Dottorato di Ricerca in Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali


Introduzione

Rispetto a qualche decennio fa, le scienze agrarie hanno compiuto importanti passi verso i principi della sostenibilità. I limiti dell’agricoltura industriale – basati su alti consumi di energia fossile e su estrema specializzazione – sono ora ampiamente riconosciuti, così come il valore positivo dei servizi ecosistemici legati all’agricoltura. Tuttavia, nel prossimo decennio le scienze agrarie affronteranno nuove e importanti sfide. Una gran parte degli alimenti in Europa è ancora prodotta con tecniche poco sostenibili che prevedono una forte dipendenza da input esterni (mangimi, fertilizzanti, fitofarmaci), alti consumi di risorse naturali come acqua e terra, alti livelli di emissione di carbonio e di nutrienti nell’ambiente e una semplificazione dei processi produttivi, che limita fortemente il ciclo naturale dei nutrienti e la conservazione della biodiversità. Tuttavia, l’aumento della popolazione e la necessità di garantire un accesso sicuro al cibo alla maggior quantità di persone nel mondo mettono sotto pressione i sistemi agricoli, già sottoposti da tempo alle sfide del cambiamento climatico. Questo scenario, nel complesso, solleva preoccupazioni circa la resilienza dei sistemi agro-alimentari e sollecita strategie di adattamento e mitigazione che sono stati ricordati anche nei recenti accordi COP21.

La FAO, nel definire gli obiettivi di sviluppo sostenibile, ha indicato chiaramente che l’agricoltura nei prossimi decenni dovrà ridurre costantemente il suo impatto ambientale, migliorare l’accesso al cibo e ai nutrienti strategici per una popolazione mondiale in costante crescita, garantendo al contempo un reddito dignitoso ai produttori agricoli e contribuendo a mantenere vive le aree rurali. Si tratta pertanto di garantire i tre cardini della sostenibilità: ambientale, sociale ed economica. L’uso di una vasta gamma di nuove tecnologie emergenti – basate sulle scienze omiche, le tecnologie dell’informazione, la robotica, l’intelligenza artificiale – potrà contribuire al raggiungimento di questi obiettivi. Allo stesso tempo c’è un bisogno emergente – già riconosciuto dagli organismi internazionali – che i percorsi di innovazione basati su tali tecnologie si integrino con i principi agroecologici, affinché i sistemi produttivi siano ridisegnati tenendo conto delle specificità delle comunità rurali e dei territori in cui si sviluppano. In questo contesto di crescente domanda di tecnologie abilitanti capaci di migliorare l’efficienza dei sistemi agricoli riducendone l’impatto ambientale, si inserisce la necessità di cogliere appieno le opportunità offerte dalla cosiddetta “rivoluzione bioeconomica”, basata su forti progressi nei processi di trasformazione della biomassa in bioprodotti.


Il Dottorato di Ricerca

Il programma di Dottorato di Ricerca in Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali è un corso di dottorato triennale post-laurea dell’omonimo dipartimento (DiSAAA-a) dell’Università di Pisa. L’Università di Pisa (UNIPI) è una delle più importanti università italiane e ha una lunga tradizione di eccellenza in termini di istruzione e ricerca scientifica. Il Dipartimento è dedicato alla ricerca di frontiera nelle scienze agrarie, alimentari e agroambientali. Il direttore del DiSAAA-a è attualmente il Prof. Marcello Mele (direttoredisaaa@unipi.it) e il corpo docente è composto da 75 docenti e ricercatori.

Il programma di dottorato parte dalla consapevolezza che la sostenibilità alimentare è un obiettivo da raggiungere attraverso una serie di attività che vanno dalla produzione al consumo, coinvolge una miriade di attori e mobilita risorse naturali e manifatturiere. Puntare sulla sostenibilità implica che la specializzazione delle scienze agrarie, necessaria per affrontare la crescente complessità, deve essere accompagnata da un forte impegno a tener conto delle implicazioni sistemiche, comprese le conseguenze non intenzionali di determinate soluzioni tecnologiche.

La sostenibilità è anche un concetto multidimensionale e la sua valutazione può essere condotta in base a una molteplicità di criteri, ambientali, sociali, economici e sanitari, in modo che la scelta tra strategie tecnologiche possa superare conflitti, contraddizioni, prospettive e interessi diversi. Per questo motivo è necessario un grande coinvolgimento delle parti interessate nella definizione di obiettivi di sostenibilità, obiettivi e metodi di ricerca.


Obiettivi e ambito

Il corso di Dottorato in Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali ha l’obiettivo di formare ricercatori (anche mediante convenzioni con enti esterni pubblici e privati e con il mondo delle imprese) che abbiano le competenze necessarie ad affrontare le sfide della sostenibilità nel settore agro-alimentare e la necessità di garantire una maggiore efficienza dei sistemi produttivi, una elevata qualità nutrizionale degli alimenti e un accesso sicuro al cibo. A tal fine i principali temi di ricerca sviluppati nell’ambito del dottorato riguardano: lo studio di sistemi agricoli sostenibili e resilienti rispetto alle sfide dei cambiamenti climatici; l’applicazione di biotecnologie vegetali, animali e microbiche; l’applicazione dei principi dell’agroecologia ai sistemi produttivi; lo studio dell’ecologia, della fisiologia, della genomica, della proteomica e della metabolomica di organismi animali e vegetali di uso alimentare; lo sviluppo di tecnologie alimentari sostenibili; lo studio della qualità di alimenti vegetali e animali e dei principali fattori genetici e ambientali che ne determinano la variabilità; l’applicazione delle tecnologie abilitanti per lo sviluppo dei sistemi di precision farming nell’ambito dei processi produttivi vegetali e animali; le tecnologie per la protezione delle piante e del suolo e il risanamento dell’ambiente, anche in ambiente urbano; lo sviluppo di tecnologie per l’applicazione dei principi della bioeconomia, con particolare riferimento all’utilizzo dei sottoprodotti delle filiere agro-alimentari per la produzione di mangimi, fertilizzanti, ammendanti, biostimolanti e come fonti di sostanze ad effetto nutraceutico.

Tenuto conto di queste premesse, il dottorato di ricerca del corso ha come tema centrale la “sostenibilità alimentare” e può essere ascritto alla strategia della Comunità Europea “Food 2030”. Fa riferimento a diverse aree ERC quali LS9 (Scienze della Vita Applicate), LS2 (Genetica, Genomica, Bioinformatica e Biologia dei Sistemi), SH3 (Ambiente, Spazio e Popolazione), SH1 (Individui, Istituzioni e Mercati). Il corso si propone di formare  ricercatori con un background disciplinare aggiornato ed eccellente, con una profonda comprensione delle implicazioni sistemiche del loro specifico settore di attività e con la consapevolezza dell’importanza del rapporto reciproco con imprese, amministrazioni e società civile.

A questo scopo, abbiamo costruito un programma interdisciplinare che unisce le scienze agrarie ad un gruppo di discipline biologiche. Il suo ambito di applicazione è suddiviso in tre aree principali:

  • Basi biologiche della sostenibilità alimentare
  • Sostenibilità dei sistemi di produzione alimentare
  • Qualità e sicurezza alimentare

Il programma di Dottorato promuove lo sviluppo di approcci sistemici comuni attraverso il suo programma di formazione, che è incentrato sui principi scientifici della sostenibilità, e attraverso strategie di partenariato. In questo senso, accordi specifici con istituzioni esterne (Consiglio Nazionale delle Ricerche, F.A.O.) e anche con alcune imprese (come per esempio ABOCA s.r.l.) sono stati istituiti per specifici temi di ricerca, con doppia supervisione (università e istituzione esterna).


Il Dottorato di Ricerca e il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza

Alcune borse di Dottorato sono finanziate o cofinanziate dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) attraverso il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Infatti, gli obiettivi formativi del corso di dottorato sono coerenti con le tematiche del PNRR inerenti la transizione verde ed ecologica dell’economia e della società e con la transizione digitale e le esigenze di innovazione tecnologica delle imprese e della pubblica amministrazione. In particolare, nel primo caso diversi settori scientifico disciplinari afferenti al dottorato hanno linee di ricerche attive nell’ambito dell’agroecologia, della tutela e conservazione della biodiversità agraria, della economica circolare, della riduzione degli input chimici, della riduzione delle emissioni di gas ad effetto serra e del rilascio di nutrienti nell’ambiente, in riferimento sia ai processi agricoli sia a quelli di trasformazione e conservazione degli alimenti.

Nel solco della tradizione che vede la scuola di agraria di Pisa impegnata fin dalla sua fondazione nello sviluppo di modelli di agricoltura sostenibile, le linee di ricerca del dipartimento che si esprimono nel collegio di dottorato pongono una attenzione particolare alla transizione ecologica dell’agricoltura attraverso l’introduzione di innovazione che rendano più sostenibili i sistemi agricoli.  La presenza dei dispositivi sperimentali presenti presso il Centro di Ricerche Agro-ambientali “Enrico Avanzi” dell’Università di Pisa (cui afferisce la quasi totalità dei docenti del collegio) garantisce inoltre la possibilità per i dottorandi di realizzare ricerche su scale differenti e di ottenere risultati prontamente trasferibili alle imprese agro-alimentari.  Nel secondo caso sono altrettanto numerose le iniziative di ricerca inerenti allo sviluppo di tecnologie abilitanti e intelligenti per migliorare l’efficienza produttiva e la sostenibilità dei processi agricoli e di trasformazione e rendere più efficaci i sistemi di certificazione e di controllo della qualità dei prodotti e dei processi. Le linee di ricerca sull’agricoltura di precisione sono declinate su tutti gli ambiti della produzione agricola, dalle coltivazioni agli allevamenti e prevedono applicazioni sia a livello di aziende di produzione primaria sia a livello di aziende alimentari. I modelli e gli strumenti dedicati a favorire la transizione digitale non trascurano la necessità di coinvolgere anche la pubblica amministrazione, prevedendo approcci di digitalizzazione utili anche nell’ambito di quei settori della pubblica amministrazione dedicati allo sviluppo e alla implementazione delle politiche europee in ambito agro-alimentare, coerenti con i piani di sviluppo rurale. Tali linee di ricerca sono attive sia su progetti europei sia su progetti nazionali. Molto significativa anche l’attività dei docenti del collegio nel trasferimento tecnologico, aspetto che garantisce una ampia applicabilità dei risultati di queste linee di ricerca al mondo delle imprese agro-alimentari e una più elevata probabilità per i dottori di ricerca di collocarsi in ambito lavorativo. Infatti, le aree disciplinari e le tematiche affrontate sono coerenti con i fabbisogni del Paese, nonché dei territori regionali interessati dal programma, in termini di figure ad alta qualificazione e orientate a soddisfare i fabbisogni di innovazione delle imprese di cui al PNRR.


Come fare domanda

Il primo bando per l’ammissione al XL ciclo (2024-2027) di questo Dottorato si aprirà nel mese di febbraio e la selezione avrà luogo a maggio. Altri bandi dovrebbero seguire prima di novembre. Gli interessati devono controllare regolarmente il sito  web UNIPI per ulteriori informazioni sul bando, in particolare sulla data e la sede dell’esame.

I candidati devono possedere una laurea magistrale (o equipollente) e devono dimostrare una buona conoscenza di uno dei temi di ricerca sopra riportati. Il Collegio dei Docenti stabilisce ogni anno un certo numero di linee di ricerca disponibili per i dottorandi interessati, che saranno riportati in questa pagina.

Il numero di studenti laureati ammessi al Dottorato varia di anno in anno a seconda del numero di borse disponibili e dei risultati delle selezioni. Per il XXXIX ciclo (2022-2025) sono state disponibili diciannove borse di studio, di cui una riservata a candidati che avevano conseguito il loro diploma di laurea magistrale all’estero.

La borsa di studio consiste in uno stipendio di ca. € 13.600 all’anno (oltre al contributo previdenziale) per tutta la durata del programma di dottorato. La borsa viene aumentata del 50% se lo studente effettua un tirocinio (di almeno 15 giorni) all’estero in un istituto accademico o di ricerca. Ogni anno, ogni candidato riceve un contributo annuale per le sue ricerche di circa 1.600 euro.

La selezione dei candidati sarà basata sul curriculum accademico (media degli esami, voto finale, premi ottenuti) e scientifico (pubblicazioni, borse di studio o di ricerca, stage all’estero ecc.) e su un colloquio che verterà sulla tesi magistrale e sugli interessi di ricerca, con particolare riferimento alle linee di ricerca disponibili per i dottorandi interessati, stabilite dal Collegio dei Docenti ogni anno e che vengono riportate in questa pagina.

I candidati possono essere ammessi, in qualsiasi momento, come studenti in sovrannumero se dispongono di una borsa finanziata dall’Unione Europea o, nel caso di cittadini extracomunitari, dal Paese di origine.


Linee di ricerca disponibili per il 2024

Le linee di ricerca disponibili per il XL ciclo di Dottorato sono le seguenti:

  • Innovazione trasformativa nei sistemi alimentari
  • Strumenti e pratiche agricole intelligenti per il miglioramento della qualità delle sementi di specie erbacee in un contesto di agricoltura di precisione
  • Intelligenza artificiale applicata al taglio dei tappeti erbosi con robot autonomi
  • Effetti di elicitori fisici e chimici e biostimolanti sull’attività vegeto-produttiva delle viti e qualità delle uve
  • Studio delle dinamiche di innovazione genomica mediante l’analisi di modelli di formazione di nuovi geni nell’evoluzione delle piante.
  • Studio dei processi di attingimento radicale in sistemi colturali complessi tramite l’utilizzo di georesistivimetri e modelli di bilancio energetico di superficie.
  • Sviluppo ed introduzione dei robot autonomi di pieno campo in agricoltura e nel verde urbano
  • Biologia, ecologia e gestione di insetti dannosi al vigneto
  • Diagnosi precoce di malattie e fisiopatie e strategie di difesa ecosostenibili in colture di interesse agrario
  • Soluzioni innovative e sostenibili per agricoltura e ambiente: progettazione di nuovi biofertilizzanti dalla valorizzazione della biomassa legnosa e di altre matrici organiche naturali. Il ruolo del biochar e del distillato di legno nella riduzione della concimazione di sintesi del suolo e nella mitigazione delle emissioni in atmosfera
  • Digitalizzazione e Innovazione per la Qualità dei Prodotti Animali e la Resilienza dei Sistemi Agro-Zootecnici
  • Basi funzionali della neo-organogenesi in vitro di piante ornamentali e aromatiche in risposta a stress ambientali modulata da biostimolanti

Ci saranno anche due concorsi riservati per queste due tematiche:

  • Ruolo delle colture leguminose in sistemi colturali agroecologici: approccio meta-analitico e di ricerca partecipativa
  • Studio tramite approccio metagenomico dell’origine del ceppo di Xylella fastidiosa al centro del focolaio presente al Monte Argentario

Altri concorsi su tematica riservata potranno aggiungersi in seguito.


Eventi

TENUTA LAB: LABORATORIO DI CO-CREAZIONE PER SUVIGNANO (I edizione)

25-30 Settembre 2023

Tenuta di Suvignano, Monteroni d’Arbia

Il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali organizza la prima edizione del Tenuta Lab a Suvignano, nell’ambito di RinnovaMENTI RURALI: Grandi sfide rurali che abilitano il territorio verso l’innovazione e la rigenerazione. Programma di formazione e co-progettazione per la natura, la legalità, l’imprenditorialita’ nelle aree rurali e comunità in transizione. Saranno 5 giorni di studio, ricerca e co-creazione, che coinvolgeranno la comunità dei dottorandi, dei ricercatori e dei professori del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali dell’Università di Pisa.

I dottorandi provenienti da studi e settori diversi avranno l’occasione di conoscersi e lavorare in gruppo. Le attività di ricerca e studio, si alterneranno con quelle esperienziali e di team-building. Attraverso l’acquisizione di tecniche di facilitazione, metodologie di ricerca creativa, design thinking e approccio partecipativo, i dottorandi sperimenteranno nuovi modi di lavorare e fare ricerca, di generare idee e progetti di ricerca, di mappare e analizzare le risorse dell’azienda, valorizzando le risorse del territorio in maniera transdisciplinare e innovativa. Il programma formativo Tenuta Lab per dottorandi prevede sessioni di confronto operative con attività sul campo, osservazione diretta, workshop tematici, incontri con amministratori locali, imprenditori, stakeholder, in lingua inglese e italiana.

Per contatti: Prof. Andrea Serra (andrea.serra@unipi.it).

 

“Strengthening cross‐sectors to integrate humans‐animals‐ecosystems: a One Health approach declined in agriculture science”

22-23 novembre 2023

Aula Magna del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali

I dottorandi del I e del II anno organizzano, come ogni anno, un convegno scientifico in cui presenteranno le loro ricerche, insieme con esperti nazionali e internazionali dei rispettivi campi di ricerca.


Contatti

  • Coordinatore: Prof. Andrea Cavallini, DiSAAA-a, via Del Borghetto 80, 56124 Pisa (Italia)
    +39 050 2216 663; Email: phd_coordinator@agr.unipi.it
  • Segreteria: Dott. Stefano Fanti, DiSAAA-a, via Del Borghetto 80, 56124 Pisa (Italia)
    +39 050 2216 083; Email: fanti@unipi.it