Salta gli elementi di navigazione
banner
logo ridotto
logo-salomone
DISPAA Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell'Ambiente

“Produzione sostenibile di fragoline di bosco (Fragaria vesca L.) in zone pedemontane mediante sistemi colturali e di gestione post-raccolta innovativi: qualità dei frutti, analisi dei costi e bilancio energetico”

 
foto 01
Finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole ed Agroforestali – Bando OIGA 

SOGGETTI PARTECIPANTI

• Società Semplice Agricola “Agraria il Sottobosco” di Fabio Bizzarri, Cireglio (PT)
http://www.ilsottobosco.net/

• Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell'Ambiente
Università degli Studi di Firenze
http://www.dipsa.unifi.it/mdswitch.html

• Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff”
Università degli Studi di Firenze
http://www.unifi.it/dipchimica/mdswitch.html

• Azienda Speciale Metropoli della CCIAA, Firenze
http://www.fi.camcom.it/azienda_speciale_metropoli.asp?ln=&idtema=1&page=informazioni&idcategoria=87

Responsabile Scientifico
Dott. Edgardo Giordani
Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell'Ambiente
Università di Firenze - Polo Scientifico e Tecnologico
Viale delle Idee, 30 – 50019 Sesto Fiorentino (FI)
E-mail: edgardo.giordani@unifi.it - Tel. 0554574050

 


IL PROGETTO PROFRAB IN SINTESI

Il progetto PROFRAB, nato dall’impulso di un giovane agricoltore produttore di piccoli frutti (fragole, lampone, mirtillo) nell’Appennino Pistoiese, ha voluto sviluppare ulteriormente il settore, applicando tecniche innovative ed ecocompatibili nella produzione e commercializzazione di fragoline di bosco (Fragaria vesca L.), un prodotto sempre più richiesto per le sue eccellenti caratteristiche gustative e salutistiche.

Il Progetto è stato rivolto al perfezionamento di alcuni processi chiave (pratiche colturali e gestione del post-raccolta) della coltivazione della fragolina di bosco mediante la valutazione di nuovi sistemi produttivi a basso impatto ambientale, compatibili con le condizioni territoriali della montagna Pistoiese.

 


ATTIVITÀ PROGETTUALI

1. Messa a punto e valutazione di impianti pilota-dimostrativi per una produzione sostenibile della fragolina.

2. Rilievi ed analisi

2.1 Produzione in pieno campo con sistemi eco-compatibili.

2.2 Produzione ‘fuori suolo’ in ciclo aperto.

2.3 Produzione in coltura idroponica ‘floating system’.

3. Definizione di una nuova strategia di gestione del post-raccolta.

4.1 Valutazione della qualità del prodotto mediante analisi chimica delle componenti nutrizionali e screening sensoriali dei frutti.

4.2 Caratterizzazione qualitativa dei frutti mediante analisi delle componenti nutrizionali e nutraceutiche

5. Valutazione della sostenibilità dei processi produttivi, bilancio economico ed energetico.

Attività correlate

Attività divulgative

 


1. Messa a punto e valutazione di impianti pilota-dimostrativi per una produzione sostenibile della fragolina

 

Obiettivi. Valutazione di sistemi produttivi, pieno campo, fuori suolo ed in coltura idroponica, innovativi e sostenibili, per la produzione di fragoline di bosco (varietà rifiorenti Regina delle Valli ed Alpine) al fine migliorare la qualità organolettica, incrementare la produttività media, ampliare l’intervallo produttivo, ridurre il tempo necessario per la messa a dimora, la pulizia dell’impianto e per la raccolta del prodotto, ottenere frutti sani e puliti e favorire un più efficace controllo dei fitofagi.

Realizzazione degli impianti e dei sistemi produttivi.
Gli impianti pilota sono stati realizzati presso l’azienda “Agraria il Sottobosco” di Fabio Bizzarri, localizzata nella zona di Cireglio (PT) a circa 500 m s.l.m., utilizzando le cultivar Alpine e Regina delle Valli.
Le parcelle in pieno campo sono state completate a fine giugno 2011 adottando un sesto d’impianto di 0,3 x 1,1 m, per un totale di 312 piante disposte a blocchi randomizzati. Metà delle piante sono state fertilizzate tradizionalmente (semplice letamazione), mentre per l’altra metà si è fatto ricorso a concimazione annuale con il prodotto innovativo Effective Microorganisms (EM) al momento della ripresa vegetativa. La pacciamatura delle file è stata realizzata con tessuto antialga drenante; l’impianto irriguo è stato realizzato mediante un tubo poroso disposto lungo ciascuna fila, collegato con sensore di pioggia per il risparmio idrico.

foto 43

foto 44
Messa a dimora in pieno campo (luglio 2011) Fragoline in accrescimento (agosto 2011)
   
Fragoline in pieno campo Fragoline, particolare
Fragoline in pieno campo negli anni successivi alla messa a dimora (2012/13)
 

All’inizio del 2012 nella zona adiacente al pieno campo è stata costruita una serra automatizzata per la produzione di fragoline fuori stagione a controllo remoto affidato all’agricoltore e riscaldata con pannelli solari/termici. La serra è stata dotata di sensori interni ed esterni per il rilevamento dei dati meteorologici: temperatura (interna ed esterna), umidità relativa (interna ed esterna), temperatura del suolo (esterna), irradiamento solare, piovosità, velocità del vento e temperatura delle canalette con sacchi. Il sistema di gestione della temperatura interna a controllo remoto è stato gestito da una qualsiasi postazione con collegamento internet. La centralina interna della serra ha controllato l’apertura o chiusura delle porte laterali in base alla temperatura ed umidità rilevate da sonde interne ed esterne, per mantenere le condizioni ottimali di crescita delle piantine.

In prossimità alla serra è stata installata una pala eolica (http://www.youtube.com/watch?v=T06bISTysSY&feature=youtu.be) per la produzione di energia elettrica.

La coltivazione in fuori suolo in ciclo aperto, è stata realizzata sia in serra (a fine inverno 2012) che all’esterno (primavera dello stesso anno). Le piantine (100 per cultivar e condizione colturale) sono state messe a dimora in sacchi di torba mista a perlite, forati nella parte inferiore per permettere lo sgrondo della soluzione nutritiva, quindi i sacchi sono stati posti su 4 canalette lunghe 8 m, sostenute a 1,5 m da terra e con una inclinazione tale da permettere lo scolo della soluzione fertirrigua ad un’estremità.
In prossimità della serra è stata costituita una vasca per la fitorimediazione dei reflui generati dalla somministrazione di concimi idrosolubili nelle colture in serra: le soluzioni, una volta drenate dal substrato, sono state accumulate in un pozzo posto sotto il pavimento della serra ed immesse successivamente nella vasca della fitorimediazione, ove si sono sviluppano specie idrofite (Phragmites australis, Scirpus sp., Typha latifolia, Iris pseudacorus e Schoenoplectus lacustris) in grado assorbire efficacemente l’azoto ed il fosforo in eccesso, evitando così la dispersione nell’ambiente di questi elementi.

Per la coltura idroponica in floating system sono state allestite vasche di diversa grandezza in plastica ricoperte di telo nero per contrastare la formazione di alghe. Le piante (24 per prova) sono state alloggiate in pannelli di polistirolo opportunamente sagomati o in contenitori alveolari, con o senza substrato di agriperlite o torba. Le vasche contenenti i pannelli sono state poste in ambiente protetto e riempite con semplice soluzione di acqua deionizzata o con soluzione nutritiva (CE<1,8 mS/Cm e pH<6,5); le radici ossigenate con aeratore per acquario.

 

 

foto 09

foto 10

 

 

foto 11

foto 12

Serra tunnel per la coltivazione in ambiente protetto e fuori suolo della fragolina. Sistemazione delle fondamenta della serra (gennaio 2012), struttura della serra ultimata (febbraio 2012); messa a dimora delle fragoline su sacchi di perlite (marzo 2012) e impianto fertirriguo della serra-tunnel composta da Dosatron, tanica per il fertilizzante e pompa (aprile 2012).

 

foto 46

 

foto 47

Coltivazione delle fragoline fuori suolo in serra tunnel: fragoline su sacchi di perlite mista a fibra di cocco (sinistra) e piantine allevate su canaletta con substrato di torba bionda mista a perlite (destra).

 

foto 48

foto 50

foto 49

foto 51

Da sinistra a destra: pannello di controllo touchpad del sistema di riscaldamento ed irrigazione della serra tunnel; sonda per la conducibilità elettrica; sistema di riscaldamento del substrato per mezzo di serpentine e sonda per l’umidità relativa dell’aria.

 

Pannelli solari Centralina solare

Pannelli solari/termici adiacenti alla serra (sinistra) e sistema di gestione all’interno della struttura (destra) per il riscaldamento delle serpentine nelle canalette

 

Pale eoliche Interruttore d'emergenza

Pale eoliche per la produzione energetica eolica (sinistra), sistema di blocco d’emergenza manuale per vento forte (destra)

 

LCD pannello LCD pannello
Pannello del sistema eolico: energia prodotta (Kwh) al momento della foto (sinistra) e valore in euro (destra)
 

2. Rilievi ed analisi

A partire da una settimana dopo la messa a dimora delle piante e per tutto il periodo produttivo sono stati raccolti i dati sulle fasi fenologiche (inizio, piena fioritura, allegazione dei frutti e maturazione), sulla produzione media (numero frutti, g/pianta) e sul tempo impiegato per la raccolta dei frutti di ciascuna cultivar.
I frutti maturi (minimo 12 per prova) ottenuti con i diversi sistemi produttivi e tecniche di gestione in prova sono stati sottoposti ad analisi carpologiche per la determinazione della pezzatura, residuo secco rifrattometrico, acidità titolabile, colore dell’epidermide, durezza della polpa, forma del frutto e sapore. I dati raccolti sono stati sottoposti ad analisi statistica.
Sono stati inoltre raccolti i dati inerenti la soluzione nutritiva iniziale e finale (pH, CE e volume evapotraspirato) della coltura idroponica e lo sviluppo vegetativo delle piante è stato valutato misurando l’altezza dei germogli, area fogliare, indice SPAD, colore delle foglie e numero di germogli.

 

Risultati.

2.1 Produzione in pieno campo con sistemi eco-compatibili.

Nelle condizioni di allevamento in pieno campo la durata produttiva ed economica dell’impianto è stata di 2 anni. Nel primo anno di impianto (2011) la fruttificazione ha avuto inizio nella terza settimana di settembre e si è conclusa alla fine di ottobre (circa 35 gg); mentre in quelli successivi si è protratta per circa 50 gg, da fine di maggio a fine luglio, con un picco produttivo alla fine di giugno nel secondo anno (2012), e leggermente posticipato, circa di una decina di giorni, nel terzo (2013) a causa di una primavera particolarmente fredda e piovosa. La produttività media del pieno campo si è attestata su 15,3 g/pianta, l’anno più produttivo è stato quello successivo alla messa a dimora con 29,4 g/pianta, mentre nell’ultimo anno la produzione è stata minima con una resa media di 4,4 g/pianta (tab. 1). L’analisi statistica ai fini produttivi non ha invece evidenziato particolari differenze tra i due sistemi di concimazione (tradizionale e con EM).
Il frutto di fragolina è risultato caratterizzato mediamente da un peso di 1,3 g, un diametro di 13,3 mm, un’altezza di 18 mm, una lucentezza e un indice chroma (IC) pari a 39,7 e 46,7, una consistenza della polpa al durometro di 49,7 g, un contenuto di residuo secco rifrattometrico pari a 10,1 °Brix, un’acidità titolabile di 11,6 meq/100 g di polpa.
L’analisi della varianza ha evidenziato differenze significative tra gli anni per tutti i parametri del frutto presi in esame (tab.1), ma anche tra i due sistemi di concimazione applicati per diametro, lucentezza e indice chroma. I frutti concimati secondo i criteri tradizionali sono stati caratterizzati da un diametro maggiore, una maggiore brillantezza ed un colore dell’epicarpo più orientato verso il rosso arancio. Le cultivar, invece, si sono contraddistinte sotto il profilo statistico solo per il parametro peso, con valori medi di 1 g per Alpine contro 1,4 g per Regina delle Valli.

Tab. 1 - Valori medi (± ES) dei parametri pomologici nel triennio 2011-2013. A lettere differenti equivalgono valori differenti per P<0,05 

Anno

Peso
(g)

Diametro (mm)

Altezza (mm)

L

Indice
chroma

Durezza
(g)

Solidi solubili totali (°Brix)

pH

Acidità titolabile
(meq/100 g)

Produttività
(g/pianta)

2011

1,0±0,04
a

10,8±0,25
a

20,5±0,48
c

34,8±0,57
a

38,8±0,83
a

29,3±2,81
a

9,5±0,00
a

3,8±0,06
c

6,4±0,58
a

6,62±0.47
a

2012

1,5±0,03
b

14,7±0,17
c

18,2±0,19
b

40,1±0,29
b

48,8±0,39
c

53,4±1,44
c

9,9±0,12
a

3,5±0,02
a

11,4±0,4
b

29,42±1,60
b

2013

1,0±0,03
a

11,6±0,13
b

16,9±0,23
a

40,4±0,44
b

44,9±0,39
b

46,3±1,3
b

11,4±0,29
b

3,6±0,02
b

14,0±0,41
c

4,38±0,33
a

Media

1,3±0,02

13,3±0,13

18±0,15

39,7±0,23

46,7±0,30

49±1,02

10,1±0,11

3,6±0,03

11,6±0,43

15,29±0,93

 

2.2 Produzione ‘fuori suolo’ in ciclo aperto.

Coltivazione all’esterno in canalette
La produttività media nei due anni è risultata pari a 5,2 g/pianta, con valori nettamente superiori nella prima annata (6,3 g/pianta nel 2012 contro 3 g/pianta nel 2013). Dalla analisi della varianza dei diversi parametri pomologici considerati sono emerse differenze significative tra gli anni e tra le cultivar. Le fragoline raccolte nel 2013 sono state caratterizzate mediamente da migliore pezzatura, colorazione più intensa e maggiore durezza della polpa (tab. 2). La compattezza dei frutti di Alpine è risultata mediamente superiore rispetto a quelli di Regina delle Valli (39 g contro 34,9 g).

Coltivazione in serra in canalette e su sacchi di perlite mista a fibra di cocco
Differenze significative sono emerse dall’analisi della varianza dei parametri pomologici raccolti nel biennio 2012-2013. Le piante di Alpine e Regina delle Valli, allevate su canaletta in serra hanno prodotto rispettivamente in media 42,6 e 22,5 g/pianta; l’intervallo produttivo nel primo anno è stata di circa 38 giorni (dal 7 giugno al 16 luglio) e 30 giorni nel successivo (dal 20 maggio al 18 giugno nel 2013). La varietà Alpine allevata su sacchi ha mostrato una produttività media di 123,8 g/pianta mentre la Regina delle Valli ha raggiunto 27,8 g/pianta, entrambe in un arco produttivo di circa 17 giorni (dal 20 maggio al 7 giugno). Nel complesso le fragoline allevate facendo ricorso a sacchi di perlite mista a fibra di cocco hanno evidenziato un peso ed una lucentezza dell’epicarpo superiori rispetto a quelle in canaletta secondo i criteri adottati nell’allevamento all’esterno (1,8 g contro 1,5 g e 45,5 contro 42,2 al colorimetro, rispettivamente) (tab.3). I risultati delle singole cultivar allevate nei diversi sistemi colturali sono riportati in tabella 4.

 

Tab. 2 - Valori medi (± ES) dei parametri pomologici del sistema colturale fuori suolo esterno e produttività media, nel biennio 2012-2013. A lettere differenti equivalgono valori differenti per P<0,05 

Anno

Peso
(g)

Diametro (mm)

Altezza (mm)

L

Indice
chroma

Durezza
(g)

Solidi solubili totali
(°Brix)

pH

Acidità titolabile
(meq/100 g)

Produttività media
(g/pianta)

2012

0,91±
0,2 a

10,7±
1,5 a

17,57±
2,9 a

39,23±
7,7 a

43,94±
8,9 a

33,6±
13,6 a

10,91±
1,4 a

3,44±
0,0 a

13,2±
2,3 a

6,3±
0,4 a

2013

0,98±
0,3 b

12,3±
1,8 b

16,87±
3,4 b

40,20±
5,8 a

45,96±
5,6 b

41,45±
15,4 b

11,22±
2,1 a

3,52±
0,1 a

12,8±
4,4 a

3,0±
0,2 b

 

Tab. 3 - Valori medi (± ES) dei parametri pomologici fragoline allevate nei diversi sistemi colturali in serra: canaletta (Ci) e sacchi di perlite mista a fibra di cocco (Ss). A lettere differenti equivalgono valori differenti per P<0,05 

Sistema colturale

Peso
(g)

Diametro (mm)

Altezza (mm)

L

Indice
chroma

Durezza
(g)

Solidi solubili totali (°Brix)

pH

Acidità titolabile
(meq/100 g)

Ci

1,5±0,1 a

15,1±0,3
a

16,4±0,3
a

42,2±0,6
a

39,6±0,8
a

35,3±08
a

8,1±0,1
a

3,6±0,0
a

14,1±0,3
a

Ss

1,8±0,1
b

15,8±0,2
a

17,0±0,2
a

45,5±0,5
b

40,5±0,6
a

39,0±0,6
a

8,3±0,1
a

3,6±0,0
a

12,1±0,6
a

Media

1,7±0,1

15,5±0,2

16,8±0,2

44,0±0,4

40,1±0,4

37,5±0,4

8,2±0,1

3,6±0,0

13,0±0,5

 

Tab. 4 - Valori medi (± ES) dei parametri pomologici di Alpine (AL) e di Regina delle Valli (RV) allevate nei diversi sistemi colturali in serra: canaletta (Ci) e sacchi di perlite mista a fibra di cocco (Ss). A lettere differenti equivalgono valori differenti per P<0,05 

Sistema culturale

Peso
(g)

Diametro (mm)

Altezza (mm)

L

Indice
chroma

Durezza
(g)

Solidi solubili totali (°Brix)

pH

Acidità titolabile
(meq/100 g)

CiAlp

1,5±0,0
a

15,0±0,5
a

16,8±0,41
a,b

42,5±0,5
a

40,0±0,8
a

33,4±1,2
a

7,7±0,0
a

3,6±0,0
a

14,8±0,3
c

CiReg

1,5±0,1
b

15,1±0,4
a

16,1±0,3
a

41,9±0,5
a

39,3±1
a

37,1±1
a,b

8,5±0,2
a

3,6±0,0
a

13,5±0,3
b

SsAlp

1,7±0,0
b

15,4±0,3
a

16,9±0,3
a,b

44,7±0,6  b

40,8±0,0
a

38,6±0,7
a,b

8,3±0,2
a

3,6±0,0
a

12,4±0,9
a,b

SsReg

2,0±0,1
c

16,8±0,2
b

17,4±0,3
b

47,4±0,6
c

39,7±1,1
a

39,7±1
b

8,3±0
a

3,6±0,0
a

11,8±0,7
a

Media

1,7±0,5

15,5±0,22

16,8±0,2

44,0±0,4

40,1±0,4

37,5±0,4

8,2±0,1

3,6±0,1

13,0±0,5

 

Nel biennio 2013-14 è stato installato un sistema di luci LED al di sopra della canaletta collocata in serra per favorire la produzione fuori stagione delle fragoline programmando l’accensione in maniera tale da ottenere un fotoperiodo di con 5 ore di luce addizionali al giorno. Sia nel primo che nel secondo anno le piantine di entrambe le cultivar hanno iniziato la fioritura a marzo, la piena fioritura si è svolta nella prima settimana di aprile ma la maturazione dei frutti è stata in maggio nel 2013 ed in giugno nel 2014. Le piante dell’anno 2013 sono disseccate immediatamente dopo la maturazione dei frutti mentre nell’anno successivo tale fenomeno non si è verificato e le piante hanno proseguito a fruttificare. 

 

Anno 2013 Fragoline in serra Fragoline in serra
Anno 2014 Fragoline in serra Fragoline in serra
  Maggio Giugno

Coltivazione della fragoline in canaletta in serra nel biennio 2013-14 con illuminazione artificale (LED).

 

Fitorimediazione.
L’analisi della soluzione nutritiva in ingresso nelle singole canalette ha registrato un pH di 6,8 ed una conducibilità elettrica (CE) di 440 µS/Cm mentre quella in uscita rilevata nel pozzetto di stoccaggio è oscillata da un minimo di 550 ad un massimo di 1080 µS/Cm; l’acqua in uscita dalla vasca di fitorimediazione  ha mostrato una CE di ca. 46 µS/Cm.

 

Pozzo di raccolta reflui Fitorimediazione

Pozzo di raccolta dei reflui della soluzione nutritiva (sinistra) e vasca esterna per la fitorimediazione  dei reflui provenienti dalla serra (destra)

 

Elaborazione dati

Elaborazione dati forniti dalla centralina meteorologia della serra, dall’installazione (giugno 2012) a luglio 2013 (ultimi rilievi in campo): temperatura interna alla serra (linea nera), temperatura esterna (linea verde), temperatura del suolo (giallo), umidità relativa interna (blu) ed esterna (rosso), piovosità (tratteggiata) e irradiazione solare (linea marrone) e velocità del vento (nero tratteggiato)

 

Elaborazione dati

Elaborazione dati forniti dalle sonde interne ed esterne alla serra, dall’installazione (giugno 2012) a luglio 2013 (ultimi rilievi in campo): temperatura interna alla serra (linea nera), temperatura esterna (linea blu), temperatura delle serpentine per il riscaldamento delle 4 canalette (giallo, verde chiaro e scuro, viola), umidità relativa interna (linea nera) ed esterna (grigia)

 

2.3 Produzione in coltura idroponica ‘floating system’.

La coltivazione in coltura idroponica non è risultata efficiente ai fini produttivi a causa del mancato adattamento e del precoce deperimento delle piantine. Le piantine hanno manifestato inizialmente un accrescimento stentato sia della parte aerea che dell’apparato radicale, accompagnato da clorosi e necrosi delle foglie, per giungere infine alla morte. I sintomi sono comparsi indipendentemente dalle condizioni della soluzione nutritiva (C.E. e pH) che del substrato (agriperlite, torba) utilizzati nella sperimentazione.

 

foto 22

Floating system: prova di coltivazione su supporto di polistirolo in vasca di soluzione nutritiva

foto 23

Floating system: stato fitosanitario dopo due settimane dalla messa a dimora

 

Conclusioni.
Le analisi di laboratorio (pezzatura, colore, solidi solubili totali, durezza della polpa, acidità titolabile, rapporto solidi solubili totali/acidità) e le osservazioni in campo (indice SPAD, produttività e periodo di maturazione) non hanno evidenziato differenze rilevanti tra le due cultivar impiegate nel triennio di prova, se non nella forma, lievemente più allungata nella cultivar Regina delle Valli rispetto ad Alpine. L’impiego di ammendante EM non ha apportato miglioramenti apprezzabili rispetto ad una comune concimazione per mezzo di letame, bensì i frutti allevati in campo con semplice letamazione hanno prodotto frutti più colorati e con un maggiore rapporto solidi solubili totali/acidità titolabile.
Nell’anno di raccolta successivo all’impianto si sono ottenuti frutti di maggiore pezzatura (peso e dimensioni), colorazione, compattezza e la produttività è risultata nettamente superiore rispetto al primo anno di messa a dimora. Questo ci consente di ipotizzare un ciclo colturale ideale per queste zone di montagna che prevede una messa a dimora nel periodo di luglio ed una rimozione dell’impianto nell’agosto dell’anno successivo.
Dalla analisi dei dati sul biennio di coltivazione delle fragoline in fuori suolo all’aperto appare evidente che nell’anno di messa a dimora le piante producono più frutti, ma di minor pezzatura, mentre nell’anno successivo le fragoline risultano caratterizzate da maggiore compattezza, ma la produttività media per pianta viene dimezzata.
La fragolina allevata sui sacchi in serra ha fornito valori di pezzatura e colorazione del frutto superiore a quella allevata su canaletta, tuttavia l’elevato indice di mortalità delle piante allevate con questa tecnica (ca. 87%) rende necessario l’affinamento della fertirrigazione e del substrato (fibra di cocco e perlite) impiegato. In particolare, le fragoline allevate su canaletta in serra hanno mostrato una produttività maggiore rispetto a quelle allevate all’esterno (sia pieno campo che canaletta), ma hanno sofferto di attacchi di oidio che, seppur non danneggiando irreparabilmente il frutto, lo hanno reso meno attraente; nell’anno successivo all’impianto. La produzione in serra è risultata anticipata di ca. 17 giorni rispetto a quella esterna, mentre la scarsa radiazione solare non ha consentito di protrarre la produzione in epoca tardiva.

La coltivazione in serra di fragoline in fuori suolo può in definitiva consentire la produzione di frutti in periodi fuori stagione, tramite un’attenta valutazione della messa a dimora e l’impiego di un impianto di riscaldamento adeguato. Tale tecnica, tuttavia, necessita di ulteriori perfezionamenti, poiché i frutti ottenuti risultano di scarsa qualità all’assaggio (scarsa dolcezza) e poco attrattivi (deformi, scarsamente colorati e sovente colpiti da oidio). La causa è probabilmente da attribuire in parte a problemi di impollinazione che insorgono in tale stagione ed in parte alle poche ore di luce disponibili. Necessitano di ulteriore sviluppi gli aspetti relativi alla possibilità di ottenere più cicli durante l’anno, soprattutto in fase tardiva (ottobre-gennaio), e di ridurre la condensa dell’umidità sulla pianta e sui frutti, che favorisce l’insorgere di patogeni fungini.

 

Fioritura fragola Fragoline
Piante di fragolina in fioritura a dicembre (sinistra) e frutti in corso di maturazione a gennaio (destra)
Fragoline in canaletta Frutti colpiti da oidio
Frutti di fragoline in canaletta in fuori suolo maturati a fine gennaio; frutti colpiti da oidio (sinistra) e frutti deformi (sinistra)
 

L’impiego di un sistema di riscaldamento basale ha permesso in media di mantenere il substrato a temperature superiori rispetto all’esterno nei mesi più freddi (ottobre-febbraio), mentre il sistema automatico di apertura delle pareti laterali ha fatto sì che anche nei mesi più caldi (giugno, luglio ed agosto) la temperatura interna non raggiungesse mai i 30°C (limite massimo di tolleranza vegetativa per la fragolina). Il controllo remoto del sistema è risultato perfettamente funzionante e ha consentito la modulazione a distanza dell’irrigazione, del riscaldamento e dell’apertura delle pareti laterali.
L’impiego di piante idrofite adiacenti alla serra per l’assorbimento dei sali minerali somministrati in fertirrigazione in serra ha permesso di abbatterne la concentrazione nelle acque di scolo.
Il sistema sperimentale di allevamento della fragolina in idroponica si è rivelato problematico a causa del mancato raggiungimento della fase di fruttificazione, determinato probabilmente dalla scarsa capacità del substrato (acqua con soluzione nutritiva) a veicolare l’ossigeno alle radici, anche con l’utilizzo di due ossigenatori, determinando asfissia radicale e morte della pianta.

 


3. Definizione di una nuova strategia di gestione del post-raccolta.

Obiettivi.
La messa a punto di un sistema di condizionamento del prodotto e la valutazione di un nuovo tipo di packaging biodegradabile (costruito in Polilattide, un derivato dall’amido).

In una prima fase è stato valutato l’effetto di due tipologie di conservazione sui frutti prodotti dalle cultivar Alpine e Regina delle Valli. In particolare, oltre alla conservazione a temperatura ambiente, è stata saggiata quella in scatola di polistirolo (ice-box) riempita con un doppio strato (superiore ed inferiore) di sacchetti di ghiaccio (ice-pack da 700 g). Quest’ultima procedura è stata ritenuta la più idonea ai fini del mantenimento della bassa temperatura tra le varie modalità testate, basate essenzialmente sulla diversa disposizione dei sacchetti di ghiaccio nel contenitore ermetico, ossia: doppio strato, un unico strato superiore, un unico strato inferiore, unica lastra di ghiaccio.
Per valutare gli effetti del tipo di conservazione sulla qualità dei frutti di fragolina sono state monitorate la perdita in peso, la durezza della polpa, residuo secco, l’acidità titolabile e il colore dell’epicarpo (L ed IC) a intervalli di 1, 5, 8 e 24 ore dalla raccolta.

 

foto 25

Contenitori in polilattide

foto 26

Raccoglitore dei contenitori in polilattide

 

Risultati.
Il ricorso al doppio strato di ice-pack, nella parte inferiore e superiore del contenitore di polistirolo, ha consentito di mantenere bassa la temperatura interna per un periodo di tempo maggiore. Le analisi sui frutti conservati con tale metodologia sono in corso di elaborazione.

 

Temperatura e umidità relativa registrate al momento della raccolta dei frutti di Regina delle Valli (8.40 di mattina) sono state rispettivamente di 24,2°C e 63,8%, nell’ambiente esterno, e di 11,3°C e 64,5%, nell’ice-box, mentre la temperatura media dei frutti è risultata pari a 22,3°C. Dopo 8 ore di conservazione tali valori di temperatura e umidità relativa sono risultati pari a 24,4° e 40,4% nell’ambiente e 8,5°C e 67,6% nell’ice-box. La temperatura interna dei frutti si è attestata sui 21,6°C per quelli conservati a temperatura ambiente contro i 16,4°C per quelli conservati al freddo; i primi hanno subito una perdita in peso del 5,6% mentre i secondi solo dell’1%. Non sono emerse differenze statisticamente significative tra i due metodi di conservazione relativamente alla dolcezza e acidità dei frutti, ma questi sono risultati tuttavia più consistenti quando conservati con l’ausilio del ghiaccio (tab. 5). L’assaggio dei frutti non ha evidenziato sostanziali differenze nel sapore, indipendentemente dalla modalità di conservazione utilizzata.

foto 56

Andamento della temperatura (°C) dal tempo 0 a 24 h con varie combinazioni e modalità di disposizione degli Ice-pack: sopra e/o sotto i contenitori in polilattide.

 
Misura temperatura Misura temperatura
Rilevamento della temperatura interna dell’ice-box dal tempo 0 (sinistra) all’apertura del contenitore (destra) dopo 8 ore
 

Tab. 5 - Valori (± dev. st.) di colore (lucentezza ed indice chroma), durometro, solidi solubili totali, acidità titolabile, sapore e perdita in peso dei frutti conservati in due modalità differenti; lettere differenti indicano valori differenti (P<0,05)

Tipo di conservazione

L

Indice Chroma

Durometro (g)

solidi solubili totali

Acidità titolabile (meq/100 g polpa)

Sapore

Perdita in peso (%)

Alla raccolta

44,2 ± 1,2 a

42,6 ± 1

30 ± 10 a

8,3 ± 0,3 a

14,6 ± 1 a

Eccellente

-

A temperatura ambiente

42 ± 1,6 a

43,7 ± 1,2

20 ± 0 a

9,7 ± 0,3 b

13,1 ±1 a

Sufficiente

5,6

In ice-box

42,4 ± 1,7 a

44,9 ± 2,2

30 ± 10 a

8,5 ± 0,2 a

12,8 ±1 a

Sufficiente

1

 

Conclusioni.
Per quanto la conservazione della fragolina sia estremamente problematica, gli esperimenti condotti hanno evidenziato un effetto positivo della conservazione in contenitore di polistirolo refrigerato, specie nei riguardi della compattezza, perdita di colore e perdita in peso del frutto.

 


4.1 Valutazione della qualità del prodotto mediante analisi chimica delle componenti nutrizionali e screening sensoriali dei frutti.

Obiettivi.
Valutazione della gradevolezza al consumatore dei frutti mediante screening sensoriali (panel test) affidata all’Azienda Speciale Metropoli della CCIAA di Firenze e caratterizzazione chimica quali-quantitativa dei composti (polifenoli, acidi organici, vitamine e zuccheri), determinazione dell’attività antiradicalica dei frutti ad opera del Dipartimento di Chimica della Università di Firenze al fine di determinare il sistema ottimale per l’offerta di un prodotto altamente salutistico.
Il panel sé stato composto da 8 assaggiatori (individuati anche tra i partecipanti al progetto, agricoltore incluso) che sono stati addestrati sotto aspetti teorici (aspetti agronomici, nutrizionali e sensoriali delle fragoline di bosco) e tarato in merito agli attributi gustativi di acidità e dolcezza.
Le determinazioni chimiche hanno previsto l’estrazione dai frutti delle molecole di interesse e la successiva analisi (ripetute su 5 repliche) mediante tecniche di cromatografia liquida accoppiate all’uso di opportuni sistemi di rivelazione L’attività antiradicalica complessiva degli estratti dei frutti, dell’acido ascorbico e deidroascorbico, è stata valutata attraverso il monitoraggio del decadimento del radicale difenil picrilidrazile.

Risultati.
Caratterizzazione qualitativa dei frutti mediante screening sensoriali
L’attività ha permesso la creazione di una scheda per l’assaggio della fragolina, lavoro per il quale è stato necessario addestrare un panel per stabilire la terminologia da utilizzare negli assaggi (amaro, salato, dolce, acido), gli aspetti del frutto da analizzare e la procedura di assaggio dei campioni.

 

foto 28 foto 29
Dalle prime prove di screening sensoriale è emersa una marcata distinzione nei profili scaturiti dai “campioni commerciali” e dai “campioni del progetto”, riconducibili alle cultivar Alpine e Regina delle Valli coltivate nelle prove sperimentali di pieno campo. I profili dei campioni ottenuti in azienda sono risultati infatti molto simili tra di loro e caratterizzati da una evidente colorazione più intensa, una maggiore compattezza della polpa e acidità rispetto ai frutti reperiti sul mercato, i quali invece sono risultati più profumati, con maggiori note di fruttato e meno floreale

Confronto tra campioni provenienti da allevamento in pieno campo (concimazione Tradizionale/EM) e commerciale. Rosso = Regina delle Valli, Tradizionale; Verde = Alpine, Tradizionale; Blu = Alpine, EM; Giallo = Regina delle Valli, EM; Viola = Commerciale.

Grafico

L’analisi organolettica dei frutti delle cultivar coltivate nel sistema fuori suolo all’aperto ha mostrato un predominante gradimento generale di Alpine, con frutti più dolci, caratterizzati da note maggiori di fruttato, più omogenei e meglio colorati. Regina delle Valli ha mostrato sempre una maggiore, seppure lieve, acidità.

Grafico Grafico
Confronto tra fragoline allevate in fuori suolo. Blu = Alpine; Giallo = Regina delle Valli. Confronto tra fragoline raccolte in pieno campo e fuori suolo. Rosso = Regina, fuori suolo; Verde = Regina, Pieno campo; Blu = Alpine, Pieno campo; Giallo = Alpine Fuori suolo.
 

Anche il test organolettico sulle cultivar coltivate con i due principali sistemi colturali in prova, pieno campo e fuori suolo all’esterno, ha evidenziato profili sensoriali ben distinti. In particolare, i frutti di Regina delle Valli provenienti dalla coltivazione fuori suolo sono stati meno apprezzati visivamente, ma anche dal punto di vista olfattivo e gustativo, ottenendo un gradimento complessivo più basso. I frutti della stessa cultivar raccolti in pieno campo hanno mostrato invece una buona colorazione dell’epicarpo e dal punto di vista gustativo sono risultati dotati di buone note di fruttato e dolcezza. I frutti prodotti dalla cultivar Alpine in fuori suolo hanno ottenuto un maggiore gradimento visivo, con sapore fruttato e dolce all’assaggio, ma quelli raccolti in pieno campo sono risultati caratterizzati da un ottimo sapore e un profumo più intenso.

Conclusioni.
Complessivamente si può affermare che la cultivar Alpine risulta superiore per aspetto del frutto (colore, uniformità e assenza di imperfezioni) e caratteristiche organolettiche rispetto a Regina delle Valli.

 


4.2 Caratterizzazione qualitativa dei frutti mediante analisi delle componenti nutrizionali e nutraceutiche

Le tecniche applicate hanno evidenziato differenze significative tra i diversi campioni sotto il profilo nutrizionale e nutraceutico. La concentrazione di polifenoli totali rilevata nelle fragoline da banco e le cultivar Alpine e Regina delle Valli ha mostrato livelli variabili tra 1,5 e 7,5 g catechina per 100 g di peso secco, con il valore più elevato determinato nei campioni commerciali e quello più basso nei frutti di Regina delle Valli allevata con sistema tradizionale. Il contenuto di polifenoli totali è risultato maggiore con l’aumentare del tempo intercorso tra la raccolta e la liofilizzazione, previa conservazione a temperatura ambiente. I frutti ottenuti con il sistema di produzione in canaletta sono risultati caratterizzati da un contenuto di polifenoli maggiore rispetto a quelli ottenuti in pieno campo. Il ricorso all’ammendante “EM”, tuttavia, ha indotto una maggiore produzione di polifenoli ed una maggiore attività antiradicalica in entrambe le cultivar rispetto alla coltura con letamazione (tab. 6). In generale, il contenuto di polifenoli totali è risultato maggiore nei frutti di Alpine rispetto a Regina delle Valli, a parità di sistema produttivo, tipo di concimazione, tempo di attesa e trattamento del campione.

 

Tab. 6 - Polifenoli totali (mg catechina/100 g di peso secco) ed attività antiradicalica (µg DPPH INIBITO/µg peso secco) in frutti di Alpine  (ALP) e Regina delle Valli (RDV) fertilizzate tradizionalmente (TR) o con Effective Microorganism (EM), coltivate in pieno campo, negli anni 2011 e 2012.

Cultivar e sistema produttivo

Polifenoli totali
(mg catechina/100 g DW)

Attività antiradicalica
(µg DPPH inibito/µg peso secco )

2011

2012

2011

2012

RDV TR

1608,7

3671,1

0,12

0,28

RDV EM

3854,3

3754,3

0,34

0,29

ALP TR

2379,0

3998,2

0,18

0,31

ALP EM

5974,7

4176,8

0,54

0,31

 
foto 32 foto 33

Condizionamento dei campioni di Fragaria vesca L. per le analisi chimiche. A sinistra:  congelamento dei frutti in azoto liquido; a destra: liofilizzazione dei campioni di fragoline

E’ stata riscontrata una forte correlazione (R² = 0,98) tra il contenuto di polifenoli totali e l’attività antiradicalica.

I frutti provenienti delle prove sperimentali in pieno campo sono stati analizzati anche per il contenuto in acidi organici (acido citrico e malico) e zuccheri (saccarosio, glucosio, fruttosio).
In linea generale si può affermare che l’utilizzo dell’ammendate EM ha prodotto un effetto migliorativo su entrambe le cultivar in termini di quantità di acidi organici e saccarosio, mentre la quantità di fruttosio e glucosio è risultata maggiore nei frutti delle cultivar allevate con sistema tradizionale.

Grafico Grafico
Contenuto in acido citrico (sinistra) e malico (destra) in frutti di Alpine  (ALP) e Regina delle Valli (RDV) fertilizzate tradizionalmente (TR) o con Effective Microorganism (EM), coltivate in pieno campo, negli anni 2011 e 2012
Grafico Grafico

Contenuto in saccarosio (mg/g peso secco) in frutti di Alpine  (ALP) e Regina delle Valli (RDV) fertilizzate tradizionalmente (TR) o con Effective Microorganism (EM), coltivate in pieno campo, negli anni 2011 e 2012

Contenuto in glucosio (mg/g peso secco) in frutti di Alpine (ALP) e Regina delle Valli (RDV) fertilizzate tradizionalmente (TR) o con Effective Microorganism (EM), coltivate in pieno campo, negli anni 2011 e 2012

Grafico

Contenuto in fruttosio (mg/g peso secco) in frutti di Alpine  (ALP) e Regina delle Valli (RDV) fertilizzate tradizionalmente (TR) o con Effective Microorganism (EM), coltivate in pieno campo, negli anni 2011 e 2012.

 

Conclusioni.
Il tipo di sistema produttivo ha mostrato di esercitare un effetto sul profilo nutrizionale e nutraceutico dei frutti di fragolina. Il cultivar Alpine è stata in generale caratterizzata da un contenuto maggiore di polifenoli, acidi organici e zuccheri rispetto a Regina delle Valli nei vari sistemi produttivi saggiati. L’ammendante Effective Microorganism (EM), pur non avendo mostrato effetti benefici sulla produttività delle colture, è risultato efficace nell’incrementare il contenuto polifenolico (e di conseguenza l’attività antiradicalica), di acidi organici e di saccarosio dei frutti indipendentemente dalla cultivar.

 


5. Valutazione della sostenibilità dei processi produttivi, bilancio economico ed energetico.

Obiettivi.
Raccolta, gestione e utilizzazione dei dati di ordine ambientale (mediante i sensori in pieno campo ed in serra), vegeto-produttivo (accrescimento delle piante e fruttificazione), analitico (risultati delle analisi chimico-sensoriali), energetico (produzione e consumo di energia) ed economico (costi e ricavi), al fine di redigere un bilancio energetico ed economico delle attività.

Per il calcolo di sostenibilità dei processi produttivi sono stati posti a confronto i costi derivanti dagli impianti realizzati in pieno campo e fuori suolo all’esterno, nonché le rispettive remunerazioni. Il confronto è stato effettuato su un ciclo di 10 anni, derivante dalla stima della durata delle strutture per la coltivazione in fuori suolo. Tenendo in considerazione che la produzione in pieno campo è consistente nei primi due anni, si è ipotizzato una gestione agronomica con impianto delle due varietà a luglio e espianto a fine produzione del secondo anno (luglio-agosto), quindi ricostituzione del medesimo appezzamento in un’altra parcella vergine. Per il pieno campo è stata ipotizzata una parcella di ca. 100 m2 i cui costi di impianto comprendono le piante (incluso costo di spedizione), l’impianto irriguo, la pacciamatura sulla fila, le strutture di ancoraggio della pacciamatura e la rete di protezione. Per il fuori suolo all’esterno si sono prese in considerazione canalette per un totale di ca. 80 m di coltura, i cui costi di impianto comprendono la struttura stessa, il substrato, le piante (incluso costo di spedizione), l’impianto irriguo, la pacciamatura sulla canaletta e le strutture di ancoraggio della pacciamatura. I costi di esercizio esaminati hanno riguardato unicamente la raccolta stimata sul periodo di 10 anni, mentre la vendita dei frutti è stata simulata secondo tre modalità: totale vendita diretta, totale vendita ad esercizi, vendita del 50% diretta e 50% ad esercizi. I prezzi di vendita stimati, sia per vendita diretta sia per vendita ad esercizi, sono stati forniti dall’agricoltore pari rispettivamente a €24/kg e €16/kg; la produttività cumulata è stata desunta dai risultati del progetto (Alpine e Regina delle Valli in fuori suolo esterno, rispettivamente 89,6 e 76,3 g/pianta; Alpine e Regina delle Valli in Pieno campo, rispettivamente 310 e 270 g/pianta). I ricavi quindi sono stati calcolati come il prodotto di questi fattori.

Risultati.
I risultati sono riportati nelle tabelle sottostanti prendendo in esame due opzioni di raccolta: eseguita da personale avventizio oppure effettuata direttamente dall’agricoltore.

 

Analisi dei costi su 10 anni di esercizio

Attività

Raccoglitore avventizio

Ipotesi manodopera aziendale

Pieno campo

Canaletta

Pieno campo

Canaletta

Costo strutture/impianto

2693,75

8593,80

2693,75

8593,80

costo raccolta (€)

5220,00

940,00

0

0

Ricavi da vendita diretta

10440,00

4698,00

10440,00

4698,00

Ricavi da vendita ad esercizi

6960,00

3132,00

6960,00

3132,00

Ricavi da vendita frazionata (50/50)

8700,00

2349,00

8700,00

2349,00

Differenza da vendita diretta

2526,25

-4835,80

7746,25

-3895,80

Differenza da vendita ad esercizi

-953,75

-6401,80

4266,25

-5461,80

Differenza da vendita frazionata (50/50)

786,25

-7184,80

6006,25

-6244,80

Il consumo energetico della struttura serra è risultato circa 600 Kw annui, pari ad una media di circa 50 Kw/mese.

 

Conclusioni.
L’analisi dei costi del pieno campo ha evidenziato come questo sistema sia economicamente remunerativo in tutte le forme di commercializzazione del prodotto, contrariamente al fuori suolo. Dall’analisi dei costi risulta ipotizzabile un ricavo netto annuo su una parcella di 100 m2 variabile tra un minimo di €427 per la vendita totale del prodotto agli esercizi commerciali ad un massimo di €775 per la totale vendita diretta dei frutti. Dal punto di vista tecnico si ritiene di poter migliorare il ricavo applicando una maggiore densità colturale e un telo protettivo per agevolare anche l’attività di raccolta che si svolge nei mesi più caldi. L’analisi dei costi del fuori suolo all’esterno ha mostrato come tale sistema colturale impostato con le caratteristiche del progetto sia sempre antieconomico; si ritiene che il l’aspetto principale da migliorare sia la resa per pianta, troppo bassa rispetto a quella del pieno campo, impiegando una maggiore densità colturale, un differente substrato ed una concimazione con fertilizzanti consentiti in coltura biologica.

 


Attività correlate

A seguito della segnalazione della presenza della Drosophila suzukii in varie parti d’Italia e vista la sua pericolosità su piccoli frutti, sono state poste trappole per la sua cattura ed è stato raccolto materiale fotografico alla fine della stagione produttiva. L’attività proseguirà negli anni successivi in collaborazione col Dipartimento di Biotecnologie Agrarie - Protezione delle Piante dell'Università di Firenze (DiBA).

foto 59

Attacco di Drosophila suzukii su fragoline (ottobre 2011)

 


Attività divulgative

In data 17 luglio 2012 presso l’Azienda partner “Il Sottobosco” a Cireglio (PT), si è svolta la giornata di presentazione del progetto. Dopo aver esposto le tematiche principali, la giornata è proseguita con la visita guidata agli impianti sperimentali.

Esposizione delle attività progettuali

Pala eolica in attività

Visita guidata all’impianto sperimentale in pieno campo

foto 63

Visita guidata alla coltivazione in serra

foto 65

Degustazione a base di piccoli frutti

foto 64

Illustrazione del sistema di fitorimediazione

foto 66

Il gruppo di lavoro

Studenti

Studenti dal Kazakistan in visita all’azienda Agraria il Sottobosco, capofila del progetto

Delegazione Irakena

Delegazione Irachena in visita agli impianti accompagnati dal Responsabile Scientifico del progetto, Dott. E. Giordani

L’elenco delle attività divulgative del progetto vengono qui riportate:

  • Partecipazione a “Expo Rurale 2011” (15-18 Settembre 2011, Firenze)
  • Quattro Tesi di Laurea Magistrale in Agraria prodotte grazie al progetto PROFRAB: “Tecniche di coltivazione tradizionali e innovative della fragolina (Fragaria vesca L.)”, vincitrice del premio "Prosperitati Publicae Augendae" - Sezione internazionale dei Georgofili; “Coltivazione di fragolina (Fragaria vesca L.) sulla montagna pistoiese: aspetti produttivi e qualitativi a confronto”;  "Coltivazione della fragolina (Fragaria vesca L.) fuorisuolo: due cultivar a confronto"; “Fragaria vesca L.: aspetti produttivi e qualitativi di due cultivar a confronto”
  • Giornata inaugurale del progetto presso l’Azienda Agraria il Sottobosco, il 17 Luglio 2012; con le seguenti presentazioni orali “Progetto Profrab: produzione di fragoline, qualità, ambiente, innovazione, redditività” (Giordani E.), “Le strutture, gli impianti, le prove agronomiche in corso e primi risultati raggiunti nel 2011” (Petrucci W.A.), “La cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa nella metabolomica di matrici vegetali: lo studio della componente polifenolica di fragaria vesca” (Del Bubba M.) eAspetti sensoriali: dalla costituzione del panel alla valutazione del prodotto” (Marinelli C.)
  • Articolo di divulgazione scientifica, Ensayos de cultivo de fresita (Fragaria vesca L.) en zona de montaña del Apenino Tosco-Emiliano – Italia, 2013. Mariani C., Petrucci W. A., Morelli D., Stefania N., Melgarejo-Sánchez P. e Giordani E. Agricola Vergel, 32(366): 202-207
  • Giornate SOI 2013, con una presentazione orale dal titolo “Coltivazione di fragolina (Fragaria vesca L.) sulla Montagna Pistoiese: cultivar e sistemi di fertilizzazione a confronto (Petrucci W.A., Morelli D., Polvani V., Bizzarri F. e Giordani E.)” ed un poster dal titolo “Progetto PROFRAB – Produzione sostenibile di fragoline in zone pedemontane mediante sistemi colturali di gestione post raccolta innovativi”
  • Le strutture aziendali sono state oggetto di visita da parte di personale e studenti internazionali, 27 maggio 2013 e 3 ottobre 2013 rispettivamente dal Kazakistan e dall’Iraq
  • Fragoline d’eccellenza nel Pistoiese – Profrab: buona frutta e packaging a basso impatto ambientale. “Il Sole 24 ore” del 10 Febbraio 2014
 

 
ultimo aggiornamento: 23-Set-2014
Unifi Home Page

Inizio pagina