From construction to diffusion of knowledge in agroecology

This doctoral project deals with the development of solutions to the need for actions, as suggested by the European Action Plan for Organic Food and Farming, to support the training and education of all stakeholders related to organic agriculture. In particular, ‘From construction to diffusion of knowledge in Agroecology’ is addressed to students, researchers and Institutions involved in the organic agriculture sector, and facing with weed control. In fact, among all plant production features, weed control still represents the bottle neck of the organic agriculture production system. For this reason, the work of thesis is made up and developed in two phases: a construction phase and a diffusion phase. The construction phase deals with the development of new solutions for organic weed control. The research has been centered on the possible use of essential oils for weed control in the phase of seed germination. Essential oils of lavender, cinnamon, peppermint and citronella, were tested in a scale up system on weed and crop seeds. The experiment was performed with controlled conditions (germination chamber) for temperature, humidity and light, as for the utilization of inert substrate such as filter paper into Petri dishes. These features allowed to check just the phytotoxic effect of compounds tested. In a second step, the research moved to semi controlled condition (green house). Light, humidity and the substrate utilized (loamy soil), made the experiment much closer to the natural environment which is characterized by more variability and biological activity and allowed to assess the real potentiality of the essential oils as bioherbicides. At the same time, experiments on the genotoxicity, bioconversion and biotransformation of essential oils were carried out. Results permitted to assert that essential oils are effective in reducing seed germination controlled conditions, while environmental factors and enzymatic and microbiological transformations make their application in the open field more difficult. Hence, further research is necessary to develop an appropriate technology of essential oils application. The diffusion phase could contribute to developing solutions to problems faced during the research. The diffusion phase, in fact, deals with the design and management of an E-Learning platform. The aim of an E-Learning platform is in this case to contributing to create a dynamic community of students, researchers and stakeholders with a focus on weed control in organic farming. This telematic “tool” can boost and improve communication and interaction between learners. In fact, while internet gives free access to huge stores of information, E-Learning is structured and designed to support users in the task of turning information into knowledge. In this way, it should be possible to develop a common base of knowledge starting with research results and then promoting dialogue in learning groups to be extended to external and potential users, such as external networks of teachers and researchers in private institutions and agricultural Universities involved and willing to improve the organic agriculture sector either at national or international level.Questo progetto di dottorato che si intitola “From construction to diffusion of knowledge in agroecology” ha riguardato la ricerca e sviluppo di soluzioni a supporto dell’educazione e formazione di quanti hanno interesse e operano in regime di agricoltura biologica. Così come suggerito dall’ “European Action Plan for Organic Food and Farming” della Comunità Europea, il piano di lavoro ed i risultati conseguiti sono indirizzati a studenti, ricercatori e Istituzioni interessati alla formazione ed educazione in agricoltura biologica nel settore del controllo delle erbe infestanti. Tra le aree di indagine della produzione vegetale, infatti, il controllo delle erbe infestanti necessita di ulteriori studi di base e di applicazione. Per questo motivo, il lavoro di tesi è stato svolto e articolato in due fasi: una fase di costruzione della conoscenza ed una fase di diffusione della conoscenza. La fase di costruzione della conoscenza si è basata su prove sperimentali riguardanti l’impiego di nuove soluzioni per il controllo delle erbe infestanti. La ricerca ha interessato il possibile utilizzo di oli essenziali di origine naturale come bioerbicidi nella fase di pre-emergenza delle erbe infestanti. Per questo motivo, gli oli di lavanda, cannella, menta e citronella sono stati testati su semi di specie infestanti e di colture agrarie in prove di scale-up. Il primo screening effettuato è stato svolto in condizioni controllate (camera di germinazione) per umidità, luce, temperatura oltre al substrato inerte utilizzato per la germinazione (carta da filtro in capsule Petri). Queste caratteristiche hanno permesso di testare esclusivamente il potere inibente degli oli essenziali sulla germinazione dei semi. Il passo successivo è stato quello di testare gli oli in condizioni semi controllate, di serra. Luce, umidità e terreno (sabbioso-argilloso) hanno reso la prova simile alle condizioni naturali caratterizzate da maggiore variabilità e attività biologica. Queste caratteristiche hanno permesso di accertare il potenziale degli oli essenziali come bioerbicidi. Contemporaneamente sono state svolte prove di genotossicità, bioconversione e biotrasformazione degli oli essenziali. I risultati hanno permesso di evidenziare la fitotossicità degli oli essenziali come bioerbicidi in condizioni controllate di laboratorio, mentre in condizioni semi-controllate di serra, fattori ambientali e le attività enzimatiche e microbiologiche hanno reso più problematica la loro applicazione. Ulteriori prove sono necessarie per poter usare gli oli essenziali in condizioni di pieno campo. A tale scopo potrebbe contribuire una maggiore diffusione della conoscenza. La fase di diffusione della conoscenza, infatti, si è posta nel nostro caso come obbiettivo la progettazione e lo sviluppo di una piattaforma E-Learning. Tale piattaforma può contribuire a creare una comunità attiva e dinamica di studenti e ricercatori per la diffusione e la costruzione della conoscenza nel controllo delle infestanti in regime di agricoltura biologica. Questo mezzo telematico può incrementare e migliorare la comunicazione e l’interazione degli addetti, attraverso il dialogo e dibattito. Infatti, mentre internet facilita l’informazione attraverso il libero acceso e consulto, l’E-Learning è concepito e strutturato per supportare i fruitori nell’operazione di trasformazione dell’informazione in conoscenza. In questo modo dovrebbe essere possibile sviluppare una fase di costruzione della conoscenza basata sui risultati acquisiti durante la ricerca. Lo scopo della piattaforma E-Learning è quello di migliorare il dialogo tra gli addetti ai lavori nel settore dell’agricoltura biologica a livello nazionale ed internazionale.Dottorato di ricerca in Scienze ambiental