AGRICOLTURA E BIOTECNOLOGIE




OBIETTIVI DELLA LEZIONE
Riflettere su modalità e problematiche dell'agricoltura intensiva convenzionale
Individuare opportunità e problemi dell'agricoltura biologica
Riflettere su opportunità e rischi delle biotecnologie
Riflettere su opportunità e rischi degli OGM

1.AGRICOLTURA CONVENZIONALE E INTEGRATA

L'agricoltura convenzionale o industrializzata, è stata parte integrante di un modello di sviluppo economico che, dal secondo dopoguerra fino almeno all'inizio degli anni Ottanta, era indirizzato al continuo aumento della produzione e dei profitti; per realizzare i quali gli agricoltori hanno puntato sull'aumento delle rese, cioè delle quantità prodotte e ad un massicci uso della meccanizzazione. Inevitabilmente ciò ha portato ad applicare in maniera intensiva prodotti e tecnologie quali fertilizzanti chimici, antiparassitari, diserbanti, mangimi, in grado di spingere al massimo la coltivazione e l'allevamento e di sfruttare al massimo ogni estensione di terreno.





Con questi interventi si sono ottenuti risultati molto soddisfacenti in termini di qualità e quantità, con conseguenti vantaggi di tipo economico, ma non sono mancati i risvolti negativi per l'ecologia del sistema agricolo e dell'ambiente in genere (inquinamento del terreno e dell'acqua, eliminazione di insetti innocui ma sensibili ai veleni, induzione di resistenza agli antiparassitari, appiattimento della biodiversità).

GLI IMPATTI SUL SUOLO


mappa sull'inquinamento del suolo
La concimazione chimica dei terreni, grazie all’uso di prodotti industriali di origine chimica,  impoverisce il suolo favorendo l’infertilità e i processi di desertificazione.

GLI IMPATTI SULL’ACQUA
il ciclo dei pesticidi in agricoltura

L’agricoltura intensiva oltre ad essere responsabile di un eccessivo consumo di acqua e anche una delle cause del suo inquinamento: fertilizzanti, erbicidi e pesticidi utilizzati sulle piante e sui terreni agricoli finiscono in gran parte nel suolo e vengono successivamente trasportati dalle piogge nei fiumi e quindi nei mari. Dosi elevate di sostanze nutritive come azoto, fosforo e zolfo finiscono per provocare un eccessivo accrescimento delle piante acquatiche e la diffusione di microalghe che consumano l’ossigeno presente nell’acqua a discapito delle altre specie.

GLI IMPATTI SULL’ARIA
la distribuzione di fitofarmaci irrorati dagli aerei
L’agricoltura contribuisce per il 10% alle emissioni di gas serra. In particolare Oltre alla grande quantità di anidride carbonica (CO2) derivante dai motori agricoli e dalla produzione industriale di prodotti per l’agricoltura bisogna, infatti,  considerare le emissioni di metano prodotto dalla digestione del bestiame e il protossido d’azoto (N2O) liberato direttamene dai concimi chimici. Infine il suolo sfruttato intensivamente perde la capacità di assorbire anidride carbonica che quindi torna libera in atmosfera.

Altre forme di inquinamento dell’aria si hanno con la distribuzione di fitofarmaci e diserbanti che subiscono l’effetto deriva: normalmente il 5-10% dei prodotti chimici distribuiti in campo si disperde in atmosfera, in particolar modo se i prodotti, come avviene per le grandi estensioni, vengono irrorati dagli aerei.


Per contrastare e limitare tali inconvenienti, le tendenze più attuali dell'agricoltura industrializzata prevedono una ridurre la quantità e le dosi di prodotti di origine industriale impiegati con un duplice scopo: ridurre i pericolosi accumuli di sostanze dannose nel terreno e nelle falde acquifere sottostanti e diminuire i danni sulla vegetazione circostante, sugli insetti utili e sull'ambiente in genere. Nasce così l’agricoltura integrata cioè un sistema di produzione agricola che ammette l'impiego di mezzi chimici di sintesi sebbene come ultima possibilità di intervento, poiché devono essere privilegiate tecniche colturali di tipo tradizionale e di competizione naturale.



 Ma l’agricoltura integrata non mira solo a ridurre l’impiego di prodotti chimic, si tratta, infatti, di una strategia che tiene conto di tutti gli elementi che caratterizzano una specifica realtà agricola: dal tipo di alla scelta delle coltivazioni più adatta a quella qualità del terreno, dalla razionalizzazione dell'uso delle macchine agricole all'utilizzo appropriato di fertilizzanti di sintesi insieme a concimi organici per evitare un eccessivo impoverimento del suolo.



i principi dell'agricoltura integrata: la riduzione degli scarti e il loro utilizzo come fertilizanti

2.L’AGRICOLTURA BIOLOGICA

Il Regolamento 2092 della Commissione Europea varato nel 1991 definisce agricoltura biologica un sistema di gestione dell'azienda agricola che comporta fortissime restrizioni nell'uso di fertilizzanti ed antiparassitari, ai fini della tutela dell'ambiente e della promozione di uno sviluppo agricolo durevole, ammettendo esclusivamente l’uso di sostanze naturali presenti in natura ed escludendo l’impiego di prodotti chimici artificiali come fertilizzanti, diserbanti, insetticidi e concimi.
Nell’allevamento, gli animali vengono nutriti con erba e foraggio biologici e non assumono antibiotici, ormoni e altre sostanze artificiali


i principi dell'agricoltura biologica

L’agricoltura biologica, segue un modello che vuole evitare l’eccessivo sfruttamento delle risorse naturali (acqua, suolo ed aria) e il mantenimento del loro equilibrio. L'obiettivo di preservare la fertilità del terreno viene raggiunto tramite l'utilizzo di fertilizzanti organici, la rotazione delle colture, la scelta mirata dei periodi più indicati per le coltivazioni calcolando accuratamente le quantità di acqua necessarie e realizzando lavorazioni del terreno che non lo danneggino. La lotta ai parassiti avviene invece tramite preparati vegetali, minerali e animali che non siano di sintesi chimica. Metodi che garantiscono il più possibile la sostenibilità ambientale del prodotto bio che giunge sulla nostra tavola.


Obiettivi dell’Agricoltura Biologica

  • Produzione di un’ampia gamma di prodotti di alta qualità
  • Salvaguardia dei sistemi e dei cicli naturali
  • Miglioramento e mantenimento della fertilità dei suoli e dell’equilibrio tra acqua, piante e animali
  • Mantenimento della diversità biologica
  • Garanzia di un impiego responsabile dell’energia e delle risorse naturali
  • Esclusione di prodotti provenienti dall’ingegneria genetica (OGM)

Nei regolamenti della Commissione Europea vengono elencate le regole di produzione, i sistemi di controllo, le caratteristiche dell’etichettatura e le modalità di importazione da paesi extra UE; i prodotti biologici, infatti, prima di essere commercializzati come tali devono essere controllati e certificati durante tutto il ciclo di produzione da uno degli istituti autorizzati.

lo sviluppo dell'agricoltura biologica in Europa

La Confederazione Italiana Agricoltori ha evidenziato come la diffusione delle colture bio potrebbe abbattere le emissioni di gas serra dal 10 al 50%; basti pensare che i suoli coltivati in maniera organica sono in grado di trattenere quantità di carbonio quasi 10 volte superiori rispetto ai campi coltivati in maniera convenzionale. 
Studi dell'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) hanno evidenziato che una persona con un'alimentazione basata sull'agricoltura industrializzata provoca al clima il 30% di emissioni in più rispetto a una persona che segue un'alimentazione bio. E questo, in un momento in cui la scarsità delle risorse e il cambiamento climatico si stanno ponendo come temi all'ordine del giorno, non è davvero poco.

3. LE BIOTECNOLOGIE

la biotecnologia e’ l’applicazione della biologia cioè l’utilizzo di  organismi viventi o parti di essi (cellule ed enzimi) per ottenere o modificare prodotti o processi.
L’ uso della biotecnologia ha un’origine antichissima; un esempio è la fermentazione in cui vengono utilizzati esseri viventi (batteri, lieviti, muffe) per ottenere prodotti alimentari (vino, birra, aceto, formaggi, yogurt); altre biotecnologie conosciute fin dal passato e tuttora utilizzate sono quelle per la selezione delle razze di bestiame, come i bovini, suini al fine di garantire la maggiore produzione di carne o di latte. Negli ultimi vent’ anni le biotecnologie hanno conosciuto un grande sviluppo dai progressi della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica.


selezione delle razze di bestiame: quattro esempi di razze bovine da carne

LE BIOTECNOLOGIE IN AGRICOLTURA
LA LOTTA BIOLOGICA



La lotta biologica è un’applicazione delle biotecnologie, particolarmente utilizzata nell’agricoltura integrata e nell’agricoltura biologica, che favorisce la diffusione e la diffusione di insetti utili a eliminare i parassiti. Tale pratica non altera l’equilibrio naturale e non immette nell’ambiente agenti chimici.

L’IBRIDAZIONE


ibridazione vegetale tra zucchine
L’ ibridazione e un sistema di riproduzione mediante il quale è possibile modificare i caratteri di una specie vegetale o dare vita a nuove varietà. L’ibrido è un esemplare generato dall’incrocio di due organismi che differiscono per più caratteri. i fiori femminili vengono impollinati esclusivamente con il polline della varietà selezionata, ricorrendo ad accorgimenti che impediscono l’impollinazione da parte di altre piante.

GLI ORGANISMI GENERICAMENTE MODIFICATI (OGM)
Per organismo geneticamente modificato (OGM) si intende un essere vivente (batterio, pianta o animale) nel quale è stata modificata, mediante tecniche di ingegneria genetica, una porzione di patrimonio genetico allo scopo di ottenere nuove caratteristiche, che non si sarebbero mai potute sviluppare spontaneamente. Il patrimonio genetico degli organismi infatti si modifica naturalmente a seguito di processi spontanei e tale trasformazione è alla base della diversità della vita sul nostro pianeta e costituisce l’origine dell’evoluzione degli organismi viventi. Inoltre l’uomo ha da sempre praticato la selezione genetica delle piante coltivate e degli animali allevati, effettuando incroci e selezionando quelle migliori dal punto di vista alimentare si tratta di tecniche i richiedenti tempi estremamente lunghi e funzionanti solo tra specie affini.
Le moderne biotecnologie permettono invece di superare i limiti imposti dalle barriere fra specie e anche il limite riguardante la mancanza di precisione delle tecniche d’incrocio tradizionali.



Nel settore agro-alimentare, moltissimi sono gli scopi per cui gli OGM sono stati utilizzati o si pensa di utilizzarli in futuro. Essi sono stati pensati per aumentare la produttività, la resa dei terreni coltivati, e per il miglioramento delle proprietà organolettiche degli alimenti, ad esempio attraverso:

  • aumento della resistenza ai parassiti;
  • aumento della resistenza agli erbicidi;
  • aumento delle caratteristiche nutritive attraverso variazioni nel contenuto in aminoacidi essenziali, proteine, sali minerali e vitamine;
  • ottenimento di piante adattabili a qualsiasi situazioni climatica.

Inoltre si è pensato di utilizzare le piante per produzione di farmaci e molecole utili in medicina (vaccini, anticorpi e ormoni), per la riduzione di allergeni presenti normalmente nelle piante e persino per la bonifica di terreni contaminati.


tecniche di produzione di OGM

Molte sono le piante OGM oggetto di studio (colza, soia, mais, pomodoro, patata, cotone, fragola, barbabietola, uva, melanzana ecc) ma ad oggi solo quattro sono le specie principali di piante OGM coltivate nel mondo: il grano, la soia, il cotone  e la canola.


la produzione mondiale di OGM
Ad oggi non ci sono colture OGM in Italia (se non a livello sperimentale), ma ciò non significa che sia un Paese “OGM free”. Infatti la gran parte dei mangimi utilizzati negli allevamenti italiani (esclusi gli allevamenti biologici) è prodotta a partire da soia e mais geneticamente modificati importati da Stati Uniti, Canada e America Latina. L'Italia infatti produce solo l'8% della soia di cui necessita.

LE BIOTECNOLOGIA IN ZOOTECNIA
LA FECONDAZIONE ARTIFICIALE E L’IBRIDAZIONE
La fecondazione artificiale è una pratica molto diffusa in zootecnia e consiste nel fecondare femmine di  animali con spermatozoi di maschi selezionati: in questo modo si evita la trasmissione di malattie e si ottengono razze con determinate caratteristiche. L’ibridazione, per gli animali come per le piante, consiste nell’incrocio tra due animali appartenenti a specie diverse, i quali si riproducono dando vita a una discendenza, che può essere sterile o fertile.

GLI OGM IN ZOOTECNIA
anche in campo zootecnico è possibile modificare il patrimonio genetico degli animali inserendo sequenze di dna in embrioni a uno stadio iniziale dello sviluppo. il dna inserito, una volta integrato nei cromosomi delle cellule embrionali, resta stabilmente incorporato in tutte le cellule del nuovo individuo e si comporta come qualsiasi altro gene presente nel genoma. L’ animale portatore del gene estraneo viene detto transgenico.

LA CLONAZIONE ANIMALE


la clonazione animnale
La clonazione consiste nel creare un organismo (o una sola cellula) avente il patrimonio genetico (dna) identico a quello dell’organismo di partenza. La clonazione delle piante è praticata da molto tempo (talea, margotta, propaggine) mentre quella degli animali e una novità di questi ultimi anni. In futuro questa tecnologia potrà forse servire per trovare la cura di gravi malattie, ma nel 2008 il parlamento europeo ha vietato la clonazione di animali destinati all’ alimentazione.

LA CLONAZIONE DELLE PIANTE
LA TALEA



La talea è il frammento di una pianta appositamente tagliato e sistemato nel terreno o nell'acqua per rigenerare le parti mancanti, dando così vita ad un nuovo esemplare. Il più delle volte si tratta di un rametto destinato a radicarsi

LA PROPAGGINE



La propaggine è una tecnica di moltiplicazione delle piante simile alla talea, e per tale motivo è anche detta "talea assistita". Si opera incurvando verso il terreno il ramo prescelto e sotterrandolo per un buon tratto con terriccio fresco e leggero, asportando un anello di corteccia sotto un nodo per facilitare la formazione di un callo cicatriziale da cui si svilupperanno le radici. Dopo un po' di tempo si potrà separare il ramo dalla pianta madre.

LA MARGIOTTA



La riproduzione per margotta consiste nel far radicare una porzione di ramo, senza staccarlo dalla pianta madre. È una tecnica di riproduzione vegetativa che richiama la tecnica di riproduzione per propaggine, dalla quale si differenzia in quanto il ramo prescelto non viene piegato ed interrato nel terreno, ma la parte interessata alla radicazione viene sistemata in una sacca di plastica ( manicotto) dopo essere stata avvolta con un miscuglio composto di sfango, torba e sabbia in parti eguali, adeguatamente inumidito. Il manicotto viene realizzato dopo aver inciso il ramo con un coltello affilato e disinfettato nel tratto destinato a radicare, da chiudere nella sacca. Quest’ ultima, oltre a sostenere il terriccio, assicura al suo interno la temperatura ed il grado di umidità necessari alla radicazione. Quando nel manicotto si formano sufficienti radici la nuova pianta viene separata dalla pianta madre e messa nella dimora definitiva.