The functional biodiversity of common wheat: an adaptation resource for cereal cropping systems with low environmental impact

Nel contesto dei cambiamenti climatici, al fine di aumentare la resilienza della coltivazione del frumento, risulta necessario comprendere le interazioni e le relazioni tra tecniche agronomiche a basso impatto ambientale e caratteristiche positive delle varietà di frumento. L'obiettivo generale di questo studio è quello di caratterizzare e individuare le varietà di grano più adatte per ridurre l’impatto ambientale della sua coltivazione. Il primo esperimento, di durata triennale, svoltosi presso un'azienda agricola biologica, ha permesso la caratterizzazione di 24 accessioni di grano tenero. Le analisi effettuate hanno riguardato sia gli aspetti agronomici, sia quelli nutrizionali e sia quelli nutraceutici. Il secondo studio ha caratterizzato, da un punto di vista nutrizionale e agronomico, diversi genotipi e popolazioni evolutive di grano tenero. Alcune varietà in condizioni pedoclimatiche favorevoli hanno raggiunto valori di produzione estremamente elevati, mentre in diversi contesti, hanno registrato valori di resa bassi. Diversamente, la popolazione evolutiva Bioadapt ha registrato un'elevata stabilità, in termini di risultati produttivi raggiunti. La terza ricerca ha studiato alcuni aspetti della fisiologia del grano tenero, per approfondire una caratteristica fisiologica delle piante, con particolare rilevanza e possibili importanti implicazioni per la coltivazione sostenibile del grano tenero. L'obiettivo è stato quello di identificare le varietà di grano tenero con un’attività allelopatica potenziale elevata, attraverso l'analisi della crescita iniziale delle radici della pianta di grano e delle erbe infestanti circostanti. Sono state selezionate e confrontate 30 cultivar di grano tenero, mentre il loietto perenne è stato impiegato come specie infestante modello. La capacità allelopatica non si è manifestata semplicemente come una risposta dose-dipendente delle molecole emesse nel substrato di crescita. Le caratterizzazioni delle accessioni effettuate nel presente studio rappresentano un valido punto di partenza per futuri programmi di miglioramento genetico, al fine di ottenere varietà idonee a sistemi di produzione a basso impiego di input.In order to reduce the use of pesticides products and increase the resilience of wheat cultivation, in the context of climate change, it is necessary to fully understand the interactions and relationship between agronomic techniques with low environmental impacts and positive varieties traits. The general aim of this study is to characterize and identify the most suitable wheat varieties to achieve low environmental impact cultivation of common wheat. One experiment, carried out during three years at an organic farm, characterized 24 accessions of common wheat. The surveys carried out concerned both the agronomic, the nutritional, and the nutraceutical components. Some accessions registered excellent agronomic performance. A second study aimed to characterize, from a nutritional and agronomic point of view, different genotypes and evolutionary populations of common wheat, observing how they are influenced by different environments and meteorological trends. Some varieties in favorable pedoclimatic conditions reached extremely high production values, while in different contexts, they recorded lower values. In contrast, the evolutionary Bioadapt population registered high stability, in terms of production results achieved. The third research studied some aspects of common wheat physiology, to understand a physiological characteristic of plants, with particular relevance and important implications for sustainable cultivation of common wheat. The aim was to identify the common wheat varieties with a higher potential allelopathic activity, through the analysis of the initial root growth of the wheat plant and surrounding weeds. 30 cultivars of common wheat were selected and compared, while the perennial ryegrass was employed as weed model species. The allelopathic capacity seemed to be not simply a dose-dependent response to the molecules emitted in the growing substrate. The characterizations of the varietal resources carried out in the present study represent a valid starting point for future breeding programs, to obtain suitable varieties for low-input production systems