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PRESENTAZIONE E OBIETTIVI DEL DOTTORATO DI RICERCA

Il Dottorato di Ricerca in Scienze Agrarie, Forestali e Ambientali (SAFA) - XXIX ciclo è rivolto a Laureati Magistrali con lo scopo di fornire loro aggiornate conoscenze delle problematiche e delle metodologie inerenti i diversi indirizzi di ricerca collegati alle Scienze Agrarie, Forestali ed Ambientali. Il programma formativo è organizzato in modo da permettere al Dottore di Ricerca di gestire autonomamente attività di ricerca, sperimentazione e gestione dei sistemi agroalimentari, fornendogli le competenze necessarie ad inserirsi nelle realtà lavorative sia accademiche, in università e centri di ricerca italiani ed internazionali, sia nel settore privato.

Le tematiche di ricerca del Dottorato in Scienze Agrarie Forestali e Ambientali sono in linea con le finalità del VII Programma quadro dell'UE e del programma Horizon 2020. In particolare, si riferiscono alla soluzione di problemi di interesse comune ai vari Stati Membri dell’Unione Europea nel campo dell'agricoltura sostenibile, delle sistemazioni idraulico forestali, della sicurezza alimentare, dell'efficienza d'uso delle risorse naturali e delle produzioni agro-alimentari. L'approccio metodologico adottato è volto a favorire, in modo transdisciplinare, lo sviluppo della qualità, dell'innovazione tecnologica e dell'ecocompatibilità dei prodotti e dei servizi forniti dal settore agricolo, zootecnico, forestale e delle tecnologie agrarie.

Il dottorato SAFA – XXIX ciclo è articolato in quattro curricula, per ciascuno dei quali vengono descritte nel seguito le tematiche di ricerca.

 

Curriculum Agro-Ecosistemi Mediterranei

Le principali tematiche di ricerca caratterizzanti il curriculum “Agro-Ecosistemi Mediterranei” riguardano l’individuazione e lo sviluppo, in ambiente mediterraneo, di sistemi di produzione ecocompatibili in agricoltura, che si basino sulle conoscenze delle relazioni che intercorrono tra suolo, pianta e animale, nonché dei meccanismi del processo produttivo e delle ripercussioni di quest’ultimo sull’ecosistema. Esse si rivolgono, in particolare, alla tutela della qualità del suolo, alle strategie gestionali per la conservazione della biodiversità delle specie vegetali, alla valorizzazione produttiva delle risorse vegetali autoctone, anche in riferimento al loro possibile uso agroindustriale, al settore sementiero, alla valorizzazione delle colture foraggere, al miglioramento genetico ed alla valorizzazione produttiva delle razze animali autoctone, allo sviluppo di sistemi produttivi foraggero-zootecnici, anche in regime biologico, che garantiscano benessere agli animali e qualità e sicurezza dei prodotti ai consumatori, alla valorizzazione delle produzioni alimentari tipiche siciliane.Gli ambiti disciplinari coinvolti sono Botanica, Pedologia, Agronomia e coltivazioni erbacee, Microbiologia agraria, Zootecnica generale e miglioramento genetico, Nutrizione e Alimentazione Animale, Zootecnica Speciale.

Mediterranean Agricultural Ecosystems

The main research topics involved in the “Mediterranean Agricultural Ecosystems” curriculum focus on the identification and the development, in Mediterranean environments, of eco-compatible agricultural systems, based on the knowledge of the relationships linking soil, plant and animal, as well as of the mechanisms of the productive processes and the impact of these latter on eco-systems. In particular, these topics are related to the exploitation and protection of the soil quality, the conservation of vegetal biodiversity, the enhancing production of indigenous plant resources and evaluation of their possible agro-industrial use, the seed sector, the improvement and development of fodder crops, the genetic improvement and productive exploitation of animals autochthonous breeds, the enhancement of conventional and organic forage and livestock production systems, respectful of animal welfare, and able of ensuring consumers for quality and safety of food derived from livestock, the enhancement of typical foods produced in Sicily. The scientific area involved in these topics are Botany, Soil science, Agronomy and crop science, Agricultural microbiology,Genetics and animal breeding, Nutrition and animal feeding, Animal production.

 

Curriculum Gestione Fitosanitaria Eco-Compatibile in Ambienti Agro-Forestali e Urbani La gestione fitosanitaria eco-compatibile è un paradigma largamente applicato in tutte le discipline che affrontano la difesa delle piante. La gestione fitosanitaria eco-compatibile riflette un insieme di strumenti e supporti decisionali per la difesa delle piante da ciascun insetto fitofago, infestante, nematode e/o malattie che arrechino danno alle piante. Questi programmi di lotta, che prendono il nome di Programmi di Lotta Integrata (IPM dall’inglese Integrated Pest Management) in quanto integrano le avversità delle piante con l'agroecosistema, la produzione delle colture e modelli di perdita, attendono ancora la formazione di gruppi interdisciplinari incentrati sulle esigenze dei coltivatori o produttori. In questo contesto, i ricercatori che appartengono al curriculum in Gestione Fitosanitaria Eco-Compatibile in Ambienti Agro-Forestali e Urbani sono coinvolti in una varietà di progetti di ricerca applicata al fine di fornire alternative di gestione delle avversità delle piante ai produttori agricoli, forestali e agli enti pubblici. Questo curriculum copre una vasta gamma di argomenti in entomologia applicata e patologia vegetale al fine di fornire a tutti i dottorandi una formazione su competenze fondamentali che permetteranno loro di entrare in un ambiente di lavoro riguardante la gestione fitosanitaria eco-compatibile o intraprendere una carriera di ricerca in entomologia applicata, patologia vegetale o gestione delle avversità delle piante . Tuttavia, il curriculum è caratterizzato da una notevole flessibilità in modo da garantire a ciascun  dottorando di potersi concentrare su argomenti specialistici coerenti con i propri interessi e aspettative di carriera. Il curriculum  è sostenuto da programmi di ricerca presso l'Università di Palermo e da numerose collaborazioni di lunga data con istituti di ricerca nazionali e internazionali.

Integrated Pest Management In Agro-forest and Urban Environments Integrated Pest Management (IPM) is a paradigm that is widely adopted by all pest control disciplines. IPM programs reflect a package of tools and decision aids for individual crop insect, weed, nematode, and plant disease management. IPM programs that integrate all types of pests with the agroecosystem, crop growth and loss models still await the formation of interdisciplinary teams focusing on growers needs. In this contest, the researchers belonging to this curriculum are involved in a variety of applied research projects in order to provide pest management alternatives as needed by Agro-forest growers and municipalities. This curriculum covers a broad range of topics in applied entomology and plant pathology so that all students receive training in fundamental skills which will enable them to enter either a pest/disease management work environment or a research career in applied entomology, plant pathology or pest management. There is, however, considerable flexibility within the course thus enabling each student to focus on specialist subjects consistent with their interests and future career intentions. The course is underpinned by an extensive programme of research at University of Palermo and long-standing collaborations with research institutes and other organizations in Italy and overseas.

 

Curriculum Idronomia Ambientale

Le principali tematiche di ricerca sviluppate nell’ambito del curriculum “Idronomia Ambientale” includono: la determinazione delle proprietà fisiche e idrauliche del suolo; l’approfondimento dei processi fisici nel sistema suolo-pianta-atmosfera; la simulazione matematica dei processi di trasporto dell’acqua e dei soluti nel suolo; la determinazione dei parametri fisici ed idraulici del suolo per l’applicazione dei modelli di simulazione idrologica; la misura, anche con tecniche innovative, e la previsione dell’erosione idrica superficiale a differenti scale spaziali e temporali; l’idrologia dei piccoli bacini; l’idraulica dei corsi d’acqua montani; le sistemazioni idraulico-forestali; lo studio dei problemi di pianificazione e utilizzazione delle risorse idriche in agricoltura; l’irrigazione e il drenaggio a scala sia comprensoriale che aziendale. Tutte le tematiche trattate sono proprie del settore AGR/08 e quindi pienamente congruenti con il titolo del DDR, che fonda la propria articolazione sulle scienze agrarie, forestali ed ambientali. Alcune tematiche vengono sviluppate in collaborazione con docenti del settore BIO/02, attribuendo alla collaborazione interdisciplinare un’importanza strategica per l’esecuzione di un’attività di ricerca di elevato livello e quindi per la realizzazione di un curriculum di rilevante valenza scientifica.

Environmental Hydronomy

The main topics developed by the “Idronomia Ambientale” curriculum include: determination of soil physical and hydraulic properties; study of the physical processes in the soil-plant-atmosphere system; mathematical simulation of the water and solute transport processes in the soil; determination of the physical and hydraulic parameters for applying the hydrological simulation models; measurement, even with innovative techniques, and prediction of soil water erosion at different spatial and temporal scales; hydrology of small watersheds; hydraulics of mountain watercourses; stream rehabilitation in mountainous and forestry environments; problems concerning the plan and the use of water resources in agriculture; irrigation and drainage at both the district and the farm scale. All topics are typical of the AGR/08 scientific area and therefore they are in line with the title of the DDR, centered on agricultural, forestry and environmental sciences. Some topics are developed in cooperation with researchers of the BIO/02 scientific area, since it is recognized that a multi-cultural approach can be crucial to develop a high quality research activity and, therefore, to realize a curriculum having a noticeable scientific value.

 

Curriculum Tutela del territorio e valorizzazione delle produzioni agro-alimentari

Le principali tematiche di ricerca caratterizzanti il curriculum “Tutela del territorio e valorizzazione delle produzioni agro-alimentari” riguardano: studio dei processi bio-molecolari coinvolti nel controllo degli scambi gassosi, dell’assorbimento dell’acqua e degli elementi minerali in sistemi arborei agrari e forestali al fine di migliorare l’efficienza dell’uso delle risorse ambientali; modellizzazione dei processi eco-fisiologici delle piante legnose ai fini dello sviluppo di tecniche di agricoltura di precisione; sviluppo di biotecnologie innovative per ridurre i tempi di selezione di nuovi genotipi costituiti attraverso attività di miglioramento genetico di piante di interesse agrario e forestale; individuazione di nuovi prodotti eco-compatibili per migliorare l’efficienza nell’uso delle risorse ambientali in sistemi agrari e forestali; ricerca di tratti di interesse agrario e forestale in pool genetici autoctoni di piante di interesse agrario e forestale; messa a punto di modelli sostenibili di gestione del paesaggio, di interventi di restauro di giardini storici e di sistemazione delle aree a verde; comprensione dei processi biologici e molecolari coinvolti nella espressione della qualità dei prodotti agro-alimentari; individuazione di indici oggettivi per valutare la sostenibilità economica e ambientale della produzione e della trasformazione di prodotti delle filiere agro-alimentari; sviluppo di protocolli innovativi nella valorizzazione dei sottoprodotti e valutazione di nuovi materiali ai fini della conservazione degli alimenti e la riduzione degli sprechi alimentari; studio delle possibilità di ampliamento della gamma di offerta dei prodotti delle filiere agro-alimentari e sviluppo di strategie di marketing mirate alla relativa commercializzazione; studio di modelli di gestione del territorio in rapporto ai cambiamenti climatici con particolare attenzione alla dinamica del contenuto del carbonio ai fini del contrasto a possibili processi di desertificazione; individuazione di marker biochimici e molecolari del degrado dei suoli; studio della valutazione dell’impatto degli obblighi di Politica Agricola Comunitaria sui modelli di gestione del territorio e sulle filiere agro-alimentari.

Landscape-environmental Protection and Optimization of Agricultural Food Products

The main topics developed by the “Landscape-environmental Protection and Optimization of Agricultural Food Products” curriculum include: Study of the biological and molecular processes involved in the control of gas exchange and water and nutrient uptake in orchards and forest stands in order to improve natural resource use efficiency; development of eco-physiological models aiming to the implementation of precision agriculture techniques for woody species; development of innovative biotechnologies to reduce the time of selection of new genotypes obtained by conventional breeding of agricultural and forest species; identification of new environment friendly products to improve natural resource use efficiency in agricultural and forest systems; search for traits of agricultural and forest interest in autochthonous gene pools ; development of models for sustainable landscape management, restoration of historic gardens and arrangement of green areas; understanding of biological processes and molecular pathways involved in the expression of agricultural food quality; identification of objective indexes for assessing the economic and environmental sustainability of agricultural food production and processing; development of innovative protocols for the exploitation of by-products and evaluation of new materials to improve food storage and reduce food waste; study of the possibility to broaden the range of agricultural food products and development of targeted marketing strategies; development of land management models in relation to climate change, with particular attention to carbon dynamics in the attempt to counteract desertification processes; identification of biochemical and molecular markers of soil degradation; assessment of the impact of Union Agricultural Policy obligations on land management systems and on food supply chain.