Batteri promotori della crescita vegetale in terreni aridi

agricoltura - Foto di George PopaI batteri promotori della crescita vegetale sono una preziosa risorsa e opportunità per l’agricoltura praticata in zone aride, rappresentano inoltre una importante strategia sostenibile contro la desertificazione.

Quando l’acqua è il fattore limitante, le piante tendono ad incrementare il proprio apparato radicale per tentare di sopperire al deficit idrico.
Alcune Specie vegetali in terreni aridi riescono ad adottare strategie volte a massimizzare il beneficio della poca acqua a loro disposizione e grazie ad uno studio condotto dalle Università degli Studi di Milano, di Tunisi e del Cairo oggi scopriamo che le piante cresciute in suoli aridi hanno la possibilità di sviluppare una particolare alleanza tra radici e batteri presenti nel sottosuolo: ecco come riescono a sostenere la crescita vegetale anche in condizioni di forte scarsità di acqua.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Plos One, è il risultato di un lavoro svolto da un team internazionale coordinato da Daniele Daffonchio dell’Università degli Studi di Milano, da Ameur Cherif dell’Università di Tunisi El Manar e da Ayman Abou-Hadid dell’Università del Cairo Ain Shams.
La ricerca dimostra che il “desert farming” – cioè le pratiche agricole messe in atto nell’agricoltura in regioni aride e desertiche – rappresenta un fattore cruciale per la selezione di microrganismi benefici nel suolo, in grado di supportare la crescita vegetale in condizioni di siccità.

I microrganismi promotori della crescita vegetale appartengono ad una classe eterogenea di batteri che vivono in associazione con numerosi vegetali, colonizzandone la rizosfera – porzione di suolo a diretto contatto con le radici – e i tessuti vegetali.

Questi microrganismi sono in grado di promuovere la crescita vegetale in condizioni di stress tramite modulazione dell’omeostasi ormonale della pianta, migliorandone lo stato nutrizionale in termini di acquisizione di micro e macro-nutrienti e proteggendola dall’attacco di fitopatogeni.

Gli studi effettuati dal team di Milano documentano la biodiversità microbica associata a piante di peperoncino (Capsicum annuum L.) coltivate in un’azienda agricola tradizionale a nord del Cairo, in Egitto, comparando il microbioma della rizosfera, dell’endosfera e del terreno circostante con quello del suolo non coltivato.

Capsicum annum L. appartiene alla famiglia delle Solanaceae, è una pianta di grande importanza economica e colturale. Sebbene sia ampiamente coltivata in climi caldi e secchi è sensibile allo stress idrico infatti necessita di quantità di acqua relativamente abbondanti al fine di ottenere buone rese agricole. Questa pianta rappresenta un modello negli studi di fisiologia vegetale come quelli inerenti le condizioni di stress salino.

Lo studio ha evidenziato che le pratiche agricole messe in atto dai contadini egiziani arricchiscono il suolo coltivato di batteri benefici con ampie capacità di promozione della crescita vegetale. E’ la pianta stessa a determinare una pressione selettiva sul tipo di comunità batterica e sulla loro diversità, inoltre i diversi Generi di batteri mostrano una differente distribuzione attorno e nelle radici.

I saggi di coltivazione effettuati hanno simulanto condizioni di siccità ed hanno così messo in evidenza che i batteri benefici proteggono le piante dagli effetti deleteri dello stress idrico.
Già dopo 8 giorni dall’induzione dello stress, le piante di peperoncino trattate con i batteri mantengono la turgidità del fusto e mostrano un’efficienza fotosintetica significativamente più elevata rispetto alle piante non fertilizzate. Dopo 12 giorni di stress idrico, la biomassa radicale incrementa del 40% e la lunghezza delle radici del 20%, indicando che la resistenza alla siccità è legata alla promozione, mediata dai batteri, di un apparato radicale più esteso.

Lo studio mette in luce come il “desert farming”, basato sulle pratiche colturali tradizionali, sulla fertilizzazione con prodotti organici naturali (residui vegetali e letame) e sull’uso virtuoso dell’acqua per l’irrigazione, arricchisce il suolo di batteri che favoriscono la vitalità delle piante in condizioni di stress idrico.

L’innalzamento della tolleranza dei vegetali nei confronti della scarsità di acqua è un fattore cruciale quando è necessario proteggere e sostenere la produttività e la stabilità del suolo nelle zone aride: migliorare la qualità del suolo e del raccolto agricolo significa creare “isole di fertilità” capaci sia di garantire maggiori risorse alimentari per la popolazione sia incrementare e preservare la biodiversità vegetale contrastando in modo naturale la desertificazione.

Bisogna infatti ricordare che la scarsità di acqua mina profondamente la fisiologia delle piante in agricoltura e rappresenta la causa della perdita di quasi il 50% del raccolto agricolo nelle zone aride. In uno scenario globale caratterizzato dalla progressiva perdita di suolo fertile a causa della desertificazione, i batteri promotori della crescita vegetale – adattati a condizioni di aridità – rappresentano una risorsa sostenibile per l’agricoltura.

Fonte

Ufficio Stampa Università degli Studi di Milano

Marasco R, Rolli E, Ettoumi B, Vigani G, Mapelli F, et al. (2012) A Drought Resistance-Promoting Microbiome Is Selected by Root System under Desert Farming. PLoS ONE 7(10): e48479. doi:10.1371/journal.pone.0048479