattate al tipo di tecnica colturale
all’interno di rotazioni che prevedono anche
l’ingresso di colture no-food
Water use efficiency
• Costituzione di varietà dotate di maggiore
efficienza biologica nell’utilizzo di risorse
idriche scarse
• Selezione in condizioni non irrigue per un
ampio ventaglio di condizioni pedoclimatiche
• W.U.E collegato alla riduzione dei rischi di
erosione eolica
Continuare a utilizzare le antiche
varietà
• Mettere in pratica la commercializzazione e produzione di
antiche varietà conservate in situ.
• Migliorare il livello di eterozigosità di razze locali
allogame (es. mais)
• Replicare in e valutare il germoplasma legnoso da frutto.
• Selezione direzionale per linee pure e per misture di linee
pure da razze locali.
• Aumentare la dimensione effettiva delle popolazioni di
razze locali vulnerabili