Pheno Lab e Pheno Space integrano serre climatiche, intelligenza artificiale e tecnologie avanzate per studiare colture più resilienti e sostenibili.
Una serra suddivisa in sette compartimenti indipendenti, tre camere climatiche e un laboratorio dotato di tecnologie avanzate per l’analisi delle piante. L’Università di Udine ha inaugurato Pheno Lab e Pheno Space, due nuove infrastrutture dedicate allo studio della crescita, dello sviluppo e delle risposte delle colture ai cambiamenti ambientali e climatici.
Le due strutture, realizzate nel complesso del polo scientifico dell’Ateneo, integrano scienze vegetali, robotica, intelligenza artificiale, sensoristica avanzata e sistemi di acquisizione delle immagini, dando vita a una delle piattaforme scientifiche più complete a livello nazionale nel settore.
L’investimento complessivo è stato di circa 468mila euro e consentirà di rafforzare le attività del Dipartimento di Scienze agroalimentari, ambientali e animali.
Colture più resistenti per l’agricoltura del futuro
L’obiettivo della piattaforma è studiare le piante in condizioni ambientali controllate e riproducibili, in modo da sviluppare colture capaci di resistere a temperature estreme, siccità, carenze nutrizionali e altri effetti legati ai cambiamenti climatici.
Le infrastrutture permetteranno inoltre di approfondire soluzioni capaci di ridurre la dipendenza dell’agricoltura da suolo, acqua e altri input produttivi, favorendo sistemi di coltivazione più sostenibili ed efficienti.
“Con Pheno Lab e Pheno Space l’Università di Udine si è dotata di nuove strutture di ricerca avanzata – ha spiegato il rettore Angelo Montanari – per studiare le sfide sempre più complesse che l’agricoltura è chiamata ad affrontare: dai cambiamenti climatici alla crescente scarsità delle risorse naturali, fino alla necessità di produrre in modo più sostenibile”.
“Entrambe – ha aggiunto il rettore – sono il risultato di due innovative progettualità, dell’Ateneo e del centro nazionale Agritech, che ci consentiranno di essere all’avanguardia a livello nazionale e non solo”.
Una piattaforma aperta alle imprese del territorio
Le nuove strutture saranno aperte anche alla collaborazione con imprese sementiere, orticole e floricole, con l’obiettivo di favorire il trasferimento tecnologico e l’innovazione nel settore agroalimentare.
Diversi progetti di ricerca sono già in fase di avvio. Riguarderanno, tra gli altri, il miglioramento genetico delle varietà locali di fagiolo, gli incroci tra diverse specie di grano saraceno, gli effetti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi a fanerogame marine e la risposta delle colture proteiche a differenti condizioni nutrizionali e ambientali.
“Grazie a questa piattaforma scientifica integrata, il Dipartimento potrà affrontare alcune delle principali sfide dell’agricoltura del futuro – ha sottolineato il direttore Edi Piasentier – sviluppando colture più resilienti, comprendendo gli effetti del cambiamento climatico e accelerando l’innovazione verso sistemi produttivi sempre più sostenibili, efficienti e competitivi”.
“L’integrazione tra Pheno Lab e Pheno Space – ha proseguito – dà vita a un vero e proprio centro di sperimentazione destinato a diventare un punto di riferimento nazionale e internazionale per la ricerca, l’innovazione e lo sviluppo di nuovi progetti competitivi nel campo delle scienze agrarie”.
Pheno Lab, una serra per simulare il clima
Pheno Lab comprende una moderna serra compartimentata e tre camere climatiche di grandi dimensioni, progettate per ricreare condizioni ambientali altamente controllate.
La serra è formata da sette compartimenti indipendenti, ciascuno dotato di sistemi autonomi per la regolazione della ventilazione, dell’ombreggiamento e dell’isolamento termico notturno. La struttura permetterà di coltivare materiali vegetali destinati alle attività sperimentali.
Le serre rappresentano un ambiente intermedio tra il laboratorio e il campo: consentono di analizzare la crescita e lo sviluppo delle colture in condizioni simili a quelle della pratica agricola, mantenendo allo stesso tempo un elevato livello di controllo e monitoraggio.
Le tre camere climatiche, ciascuna con un volume di 27 metri cubi, permettono invece di regolare con precisione temperatura, umidità relativa, concentrazione di anidride carbonica, intensità luminosa e ventilazione. Sarà possibile riprodurre sia le condizioni climatiche attuali sia gli scenari futuri elaborati dai modelli, compresi gli eventi estremi, coltivando piante e micro-ecosistemi in condizioni standardizzate e replicabili.
Dalla siccità ai patogeni, le applicazioni della ricerca
Le possibili applicazioni spaziano dal miglioramento genetico delle colture allo studio della resistenza agli stress abiotici, come siccità, alte temperature e carenze nutrizionali.
La struttura consentirà inoltre di analizzare le interazioni delle piante con patogeni e organismi dannosi, tra cui virus, batteri, funghi, parassiti e insetti. “Pheno Lab – ha spiegato il responsabile scientifico Alessandro Peressotti – si configura come un moderno fitotrone, composto da ambienti e laboratori climatici controllati progettati per la coltivazione e lo studio sperimentale delle piante”.
Efficienza energetica e simulazioni climatiche complesse
Particolare attenzione è stata riservata anche alla sostenibilità ambientale e all’efficienza energetica. Gli scambiatori di calore non utilizzano clorofluorocarburi, mentre il sistema di automazione permette, quando necessario, di modificare artificialmente il ciclo giorno-notte delle camere climatiche per ottimizzare i consumi.
Le piante saranno coltivate su carrelli mobili illuminati, che potranno essere trasferiti rapidamente nei laboratori di analisi dell’edificio adiacente, integrando così le attività di coltivazione, sperimentazione e studio.
La struttura consentirà di riprodurre non soltanto valori ambientali costanti, ma anche la naturale variabilità meteorologica e scenari climatici particolarmente complessi. Pheno Lab è stato realizzato con un investimento di circa 318mila euro, finanziato dall’Università di Udine attraverso il Piano strategico d’Ateneo 2022-2025. Alla realizzazione ha collaborato anche l’azienda friulana FriulFrigo.
Pheno Space, gli occhi digitali sulle piante
A completare la piattaforma è Pheno Space, il nuovo laboratorio ad alta tecnologia dedicato alla fenotipizzazione, ossia alla misurazione e all’analisi dei caratteri osservabili delle piante.
La struttura è stata realizzata grazie a un finanziamento di 150mila euro di Agritech, il centro nazionale per lo sviluppo delle nuove tecnologie in agricoltura di cui l’Università di Udine è socio fondatore.
Il laboratorio dispone di una telecamera iperspettrale per acquisire immagini di riflettanza nel vicino infrarosso e di una piattaforma che utilizza l’intelligenza artificiale per l’elaborazione delle immagini.
Sono inoltre presenti telecamere multispettrali e iperspettrali capaci di acquisire immagini in un intervallo compreso tra 400 e 1.700 nanometri, scanner ad alta risoluzione, una telecamera tridimensionale e sistemi portatili per la misurazione degli scambi gassosi.
Individuare in anticipo i segnali di sofferenza
La strumentazione permetterà di identificare con elevata precisione le risposte delle piante alle variazioni di temperatura, umidità e concentrazione di anidride carbonica, oltre che agli stress nutrizionali. L’obiettivo è riconoscere precocemente i segnali di sofferenza delle colture e comprendere le complesse interazioni tra ambiente, nutrizione e caratteristiche della pianta.
“L’obiettivo finale – ha evidenziato la responsabile scientifica Laura Zanin – è favorire il passaggio da una ricerca prevalentemente descrittiva a una scienza delle piante predittiva, capace di supportare decisioni agronomiche sempre più accurate e un utilizzo più efficiente delle risorse”.
All’inaugurazione hanno partecipato, tra gli altri, il rettore Angelo Montanari, il prorettore Giorgio Alberti, il direttore generale Gabriele Rizzetto, il direttore del Dipartimento Edi Piasentier e i responsabili scientifici delle due strutture, Alessandro Peressotti e Laura Zanin.