Corso di laurea: SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI (LM-69) Programmazione per l'A.A. 2022/2023  

Fisiologia della crescita microbica, crescita biofilm e controllo della formazione del biofilm rizosferico e del suolo. Metabolismo batterico: respirazione aerobia, anaerobia e fermentazione. Tipologie Nutrizionali.
Ecologia microbica del suolo rizosferico: rapporto microbico rizosferico (effetto rizosfera), arricchimento microbico selettivo nelle rotazioni. Selezione microflora zimogeno.
Microrganismi e cicli biogeochimici degli elementi: batteri nitrificanti, azotofissatori, denitrificanti e ammonizzanti. Ecologia microbica della decomposizione, umificazione e mineralizzazione della sostanza organica (SO). Effetti priming della SO e cometabolismo r/K. Biostimolazione agronomica sostenibile del microbioma del suolo e della rizosfera mediante gestione biologica, ammendanti organici e lavorazioni del suolo
Microrganismi per l’agricoltura sostenibile e la gestione ambientale: micorrize arbuscolari (Glomus spp.), i batteri promotori della crescita vegetale (PRGR e batteri Probiotici). Tratti fenotipici rilevanti dei PGPR e applicazione inoculanti vegetali: competenza rizosferica, nitproduzione di composti auxinici, P solubilizzazione, Ferro chelazione, produzione di batteriocine. PGPR endofiti facoltativi: Azospirillum spp., Burkholderia spp. e Pseudomonas spp. Biostimolanti e biofertilizzanti microbici per la fitostimolazione. Applicazione dei PGPR e delle micorrize nei sistemi colturali sostenibili nelle consociazione e in ortoflorofrutticoltura.
Azotofissazione batterica libera e da rizobi simbionti delle leguminose. Biologia ed ecologia dei rizobi liberi e nelle simbiosi: nodulazione e azotofissazione. Gestione dei sistemi colturali ed effetti del germoplasma sull’attività rizobica. Isolamento ceppi mediante piante trappola e gestione dei rizobi efficienti come inoculanti: adattamento edafico della simbiosi (tecnica cross row). Produzione e co-formulazione di prodotti inoculanti rizobici.
Alterazione microbiologia degli insilati e sicurezza alimentare. Compostaggio di biomasse vegetali e microbioma metanogenico nel suolo e per la produzione di biogas dagli scarti. Concetti base per la caratterizzazione batterica e il monitoraggio microbiologico del suolo e della rizosfera.

Microbiologia Agroambientale (a cura di B. Biavati, C. Sorlini), CEA Ed. 2008 ISBN 978-88-408-1383-7.
II° Edizione CEA-ZANICHELLI ISBN 978-8808-18054-4. Attraverso la piattaforma Moodle saranno resi disponibili le “memorie di lezione” (slides), dispense e articoli scientifici in consultazione per inquadrare il dettaglio del ruolo della microbiologia agroambientale nella filiera applicativa della gestione sostenibile del suolo.

Caratteristiche generali della meccanizzazione agricola e i diversi modelli di sviluppo.
Classificazione delle diverse tipologie di macchine, aspetti funzionali, energetici ed organizzativi delle macchine e dei cantieri.
Criteri di scelta del parco macchine. Costo della meccanizzazione e logistica.
Macchine motrici ed operatrici. Principali macchine per le lavorazioni primarie e secondarie del terreno, macchine per la fertilizzazione, macchine per la semina e per il trapianto, macchine per lo sviluppo, la cura e la manutenzione delle colture, macchine per la raccolta dei foraggi, per la raccolta delle piante da granella, per la raccolta delle colture industriali, per la raccolta delle produzioni di piante arboree e delle produzione ortive, macchine di trasporto, macchine ed impianti per la conservazione dei prodotti. Meccanizzazione per l’agricoltura di precisione.

Slides delle lezioni scaricabili dalla piattaforma Moodle.
M. Lazzari, F. Mazzetto – Meccanica e meccanizzazione dei processi produttivi agricoli. Reda, Torino, 2016

ELEMENTI DI RAPPRESENTAZIONE DEL TERRITORIO
Sistemi di riferimento e principali sistemi di proiezione cartografica
Coordinate geografiche
Sistemi di rappresentazione: UTM e Gauss Boaga.
Cartografia IGM e Cartografia Tecnica Regionale
Lettura delle carte
Altimetria e modelli digitali del terreno.
Sistemi Informativi Geografici (GIS)
Introduzione ai GIS
Modelli di rappresentazione dei dati geografici: raster e vettoriali

ANALISI DELL'AMBIENTE FISICO
CLIMA
Grandezze meteorologiche e loro misura: radiazione solare, temperatura dell'aria, umidità dell'aria, pressione atmosferica, vento, precipitazioni.
Clima e processi territoriali: indici climatici, indicatori di processo
SUOLO
Origine e caratteristiche dei suoli
Suolo e processi territoriali:
rapporti acqua suolo,
deflusso superficiale,
erosione idrica accelerata, metodi di calcolo e strategie di controllo
Capacità di uso dei suoli:
fattori di limitazione e metodi di valutazione (land capability, land suitability).
ACQUA
Sistemi fluviali:
reticolo idrografico, elementi di morfometria, zonazione longitudinale e trasversale
Sistemi fluviali e processi territoriali:
qualità delle acque, IBE, IFF
Sistemi lacustri:
caratteristiche e morfologia dei laghi
Sistemi lacustri e processi territoriali:
eutrofizzazione
Acquiferi sotterranei:
caratteristiche e definizioni
Acquiferi sotterranei e processi territoriali:
alterazione della qualità delle acque di falda, vulnerabilità e metodi di valutazione (DRASTIC, SINTACS)
FONTI DIFFUSE DI INQUINAMENTO DI ORIGINA AGRICOLA
mobilità di nutrienti e fitofarmaci nelle acque e nel suolo,
metodi e modelli per la valutazione (GLEAMS).
Metodi e strategie di controllo e mitigazione (BMP)

Leone A., Ambiente e pianificazione. Analisi, processi, sostenibilità, Franco Angeli Ed., Milano 2011
Materiale didattico disponibile sulla piattaforma Moodle

L'evoluzione del concetto di sistema e sua importanza nei diversi campi delle scienze.
Il sistema colturale: definizione, struttura, funzionamento, obiettivi, vincoli, elasticità, sicurezza e analisi modellistica.
Analisi delle interazioni dei regimi agricoli (convenzionale, biologico, irriguo, asciutto) delle zone (pianura, collina, montagna) e degli ambienti limitanti (aree protette, parchi, fasce suburbane, zone degradate, aree ad alto rischio erosivo) sui sistemi colturali.
Descrizione e analisi critica di alcuni sistemi colturali: cerealicolo, cerealicolo-industriale, cerealicolo-foraggero, foraggero, foraggero pascolivo, orticolo, frutticolo e per la produzione di energia.

Coltivazioni erbacee (tre volumi). Remigio Baldoni e Luigi Giardini. Ed. Pàtron
Agricoltura blu. La via italiana dell'agricoltura conservativa. A cura di M. Pisante, Ed. Edagricole.
Verso un approccio integrato allo studio dei sistemi colturali. A cura di E. Bonari e P. Ceccon. Ed. Franco Angeli.
Materiale fornito dal docente.

Didattica frontale 34 ore:
Analisi delle variabili agro-ecologiche da considerare per la scelta della migliore strategia di controllo dei fitofagi. Biologia dei principali insetti di interesse agrario. Metodologie di monitoraggio analisi dei danni diretti e indiretti alle colture agrarie. Valutazione della fenologia in relazione della biologia dei principali insetti fitofagi. Generalità sugli insetti di possibile nuova introduzione sul territorio nazionale. Strategie di controllo integrato e biologico contro alcuni fitofagi chiave delle colture di interesse agrario. Gli insetti come. Durante il corso saranno svolti numerosi seminari con docenti, personalità riconosciute del mondo scientifico e tecnico, esperte nel settore del controllo a basso impatto ambientale degli insetti fitofagi.
Esercitazioni 8 ore:
Saranno svolte esercitazioni presso primarie aziende agricole dell'area della Tuscia per permettere agli studenti l'incontro con agronomi specializzati nei sistemi di controllo delle avversità biotiche in agricoltura.
Laboratorio 6 ore:
Durante il corso, inoltre, sarà svolta una attività sperimentale, tramite lavoro di gruppo, per sviluppare le capacità di interpretazione delle variabili biologiche di un sistema agricolo e per formulare la relativa migliore strategia di controllo a basso impatto ambientale degli insetti fitofagi.

Materiale didattico fornito dal docente e messo a disposizione dello studente sulla piattaforma Google Classroom UNITUS.
Testi di riferimento:
Pollini A. - Manuale di Entomologia applicata - Edagricole, Bologna
Tremblay E. - Entomologia agraria - Liguori Editore. Napoli.
Maurizio Severini e Simone Pesolillo - Modelli per la difesa delle piante. Aracne Editrice.
Viggiani G. - Lotta biologica e integrata nella difesa fitosanitaria. Vol.2: Lotta integrata - Liguori Editore, Napoli, 1994
AA.VV. Edible insects: Future prospects for food and feed security. FAO Forestry Paper 171. 2013. 187 pp.

Richiami di base sulla patologia vegetale, batteri, funghi e virus. Strategie convenzionali per il controllo delle fitopatie: pesticidi convenzionali (fungicidi e sali di rame), varietà resistenti, tecniche agronomiche, modelli previsionali. Strategie innovative per il controllo delle fitopatie: il new green deal e la riduzione dei pesticidi in agricoltura, sostituti naturali dei pesticidi convenzionali, sostanze di origine naturale, microrganismi antagonisti, le nanotecnologie per la protezione delle piante, la fenomica, gli organismi geneticamente modificati. Diagnostica convenzionale e classica, tecniche sierologiche, tecniche molecolari, tecniche di detection di campo.

Slide del docente e approfondimenti forniti dal docente

1. La pianta arborea da frutto.
Ciclo vitale ed ontogenetico delle piante arboree da frutto. Organografia e sviluppo dei vari organi in interazione con i sistemi di regolazione delle relazioni fra attività vegetativa e riproduttiva: ruolo, costituzione e utilizzazione delle risorse. Il ruolo delle vie metaboliche nel controllo della crescita e sviluppo. I fattori ambientali e la loro azione di regolazione sulla crescita e sviluppo della pianta.
2. Interazione pianta, suole e sistemi agronomici.
Il suolo e le condizioni pedoclimatiche, le cenosi antropiche dei frutteti (densità di piantagione e distanze di impianto, le forma di allevamento e le potature della pianta) in relazione con la produzione quantitativa e la sintesi e l’accumulo di composti nutraceutici. I consumi idrici del frutteto: richiami sui rapporti aria/pianta/terreno/acqua; irrigazione e qualità del frutto.
3. Fattori agronomici che regolano la qualità della produzione
Le attività agronomiche e le tecniche colturali e la qualità del frutto. I portinnesti e la qualità del frutto. Potature di formazione della pianta e potature di produzione e la qualità del frutto, l’equilibrio vegetativo e la qualità del prodotto. La fertilizzazione del frutteto: rapporti tra concimazione e qualità; concimazione di produzione; validità delle carte nutrizionali. Specie frutticole coltivate: ruolo del genotipo nella produzione qualitativa del frutto.
4. Fisiologia e biochimismo dei metaboliti secondari.
Fisiologia dello sviluppo del frutto: accrescimento del frutto, tasso di crescita e cambiamenti fisici; cambiamenti biochimici durante lo sviluppo del frutto; effetto dei fattori ambientali sulla crescita del frutto; effetto dei fattori interni sulla crescita del frutto; cambiamenti durante la maturazione del frutto. Fattori ambientali e qualità del frutto: stress abiotici, stress biotici; intensità e qualità della luce; i sistemi dei fotorecettori e la sintesi dei metaboliti secondari.
5. Maturazione e raccolta del frutto
Maturazione e qualità delle specie frutticole alla raccolta: epoca di raccolta e qualità della frutta, indici di maturazione, aspetto commerciale, aspetto organolettico, aspetto nutrizionale, aspetto sanitario.
6. Fisiologia molecolare e frutti biofortificati
Cenni sui determinanti genetici che regolano la produzione e la qualità del frutto e le vie metaboliche dei metaboliti secondari. I frutti biofortificati.
Cenni monografici sui caratteri e metaboliti principali del melo, pero, pesco, ciliegio, albicocco, susino, actinidia, vite da tavola, olivo e funzione nella nutrizione e salute umana.
Alle esercitazioni saranno dedicati due CFU (8 ore)
1. Le esercitazioni condotte in campo, nell’azienda agraria dell’Università della Tuscia, riguarderanno la potatura di produzione per lo sviluppo della struttura della pianta e per la produzione dei frutti. Il diradamento per l’incremento della qualità dei frutti, in relazione alla produzione di qualità.
2. Alcune esercitazioni saranno condotte in azienda frutticole del comprensorio e/o i campi sperimentali del CREA di Frutticoltura di Fioranello (Roma).
Alle attività di laboratorio sarà dedicato un CFU (8 ore) e saranno condotte nel Laboratorio di Ecofisiologia Molecolare delle Piante Arboree (stanza 232)
1. Analisi biochimiche e spettrofotometriche dei principali gruppi di metaboliti:
Clorofilla, Carotenoidi, Polifenoli. Analisi, dell’amido, degli zuccheri semplici, dell’acidità totale. Quantificazione dei contenuti dei metaboliti secondari per la determinazione qualitativa del frutto.
2. Analisi molecolare di genotipizzazione delle specie e delle varietà con marcatori SNP con tecnologia HRMS. Analisi e determinazione della presenza di miRNA nei frutti per la determinazione di molecole a funzione salutistica.
Le determinazioni analitiche saranno condotte in laboratorio di Ecofisiologia Molecolare delle Piante Arboree. COLTURE ARBOREE PER LA QUALITA' DELLE PRODUZIONI

Monografie della collana “Coltura & Cultura” (melo, pero, pesco, olivo, Vite) edite da Bayer CropScience srl Milano, Alcuni Capitoli saranno forniti dal docente
Zucconi F. Nuove tecniche per i frutteti: Fisiologia e metodi innovativi nell'allevamento di fruttiferi. Edagricole.
Arboricoltura Generale. A cura di S. Sansavini et al, 2012. Patron Editore, Bologna
Nuove frontiere dell'arboricoltura italiana. A cura di S. Sansavini. 2007. Alberto Perdisa Editore
Manuale di ortofrutticoltura. 2012. A cura di S. Sansavini e P. Ranalli. Edagricole Editore, Bologna.
Da parte del docente saranno dati delle review sui metaboliti secondari e la loro sintesi nei frutti.

DETERMINAZIONE DEL REDDITO E DELLA REDDITIVITÀ IN IMPRESE AGRICOLE
Struttura della farm e delle tecniche produttive. Il calcolo delle rate di restituzione dei capitali presi a prestito. Il lavoro impiegato dalla farm. Aspetti dell'allevamento ovino. Lo Stato Patrimoniale della farm. Il Conto Economico della farm. Indici per una valutazione economica dei risultati dell'azienda. La rimunerazione ai fattori produttivi forniti dall'imprenditore e dalla sua famiglia. Indicatori della redditività economica. Indicatori per una valutazione patrimoniale e finanziaria. I risultati della farm senza il Pagamento unico aziendale (PUA)

LA DETERMINAZIONE DELLA REDDITIVITÀ, DELL'ASSETTO PATRIMONIALE E DELLA SOSTENIBILITÀ FINANZIARIA IN UN'AZIENDA CHE PRODUCE LATTE OVINO
Introduzione.
Aspetti generali della gestione dell'impresa. Appezzamenti gestiti: costi di acquisizione e realizzazione degli impianti arborei. Capitali a logorio parziale: quote di ammortamento e restituzione dei debiti. Il calcolo delle rate di restituzione dei capitali presi a prestito. Il lavoro impiegato da un'impresa ovina. Aspetti dell'allevamento ovino. Lo Stato Patrimoniale di un'impresa ovina da latte. Il Conto Economico dell'impresa zootecnica. Indicatori per valutare i risultati dell'impresa. Il compenso ai fattori produttivi forniti dall'imprenditore e dalla sua famiglia. Indicatori di redditività. Indicatori di assetto patrimoniale e finanziario. I risultati dell'impresa senza il Pagamento unico aziendale (PUA). La produzione di liquidità per restituire il debito (FCFO-FCFE).

LA VALUTAZIONE DEL PROGETTO D'INVESTIMENTO DI UN'AZIENDA BOVINA DA LATTE CHE RICHIEDE UN CONTRIBUTO PSR PER ACQUISTARE MACCHINARI.
La Situazione Patrimoniale nell'anno che precede l'investimento. Il Conto Economico nell'anno che precede l'investimento. Il cambiamento nell'anno in cui si realizza l'investimento. Il cambiamento dell'assetto dell’azienda nell'anno finale del processo. Il giudizio sintetico e i criteri di ammissibilità dei business plan per il PSR della Regione Lazio.

LA VALUTAZIONE DEGLI INVESTIMENTI PUBBLICI MEDIANTE L'ANALISI COSTI-BENEFICI
L'Analisi Costi-Benefici. Il calcolo del valore attuale dei benefici e dei costi. Le applicazioni dell'Analisi Costi-Benefici. La definizione degli obiettivi. Gli effetti dell'investimento. Il caso della realizzazione di un impianto di ciliegio.

ESERCITAZIONI PRATICHE
Le esercitazioni pratiche prevedono l'analisi di aziende reali, i cui dati vengono estratti, completamente anonimi, dalla Rete d'Informazione Contabile Agricola (RICA). In particolare, gli studenti sono guidati a definire la struttura economica e finanziaria di tali aziende, e a valutarne la sostenibilità economico-finanziaria. Gli studenti sono anche guidati a definire la caratteristiche tecniche ed economiche di una ipotesi di investimento (arboricoltura, zootecnia, coltivazioni erbacee, orticoltura e serre, trasformazione dei prodotti, agriturismo, macchinari e attrezzature, strutture agricole) e a valutare le implicazioni economiche e finanziarie della sua attuazione.

Dispense a cura del Docente: Gabriele Dono, 2019, Gestione dell'Impresa Agricola e Analisi degli Investimenti (parte 1 - elementi di base per l'analisi economica, patrimoniale e finanziaria nelle aziende agricole), Gestione dell'Impresa Agricola e Analisi degli Investimenti (parte 2a - indicatori patrimoniali e finanziari in un'azienda ovina da latte), Gestione dell'Impresa Agricola e Analisi degli Investimenti (parte 2b - Business Plan per l'investimento in un'aziende bovina da latte), Gestione dell'Impresa Agricola e Analisi degli Investimenti (parte 3 - Analisi Costi-Benefici)

Didattica frontale (in aula 15): 21 ore
Introduzione al corso.Contenuto ed organizzazione, modalità esame finale. Panorama sulla ricerca in agricoltura in Italia e nel contesto mondiale. Raccolta dei dati. Metodo induttivo e deduttivo. Concetti di base della metodologia sperimentale.La ricerca bibliografica: Scopus. Research gate. Web of Science.
Il campionamento. Statistica descrittiva: distribuzione di frequenza, indici di tendenza centrale, indici di dispersione. Presentazione dei dati.
Distribuzioni di frequenza teoriche. Distribuzione Normale. Teorema del Limite Centrale. Test statistici per il confronto tra le medie parametrici e non parametrici. Test t di Student: assunzioni, trasformazione dei dati, dati accoppiati e non, test F di Fischer.
Confronti tra gruppi di medie. Analisi della varianza (ANOVA) ad un fattore. Assunzioni, funzionamento dell'ANOVA. ANOVA per disegno sperimentale completamente randomizzato e a blocchi randomizzati. Confronti multipli tra le medie mediante calcolo della differenza minima significativa (DMS) e test di confronto multiplo (post-hoc). Esperimenti a 2 o più fattori, concetto d'interazione. ANOVA per schemi sperimentali fattoriali ed a parcelle suddivise (split-plot).
Relazioni tra due variabili: correlazione parametrica (Pearson) e non parametrica (Spearman), regressione lineare semplice.

Esercitazioni (in aula geomatica): 27 ore
Durante le esercitazioni vengono effettuati al computer degli esercizi sugli argomenti spiegati a lezione. Vengono forniti dati sperimentali reali ed istruzioni per la loro elaborazione e gli studenti sono invitati a procedere autonomamente per lo svolgimento dell'analisi dei dati, mediante l'utilizzo di MS Excel per Windows e del plug-in DSAASTAT (scaricabile dalla piattaforma Moodle).

Slides delle lezioni distribuite dal docente
Istruzioni e dati per lo svolgimento degli esercizi distribuiti dal docente
Monti A., 2005. "Metodologia statistica per la sperimentazione agronomica. Aspetti generali" Aracne Editore
Fowler J.; Cohen Louis, 2002. “Statistica per ornitologi e naturalisti”. Franco Muzzio Editore

Testi di approfondimento:
Gomez K.A., Gomez A.A., 1984. Statistical Procedures for Agricultural Research. 2nd edn. John Wiley & Sons, New York. (per gli schemi sperimentali e l'ANOVA)
Sokhal Rholf, 1995. "Biometry: The Principles and Practices of Statistics in Biological Research”