Project area

Multifunzionalità delle produzioni agricole, zootecniche e del settore foresta-legno (DBA.AD003)

Department

Biology, agriculture and food sciences

The quality

La gestione sostenibile delle risorse naturali rappresenta una delle più impegnative sfide dei prossimi anni. La competizione per l'uso del suolo, per l'acqua e per le fonti energetiche aumenterà drasticamente in relazione ad un incremento della popolazione mondiale di circa il 30% nei prossimi 40 anni. La domanda globale di alimenti raggiungerà nel 2050 il 60% in più rispetto a quella attuale. Il consumo di acqua è raddoppiato negli ultimi cinquanta anni mentre i suoli classificati come degradati o molto degradati superano il 30% delle terre coltivate. Questo implica la necessità di ricercare soluzioni che consentano adeguate produzioni senza compromettere le funzioni ecologiche che gli agro-ecosistemi, gli ecosistemi acquatici e quelli forestali sono in grado di assicurare. Cibo, fibre, legno, energia e prodotti chimici proveniente dalle risorse biologiche rinnovabili dovranno dunque essere garantiti permettendo al tempo stesso la fornitura dei servizi ecosistemici, quali benefici multipli per i cittadini. Il settore primario può inoltre favorire la penetrazione delle fonti energetiche rinnovabili provenienti sia direttamente da biomasse che dagli scarti di lavorazione. Sarà dunque indispensabile approdare ad una visione multifunzionale delle produzioni agricole, zootecniche e del settore foresta-legno, in grado di rispondere contestualmente a nuovi bisogni collettivi che investono l'uso sostenibile delle risorse, la mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici, la salvaguardia della biodiversità, la ricerca di nuove fonti rinnovabili di energia e materie prime, la fruizione dei beni ambientali, la tutela del patrimonio paesaggistico, il ruolo sociale svolto dall'agricoltura e dalle foreste. Nell'ambito di tali tematiche, l'area progettuale proposta, intende, con un ampio approccio interdisciplinare, contribuire all'avanzamento delle conoscenze, all'applicazione dei risultati della ricerca scientifica, alla promozione e diffusione dell'innovazione.

Goals

L'obiettivo generale dell'area progettuale è quello di contribuire all'avanzamento delle conoscenze scientifiche e all'individuazione di soluzioni innovative nel campo della produzione di beni e servizi di derivazione biologica non destinati all'alimentazione. In tale contesto, l'area progettuale intende esplorare le potenzialità connesse al principio di multifunzionalità, cioè a quell'insieme di vantaggi provenienti dal settore primario a favore della collettività, che vanno oltre la produzione di cibo e che investono la conservazione delle risorse naturali, la mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici, la salvaguardia della biodiversità, la ricerca di nuove fonti rinnovabili di energia e materie prime da risorse biologiche, la fruizione dei beni ambientali, la tutela del patrimonio paesaggistico, il ruolo sociale svolto dall'agricoltura e dalle foreste. Gli obiettivi dell'area progettuale mirano dunque a valorizzare i benefici multipli non-food connessi all'agricoltura, alla zootecnia e al comparto foresta-legno. Le attività svolte nell'ambito dell'area progettuale intendono fornire un contributo, in termini di ricerca e innovazione, al perseguimento delle finalità stabilite nella Strategia Comunitaria e Nazionale sulla Bioeconomia, con particolare riguardo alla filiera legno, alla chimica verde, alle biomasse e alle bioenergie.

Outline of research in an international context

Le ricerche in ambito internazionale riferite all'area progettuale si collocano pienamente nelle strategie adottate dalla Commissione europea relativamente all'Iniziativa faro Europa 2020 - Unione dell'innovazione e all'Innovazione per una crescita sostenibile: una bioeconomia per l'Europa" (Bioeconomy strategy, 2012). Coerentemente con tali strategie, si pone il Programma Quadro Horizon 2020, con attenzione alle priorità stabilite dalla Societal Challenge 2 nel campo della "Food security, sustainable agriculture, marine research, and the bio-economy" e alla nuova Politica Agricola Comune (PAC). L'insieme di tali strumenti fornisce indicazioni sui temi di ricerca e innovazione che trovano maggiore spazio in Europa e che si legano agli obiettivi fissati in quest'area progettuale. Da sottolineare inoltre l'importanza attribuita alla necessità di un maggiore coinvolgimento degli operatori del settore, attraverso due nuove tipologie di progetti previsti da H2020: multiactors projects e thematic networks particolarmente adatti alle modalità con cui le attività di ricerca e innovazione dovranno essere condotte nell'area progettuale. Nella stessa direzione si muove il Partenariato Europeo per l'innovazione "Produttività e sostenibilità dell'agricoltura" (PEI-AGRI) che rappresenta un riferimento chiave della nuova Politica di sviluppo rurale 2014-2020. Il PEI prevede la costituzione di "Gruppi operativi" su tematiche di interesse comune all'interno delle quali trovano ampio spazio la ricerca e l'innovazione riferita a questa area progettuale. Notevole importanza assume inoltre il nuovo Work Programme 2016-2017 della SC2 di H2020, recentemente approvato, che include numerosi temi di ricerca riferibili alla AP, quali: bio-prodotti industriali e servizi ecosistemici, uso delle terre marginali per colture industriali; innovazioni a base biologica per beni e servi sostenibili; rinascita rurale; ruolo multifunzionale delle foreste; biomasse algali per bioraffinerie.

Outline of research in a national context

La ricerca e l'innovazione sulla multifunzionalità delle produzioni agricole, zootecniche e del settore foresta-legno rappresentano un'importante area d'indagine in ambito nazionale con ripercussioni positive in campo ambientale, economico e sociale. Basti pensare alla rilevanza dei servizi ecosistemici forniti e al valore economico crescente delle produzioni non-food. La bioeconomia in Italia rappresenta una settore produttivo che vale 241 miliardi di euro e include agricoltura, silvicoltura, pesca, alimentazione, legno, carta, cellulosa e biochimica, con circa 1,6 milioni di occupati, piazzandosi al terzo posto in Europa preceduta solo da Germania e Francia. Di particolare rilievo sono le iniziative che vedono insieme il mondo della ricerca e quello industriale come nel caso del "Cluster Chimica Verde-SPRING" in cui è coinvolta Novamont e della Smart Specialisation Strategy (SSS) che definiscono strategie d'innovazione flessibili, integrate e dinamiche a livello regionale. La comunità scientifica mostra un continuo interesse verso tali temi con il coinvolgimento di diverse istituzioni nazionali. L'ENEA copre storicamente una funzione di rilievo, soprattutto nello studio della produzione di energia e prodotti chimici da biomasse, così come le attività svolte da CREA e da numerose università. Un ruolo crescente è assunto dal CNR che ha acquisto sempre maggiore spazio in termini di competenza e capacità progettuale. I riferimenti chiave nazionale per le ricerche incluse in questa area sono riconducibili al PNR elaborato dal MIUR e al Piano per l'innovazione e la ricerca nel settore agricolo alimentare e forestale del MiPAAF. Il PNR evidenzia almeno tre aree di specializzazione ricollegabili all'area progettuale: Agrifood; Energia e Chimica verde, mentre il Piano del MiPAAF prevede un'area specificamente dedicata alla ricerca e all'innovazione nel campo del "cambiamento climatico, biodiversità, funzionalità suoli e altri servizi ecologici e sociali dell'agricoltura".

Positioning of Cnr

L'Area progettuale assume una forte valenza strategica e può contare su di una di vasta gamma di attività di ricerca sviluppate attraverso numerosi progetti condotti dagli istituti afferenti al Dipartimento di Scienze bio-agroalimentari (DiSBA). Il DiSBA coopera con differenti istituzioni accademiche e di ricerca in ambito nazionale e internazionale e partecipa a numerosi consorzi e partenariati nell'ambito di programmi di ricerca sulla multifunzionalità delle produzioni agricole, zootecniche e forestali. Si ricordi a mero titolo di esempio la recente partecipazione alla roadmap ESFRI con una proposta sulle biotecnologie industriali, alla Knowledge and Innovation Community Climate, alle piattaforme tecnologiche coerenti con il tema (TP-Organics), e il coordinamento di azioni COST e di progetti FP7, H2020 e di reti nazionali e regionali. Il DiSBA si distingue per una serie di attività riferite all'area progettuale e che investono: l'acquisizione e lo sviluppo di conoscenze per nuove applicazioni biotecnologiche volte in particolare a produzioni di carattere agroindustriale e non-food (biomasse, bioenergie); la progettazione e sviluppo di tecniche e tecnologie integrate ed ecocompatibili nelle produzioni vegetali, ivi incluse le foreste e l'agro-industria, e nelle produzioni animali, comprendenti l'acquacoltura e la pesca, lo sviluppo di tecnologie di agricoltura di precisione, e di nuovi materiali per l'ottimizzazione dell'uso idrico efficiente in agricoltura per la riduzione dell'uso delle risorse limitanti; la creazione di sistemi previsionali per la gestione delle risorse disponibili sul territorio in relazione alla produzione e qualità del sistema agrario e agroalimentare e per il contrasto/mitigazione degli effetti derivanti dai cambiamenti climatici; l'individuazione di nuovi prodotti e processi di interesse per l'industria agroalimentare e forestale, con particolare riferimento alla green chemistry e alla conservazione delle risorse limitanti in agricoltura.

The main activities performed

L'area progettuale prevede un'ampia gamma di attività riconducibili a dieci grandi temi:
- produzioni non-food, bioprodotti (chimica verde, bioraffinerie): comprende lo studio di filiere integrate ed ecosostenibili per la produzione di materie prime ed energia da risorse biologiche
- studio di organismi microbici, animali e vegetali in sistemi modello o resilienti/resistenti a stress (chimici, ambientali): riguarda la caratterizzazione dei meccanismi e la produzione di sostanze di interesse agroalimentare, industriale e bio-medico, anche attraverso l'impego di organismi estremofili
- definizione di modelli di sviluppo locale fondati sull'uso integrato delle risorse biologiche rinnovabili: investe studi per ottimizzare a livello territoriale e in modo sostenibile la produzione e l'impiego delle risorse rinnovabili, valorizzando le peculiarità geografiche
- gestione multifunzionale delle foreste e delle produzioni agricole e zootecniche: racchiude buone pratiche per la conduzione sostenibile dei sistemi produttivi primari mantenendo le funzioni ambientali
- nuove ed avanzate tecnologie per l'uso sostenibile della risorsa legno e i suoi molteplici usi: abbraccia ricerche e soluzioni innovative per il migliore impiego della risorsa legno e per la realizzazione dei relativi manufatti
- tutela delle risorse naturali e paesaggistiche, integrazione con i sistemi produttivi e loro fruizione: include ricerche e soluzioni innovative per beni naturali e l'ecoturismo
- osservazione dei cambiamenti climatici e analisi del loro impatto sui sistemi produttivi e delle funzioni di mitigazione del clima da parte dei sistemi agricoli e forestali: comporta gli studi sul ruolo assunto dai sistemi di produzione primaria nei confronti dei cambiamenti climatici e sulla fornitura di relativi servizi ecosistemici;- valorizzazione dei sistemi agropastorali mediterranei: implica ricerche e soluzioni innovative e sostenibili per il multiuso di pascoli e delle risorse foraggere mediterranee

The planned activities

Le attività previste saranno indirizzate alla valorizzazione dei servizi ecosistemici forniti dall'agricoltura e dal settore forestale e alla promozione di soluzioni sostenibili e innovative nel campo dell'impiego di biorisorse non destinate all'alimentazione. Le attività riguardano a) l'uso industriale dei prodotti agricoli e forestali e delle biotecnologie microbiche, con applicazioni su filiera legno, recupero e riuso di scarti e di sotto-prodotti agroalimentari a fini energetici, chimici, ingegneristici e per la produzione di molecole ad alto valore aggiunto; b) lo sviluppo di tecniche e metodologie per il monitoraggio e la modellazione dei sistemi agrari e forestali, con applicazioni nel campo della prevenzione dei rischi ambientali e delle strategie di adattamento; c) lo sviluppo delle aree rurali e peri-urbane anche attraverso la valorizzazione delle produzioni locali, la conservazione del territorio e le implicazioni sul lato delle produzioni a fini energetici o chimici. Le attività sono riconducibili a tre grandi aree tematiche:
1. SERVIZI ECOSISTEMICI
a) Ruolo dei sistemi agricoli e forestali nella mitigazione dei cambiamenti climatici, cattura e conservazione dell'anidride carbonica; b) Monitoraggio, analisi e modellizzazione degli agro-ecosistemi e degli ecosistemi forestali e urbani
2. ECONOMIA VERDE
a) Recupero della frazione organica dei rifiuti (circular economy); b) Valorizzazione delle filiere non food e dei residui delle produzioni agricole; c) Bioraffinerie per la produzione di biocombustibili e bio-based chemicals; d) Sviluppo rurale e tutela del paesaggio; e) Comunicazione, didattica/educazione in materia di economia verde e gestione del rischio ambientale
3. GESTIONE SOSTENIBILE DELLE FORESTE E USO DEL LEGNO
a) sostenibilità ambientale, economica e sociale della gestione dei boschi; b) valorizzazione delle risorse forestali, del legno e dei prodotti derivati; c) sostenibilità dell'edilizia in legno, diagnosi e conservazione di manufatti lignei

Thematic area

Biology, agriculture and food sciences

Keywords

multifunzionalità dei sistemi produttivi primari, servizi ecosistemici, bioeconomia

Projects

Last update: 21/07/2024