project - EIP-AGRI Operational Group

Regulated organic seed supply chains for wheat evolutionary populations: an important asset for organic agriculture - Breed4Bio
Filiere sementiere biologiche regolamentate di popolazioni evolutive di frumenti: una importante risorsa per il settore biologico - Breed4Bio

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Completed | 2021 - 2023 Italy
Completed | 2021 - 2023 Italy
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Kontext

Recently the European Union (EU) has set a temporary experiment that allows the marketing of seeds from populations of wheat, barley, oats and corn (Implementing Decisions 2014/150 and 2018/1519). These introduce an absolute novelty in the seed sector, opening up to the marketing of heterogeneous material that does not comply with the requirements of distinctiveness, uniformity and stability (DUS) (Directive 66/402 / EEC). Meanwhile, the EU Council has adopted the new organic regulation with effects starting from 2022 (EU Reg. 2018/848), which indicates, among the seeds suitable for organic farming, those deriving from heterogeneous material. The populations, therefore, could constitute the seed material for the future of organic farming. Currently, many farmers use non-organic seeds using derogations, mainly due to the limited availability of seeds produced organically. Being able to draw on seed material selected and produced specifically for low-input productions, such as organic ones, which respect traceability and health conditions, is of interest for the operators the organic sector. The seed chain invests in verifying the conditions of reproducibility and marketing of heterogeneous material so that it is: i) healthy and not infected; and ii) tracked and manageable from a production point of view.

Objectives

The objective is to build a sustainable organic seed supply chain model for heterogeneous material (wheat populations) able to guarantee traceability and quality of the seed. The specific objectives are to: i) develop services to support the supply chain (agronomic support, management and traceability, a dedicated mobile application); ii) guarantee the quality (specific phytosanitary purity) of the seed by identifying the operations to be carried out in the critical phases without impoverishing the intrinsic biodiversity of the populations; iii) evaluate the socio-economic sustainability of the supply chain; ii) disseminating knowledge and sensitivity on agro-ecological approaches.

Objectives

L'obiettivo è costruire un modello di filiera sementiera sostenibile biologica di materiale eterogeneo (popolazioni di frumento) che garantisca la tracciabilità e la qualità della semente. Gli obiettivi specifici sono: i) sviluppare servizi a supporto della filiera (supporto agronomico, alla gestione e alla tracciabilità, un’applicazione mobile dedicata); ii) garantire la qualità (purezza specifica fitosanitaria) della semente individuando le operazioni da eseguire nelle fasi critiche senza depauperare la biodiversità intrinseca alle popolazioni; iii) valutare la sostenibilità socio-economica della filiera; ii) diffondere conoscenza e sensibilità su approcci agro-ecologici.

Activities

Activities are divided into Work Packages:
Project management;
Supply chain relations - to build processes and services for the seed supply chain of wheat populations by collecting, analyzing and organizing the needs of all actors;
Agronomic multiplication tests in the farms - to verify the agronomic performance of some wheat populations in different environments and identify the necessary operations in the field;
Laboratory analysis for population traceability - for seed quality verification;
Seed processing - to develop effective processing techniques for heterogeneous material, i.e. the populations;
Economic analysis of the supply chain;
Dissemination;
Training to farmers

Activities

Le attività sono:
Coordinamento del GO;
Relazioni di filiera: costruire nuovi processi e servizi raccogliendo, analizzando ed organizzando le necessità di tutti gli attori;
Prove di moltiplicazione in campo: verificare la performance agronomica di alcune popolazioni in diversi ambienti ed individuare le operazioni in campo utili a garantire la qualità;
Analisi di laboratorio per la tracciabilità della popolazione: verifica merceologica e qualitativa delle sementi;
Lavorazioni della semente: messa a punto delle migliori tecniche di lavorazione per materiale eterogeneo quale sono le popolazioni;
Analisi economica della filiera;
Divulgazione;
Formazione agli agricoltori.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Ort
Main geographical location
Bologna
Other geographical location
Reggio nell'Emilia, Rimini

EUR 298923.73

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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5 Practice Abstracts

WP5 verified the conditions that allow for economic sustainability of the wheat population supply chain, identifying the areas of special attention with a view to its efficiency that would keep the price of seeds, cultivation/processing and thus the finished product within acceptable limits for intermediate and end users, while still offering good profitability along the supply chain.

Through interactions with industry stakeholders, a spreadsheet in Excel® was constructed to simulate the breakdown of value (costs and margins along supply chains), which are characterized by different products (seed supply chain and food supply chain) and different degrees of processing of the marketed product (grain, flour, bread). The spreadsheet in Excel® has been made available at www.gobreedforbio.it/news-e-documenti/ along with the user manual.

It is evident how prices and margins at all stages can vary significantly in different situations, depending not only on the size and relative bargaining power of the operators involved, but also on specific output characteristics, cyclical inflationary dynamics etc.

L’azione 5 ha risposto all’esigenza di verificare le condizioni che consentono una sostenibilità economica della filiera delle popolazioni di cereali, individuando gli ambiti di particolare attenzione in vista di un suo efficientamento che permetta di contenere il prezzo delle sementi, della coltivazione/trasformazione e quindi del prodotto finito entro limiti accettabili per gli utilizzatori intermedi e finali, pur offrendo una buona remuneratività lungo la supply chain.

Tramite interazioni con gli operatori del settore, si è arrivati a costruire un foglio di calcolo in Excel® che permetta di simulare la suddivisione del valore (costi e margini lungo le filiere), caratterizzate da prodotti diversi (filiera sementiera e filiera alimentare) e da diversi gradi di trasformazione del prodotto commercializzato (granella, farina, pane). Il foglio di calcolo in Excel® è stato reso disponibile su www.gobreedforbio.it/news-e-documenti/ insieme al manuale di utilizzo.

E’ evidente come i prezzi e i margini in tutte le fasi possano variare significativamente in diverse situazioni, in relazione non solo a dimensioni e potere negoziale relativo degli operatori coinvolti, ma anche a specifiche caratteristiche degli output, a dinamiche inflazionistiche congiunturali etc.  

Seed processing in the case of populations must be carefully calibrated; in fact, the elimination of foreign seeds or impurities must not also be followed by the elimination of lines belonging to the population. To verify this, the two samples taken for each population and farm before and after processing were seeded in affinity plots on the CREA-DC experimental farm in two years (2022 and 2023). Observations made for all trial populations showed no macroscopic differences in the phenotypic composition of plots sown with seed in the wild and with selected seed.

Significant indicators for seed quality of cereal populations were found to be:

- the absence of charcoal;

- the absence of plants/seeds of foreign species (cultivated/spontaneous) that are difficult to eliminate in mechanical selection.

- the locality of multiplication. Excessive soil fertility results in excessive height and thus an increased likelihood of crop lodging and seed loss/discard. Also in WP3, samples positive for Ustilago sp. were subjected to the following heat treatments at Coop Agr. Cesenate: 50°C, 60°C, 70°C dry for 24 hours in a ventilated stove and 70°C for 24 hours after immersion in H2O for 30 minutes. Germination was confirmed for the dry-treated samples, while the wet treatment reduced it significantly. For the 70°C dry treatment, no spikes with the presence of Ustilago sp were found.

For the detection of its presence, no specific protocols for Ustilago tritici are available in the literature, so the ISTA 7-13a protocol for Ustilago nuda was adapted by applying Trypan blue dye. 

La lavorazione delle sementi di popolazioni deve essere calibrata attentamente; all’eliminazione di semi estranei o impurità, non deve seguire anche l’eliminazione di linee appartenenti alla popolazione. Per verificare questo, i due campioni prelevati per ogni popolazione ed azienda prima e dopo lavorazione, sono stati seminati in parcelle affinacate nell’azienda sperimentale del CREA-DC in due annate. Le osservazioni eseguite per le popolazioni in prova non hanno evidenziato differenze macroscopiche nella composizione fenotipica delle parcelle seminate con seme in natura e con seme selezionato.

Indicatori significativi per la qualità delle sementi di popolazioni sono risultati:

- l’assenza di carbone;

- l’assenza di piante/semi di specie estranee (coltivate/spontanee) difficilmente eliminabili in fase di selezione meccanica.

- la località di moltiplicazione. Una eccessiva fertilità del suolo comporta una eccessiva altezza ed una maggiore probabilità di allettamento della coltura e perdita/scarto della semente.

Campioni positivi a Ustilago sp. sono stati sottoposti ai seguenti trattamenti termici: 50°C, 60°C, 70°C a secco per 24 ore in stufa ventilata e 70°C per 24 ore dopo immersione in H2O per 30 minuti. I test di germinazione condotti dopo i trattamenti hanno evidenziato la tenuta germinativa dei campioni trattati a secco, mentre il trattamento ad umido l’ha ridotta significativamente. Per il trattamento a 70°C a secco non si sono riscontrate spighe con presenza di Ustilago sp.

Per l’individuazione della sua presenza, in letteratura non sono disponibili protocolli specifici per Ustilago tritici, è stato quindi adattato il protocollo ISTA 7-13a per Ustilago nuda applicando il colorante Trypan blu. 

In WP3, the quality of seed produced following processing at a seed company was verified through laboratory analysis. For each farm and wheat population, samples taken at harvest and samples taken after seed processing at the seed company in the 2021 and 2022 crop years were analyzed. The parameters analyzed were: specific purity, determination of foreign seed number and germinability. The results confirmed the effectiveness of seed processing in terms of specific purity, with a value of 100% for all populations on each farm in 2021 and values above the legal limits for 2022. After seed processing, the number of foreign seeds decreases sharply, even on farms with higher foreign species pollution. The legal limit for this parameter for a second generation seed is 10 seeds of other species and 7 seeds if there are other cereal species. Foreign species that tend to persist even after seed processing are: Hordeum vulgare; Triticum durum; Secale cereale and Vicia spp. in the year 2021 and Abelmoschus esculentus; Convolvulus arvensis; Galium spp.; Hordeum vulgare; Triticum durum in the year 2022. All populations observed on each farm and in both years have a germinability percentage within the legal limits for their category already at harvest (legal minimum for second-generation seed: 85%), this figure then improves after seed processing, following removal of broken or damaged seed.

Nell’Azione 3 è stata verificata la qualità merceologica delle sementi prodotte a seguito di lavorazione presso una ditta sementiera, attraverso analisi di laboratorio. Per ciascuna azienda agricola e popolazione del progetto sono stati analizzati i campioni prelevati in fase di trebbiatura (seme in natura) ed i campioni prelevati dopo la lavorazione del seme presso la ditta sementiera, nelle annate agrarie 2021 e 2022. I parametri analizzati sono stati: la purezza specifica, la determinazione del numero di semi estranei, la germinabilità. Dai risultati si conferma l’efficacia della lavorazione del seme in termini di purezza specifica, con valore pari al 100% per tutte le popolazioni di ciascuna azienda nel 2021 e valori sopra i limiti di legge per l’anno 2022. Dopo la lavorazione del seme il numero di semi estranei diminuisce nettamente, anche nelle aziende agricole che presentano un inquinamento con specie estranee più alto. Il limite di legge per tale parametro per una semente di seconda riproduzione è di 10 semi di altre specie e di 7 semi se vi sono altre specie di cereali. Le specie estranee che tendono a persistere anche dopo la lavorazione del seme sono: Hordeum vulgare; Triticum durum; Secale cereale e Vicia spp. nell’anno 2021 e Abelmoschus esculentus; Convolvulus arvensis; Galium spp.; Hordeum vulgare; Triticum durum nell’anno 2022. Tutte le popolazioni osservate in ciascuna azienda ed in entrambi gli anni hanno una percentuale di germinabilità entro i limiti di legge per la categoria di appartenenza già sulla semente in natura (minimo di legge per semente di seconda riproduzione: 85%), tale dato migliora poi dopo la lavorazione del seme, in seguito all’eliminazione di semente spezzata, striminzita o danneggiata.

The agronomic performance of evolutionary populations of bread wheat (T. aestivum L. FURAT FLORIDDIA, MIX TENERO TOSCANA 1, MIX TENERO TOSCANA PA1 and BIO2) in the open field in different areas in the Emilia-Romagna Apennines over two years (2021 and 2022) was tested, identifying the field operations necessary to ensure quality seed production. The overall average yield of wheat populations on the three farmswas 2.5 t/ha. The population Furat Floriddia was the most productive as an average of the two years and the three farms with 2.56 t/ha, followed by BIO2 (2.37 t/ha), Mix Toscana 1 (2.25 t/ha) and Mix Toscana PA1 (2.20 t/ha). The average plant height in 2021 (123.8 cm) was significantly higher than the average height in 2022 (116.9 cm). All wheat in 2022 had lower vegetative development due to the prolonged absence of rainfall in spring. The Furat Floriddia population, at 47.54 g, had a higher average 1000-kernel weight than the other populations. The overall average protein content was 12.6%. In 2021, the presence of Ustilago sp. was recorded in all but one project population. In contrast, the presence of Tilletia, rust, Fusarium and powdery mildew was not detected. In 2022, however, Ustilago was almost absent in the field, probably as a result of a drier weather pattern than in 2021.

E' stata verificata la performance agronomica di popolazioni evolutive di frumento tenero (T. aestivum L. FURAT FLORIDDIA, MIX TENERO TOSCANA 1, MIX TENERO TOSCANA PA1 e BIO2), in pieno campo in diverse zone nell’appennino emiliano-romagnolo su due annate (2021 e 2022), individuando le operazioni in campo necessarie a garantire la produzione di semente di qualità. La media produttiva generale delle popolazioni nelle tre aziende agricole dell’appennino emiliano-romagnolo è stata di 2,5 t/ha. La popolazione Furat Floriddia è stata la più produttiva come media dei due anni e delle tre aziende con 2,56 t/ha, seguita da BIO2 (2,37 t/ha), Mix Toscana 1 (2,25 t/ha) e Mix Toscana PA1 (2,20 t/ha). Nel 2021 l’altezza media della pianta (123,8 cm) è stata significativamente maggiore dell’altezza media nel 2022 (116,9 cm). Tutti i frumenti nel 2022 hanno avuto uno sviluppo vegetativo inferiore a causa della prolungata assenza di piogge in primavera. La popolazione Furat Floriddia, con 47,54 g, ha fatto registrare un peso medio di 1000 semi più alto delle altre popolazioni. La media generale del contenuto di proteina è stata 12,6%. Nel 2021 è stata registrata la presenza di carbone (Ustilago sp.) in tutte le popolazioni del progetto tranne che in un caso. Non è stata invece riscontrata la presenza di carie, ruggine, Fusarium ed oidio. Nel 2022 il carbone è risultato invece pressoché assente in campo, probabilmente in seguito ad un andamento climatico più siccitoso rispetto al 2021.

WP 1, which included activities aimed at developing the supply chain of evolutionary wheat populations, led to the drafting and sharing of documents useful for seed production, the creation and administration of a farmer questionnaire, the implementation of a focus group, two workshops, the development of new functions for the SeedLinked App, and the production of flour and breads of evolutionary populations. The analysis report of the 70 responses to the questionnaire is available at www.gobreedforbio.it/news-e-documenti/. The workshops discussed the new perspectives opened up by the EU Regulation 2018/848 on seeds, with particular reference to Organic Heterogeneous Material, in particular, the new features contained in the delegated acts published in May 2021. Thanks to the focus group, the salient elements of supply chain relations with regard to bread and pasta production chains were analyzed. The focus group revealed how supply chain relationships enable the value chain to be strengthened and rebalanced, supporting the joint pursuit of quality that sustains processing and builds consumer loyalty, fully justifying the necessary price premiums. The SeedLinked mobile application for setting up decentralized on-farm varietal trials, field data collection by both farmers and technicians, and geolocation of the farm network, has been developed for use in Italy. The App's user manual for technicians and farmers is available at www.rsr.bio/seedlinked and www.gobreedforbio.it.

L’azione 1 che prevedeva attività finalizzate allo sviluppo della filiera di popolazioni evolutive di frumenti ha portato alla condivisione di documenti utili alla produzione di semente, la somministrazione di un questionario per agricoltori, la realizzazione di un focus group, due workshop, lo sviluppo di nuove funzioni per la App SeedLinked, la produzione di farine e pani. Il report di analisi delle 70 risposte al questionario è disponibile al link www.gobreedforbio.it/news-e-documenti/ . Nei workshop sono state discusse le nuove prospettive aperte dal Regolamento UE 2018/848 in tema di sementi, con particolare riferimento al Materiale Eterogeneo Biologico, illustrando le novità contenute negli atti delegati del regolamento europeopubblicati a maggio 2021. Grazie al focus group sono stati analizzati gli elementi salienti delle relazioni di filiera. Dal focus group è emerso come queste relazioni permettano di rafforzare e riequilibrare la catena del valore, sostenendo il perseguimento congiunto di una qualità che sostenga i processi di trasformazione e fidelizzi il consumatore. L’ applicazione mobile SeedLinked per impostazione di prove varietali decentralizzate in aziende agricole, raccolta dati in campo e geolocalizzazione della rete di aziende è stata sviluppata per l’uso in Italia. Il manuale di utilizzo della App per tecnici e agricoltori è disponibile su www.rsr.bio/seedlinked.

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Contacts

Project coordinator

  • Open Fields srl

    Project coordinator

Project partners

  • Arcoiris srl

    Project partner

  • Azienda Agraria Sperimentale Stuard

    Project partner

  • Azienda Agricola Cà di Bartoletto

    Project partner

  • Azienda Agricola Marzocchi Arianna

    Project partner

  • Azienda Agricola Terrasanta

    Project partner

  • CREA Difesa e Certificazione

    Project partner

  • Centoform srl

    Project partner

  • Cooperativa Agricola Cesenate

    Project partner

  • Molino Pransani

    Project partner

  • Rete Semi Rurali

    Project partner