Siamo un gruppo di ricerca capitanato dal Prof. Massimo Coltorti (Università di Ferrara, Italia) che si occupa di agricoltura sostenibile a 360 gradi.

Il benessere del suolo, dell'acqua e dell'atmosfera sono i nostri pilastri.

La nostra ricerca si concentra principalmente su queste tematiche:
1.    Metodologie di trattamento per la rimozione e il riciclo di azoto e fosforo da acque reflue prodotte da attività agricole (effluenti zootecnici, digestati), che implicano sia le proprietà di adsorbimento delle zeoliti sia la precipitazione di struvite (un sale di azoto e fosforo) dalle acque reflue.
2.    Le zeoliti come ammendanti del suolo: Studio di come l’applicazione di minerali zeolitici  (allo stato naturale o modificati) influisce sul ciclo dell'azoto nel suolo, sulla materia organica, le relazioni con la biomassa microbica e le emissioni di specie gassose.
3.    Applicazioni di zeoliti polverizzate (sia naturali che arricchite in microorganismi utili) come trattamento fogliare per il controllo delle malattie parassitarie causate sia da insetti, che da funghi e batteri, per la riduzione dei pesticidi chimici e a base rameica.
4.    Zeoliti applicate per la tracciabilità dei prodotti agro-alimentari.

Campi di Ricerca

Trattamento Reflui ad Uso Agricolo

Gli effluenti di allevamento e derivati (come i digestati dalla produzione di biogas) sono fertilizzanti organici ampiamente utilizzati in quanto contengono materia organica, azoto (principalmente sotto forma di ione ammonio), fosforo, potassio e altri importanti micronutrienti. Tuttavia, un utilizzo scorretto porta a gravi problematiche ambientali, deteriorando la qualità del suolo, dell'acqua e dell'atmosfera, impoverendo il suolo in materia organica, causando l'eutrofizzazione delle acque e le emissioni di gas serra. È quindi fondamentale applicare strategie per mitigare le perdite di nutrienti.
Il nostro approccio consiste nel rimuovere l'azoto e il fosforo, convertendoli in una forma a lento rilascio: la struvite. Per farlo, utilizziamo le zeoliti nel processo di trattamento, riducendo così i costi e l'applicazione di fattori esterni che possono alterare la qualità delle acque reflue trattate.
Trattando le acque reflue produciamo fertilizzanti preziosi e potenzialmente a lento rilascio (struvite e zeoliti arricchite di azoto), che consentono un assorbimento più efficiente da parte delle piante (migliore efficienza d'uso dell'azoto) e una minore dispersione dei nutrienti nei comparti ambientali circostanti, riducendo così l'impatto ecologico, ambientale ed economico.
I materiali prodotti sono più facili da trasportare e da gestire rispetto ai rifiuti di partenza e sono utilizzabili come fertilizzazione o ammendante per aumentare la resilienza dei nutrienti nel terreno e apportare altri numerosi effetti benefici.

I nostri Brevetti:
•    MO2013A000190
•    MO2013A000354
•    PCT/IT2022/050075

Pubblicazioni rilevanti in riviste scientifiche:
•    Ferretti, G., Galamini G., Medoro V., Coltorti M., Di Giuseppe D & Faccini B. (2020) Impact of Sequential Treatments with Natural and Na-Exchanged Chabazite Zeolite-Rich Tuff on Pig-Slurry Chemical Composition. Water 2020. Vol 12, issue 2. Pag. 310

•    Galamini, G., Ferretti, G., Medoro, V., Tescaro, N., Faccini, B., and Coltorti, M. Reduction of Nitrogen Load in a Zootechnical Wastewater Using a Natural Chabazite Zeolite: An Investigation on Sorption Mechanisms. Environ. Sci. Proc. 2020, 2(1), 42. Doi:10.3390/environsciproc2020002042

•    Galamini, G.; Ferretti, G.; Medoro, V.; Tescaro, N.; Faccini, B., and Coltorti, M. Isotherms, Kinetics, and Thermodynamics of NH4+ adsorption in Raw Liquid Manure by Using Natural Chabazite Zeolite-Rich Tuff. Water 2020, 12, 2944. Doi:10.3390/w12102944

Fertilità del Suolo e Ciclo dei Nutrienti

La conoscenza dei processi biotici e abiotici coinvolti nella trasformazione dei nutrienti all’interno dei sistemi agricoli è per noi fondamentale. Siamo interessati alle dinamiche che avvengono all'interno del sistema suolo, in particolare per quanto riguarda le trasformazioni e i flussi di specie azotate, e come queste siano influenzate da diverse pratiche di gestione del territorio e di fertilizzazione. Ci interessa in particolare capire questi processi in presenza di diversi tipi di tufi zeolitici usati come ammendante, di tufi zeolitici arricchiti di azoto (attraverso il trattamento delle acque reflue), di fertilizzanti a base di Struvite, sottoprodotti animali come concimi o digestati e fertilizzanti convenzionali ad elevato impatto ambientale come l'urea.
Per promuovere una migliore gestione delle pratiche di fertilizzazione e soil management, è essenziale la conoscenza dei processi in atto nel suolo. Studiando la dinamica dei nutrienti essenziali (principalmente azoto, fosforo e carbonio) investighiamo l’effetto di fertilizzanti innovativi, cercando di ridurre l'impatto ambientale delle attività agricole.
Questi processi li studiamo inoltre nel sistema suolo-pianta, ad esempio nell'ambito del progetto ZeOliva abbiamo applicato tecniche isotopiche per valutare l’absorbimento e riallocazione di azoto nella pianta e la qualità degli oli di oliva. Abbiamo misurato l'allocazione dell'azoto nelle colture di mais coltivato con diversi fertilizzanti e ammendanti, gli effetti sullo sviluppo dell'apparato radicale e per prevenire i danni legati alla siccità.

Pubblicazioni rilevanti in riviste scientifiche:
•    Medoro V., Ferretti G., Galamini G., Rotondi A., Morrone L., Faccini B. and Coltorti M. (2022) Reducing N fertilization in olive growing by the use of natural chabazite-zeolitite as soil improver. Land 2022. Issue 11. Doi:10.3390/land11091471

•    Ferretti, G., Galamini, G., Deltedesco, E., Gorfer, M., Fritz, J., Faccini, B., Mentler, A., Zechmeister-Boltenstern, S., Coltorti, M. and Keiblinger, K.M. Gross Ammonification and Nitrification Rates in Soil Amended with Natural and NH4-Enriched Chabazite Zeolite and Nitrification Inhibitor DMPP. Applied Sciences 2021, 11, 2605.

Trattamento Fogliare

I trattamenti a livello fogliare hanno molteplici scopi, dalla protezione per i danni da sole, alla difesa dagli attacchi di organismi patogeni, alla biostimolazione e l'apporto di nutrienti. Abbiamo esperienza nell'utilizzo di zeoliti naturali micronizzate per la protezione delle piante dagli insetti. Nell'ambito del progetto "ZeOliva", abbiamo ottenuto buoni risultati per il controllo della mosca dell'olivo (Batrocera oleae), uno dei parassiti più dannosi in olivicoltura nel bacino mediterraneo.
Nel progetto "LIFE Microfighter" sperimenteremo un trattamento fogliare a base di zeolite naturale polverizzata, in associazione a microrganismi attivi (microbial biocontrol agents, mBCA) per contrastare alcune tra le malattie fungine e batteriche più dannose di vite, pomodoro e ulivo. La sperimentazione avrà luogo in Italia, Croazia e Spagna. Il progetto mira alla riduzione dell'applicazione di pesticidi a base rameica per il controllo dei parassiti, e alla sua parziale sostituzione con l’innovativo ZeoBiopesticida.

Tracciabilità Alimentare

Nell'ultimo decennio si è reso necessario lo sviluppo di nuove metodologie per l'identificazione dell'origine geografica dei prodotti agroalimentari. La tracciabilità degli alimenti è la chiave per assicurare la sostenibilità dei metodi di produzione e garantire la qualità degli alimenti, evitando frodi e per l’ottenimento di certificazioni di qualità. La composizione elementare e isotopica delle piante e dei prodotti finali dipende fortemente dalle caratteristiche pedologiche, geologiche, climatiche e agronomiche. La nostra ricerca si concentra su tutte le fasi di produzione dell'olivo e della vite, analizzando il suolo, le foglie e il prodotto finale, per individuare specifici marcatori chimici e isotopici che possano permettere di identificare in maniera univoca la coltura e il suolo di provenienza.