Ricerche Avanzate per Innovazioni nel Sistema Agricolo (RAISA) è uno dei Progetti Finalizzati del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ed ha iniziato la propria attività di ricerca il 1 gennaio 1991.

Dei vari progetti finalizzati del CNR, RAISA è l'unico che sia focalizzato sul sistema agricolo integrato e sulle sue componenti.

Organizzato in quattro sottoprogetti, RAISA impegna oltre 13600 mesi-uomo all'anno, raggruppati in circa 130 Unità di Ricerca inter e multidisciplinari.

Acquisire conoscenze per l'evoluzione del sistema agricolo

Insieme alla riduzione delle superfici interessate - quasi 5 milioni di ettari di pianura sono stati destinati allo sviluppo industriale e urbano - l'agricoltura ha ridotto anche i suoi settori di interesse e da forni trice di una vasta gamma di derrate è diventata fornitrice quasi esclusivamente di derrate alimentari.

La produzione è andata integrandosi con i settori a monte e a valle. Si sono rafforzati i legami con le industrie a monte, meccanica, chimica, sementiero-vivaistica, ecc., e sono cresciuti, specie in alcune regioni, i contatti con quella a valle, specie nei settori della trasformazione e distribuzione.

Nel contempo ha assunto importanza il fenomeno della pluriattività delle imprese agrarie a conduzione familiare, con conseguenze non trascurabili in termini di organizzazione del lavoro in azienda, di ordinamenti produttivi, di uso delle risorse e di rapporti tra i fattori di produzione.

La politica agraria comunitaria e l'internazionalizzazione dei mercati hanno da un lato impedito signi- ficativi aumenti di produzione nei comparti per i quali l'Italia strutturalmente deficitaria e dall'altra hanno aggiunto difficoltà nei settori a vocazione esportatrice. A questi vincoli si è aggiunto un condizionamento di natura tecnica: le produzioni italiane per le quali sussistono valide nozioni tecnologiche sono sottoposte a crescenti vincoli di mercato, mentre quelle con migliori prospettive di sbocco commerciale risentono pesantemente di carenze tecnico strutturali. Non esiste in Italia una grande industria di trasformazione ed anche la preparazione di competenze moderne e specifiche è iniziata da appena un ventennio.

In questa situazione l'agricoltura italiana ha tentato di far fronte alle difficoltà aumentando le produzioni unitarie ed abbassando i costi di produzione. La strategia, che ha comportato un impiego massiccio di mezzi tecnici e la concentrazione di alcune produzioni zootecniche, ha, purtroppo, dato luogo ad un'altra questione che ormai investe anche l'agricoltura: la problematica ambientale.

Tra chi propone un ritorno al passato, che significa anche un drastico ed insostenibile calo del reddito dell'imprenditore agrario, ed un uso ad oltranza delle tecnologie meccanica e chimica, la vera alternativa potrebbe essere rappresentata dalla costituzione di un ventaglio di opzioni, frutto di studio e di ricerca scientifica e tecnologica.

L'affermazione è tanto più valida in quanto, possedendo l'Italia un territorio diversificato ed una popolazione con forti tradizioni locali, sarà difficile trovare una o poche ragioni produttive valide per tutto il territorio nazionale; è più probabile che una ragione di soddisfazione risieda invece nella diversità delle produzioni.

Questi fatti accrescono il contributo che la ricerca ed in particolare quella più a monte può dare alla soluzione dei problemi, poichè si tratta di acquisire conoscenze e competenze che consentano di intervenire su una serie diversificata di produzioni, da quelle alimentari a quelle che hanno come destinatari l'industria non alimentare.

Obiettivo del Progetto Finalizzato RAISA

Le funzioni che il PF RAISA intende svolgere per il conseguimento dell'obiettivo possono essere sintetizzate nell'acquisizione di conoscenze per:

• l'ideazione e la costruzione di modelli di ottimizzazione dei sistemi agricoli che garantiscano un corretto uso del territorio ed un'appropriata gestione dell'ambiente, con particolare riferimento alla conservazione delle risorse naturali;

• la vitalità economica e sociale e la competitività in ternazionale;

• la valorizzazione dei fattori e dei meccanismi che regolano le attitudini produttive degli organismi animali e vegetali, anche in condizioni di stress biotici ed abiotici, e la messa a punto di metodologie avanzate per il miglioramento di dette capacità;

• la definizione di nuovi indirizzi per la diversificazione ed il miglioramento qualitativo dei prodotti animali e vegetali, in funzione delle esigenze nutrizionali dei consumatori e della redditività delle imprese;

• la messa a punto di metodologie avanzate, sia di tipo biologico che tecnologico, finalizzate alla realizzazione di processi alternativi, per la trasformazione delle derrate agricole, in grado di fornire prodotti di superiori qualità intrinseche e di mercato.

Programma generale

Queste innovazioni devono trovare il proprio fonda mento su principi, relazioni e tecniche sviluppate nel le scienze di base non sull'empirismo, i cui risultati sono sempre legati a situazioni particolari.

Accanto all'avanzamento delle conoscenze, suo obiettivo primario, il progetto si propone anche di creare nuove competenze scientifiche e tecnologi che, di gettare le premesse per la promozione di nuove attività imprenditoriali e lo sviluppo di una nuova politica della formazione alla ricerca.

Obiettivi per settore

Il mondo della produzione vegetale ed animale si è integrato con quello dei fornitori di mezzi tecnici e tende ad integrarsi con quello della "post-raccolta"; le attività agricole interagiscono con l'ambiente naturale e sociale.

Queste integrazioni comportano la necessità di disporre di conoscenze approfondite sulle diverse interdipendenze, se si vuole operare una corretta impostazione delle scelte politiche. Il sottoprogetto si propone l'acquisizione di queste conoscenze, relativamente a quattro aspetti. Le ricerche mirano, così, ad approfondire le conoscenze "per filiera", con l'identificazione dei legami interni ai singoli sottoblocchi del sistema agroalimentare e tra questi ed il resto dell'economia e ad individuare in modo più preciso le connessioni tra il macromodello italiano ed i sistemi agroalimentari di altre aree, in particolare quelle della CEE, in modo da acquisire elementi per una migliore impostazione delle strategie di breve e di medio periodo e simulare effetti di natura politica, anche a livello territoriale o su tipologie di aziende.

Particolare cura viene riservata all'analisi del sistema a valle dell'azienda agraria, delle organizzazioni dei produttori, delle strategie di internazionalizzazione, delle tendenze dei consumatori e dei mercati internazionali, nonchè delle innovazioni in grado di conferire competitività alle esportazioni.

Sul versante ambientalistico, le ricerche mirano da un lato ad approfondire le conoscenze sull'impatto che le agrotecnologie, in particolare quelle intensive, possono avere sull'ambiente e dall'altro a mettere a punto e verificare sistemi di produzione a più basso impatto, senza sacrificare il reddito agricolo.

Degno di particolare attenzione, in quest'ambito, è la messa a punto e il saggio di metodologie di analisi dell'impatto che tengano conto delle diverse e molteplici implicazioni e quindi in grado di permettere valutazioni ex ante di notevole validità. Rientra in quest'ambito anche la messa a punto di sistemi di monitoraggio delle modificazioni del territorio.

Le ricerche non trascurano infine il problema delle zone marginali, di cui si sono interessati due precedenti progetti finalizzati, con l'ottica di utilizzare i dati fino ad ora disponibili per impostare modelli socio-economici di sviluppo integrato, evitando modifiche irreversibili dell'ambiente.

Sottoprogetto 2. Agrobiotecnologie nella produzione vegetale.

Sotto la spinta di esigenze produttive, l'agricoltura moderna si è evoluta tentando di superare con mezzi tecnologici gli ostacoli fisici, biologici e sociali che si frappongono ad una ottimizzazione della produzione.

L'evolversi dei consumi, lo sviluppo dell'attività industriale, l'insorgere di problemi di natura ambientale per un uso improprio di alcune tipologie hanno determinato la necessità di disporre di tecnologie che consentano di produrre con minori costi - ivi compresi quelli ambientali - derrate che per quantità e qualità possano essere facilmente commercializzate. Ciò può essere ottenuto da un lato modellando la pianta secondo criteri ben precisi, derivanti da conoscenze approfondite sui fenomeni che ne regolano la crescita e lo sviluppo, sui meccanismi che le consentono di superare stress biotici e abiotici, sui fattori che determinano la qualità delle sue parti destinate al consumo, e dall'altra conoscendo meglio l'ambiente globale - aria, terreno, radiazione - in cui la pianta vive.

A livello della pianta le ricerche mirano quindi ad analizzare le basi fisiologiche e genetiche dei meccanismi d'azione

1. di alcuni dei più importanti stress biotici e abiotici che limitano la produzione vegetale;
2. degli eventi fondamentali che presiedono alla formazione, crescita e senescenza dei prodotti vegetali agrari, con particolare riferimento ai meccanismi d'azione degli ormoni vegetali, alla caratterizzazione dei geni coinvolti ed alle modalità della loro azione;
3. dei fattori che controllano le principali componenti della "qualità" del prodotto destinato al consumo.

Rilievo particolare assumono anche gli studi sul sistema riproduttivo delle piante e sui fattori che lo controllano, sulla caratterizzazione e definizione dei meccanismi cellulari e tissutali, alla base dei segnali che determinano il ciclo della cellula vegetale, sulla messa a punto di metodologie di individuazione, isolamento, caratterizzazione e trasferimento di geni in vegetali superiori.

Per quanto riguarda più in particolare l'interazione della pianta con altri organismi, le ricerche mirano

1. ad approfondire le conoscenze del processo replicativo di alcuni virus, come presupposto per l'eventuale impiego di RNA nel controllo di malattie virali;
2. a definire il ruolo di micoplasmi e MLO in malattie ad eziologia complessa, al fine di fornire indicazioni per l'impostazione di efficaci ed avanzate tecniche profilattiche e curative;
3. a definire metodologie di manipolazione e transgenosi di animali dannosi alle piante e di quelli che sono suscettibili di impiego nel controllo biologico di specie dannose.

Particolare rilievo assume, nell'ambito delle suddette azioni, l'approfondimento delle conoscenze sulla micorrizazione e sulla fisiologia dell'azoto-fissazione sia nelle simbiosi rizobi - leguminose che nelle associazioni azospirilli-graminacee.

A livello dell'ambiente fisico le ricerche hanno come obiettivo la definizione di metodologie integrate per lo studio della produttività agro-forestale, una più razionale utilizzazione della risorsa suolo, una meno empirica valorizzazione della radiazione solare, una ridefinizione di sistemi colturali miranti ad un maggior rispetto delle risorse naturali non riproducibili e ad una riduzione degli interventi agronomici.

Sottoprogetto 3. Agrobiotecnologie nella produzione animale.

In Italia, nonostante i forti progressi realizzati negli ultimi decenni, la produzione nazionale di derrate di origine animale rimane inferiore ai fabbisogni alimentari, così come la competitività con gli altri Paesi della CEE risulta penalizzata dagli elevati costi di produzione. Il sistema agroalimentare comunitario è decisamente orientato verso il miglioramento della qualità dei prodotti, attraverso tecnologie rispettose dell'ambiente e della salute umana, e giustifica la necessità di favorire alcuni indirizzi produttivi in luogo di altri e di diversificare le produzioni stesse con parametri e requisiti di tipicità.

In tale situazione, gli obiettivi che il progetto persegue vanno dallo studio delle biotecnologie atte a con- sentire un rapido miglioramento genetico delle produzioni zootecniche ed in particolare quelle in grado di ridurre o eliminare la casualità derivante dai processi implicati nella riproduzione sessuata, all'impiego di tecniche riproduttive che esaltino il differenziale selettivo, alle stime precoci del valore genetico dei riproduttori, alla migliore conoscenza dei processi produttivi e riproduttivi. Per questi ultimi si ha, da un lato, lo studio dei meccanismi di controllo dell'accrescimento, della secrezione lattea e dei cicli estrali e, dall'altro, lo studio, in termini fisiologici e fisiopatologici, dell'attività sessuale, in funzio ne dei fattori ambientali e nutrizionali.

Attenzione particolare viene riservata alla comprensione dei meccanismi con cui la qualità degli alimenti, i fattori genetici ed ambientali - ivi compresi gli stress e le condizioni igienico-sanitarie dell'allevamento - condizionano le caratteristiche del latte e della carne. Il progetto mira inoltre ad acquisire una conoscenza più precisa delle interazioni fra le tecnologie di allevamento, ed in particolare le biotecnologie, e l'organizzazione dell'impresa zootecnica, che in alcuni casi potrebbe essere costretta a reimpostare, in modo completamente diverso, la propria gestione.

Debito spazio viene, infine, riservato allo studio di produzioni alternative e/o diversificate, ed in parti- colare all'acquacoltura, ed ai relativi problemi di riproduzione, alimentazione e caratterizzazione quali tativa delle porzioni eduli.

Sottoprogetto 4. Agrobiotecnologie nei processi di valorizzazione dei prodotti e sottoprodotti agricoli.

Uno sviluppo tecnologico avanzato ed equilibrato, in grado di fornire prodotti competitivi a livello di mer- cato internazionale, presuppone un corpo di ricerche che faccia propri gli avanzamenti verificatisi in questi ultimi anni nel campo delle biotecnologie e delle scienze chimiche, chimico-fisiche, biologiche ed informatiche, e consideri le ricerche nella duplice prospettiva di assicurare economicità di processo e sicurezza di prodotto.

Il sottoprogetto ha quindi come obiettivo l'approfondimento delle conoscenze di base per l'impiego di tecnologie biologiche nel trattamento delle derrate agricole. Particolare interesse, a questo fine, viene rivolto al miglioramento di ceppi di lievito da utilizzare nell'industria enologica ed alla caratterizzazione genetica di starter per l'industria casearia.

Altro aspetto considerato prioritario è quello dell'approfondimento a livello molecolare, biochimico e tecnologico della produzione di enzimi ed ingredienti di particolare rilevanza nell'industria alimentare e della messa a punto di bioreattori a enzimi o a microorganismi immobilizzati da usare come tecnologie blande nella innovazione di processi e di prodotti.

Ad una valorizzazione delle risorse e salvaguardia dell'ambiente sono rivolte le ricerche miranti al miglioramento di forme microbiche per l'utilizzo di materiale ligno-cellulosico nella produzione di materie prime per l'industria chimica ed alimentare, e l'approfondimento delle conoscenze sui meccanismi fisiologici delle diverse specie di cianobatteri del genere Spirulina.

Rilievo particolare viene riservato ad aspetti fondamentali dei processi di conservazione e trasformazione degli alimenti, allo scopo di minimizzare i danni a carico delle loro qualità biologiche; a tale fine mirano gli studi sulle modificazioni strutturali e biochimiche dei prodotti ortofrutticoli, sulla definizione dei meccanismi alla base dello scambio gassoso e delle interazioni tra frutto e ambiente durante la conservazione ed il condizionamento e quelli concernenti la modellazione dei processi, la loro simulazione ed attuazione su scala di laboratorio pilota e la messa a punto di sistemi di misura e sensori per l'accertamento dei valori critici dei parametri di qualità.

Dovuta priorità è altresì riservata alla ricerca riguardante la preparazione di nuovi alimenti ad umidità intermedia e di nuovi prodotti di estrazione, separazione, frazionamento e purificazione a partire da biomasse vegetali. Una serie di ricerche è inoltre rivolta alla messa a punto di sistemi modello per la valutazione delle relazioni tra struttura chimica e proprietà funzionali e tecnologiche, come base per la elaborazione di "engineered complete food" con l'impiego di derrate alimentari eccedentarie o sottoutilizzate.

Come conseguenza logica dello sviluppo delle attività di indirizzo tecnologico, una serie di ricerche mira infine all'elaborazione di modelli per la valutazione delle qualità biologiche degli alimenti. In particolare il settore delle ricerche nutrizionali si occupa dell'interazione tra nutrienti, antinutrienti naturali ed artefatti presenti negli alimenti, il loro impatto a livello della mucosa intestinale, attraverso allestimento di sistemi cellulari "ad hoc" e l'influenza reciproca tra alimento e microflora intestinale. Il settore per la caratterizzazione degli alimenti ai fini della tipizzazione sviluppa linee di ricerca per l'identificazione e l'ottimizzazione di metodiche analitiche per risposte differenziate.

Il settore della sicurezza affronta le problematiche di base per la lotta biologica ed integrata agli artropodi infestanti le derrate, per il controllo e la verifica degli effetti di residui e metaboliti di antiparassitari e per la valutazione del danno ossidativo da sostanze naturali presenti negli alimenti. Infine, basandosi sulla banca dati dei consumi, allestita dal conclusosi progetto finalizzato IPRA viene curato uno studio sul rischio di ingestione, con gli alimenti, di sostanze potenzialmente tossiche.