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AGRICOLTURA |
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SOSTENIBILE | |
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FERTILITA' BIOLOGICA DEL |
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SUOLO: MICRORGANISMI |
DA UTILIZZARE | |
| COME | ||
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A Pisa il CNR analizza i batteri azotofissatori e i funghi micorrizici per la produzione di proteine per le piante |
BIOFERTILIZZANTI | |
| Fig.1: le piante che ospitano nelle loro radici funghi simbionti micorrizici mostrano una maggiore crescita. nella foto è evidente "l'effetto crescita" in piantine di vite inoculate con il fungo micorrizico Glomus mosseae (a sinistra), rispetto a piantine di controllo (a destra) |
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I più recenti dati riguardanti il "global change" hanno mostrato l'importanza della gestione sostenibile degli agroecosistemi, che comporta una riduzione di pesticidi chimici e fertilizzanti, in accordo con lo sviluppo futuro dell'agricoltura europea. In presenza di bassi input energetici assume un'importanza fondamentale il ruolo svolto dai microrganismi nella conservazione della fertilità dei suoli. I microrganismi, infatti, stanno alla base dei cicli biogeochimici, dal cui funzionamento dipende la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi.
Presso la Sezione di Pisa dell'Istituto di Biologia e Biotecnologie Agrarie del CNR di Milano sono studiati alcuni tra i più rappresentativi microrganismi da utilizzare come "biofertilizzanti" in agricoltura: i batteri azotofissatori ed i funghi micorrizici.
I batteri azotofissatori sono capaci di trasformare l'azoto, presente nell'atmosfera in forma di gas inerte, in ammonio, un elemento nutritivo che le piante utilizzano per la produzione di proteine, essenziali per la vita di tutti gli organismi. La maggior parte dell'azoto che in questo modo giunge alle piante ed in seguito al terreno è fissato da batteri che vivono in simbiosi con circa 17.500 specie diverse di piante leguminose, e sono capaci di fissare fino a 300 kg di azoto per ettaro per anno, una cifra enorme se paragonata alla quantità fissata dai batteri non-simbiontici, da 1 a pochi kg di azoto per ettaro per anno.
Per quanto riguarda i funghi micorrizici, migliaia di specie diverse di essi vivono in associazione con le radici della maggior parte delle specie vegetali, circa il 90%, formando simbiosi chiamate "micorrize". Le piante che ospitano nelle loro radici funghi simbionti mostrano non solo una maggiore crescita, dovuta al migliore assorbimento minerale operato dalle ife fungine che si estendono dalla radice al terreno, ma anche una maggiore tolleranza agli stress biotici ed abiotici, e quindi un benessere generale più elevato, rispetto alle piante prive di simbionti fungini (fig.1).
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| Fig.2: utilizzando un modello sperimentale bidimensionale, è stato possibile mettere in evidenza la rete di ife del fungo micorrizico che si estende dalle radici della pianta ospite e colonizza l'ambiente circostante |
Oltre a traslocare nutrienti minerali dal terreno alla pianta ospite, i funghi micorrizici hanno anche un'importante funzione di redistribuzione delle risorse energetiche all'interno delle comunità vegetali. Infatti, gli zuccheri sintetizzati da una pianta possono essere trasportati ed utilizzati da altre piante, anche appartenenti a specie diverse, che condividano lo stesso fungo simbionte e siano perciò collegate tra loro da una rete di ife fungine. Studi recenti, eseguiti sempre presso la stessa Sezione, utilizzando microscopia time-lapse e video-enhanced, hanno dimostrato che il principale meccanismo di formazione di reti fungine che dalle radici si espandono tridimensionalmente nel terreno e che collegano tra loro piante diverse è rappresentato dalla capacità delle ife di formare anastomosi con ife originate da altri individui fungini compatibili, formando così reti di lunghezza indefinita (fig. 2).
La riduzione della biodiversità dei funghi micorrizici, sia in ambienti agrari che in ambienti naturali, a causa dell'inquinamento e di disturbi antropici, ha spinto l'Unione Europea a finanziare programmi di ricerca finalizzati alla conservazione del loro germoplasma. Specie e ceppi che presentino caratteristiche agronomicamente interessanti, quali infettività, efficienza, capacità di controllo biologico, tolleranza a fertilizzanti, erbicidi, fungicidi, sono attualmente selezionati e riprodotti in diverse collezioni nazionali, che nel loro insieme costituiscono una vera e propria banca europea senza pareti ed in cui è rappresentata anche l'Italia, con la collezione di specie mediterranee presente presso la Sezione pisana dell'Istituto CNR.
Il mantenimento e lo sviluppo delle collezioni esistenti rappresenta un obiettivo prioritario ai fini dell'uso dei funghi micorrizici in sistemi agricoli sostenibili e per la produzione di alimenti di alta qualità, dato il loro importante ruolo di "biofertilizzanti": dalla loro presenza dipendono infatti la conservazione della fertilità dei suoli, la biodiversità degli ecosistemi e la struttura ed il funzionamento delle comunità vegetali.
| Summary | ||
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The most important soil microorganisms to be
utilised as "biofertilizers" are studied in Pisa, in the Division of
the Institute of CNR. Nitrogen-fixing bacteria, which live in symbiosis with legumes, are able to fix up to 300 kg N/ha/year. Mycorrhizal fungi, which live in symbiosis with 90% |
plant species, are able to transfer mineral nutrients from the soil to the host plants. The strains showing important agronomic characters have been selected and are currently maintained in the collection in Pisa, for their utilization as "biofertilizers". |