La ricerca, pubblicata sulla rivista ACS Agricultural Science & Technology, edita dall'American Chemical Society (ACS), nasce da un progetto multidisciplinare che ha visto coinvolti un team di ricercatori della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bolzano: la ricercatrice di IIT e unibz Camilla Febo, i professori del Sensing Technologies Lab di unibz, Paolo Lugli e Luisa Petti, in collaborazione con i proff. Tanja Mimmo e Luigimaria Borruso della Facoltà di Scienze Agrarie, Ambientali e Alimentari di unibz, nell’ambito della collaborazione del Centro di Competenza sulla Salute delle Piante, e Athanassia Athanassiou, ricercatrice responsabile dell’unità Smart Materials dell’IIT con Danila Merino, ricercatrice IIT.

In particolare, nei laboratori dell’IIT di Genova è stata realizzata un’impalcatura in idrogel biopolimerico con l'aggiunta di biostimolanti naturali che permette di coltivare piante in coltivazioni fuori suolo (idroponica) e dunque con pochissima acqua, con materiali biodegradabili che si disintegrano nel terreno senza residui. Il biopolimero utilizzato è la carragenina, un polisaccaride estratto dalle alghe rosse che viene comunemente usato per le sue proprietà gelificanti, addensanti e stabilizzanti. In questo lavoro gli estratti di alga intera sono stati aggiunti nella carragenina come biostimolanti, ovvero prodotti che, applicati alle piante, stimolano i processi naturali per migliorare l'efficienza nutrizionale, la tolleranza allo stress e la qualità delle colture, indipendentemente dal contenuto di nutrienti. Nei laboratori di Bolzano sono stati effettuati gli esperimenti relativi all’effettiva crescita delle piante. Si tratta di una soluzione senza rifiuti e con zero impatto sull’ambiente per l’agricoltura, minacciata da cambiamenti climatici, siccità, inquinamento, perdita di biodiversità e la degradazione dei suoli.

Come funziona

In agricoltura attualmente sono in commercio, e sempre più diffuse, le impalcature superassorbenti in polimeri, che però sono realizzate con materiali inquinanti. Contemporaneamente i biopolimeri in agricoltura vengono usati oggi come un'alternativa sostenibile ai materiali di plastica per i film per pacciamatura, vasi e legacci per piante. A Bolzano e Genova si stanno invece testando e creando delle impalcature superassorbenti in biopolimeri, che favoriscono la crescita delle piante trattenendo l'acqua (rigonfiandosi fino al 7000% in vari substrati) e favorendo l'apporto di nutrienti, ma che sono in più sostenibili e biodegradabili, garantendo una irrigazione con pochissima acqua e a impatto zero. Gli scienziati altoatesini, inoltre, progettano in futuro di inserire in queste impalcature in idrogel dei sensori - anch’essi flessibili e biodegradabili - che consentano l'agricoltura di precisione monitorando in tempo reale la salute delle piante e le condizioni del terreno.

“L’innovazione tecnologica deve andare di pari passo con la sostenibilità ambientale - commenta Luisa Petti, docente e responsabile del Sensing Technologies Lab di unibz -  Nel nostro laboratorio, ci concentriamo sulla progettazione di dispositivi elettronici flessibili e biodegradabili che possano essere integrati in sistemi agricoli intelligenti. L’idrogel sviluppato in collaborazione con l’IIT di Genova è un esempio concreto di come la tecnologia possa supportare l’agricoltura, migliorando l’efficienza delle risorse e riducendo l’impatto ambientale. Questo progetto dimostra che è possibile coniugare innovazione e sostenibilità per affrontare le sfide globali legate alla sicurezza alimentare e ai cambiamenti climatici”.