VALORIZZARE GLI SCARTI DELLA QUARTA GAMMA PER L'ORTOFLOROVIVAISMO
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IL PROGETTO BBPLUG HA COME OBIETTIVO LA PRODUZIONE DI CONTENITORI BIODEGRADABILI
A PARTIRE DA MATERIALE VEGETALE DI SCARTO, ARRICCHITI DA BIOSTIMOLANTI OTTENUTI
DAGLI SCARTI STESSI E BATTERI PROMOTORI DELLA CRESCITA DELLE PIANTE
VALORIZZARE GLI SCARTI DELLA QUARTA
GAMMA PER L’ORTOFLOROVIVAISMO
di Giulia Franzoni1, Antonio Ferrante1,
Stefano Farris2, Francesca Mapelli2,
Sara Borin2
1
Dipartimento di Scienze Agrarie e Am-
bientali – Produzione, Territorio, Agroener-
gia. Università degli Studi di Milano
2
Dipartimento di Scienze per gli Alimenti,
la Nutrizione e l’Ambiente. Università degli
Studi di Milano
Contributo realizzato a cura della sezione
Ortoflorovivaismo della Soi
1 2
A
livello europeo si sta lavoran- opportunamente smaltiti come rifiuto
do per aumentare nei prossimi plastico contaminato da materiale or-
anni la sostenibilità dei siste- ganico. In questa prima fase di svilup-
mi produttivi. Nell’ambito del settore po, durante la germinazione dei semi,
dell’ortoflorovivaismo si stanno stu- il fabbisogno nutrizionale delle piantine
diando strategie per ridurre l’uso della è limitato, dato che la nutrizione è ini-
plastica e dei fertilizzanti. zialmente soddisfatta dalle riserve del
In vivaio la plastica è particolarmente seme. Tuttavia, le bagnature possono
impiegata nelle fasi della semina e della determinare la perdita di nutrienti a
produzione di piantine, come ad esem- seguito del drenaggio dei contenitori,
pio i pannelli di polistirene espanso (più generando nelle piantine uno stress
comunemente conosciuto come poli- nutrizionale che si aggiunge allo stress
1 - Materiale di scarto degli ortaggi stirolo) che hanno la funzione di sup- causato dalle successive operazioni di
di quarta gamma
porto e favoriscono il trasporto delle trapianto.
2 - Vasetti con prova preliminare con
i semi in germinazione con l’addizione piantine dal vivaio alle aziende. Dopo Per poter aumentare la sostenibilità
di biostimolanti microbici il trasporto i contenitori devono essere del vivaismo ortofloricolo è stato fi-
44 Colture Protette | n. 01 - gennaio 2023
RICERCA nanziato un progetto dalla Fondazione rappresentano un evidente problema il settore ortofloricolo si affida a conte- Cariplo dal titolo: “Circular Agri-Food economico, sociale ed etico. Nel 2019 nitori in plastica per vivaio realizzati con systems: development of biodegrada- lo spreco alimentare ha raggiunto cir- materie prime di origine petrolchimica ble and biostimulant plant multiplication ca 1,3 miliardi di tonnellate annue, con non rinnovabili quali polistirene, po- plugs from fruit and vegetable wastes un costo di oltre 1000 miliardi di dollari lietilene e polipropilene, caratterizzati (BBPlug-https://bbplug.unimi.it/)” con l’anno. Le stime suggeriscono, inoltre, da adeguate proprietà meccaniche, l’obiettivo di valorizzare gli scarti delle che l’8-10% delle emissioni globali di resistenza alla degradazione chimica industrie agroalimentari per ridurre l’uso gas serra è associato al cibo che non e microbica, durabilità, nonché basso della plastica e dei fertilizzanti in ortoflo- viene consumato. All’interno del settore costo. Tuttavia, dopo il loro utilizzo, il rovivaismo riducendo al contempo lo agroalimentare, l’industria dei prodotti riciclo dei vasi di plastica è ostacolato spreco alimentare. Questo è uno degli di quarta gamma e pronti al consumo dalla contaminazione di materia orga- obiettivi dell’agenda delle Nazioni Unite genera grandi quantità di scarti di frutta nica e sostanze chimiche. per lo sviluppo sostenibile, che mira a e verdura. Questa attività produttiva è Per ridurre la plastica si possono uti- dimezzare lo spreco alimentare globale molto rilevante in Lombardia, dove in- lizzare vasetti biodegradabili con effetti pro capite a livello di vendita al dettaglio clude il 38% della produzione di colture positivi sulla riduzione di emissioni. Per e al consumo e ridurre la perdita di cibo in serra. esempio, uno studio del 2014 precisa entro il 2030. che il 16% delle emissioni di anidride La quantità di perdite e sprechi lungo Riutilizzo delle risorse carbonica generate dalla produzione di le filiere alimentari è data dai processi La soluzione dei problemi ambientali petunie è legato ai vasi di plastica utiliz- a monte (inclusi produzione e post- legati alla produzione, all’uso e al con- zati per coltivare le piante. I rifiuti plastici raccolta) e a valle (inclusi trasforma- sumo di plastica è una delle maggiori agricoli sono di norma conferiti in disca- zione, distribuzione e consumo), che sfide della società. In questo contesto, rica o bruciati, secondo uno schema di Colture Protette | n. 01 - gennaio 2023 45
RICERCA
tà di microrganismi benefici, localizzati
Grafico 1 - Percentuale di germinazione dei semi di lattuga nel film principalmente nel sistema radicale e
biodegradabile con biostimolante reclutati attraverso il rilascio di essudati
radicali. Sia le piante che i microrga-
0,6
nismi traggono vantaggio da queste
0,5 strette interazioni per la loro crescita.
0,4 I microrganismi PGP (Plant Growth
0,3
Promoting – promotori della crescita
delle piante) possono essere isola-
0,2
ti dal microbioma vegetale e utilizzati
0,1 come inoculanti di colture, sulle quali
0 hanno importanti attività biostimolanti
Controllo film BIO GR12 LR01 VR04
e biofertilizzanti, come il miglioramento
Prova preliminare in terriccio contenuto in alveoli da semina commerciali in polpa di carta in presenza di un della biodisponibilità dei nutrienti, la sti-
prototipo del film biodegradabile prodotto a partire da scarti vegetali e batteri PGP. Controllo: vasetto in carta;
film Bio: vasetto e film biodegradabile con biostimolante; GR12, LR01, VR04: tre diversi ceppi batterici
molazione della germinazione dei semi
e lo sviluppo delle radici attraverso la
regolazione del bilancio ormonale e la
protezione contro agenti patogeni e
economia lineare che non consente di come biostimolanti per migliorare la stress abiotici.
riutilizzare o riciclare la materia prima di resa delle colture e la qualità della lat- Gli inoculanti Pgp, per esercitare un ef-
partenza, comportando effetti deleteri tuga o per migliorare l’assimilazione fetto benefico, hanno bisogno di colo-
a livello ambientale, ad esempio in ter- dei nitrati nella rucola. Il loro impiego nizzare le radici delle piantine e stabilirsi
mini di emissioni nocive in atmosfera. in agricoltura è riconosciuto e la loro attivamente nella rizosfera, lo strato di
Pertanto, l’uso di risorse rinnovabili per produzione e commercializzazione è suolo immediatamente al di fuori della
generare materiali biodegradabili è una stata inserita nel regolamento europeo radice, o nell’endosfera della pianta.
delle principali strategie per affrontare il n. 1009/2019, anche se sarebbe im- L’effetto sarà massimizzato se le radici
problema ambientale posto dalle pla- portante un’ulteriore validazione scien- incontrano i microrganismi PGP subito
stiche convenzionali. Nello specifico, tifica sulla loro efficacia, in relazione alla dopo la loro emersione dal seme, con-
gli alveoli biodegradabili hanno il van- composizione del prodotto. dizione che sarebbe favorita dalla ger-
taggio di poter essere interrati assieme Le matrici organiche o scarti dell’indu- minazione dei semi in alveoli contenenti
alla pianta, decomponendosi nel tem- stria agroalimentare utilizzati come fon- ceppi vitali di batteri benefici selezionati.
po. Sono, quindi, un’opzione di fine vita te di materie prime per la produzione di Il gruppo di ricerca dell’Università degli
in linea con i principi della circolarità. biostimolanti possono così contribuire Studi di Milano, che coordina il proget-
Inoltre, il trapianto in suolo non richiede all’economia circolare e al raggiungi- to, ha una consolidata e documentata
l’estrazione degli alveoli, riducendo lo mento degli obiettivi del Green Deal. esperienza nell’isolamento, caratteriz-
stress da trapianto. Se la materia prima è rappresentata zazione e sperimentazione di batteri
da scarti agroalimentari, la sostenibilità PGP, e possiede ampie collezioni di
Valorizzazione degli scarti dell’intera filiera produttiva è fortemente ceppi batterici PGP isolati da diversi
e biostimolanti rafforzata (Mapelli et al., 2022). I biosti- ospiti vegetali (Mapelli et al. 2020) che
Le piante sono un’importante fonte di molanti possono essere anche di na- possono essere utilizzati come possibili
composti bioattivi che possono essere tura microbica e nel progetto BBPlug biostimolanti microbici.
estratti, concentrati e applicati alle col- sono previste applicazioni di ceppi
ture per esercitare un effetto biostimo- batterici benefici alle piante con azione Obiettivi e attività previste
lante. In letteratura ci sono studi che biostimolante. Il progetto BBPlug ha come obiettivi la
riportano, ad esempio, come gli estratti Le piante stabiliscono naturalmente una produzione di contenitori biodegradabili
di borragine possono essere utilizzati stretta associazione con una comuni- e di biostimolanti ottenuti da scarti di
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vegetali derivati dalle industrie di quar- aggiunta al polimero che costituisce il Bibliografia
ta gamma, arricchiti da batteri benefici vaso biodegradabile misurandone la vi- Baldi, L., Casati, D., 2009. Il settore della IV
gamma e il suo sviluppo in Lombardia: gli aspetti
promotori della crescita delle piante. talità, la distribuzione e le performance economici. Bullettino dell’Agricoltura, Atti della
A livello di vivaio i contenitori saranno di promozione in vivo (foto 2). Società Agraria
utilizzati per la produzione di piantine di Produzione di biostimolanti: gli di Lombardia 3-4, 17-36
Bulgari, R., Cocetta, G., Trivellini, A., & Ferrante,
lattuga e petunia che saranno poi de- scarti della lavorazione degli ortaggi di
A. (2020). Borage extracts affect wild rocket
stinate al trapianto. quarta gamma saranno utilizzati per la quality and influence nitrate and carbon
Produzione dei vasi biodegradabili: produzione di biostimolanti da utilizzare metabolism. Physiology and Molecular Biology of
un film flessibile sarà ottenuto median- in vivaio. Inoltre, saranno macinati e/o Plants, 1-12.
Bulgari, R., Trivellini, A., & Ferrante, A. (2019).
te l’estrazione di biopolimeri rilevanti da frullati e messi a macerare (estrazione
Effects of two doses of organic extract-based
frutta e verdura di quarta gamma for- acquosa) a 20 °C al buio per tre set- biostimulant on greenhouse lettuce grown under
nendo, rispettivamente, la fase morbi- timane. Il macerato sarà sottoposto a increasing NaCl concentrations. Frontiers in Plant
da (pectina) e la parte di riempimento filtrazione e centrifugazione. L’estratto Science, 9.
FAO - Transforming food and agriculture to
rinforzante (cellulosa). La pectina sarà sarà poi sottoposto a caratterizzazione achieve the SDGs (2018) https://www.fao.org/3/
estratta con il metodo dell’estrazione analitica per determinare macro e mi- I9900EN/i9900en.pdf.
acida a caldo, utilizzando gli scarti della croelementi, composti fenolici, zuccheri The State of Food and Agriculture, Moving
Forward on Food Loss and Waste Reduction;
frutta di IV gamma sotto forma di purea, totali e proteine (foto 1).
Food and Agriculture Organization of the United
che sarà sottoposta a trattamento aci- Semina e crescita delle piantine: le Nations: Rome, Italy, 2019.
dificante con acido citrico. La cellulosa specie ortofloricole saranno seminate Franzoni, G., Bulgari, R., & Ferrante, A. (2021).
sarà estratta secondo la procedura uti- in contenitori biodegradabili ottenuti Maceration time affects the efficacy of borage
extracts as potential biostimulant on rocket salad.
lizzata per i rifiuti agricoli, che prevede la da materiale organico di scarto addi-
Agronomy, 11(11), 2182.
rimozione sequenziale di emicellulose, zionato con biostimolanti o con batteri Koeser, A. K., Lovell, S. T., Petri, A. C., Brumfield,
composti organici e lignina utilizzando promotori della crescita (grafico 1). R. G., & Stewart, J. R. (2014). Biocontainer use
rispettivamente NaOH, xilene e NaClO2. Questo approccio permetterà il rilascio in a Petunia× hybrida greenhouse production
system: a cradle-to-gate carbon footprint
La cellulosa macrodimensionata così dal contenitore dei composti bioattivi, assessment of secondary impacts. HortScience,
ottenuta sarà utilizzata per il rivestimen- che favoriranno la crescita delle specie 49(3), 265-271.
to di vasetti biodegradabili con o senza orticole e floricole migliorando l’assor- Mapelli F, Riva V, Vergani L, Choukrallah R, Borin
S (2020). Unveiling the Microbiota Diversity of the
i biostimolanti. bimento nei nutrienti e riducendo l’uso
Xerophyte Argania spinosa L. Skeels Root System
Produzione e selezione dei batteri: dei fertilizzanti. Le piantine saranno poi and Residuesphere. Microbial Ecology, vol. 80,
i batteri saranno selezionati da una col- trapiantate, senza estrarle dal vaso bio- p. 822-836, ISSN: 0095-3628, doi: 10.1007/
lezione già disponibile presso i labora- degradabile, in modo da simulare l’in- s00248-020-01543-4
Mapelli, F., Carullo, D., Farris, S., Ferrante, A.,
tori dell’Università degli Studi di Milano tera filiera produttiva di un’azienda orti-
Bacenetti, J., Ventura, V., ... & Borin, S. (2022).
e saranno saggiati per la loro efficacia cola o floricola. La crescita delle piante Food waste-derived biomaterials enriched by
nello stimolare la crescita vegetale in sarà valutata attraverso la determina- biostimulant agents for sustainable horticultural
vitro e in vivo. Verrà ottimizzata la loro zione dei parametri morfo-agronomici practices: a possible circular solution. Frontiers in
Sustainability, 3, 1-7.
ed ecofisiologici come la fluorescenza United Nations Environment Programme (UNEP)
della clorofilla. (2021). Food waste index report 2021. ISBN No:
978-92-807-3851-3.
Ringraziamenti
Il lavoro è stato finanziato dalla Fondazione
Conclusione
Cariplo, bando “Economia Circolare: ricerca I risultati del progetto permetteranno di
per un futuro sostenibile 2021” e realizzato valutare la possibilità di aumentare la
nell’ambito del progetto “Circular Agri-Food sostenibilità economica e ambientale
systems: development of biodegradable and delle produzioni ortofloricole in vivaio
biostimulant plant multiplication plugs from attraverso l’uso degli scarti della filiera
fruit and vegetable wastes (BBPlug)”. della quarta gamma per ridurre la quan-
tità di plastica e di fertilizzanti.
Colture Protette | n. 01 - gennaio 2023 47Puoi anche leggere
