Sottoprogetto Innovazione
Le attività di questo sottoprogetto sono state suddivise in cinque gruppi di lavoro principali (work package, WP), di seguito descritti.
WP1. Estensione della tecnologia
Individuare il momento ottimale in cui eseguire le concimazioni di copertura, gli interventi di diserbo e le operazioni di asciutta/sommersione è fondamentale per migliorare l’efficacia degli interventi agronomici.
Pertanto, la tecnologia sviluppata nell’ambito del progetto RiceSmart è basata su un sistema che include:
modelli di simulazione colturali e dati meteorologici ad alta risoluzione spaziale (2 km x 2 km) sia real-time che previsti, per fornire indicazioni previsionali in merito al raggiungimento di determinate fasi fenologiche critiche (e.g., iniziazione del panicolo);
un DSS per il supporto alle operazioni di diserbo basato sul modello di competizione riso-infestanti WeedyCoSMo.
Lo stesso modello è stato utilizzato per valutare strategie che consentano di aumentare la sostenibilità complessiva dei sistemi risicoli attraverso lo sviluppo di varietà più competitive nei confronti delle specie infestanti. La ricerca ha portato ad un articolo pubblicato nella prestigiosa rivista internazionale Global Change Biology.
Nell’ambito di questo WP, durante i due anni di progetto (stagione risicola 2023 e 2024) è stato condotto un monitoraggio della fenologia della coltura negli appezzamenti interessati dalle attività del WP2. Dal confronto tra dati osservati e simulati relativamente al raggiungimento delle principali fenofasi (es., emergenza, iniziazione del panicolo, botticella, maturazione) è stato possibile evidenziare un’elevata capacità predittiva del sistema (coefficiente di determinazione medio tra dati osservati e simulati per le principali fenofasi pari a 0.98).
WP2. Valutazione delle performance agronomiche
Durante il progetto sono state condotte prove sperimentali in pieno campo in ciascuna delle sei aziende agricole coinvolte (tre aziende parte del Gruppo Operativo RiceSmart e tre aziende afferenti al Distretto Agricolo delle Risaie Lomelline) per due stagioni (2023 e 2024).
Le prove hanno riguardato due appezzamenti per azienda (Fig. 1), in cui i fattori (i) gestione idrica e (ii) supporto alle concimazioni e agli interventi di diserbo, sono stati applicati adottando uno schema sperimentale split-plot descritto in specifiche linee guida.
In particolare, un appezzamento è stato gestito secondo le pratiche di gestione standard aziendali per la sommersione e un altro (attiguo e con caratteristiche fisico-chimiche dei suoli simili e analoga varietà ed epoca di semina) utilizzando il protocollo RiceSmart, ovvero con (i) un’asciutta aggiuntiva a metà levata per ridurre le emissioni di gas serra minimizzando al contempo l’uptake di arsenico e cadmio, (ii) la realizzazione di solchi per preservare la biodiversità dell’ecosistema risaia durante le asciutte (vedi WP4) e, sempre per preservare la biodiversità, (iii) l’assenza di diserbo chimico degli argini, adottando solo mezzi meccanici di contenimento (e.g., sfalcio, trinciatura).
Per quanto riguarda la concimazione azotata di copertura e il supporto al diserbo, all’interno di ogni appezzamento sono state identificate due aree, una gestita secondo le modalità standard aziendali e l’altra basata sul supporto alla gestione fornito dalle tecnologie RiceSmart (concimazioni azotate a rateo variabile tramite diagnostica dello stato nutrizionale azotato e interventi di diserbo effettuati sulla base del DSS basato sul modello WeedyCoSMo).
Alla fine di ogni campagna, le performance agronomiche (resa, efficienza d’uso dell’azoto, componenti della produzione) sono state valutate per ciascuno dei trattamenti (gestione standard e gestione innovativa RiceSmart) e per ognuna delle sei aziende coinvolte.
Per quanto riguarda la concimazione azotata, la gestione agronomica effettuata secondo le linee guida RiceSmart ha permesso di ottenere rese più alte e migliori efficienze d’uso dell’azoto nell’80% dei casi.
Nel caso della gestione dell’acqua, l’introduzione di un’asciutta aggiuntiva (con l’obiettivo già dimostrato di ridurre le emissioni di gas serra) non ha avuto risvolti negativi sulle produzioni, confermando le potenzialità di questa strategia gestionale.
Inoltre, a fine campagna 2024, parte del riso prodotto adottando la gestione innovativa RiceSmart è stato lavorato separatamente dalla riseria Contiriso srl, partner di progetto, al fine di essere utilizzato nel WP5 per valutare l’effettiva propensione del consumatore a remunerare un prodotto più sostenibile tramite experimental auction.
WP3. Analisi energetica e ambientale
La valutazione energetica ed ambientale delle soluzioni proposte è stata condotta applicando l’approccio del Life Cycle Thinking (LCT) e, in particolare, il Cumulative Energy Demand per gli aspetti energetici e il Life Cycle Assessment (LCA) per le performance ambientali. Confrontando i risultati dei trattamenti sperimentali con quelli dei controlli e applicando l’LCT è stato possibile quantificare i benefici legati alle soluzioni proposte considerando anche le esternalità positive (riduzione delle emissioni). L’analisi LCA è stata condotta seguendo le quattro fasi previste dalle norme ISO 14040 e 14044. Nella prima fase vengono definiti l’obiettivo dello studio, l’unità funzionale di riferimento e i confini del sistema analizzato. Segue l’analisi dell’inventario del ciclo di vita (LCI), in cui si raccolgono dati relativi a consumi di risorse, emissioni e altri flussi in entrata e uscita. La fase successiva, la valutazione dell’impatto del ciclo di vita (LCIA), prevede la conversione dei dati raccolti in indicatori ambientali significativi, come cambiamento climatico, eutrofizzazione e acidificazione, tramite modelli di caratterizzazione. Infine, i risultati vengono interpretati criticamente per individuare i principali contributi agli impatti e valutare possibili strategie di mitigazione.
I risultati dell’analisi hanno evidenziato come le soluzioni gestionali testate comportino benefici ambientali nella maggior parte delle aziende, anche se la variabilità nelle rese può annullare i benefici ambientali derivanti dall’ottimizzazione della fertilizzazione azotata. L’introduzione di una asciutta aggiuntiva ha invece dimostrato di poter ridurre l’impatto ambientale sul cambiamento climatico in tutte le casistiche valutate.
WP4. Biodiversità e contaminanti ambientali
La tradizionale valutazione delle performance ambientali della risicoltura attuata nel WP3 è stata integrata con la valutazione degli effetti delle diverse pratiche colturali innovative proposte su alcune componenti della biodiversità animale.
In particolare, ci si è focalizzati sulla biodiversità composizionale, strutturale e funzionale di comunità di invertebrati associati agli ambienti risicoli, come i microartropodi e i lombrichi. Le attività di monitoraggio della biodiversità sono state condotte in entrambe le annate (2023 e 2024).
Dalle analisi della biodiversità del suolo è emersa l’esistenza di differenze significative tra numero totale di individui, numero di acari e numero di individui epiedafici (i.e. poco adattati alla vita ipogea), che sono risultati superiori nei campi con distribuzione di azoto con metodo RiceSmart rispetto al metodo convenzionale nel 2023. Analogamente, nel 2024 il numero di larve di coleotteri sono risultate superiori nei campi con trattamento RiceSmart in tutte le aziende, insieme al numero di acari e di individui euedafici (i.e. ben adattati alla vita ipogea). Non sono stati invece osservati effetti sull’abbondanza dei lombrichi.
Anche se limitatamente a pochi gruppi tassonomici/funzionali, il lavoro condotto nel progetto RiceSmart ha mostrato come la fauna del suolo sia sensibile ai quantitativi di azoto immessi nell’ambiente e come tecniche di distribuzione sostenibili, e una miglior gestione dei fertilizzanti azotati possano contribuire a mantenere delle comunità del suolo più abbondanti. Inoltre, è stato valutato il possibile ruolo delle tecniche colturali previste sulla biodisponibilità nel suolo e il trasferimento di alcuni contaminanti ambientali (Cd e As) dall’ecosistema risicolo al prodotto finale (riso lavorato). Sebbene non siano state evidenziate differenze significative tra i trattamenti standard e RiceSmart saggiati i livelli di entrambi gli elementi in traccia sono risultati inferiori ai limiti massimi stabiliti dalla normativa europea, pari a 0,15 mg/kg per il riso lavorato. Il rispetto di tali limiti, stabiliti per proteggere la salute dei consumatori e ridurre l’esposizione a queste sostanze potenzialmente dannose, garantisce quindi la qualità e sicurezza del prodotto finale.
WP5. Life Cycle Cost Analysis e valutazioni economico/finanziarie
Seguendo il modello del Life Cycle Thinking e basandosi sui processi individuati dal WP3 (misurazione delle performance ambientali) e sui risultati del WP4 (aspetti legati alla biodiversità e ai contaminanti ambientali), è stata condotta un’analisi approfondita per valutare il potenziale economico/finanziario delle tecnologie proposte.
In particolare, l’approccio Life Cycle Cost Analysis (LCC) è stato utilizzato per stimare il costo totale delle diverse tipologie di gestione valutate. Inoltre, è stata effettuata un’attenta analisi volta a quantificare la propensione del consumatore a pagare (Willingness to Pay) per un prodotto con attributi più sostenibili dal punto di vista ambientale tramite dei questionari dedicati.
I risultati ottenuti sono stati utilizzati per valutare l’effettiva propensione del consumatore a pagare un prodotto più sostenibile tramite una experimental auction che ha avuto luogo in un evento dedicato il 23 maggio 2025.
I risultati del Choice Experiment (questionario somministrato a oltre 400 persone) ha permesso di stimare quanto i consumatori siano disposti a pagare in più per una confezione di riso che presenti caratteristiche ambientali positive. I risultati hanno evidenziato:
- La certificazione biologica è l’attributo più apprezzato, con una WTP superiore a 0,80 €/kg.
- Seguono l’uso ridotto di fertilizzanti (~0,62 €/kg), il risparmio idrico (~0,33 €/kg) e la riduzione delle emissioni (~0,19 €/kg).
L’Experimental Auction, condotta durante l’evento in presenza del 23 maggio 2025, ha permesso di misurare in modo più realistico la Willingness to Pay complessiva per una confezione di riso caratterizzata da una maggiore sostenibilità. I partecipanti, dopo un’informazione mirata sulle pratiche sostenibili (nudge informativo), hanno mostrato un aumento dell’interesse verso il riso sostenibile, passando da 82,6% a 86,7% di preferenze (Fig. 5).
La propensione del consumatore a remunerare un prodotto più sostenibile (Willingness To Pay) aggregata in asta (~0,44–0,48 €/kg) è risultata coerente con i valori del Choice Experiment, validando entrambi gli approcci.
