Corso di Laurea Magistrale in Scienze agrarie - SA

Prerequisiti: Conoscenze di base di fisiologia delle piante, chimica generale, botanica

L’insegnamento si inserisce nell’area di apprendimento della Produzione e Gestione del Corso di Studi in Scienze Agrarie ed ha lo scopo di fornire le conoscenze sui sistemi colturali avanzati, naturali e artificiali, per la propagazione e la produzione delle principali specie vegetali.

Conoscenze e capacità di comprensione

Al termine dell’insegnamento si dovranno conoscere le basi tecniche e biologiche per la produzione ottenuta in ambienti naturali o artificiali di coltivazione di specie ad alto valore aggiunto ortofloricole, officinali, alghe e funghi eduli.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Alla fine dell’insegnamento si dovranno poter conoscere i diversi sistemi di coltivazione avanzata per le principali specie di valore e poter descrivere ed applicare le migliori tecniche di impianto, monitoraggio, automazione e gestione dei sistemi colturali avanzati.

Si dovrà integrare le conoscenze acquisite con una presentazione di caso studio applicativo di un sistema colturale avanzato a scelta per una determinata filiera.

Autonomia di giudizio

Si dovranno acquisire una complessiva autonomia di giudizio derivata dal raffronto tra conoscenza fondamentale e teorica ricevuta in aula e conoscenza di realtà in aziende specifiche visitate durante l’insegnamento o affrontate in aula.

Alla fine dell’insegnamento si sarà in grado di proporre le tecniche più idonee per la messa in opera di sistemi colturali avanzati

Abilità comunicative

Si dovrà dimostrare capacità di relazione con gli operatori del settore, interagendo durante tutte le attività previste in aziende specifiche.

Si dovrà dimostrare capacità di lavoro di gruppo durante la esecuzione delle attività previste in squadra.

Si potrà migliorare le proprie abilità comunicative attraverso i laboratori pianificati di Communication skills, quando presenterà in forma orale un report sul caso studio effettuato.

INTRODUZIONE

• I sistemi colturali avanzati, obiettivi, finalità, applicazioni

CLASSIFICAZIONE

• Le tecniche di coltivazione fuori suolo in ambiente protetto ed in pieno campo (indoor e outdoor)
• Le coltivazioni su substrato (container culture)
• Le coltivazioni su mezzo liquido (water culture, subirrigation systems, aeroponics, NFT, DFT)
• Le coltivazioni artificiali e i bioreattori

I SISTEMI COLTURALI AVANZATI

• I sistemi di coltivazione verticale (vertical farming systems)
  • Stacked horizontal systems
  • Multi-floor towers
  • Balconies
• I sistemi di coltivazione a parete (vertical growing surfaces)
  • Green walls
  • Cylindrical growth units
• I sistemi di coltivazione urbani (urban agriculture and rooftop greenhouse)
• I sistemi di coltivazione in ambienti artificiali (indoor farming)
  • Warehouse
  • Container Systems
  • In-house production: household and Horeca systems
• I sistemi biorigenerativi di supporto alla vita nello spazio (Bioregenerative Life Support Systems)
• I sistemi di biofabbrica verde, fotobioreattori (algaculture)
• I sistemi integrati: acquaponica (aquaponics)
• I sistemi di colture asettiche (in vitro; bioreactors)

AMBIENTE E INPUT IN SISTEMI AVANZATI

• Il sistema radicale delle piante
• Luce naturale e artificiale, supplementare, fotoperiodica, fotomorfogenica
• Temperatura
• Acqua
• Elementi nutritivi e nutrizione delle piante
• Biofortificazione, biostimolazione
• Suolo vs Substrati
• Contenitori
• Strutture

ASPETTI GESTIONALI

• Monitoraggio e Diagnostica; il controllo dei parametri ambientali; automazione e controllo remoto (smart agriculture and remote sensing)
• Sistemi a ciclo aperto e sistemi a ciclo chiuso; sistemi e gestione dell’irrigazione; gestione della soluzione nutritiva
• Il risparmio delle risorse; acqua, energia, luce
• Sistemi di raccolta
• Qualità e sicurezza dei prodotti da sistemi colturaliavanzati

CASI SPECIFICI E PARTE SPECIALE:

• L’industria del vivaismo
• Le principali colture da reddito (piante, alghe e funghi eduli)
• Le principali colture industriali (piante officinali, medicinali, aromatiche, alghe e da droga)
• Le principali colture per fitorimedio e fitoestrazione
• Le colture da germoglio e da microgreens
• La filiera di produzione delle orchidee
• La produzione di fiori eduli ed erboristici
• Nuove colture innovative (es. vaniglia, berries, erbacee da frutto)

PROGETTI, ESERCITAZIONI, VISITE TECNICHE, SEMINARI 

Gli studenti e le studentesse, lavorando in piccoli gruppi, svilupperanno una esercitazione proposta dai docenti, basata su una analisi di un caso studio, con progettazione di uno specifico impianto di sistema colturale avanzato o di una impostazione aziendale avanzata.

Saranno organizzate esperienze pratiche di casi studio emblematici, con visite a strutture di sistemi colturali avanzati. Verrà valutata la possibilità di effettuare una visita di studio di più giorni anche presso realtà estere. A titolo di esempio, nel 2022 è stata svolta una uscita didattica di 5 giorni a Parigi che ha visto visite a diversi siti aziendali e casi concreti.

Seminari – anche online – serviranno come approfondimento di alcune tematiche e saranno offerti da esperti del settore.

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento si utilizzano:

• Lezioni frontali, impiegando materiale illustrativo sotto forma di diapositive e filmati, messe a disposizione degli studenti.
• Visite tecniche in aziende del settore.
• Attività di esercitazioni di gruppo analizzando un caso studio applicativo di un sistema colturale avanzato a scelta per una determinata filiera.
• Lavori di gruppo nella preparazione di report legato al caso studio.

Si prevedono 40 ore di didattica frontale, 20 ore di progetto di caso studio e 20 ore di attività esercitative (visite tecniche, seminari, esercitazioni).

Gli argomenti oggetto d'esame rifletteranno quelli trattati durante l'insegnamento e presenti nel programma.

L’esame consisterà in:

1) un test scritto con 33 domande a risposta multipla, per un punteggio totale possibile di 33 (30 e lode). Ogni domanda a scelta multipla vale 1 punto, la risposta sbagliata vale -0.1 punto e la mancata risposta vale zero punti. Il test avrà una durata di 60 min. Il test scritto avrà un peso pari a 50% del voto finale;

2) nella progettazione in gruppo di un sistema colturale avanzato proposto sottoforma di schede tecniche per la realizzazione. Il progetto verrà presentato in aula a fine semestre e verrà discusso con il docente durante l’anno in periodi appuntamenti interattivi. Il progetto avrà un peso pari a 50% del voto finale;

3) presentazione orale in gruppi di un breve reportage sulle visite tecniche programmate. La presentazione avrà un peso di 1 punto di voto su 30 del voto finale.

La valutazione per i lavori ai punti 2 e 3 è effettuata a gruppi. 

• Diapositive presentate a lezione come supporto.
• Estratti dai seguenti libri:

Soilless Culture: Theory and Practice. Authors: Michael Raviv (ed.); J. Heinrich Lieth (ed.); Asher Bar-Tal (ed.). Elsevier Science; March 2019. Edition: 2. ISBN: 9780444636973. Academic Press.

Smart Plant Factory. The Next Generation Indoor Vertical Farms. Editors: Kozai, Toyoki (Ed.). 2018. Springer Singapore. eBook ISBN 978-981-13-1065-2.  Hardcover ISBN. DOI 10.1007/978-981-13-1065-2.

• Review da scientific journals e da brevi monografie su aspetti specifici.