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project - EIP-AGRI Operational Group

Innovative durum wheat genotypes for sustainable agriculture - GO Far
Genotipi innovativi di frumento duro per l'agricoltura sostenibile - GO Far

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Ongoing | - Italy
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Context

The durum wheat sector, in Emilia Romagna and in Italy, needs a decisive step forward - similar to the one that characterised the sector in the early 1900s - in the face of the changed climatic and environmental context, and this objective can be achieved thanks to the GO-FAR Project, which brings into play, in close synergy, the frontiers of genetic research and sensor technology together with the concrete experience of farmers motivated to protect, develop and consolidate, well beyond the confines of their own farms, one of the key supply chains of Made in Italy in the world.

Wheat is the source of 20% of the calories consumed by man and is the most widely cultivated cereal on our planet. In particular, durum wheat is used for the production of pasta, one of the most important food products in Italy and a staple of the Mediterranean diet. Unlike common wheat, which is cultivated practically everywhere except in tropical areas, durum wheat is mainly grown in three macro-areas, among which we find the Mediterranean basin. Italy produces more than 50% of the European Union's durum wheat and, at the Italian level, the Emilia-Romagna region is third in terms of tons produced (440,240 tons, av. 2021-2023). The climate change affecting our planet has a significant impact on durum wheat yields, which cannot count on vast cropping areas to compensate for local adverse events. The price trend, shown in the graph, confirms a picture of uncertainty and volatility. Support for the crop must, however, take place under the constraint of full environmental sustainability.


Activities

The GO-FAR Operational Group plans to work on two key points in durum wheat cultivation:

1. Management of major pathogens through varietal improvement;

2. Study of performing varieties under low fertilizer input conditions.

Regarding the first point, a trial of modern material and some local ecotypes will be conducted in two experimental farms for resistance against Fusarium and Septoriosis. From the second year of the project, experimentation of 2-3 state-of-the-art genotypes provided by a seed company, again for resistance against these two pathogens, is planned in some of the project partners farms.

Regarding the low-input trial (point 2), the trial will involve the experimental farms first, to be extended from the second year of the project to some of the partner farms. Varieties will be tested at 100% fertilization and at a lower level so that comparative quality analyses can be carried out.

In parallel with the trials, farms will be provided with a Decision Support System (DSS) for durum wheat management and two new tools: black rust and intercropping management.

At the same time, a research center and a seed company will undergo a breeding programme targeting resistance to major wheat diseases and technological quality under low-input conditions.

Activities

Il Gruppo Operativo GO-FAR prevede di lavorare su due punti fondamentali nella coltivazione del frumento duro:

1. Gestione dei principali patogeni attraverso il miglioramento varietale

2. Studio di varietà performanti in condizioni di basso input di fertilizzanti

Per quanto riguarda il primo punto, verrà condotta una sperimentazione di materiale moderno e qualche ecotipo locale (forniti da un centro di ricerca) per resistenza contro Fusarium e Septoriosi, in due aziende sperimentali del territorio. Dal secondo anno del progetto, è prevista una sperimentazione in alcune delle aziende agricole afferenti al progetto, di 2-3 genotipi all’avanguardia, forniti da una ditta sementiera, sempre per resistenza a questi due patogeni.

Anche riguardo la sperimentazione a basso input (punto 2) la sperimentazione interesserà prima le aziende sperimentali, per poi essere estesa, dal secondo anno di progetto, ad alcune delle aziende agricole partner. Le varietà verranno testate al 100% della fertilizzazione ed a una percentuale minore, così da poter effettuare analisi qualitative comparative.

In parallelo alle prove, alle aziende agricole verrà fornito un Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS) per la gestione del frumento, con due nuove funzionalità relative alla ruggine nera e l'intecropping

Allo stesso tempo, un centro di ricerca ed una ditta sementiera lavoreranno su incroci per la costituzione di nuove varietà resistenti alle principali malattie del frumento e che riescano a fornire un prodotto di qualità anche in condizioni di basso input.

Additional information

In order to guarantee the maintenance of yields in a context of rising temperatures in the critical phases of plant development, and to improve the environmental sustainability of durum wheat cultivation, it is therefore necessary to act on two fronts: 1) identify and make available to farmers innovative resilient genotypes, whose qualitative-quantitative production depends to a lesser extent on chemical treatments carried out both from a defence and a nutrition point of view; 2) make the use of agro-ecological techniques and Decision Support Systems, fundamental elements of an effective input rationalisation strategy, concretely accessible to farms.

Project details
Main funding source
CAP Strategic Plans 2023-2027 for Operational Groups
Additional funding source
No additional funding source
Project contribution to EU Strategies
  • Reducing the overall use and risk of chemical pesticides and/or use of more hazardous pesticides
  • Reducing nutrient losses and the use of fertilisers, while maintaining soil fertility
  • Improving management of natural resources used by agriculture, such as water, soil and air
Territorial scope
National

Budget information

EUR 360 839.96
Total contribution
EAFRD contribution
EUR 360 839.96

  • EAFRD contribution EUR 360 839.96

Specific financial information not available.

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Project keyword

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5 Practice Abstracts

The output of Work Package 1 will be:

a. complete genomic datasets for pre-existing durum wheat panels and identification of loci of interest based on past phenotypic data.

b. complete sets of KASP®-type diagnostic markers for rapid identification of genetic material containing alleles useful for tolerance/resistance to major wheat diseases and for nitrogen and water uptake.

c. identification and obtainment of new advanced homogeneous lines carrying useful loci through a process of crosses based on data obtained in the project.

The products of this action lay the foundation for the varieties constitution that can be resilient to climate change and that can enable farmers to manage the crop more economically and sustainably.

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Gli output di questa Azione saranno:

a. dataset genomici completi per panel pre-esistenti di frumento duro ed identificazione di loci di interesse sulla base dei dati fenotipici pregressi.

b. set completi di marcatori diagnostici di tipo KASP® per la rapida individuazione di materiale genetico contente alleli utili per la tolleranza/resistenza alle principali malattie del frumento e per l'assorbimento di azoto e acqua.

c. individuazione ed ottenimento di nuove linee avanzate omogenee e portatrici di loci utili grazie a un processo di incroci basati sui dati ottenuti in sede di progetto.

I prodotti di questa azione mettono le basi per la costituzione di varietà resilienti al cambiamento climatico e che possano consentire una gestione più economica e sostenibile da parte degli agricoltori.

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L'output dell'Azione 2 sarà:

a. dataset fenotipici relativi alle prove in ambiente controllato per fitopatologie e apparato radicale;

b. dataset fenotipici e qualitativi di produzione e quantitativo proteico in risposta alla concimazione in condizioni di nutrizione controllata in stazione sperimentale;

c. dataset fenotipici relativi allo sviluppo di malattie ed accumulo di deossinivalenolo in stazione sperimentale.

I dataset fenotipici presi costituiranno la base da cui partire per riuscire ad individuare alleli utili e poter progredire più velocemente nell'ambito della selezione varietale.

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The output of WP2 will be:

a. phenotypic datasets related to controlled environment trials for phytopathology and root system;

b. phenotypic and qualitative datasets of production and protein quantity in response to fertilization under controlled nutrition conditions in experimental stations;

c. phenotypic datasets related to disease development and deoxynivalenol accumulation in experimental station.

The phenotypic datasets taken will provide the basis from which to be able to identify useful alleles and be able to make faster progress in varietal selection.

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Il prodotto dell'Azione 3 saranno:

a. dati agronomici e produttivi relativi alle prove presso le aziende agricole relative a condizioni di bassa concimazione azotata e tolleranza agli stress biotici;

b. definizione di protocolli di coltivazione più sostenibili

c. esiti della sperimentazione approfondita del DSS da parte delle aziende agricole partner.

Le aziende agricole avranno modo di vedere e provare le varietà innovative selezionate e usufruire dei protocolli di coltivazione più sostenibile, incluso l'utilizzo di DSS.

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The output of WP3 will be:

a. agronomic and production data from on-farm trials related to low nitrogen fertilization conditions and tolerance to biotic stresses;

b. definition of more sustainable cultivation protocols;

c. outcomes of in-depth testing of DSS by partner farms.

Farmers will have the opportunity to see and try the selected innovative varieties and take advantage of the most sustainable cultivation protocols, with also the ability to use DSS.

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Il prodotto dell'azione 4 sarà un report contenente:

● valutazione della qualità dei servizi offerti dal DSS. Risultati dei confronti tra output dei modelli e osservazioni in campo.

● utilizzo DSS come numero di accessi e pagine web consultate dagli utenti.

● valutazione del grado di soddisfazione degli utenti sull'uso del servizio.

● valutazione di sostenibilità delle coltivazioni sperimentali. Descrizione degli indici e dataset dei risultati.

● adozione della bulatura (relay-cropping) con dataset dei risultati e analisi SWOT per singola azienda per valutarne la fattibilità.

I dati ottenuti permettono di consolidare i modelli del DSS e validare nuove funzionalità utili.

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The product of WP 4 will be a report with the following sections:

● quality assessment of the DSS services offered. Results comparisons between model outputs and field observations.

● DSS usage as number of accesses and web pages accessed by users.

● assessment of the degree of satisfaction by userson the use of the service.

● assessment of the sustainability of the experimental crops. Description of indices and dataset of results.

● relay-cropping adoption with dataset of results and SWOT analysis for individual farm to assess its feasibility.

The data obtained allow consolidation of DSS models and validation of new useful features.

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Il prodotto dell'Azione 5 sarà un report che conterrà al suo interno:

- Rischio di effetti avversi (%) e costo del rischio (€) per la salute dell'operatore

- Emissioni in ton di CO2 eq./ha e costi evitati (€/ha) per l'impronta di carbonio

- Emissioni in kg di NO3/ha e kg di NH3 /ha e Costi evitati (€/ha) per le emissioni azotate

- C stoccato nel suolo (CO2/ha) e benefici generati (€/ha) per lo stoccaggio di carbonio nel suolo

Questi prodotti permetteranno di misurare la sostenibilità sociale ed economica delle attività legate al progetto.

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The output of WP 5 will be a report that will contain:

- Risk of adverse effects (%) and cost of risk (€) to operator health

- Emissions in tons of CO2 eq./ha and avoided costs (€/ha) for carbon footprint

- Emissions in kg NO3/ha and kg NH3 /ha and Costs avoided (€/ha) for nitrogen emissions

- C stored in soil (CO2/ha) and benefits generated (€/ha) for carbon storage in soil.

These products will make it possible to measure the social and economic sustainability of project-related activities.

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