La quinoa incontra l'AI: nuove varietà resistenti al clima per gli altopiani peruviani
Successo dell'allevamento: tre nuove varietà di quinoa adattate al clima estremo dell'Altiplano assicurano cibo e reddito ai piccoli agricoltori
L'intelligenza artificiale lo rende possibile: tre nuove varietà di quinoa appositamente adattate al clima estremo degli altopiani peruviani sono il risultato di un ampio progetto di ricerca condotto dall'Universidad Nacional del Altiplano (UNAP) in Perù, dall'Università di Hohenheim di Stoccarda e dalla società di selezione vegetale KWS SAAT SE & Co. KGaA. Le nuove varietà combinano rese elevate, tempi di crescita più brevi e una maggiore tolleranza alle condizioni avverse del cambiamento climatico. Sono state consegnate ufficialmente ai rappresentanti dei due gruppi di popolazione tradizionali degli altopiani in occasione di una giornata cerimoniale sul campo presso la stazione sperimentale UNAP di Camacani, sul lago Titicaca, alla fine di aprile 2025. Con questo progetto di sviluppo sociale aziendale, KWS sostiene gli agricoltori locali e trasmette direttamente le competenze necessarie per la selezione e la moltiplicazione dei semi.
I cambiamenti climatici interessano quasi tutte le regioni del mondo. Tuttavia, è particolarmente sentito nelle regioni montane, dove il riscaldamento sta progredendo più rapidamente della media globale. A causa della loro particolare posizione e delle condizioni climatiche, ciò ha un impatto considerevole sull'agricoltura.
Questo è anche il caso degli altopiani peruviani, dove la quinoa (Chenopodium quinoa) viene coltivata insieme ad altre colture come mais, fagioli e orzo. La quinoa ha buone proprietà nutrizionali ed è un alimento base per i piccoli agricoltori della regione andina.
Negli ultimi anni, il clima dell'Altiplano, un vasto altopiano delle Ande, è diventato molto meno stabile. I periodi di pioggia e di siccità chiaramente definiti che erano comuni fino a qualche decennio fa, durante i quali i piccoli agricoltori potevano pianificare le semine, non esistono più. L'inizio della stagione delle piogge è diventato più irregolare, il che significa che gli agricoltori devono adattarsi a nuove date di semina con breve preavviso. Inoltre, la stagione di crescita può accorciarsi di uno o due mesi nelle annate secche.
Un decennio di ricerca intensiva
"In questo contesto, vi è l'urgente necessità di selezionare piante in grado di far fronte a livelli di precipitazioni più bassi, pur garantendo rese elevate e, soprattutto, maturando più rapidamente rispetto alle varietà convenzionali", spiega il Prof. Dr. Karl Schmid del Dipartimento di Biodiversità delle Colture e Informatica della Riproduzione dell'Università di Hohenheim.
L'Università di Hohenheim e l'Universidad Nacional del Altiplano di Puno, in Perù, si sono dedicate congiuntamente a questo compito nell'ambito di un progetto di sviluppo sociale dell'azienda di selezione vegetale KWS di Einbeck. KWS si assume così la responsabilità sociale in vari progetti in regioni svantaggiate e contribuisce con la sua esperienza di breeding. L'obiettivo era quello di sostenere gli agricoltori peruviani, che spesso non dispongono delle risorse necessarie per la selezione rapida e ad alta intensità di costi di varietà resistenti al clima.
Poco più di dieci anni fa, i partecipanti al progetto hanno iniziato a incrociare sei delle varietà di quinoa più comunemente coltivate all'epoca in Perù - prevalentemente varietà tradizionali - e a produrre migliaia di discendenti. Gli agricoltori della regione sono stati coinvolti in ogni fase del processo.
L'intelligenza artificiale lo rende possibile
Nel corso di diversi anni, i partecipanti al progetto hanno testato le caratteristiche di questi incroci, come la resa, la stabilità della resa, la resistenza alle malattie e la tolleranza al gelo in varie località degli altopiani peruviani. Alla fine, sono riusciti a selezionare tre varietà che combinano le caratteristiche desiderate: rese elevate e un periodo di maturazione più breve: Anmusa Kancharani, Anmusa Taquile e Anmusa Athoja.
L'uso dell'intelligenza artificiale ha dato un contributo importante in questo senso: ad esempio, centinaia di fotografie di piante di quinoa nei campi di prova in Perù sono state analizzate con l'analisi delle immagini di deep learning per stimare meglio la resa. In questo modo è stato possibile caratterizzare geneticamente la forma e la densità delle infiorescenze, caratteristiche importanti per la formazione della resa.
Effetti di vasta portata che vanno oltre il puro successo riproduttivo
"È particolarmente degno di nota il fatto che le sementi siano messe a disposizione degli agricoltori gratuitamente", sottolinea il Prof. Dr. Schmid. In questo modo, vogliamo garantire che anche i piccoli agricoltori possano beneficiare dei progressi dell'attuale ricerca sulla selezione".
Con l'aiuto dell'UNAP, le comunità di piccoli agricoltori vogliono creare le proprie piccole aziende per la propagazione delle sementi. In questo modo, i partecipanti al progetto vogliono promuovere l'uso sostenibile delle nuove varietà e allo stesso tempo creare incentivi economici per la regione.
"Oltre alla selezione di nuove varietà, il progetto è anche un ottimo esempio di formazione delle nuove generazioni", afferma il Prof. Schmid. Per rafforzare a lungo termine le competenze in materia di riproduzione vegetale in Perù, sotto la sua guida e in stretta collaborazione con l'UNAP, gli scienziati peruviani hanno ricevuto una formazione completa su un'ampia gamma di metodi pratici.
"Un dottorando peruviano, che presto completerà il suo dottorato presso l'Università di Hohenheim, e circa due dozzine di studenti di scienze agrarie dell'UNAP sono stati coinvolti nel progetto e hanno appreso i metodi più avanzati di selezione delle piante", spiega. "Grazie ai rapidi progressi della tecnologia AI, questi metodi possono ora essere utilizzati anche per colture meno comuni come la quinoa e nei Paesi del Sud globale".
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