Novel Plant Biostimulants to Improve Sustainability and Functional Traits of Pivotal Mediterranean Crops: Tomato and Carrot [Biostimolanti innovativi per migliorare la sostenibilità e gli aspetti funzionali di colture mediterranee chiave: pomodoro e carota]

Without manufactured inputs like mineral fertilizers, agriculture could not have supported the current global population on existing cultivated lands, underscoring their crucial role amid anticipated population growth. However, intensive cropping systems have led to significant environmental issues due to excessive resource use and the emission of greenhouse gases and other pollutants that threaten public health and ecosystems. Enhancing resource use efficiency (RUE), especially for environmentally problematic resources like nitrogen (N) fertilizers, is essential for achieving global food security. Nitrogen fertilizers often exhibit low use efficiency, with a substantial portion of applied N leaching into water bodies or volatilizing as reactive gases into the atmosphere. Additionally, their production consumes enormous amounts of energy. Therefore, optimizing Nitrogen use efficiency (NUE) is vital for sustainable agriculture. This can be accomplished by integrating breeding programs with agronomic tools focused on improving RUE. In this context, plant biostimulants have shown significant potential in enhancing nutrient uptake and overall use efficiency. This research project aimed to evaluate a range of novel extracts for their biostimulant activity on tomato and carrot, two key crops in the Mediterranean diet. The effects of these biostimulants were assessed in terms of NUE, crop productivity, quality, and nutraceutical traits of the product.

Senza l'utilizzo di input quali i fertilizzanti minerali, la moderna agricoltura non potrebbe sostenere l'attuale popolazione globale con le superfici attualmente coltivate, evidenziando il loro ruolo cruciale in vista soprattutto della crescita demografica prevista. Tuttavia, i sistemi di coltivazione intensiva sono spesso causa di problematiche ambientali a causa dell'uso eccessivo di risorse e dell'emissione di gas serra e altri inquinanti che minacciano la salute pubblica e gli ecosistemi. Sulla base di queste considerazioni, appare evidente che migliorare l'efficienza nell'uso delle risorse (RUE), in particolare per risorse problematiche come i fertilizzanti a base di azoto (N), è essenziale per garantire una maggiore sicurezza alimentare globale riducendo al contempo l’impatto ambientale. Infatti, gli apporti di N tramite le concimazioni, spesso mostrano una bassa efficienza d'uso, con una parte significativa dell'azoto applicato che viene dilavato nei corpi idrici o volatilizzato nell'atmosfera sotto forma di ammoniaca o ossidi di azoto. Inoltre, la produzione di concimi azotati richiede enormi quantità di energia. Pertanto, ottimizzare l'efficienza d'uso dell'azoto (NUE) è vitale per un'agricoltura più sostenibile. Questo obiettivo può essere raggiunto integrando programmi di selezione genetica con strumenti agronomici focalizzati sul miglioramento della RUE. In questo contesto, i biostimolanti hanno dimostrato un notevole potenziale nel migliorare l'assorbimento dei nutrienti e l'efficienza d'uso complessiva. Questo progetto di ricerca si è proposto di valutare l’efficacia di biostimolanti innovativi per la loro attività di stimolante su pomodoro da serra e carota, due colture chiave dell’agricoltura mediterranea. Gli effetti di questi biostimolanti sono stati valutati in termini di NUE, produttività delle colture, qualità e caratteristiche nutraceutiche dei prodotti.