Micorrize, i biofertilizzanti naturali del suolo

Gli ortaggi rappresentano un gruppo di colture molto richiesto in tutto il mondo per il loro alto valore nutritivo, i diversi usi e l’adattabilità alle diverse aree.

In generale, le verdure sono esigenti in terreni fertili ricchi di materia organica e richiedono una grande quantità di sostanze nutritive. Tuttavia, negli ultimi anni, l’uso scorretto di fertilizzanti chimici ha avuto impatti negativi sugli ecosistemi, che ha costretto allo sviluppo di nuove strategie ecologiche basate su interazioni biologiche benefiche per aumentare la disponibilità di nutrienti nel suolo .

È quindi necessario promuovere alternative che siano più amichevoli con la natura e che permettano un’adeguata qualità della vita per l’uomo e il resto della biotica del pianeta. La produzione e l’uso di biofertilizzanti è una delle alternative promettenti, in quanto consentono di ridurre la dose di fertilizzanti chimici (sintetici), senza influire sulla produzione e sulle prestazioni dei sistemi agricoli. Inoltre, promuovono la crescita delle piante attraverso le sostanze che producono. Consentono inoltre la protezione delle colture contro gli agenti patogeni e sono maggiormente compatibili con la biologia del suolo.

Cosa sono i biofertilizzanti?

Il biofertilizzante è un prodotto che contiene uno o più microrganismi, che applicati al seme o al terreno, ne aumentano il numero e possono essere associati direttamente o indirettamente alle radici delle piante, instaurando interazioni e aumentando lo sviluppo vegetale e riproduttivo della pianta. In questo senso esistono prodotti come micorrize, solubilizzanti del fosforo, fissatori di azoto e alcuni di multiuso come decompositori di materia organica.

I biofertilizzanti influenzano i cicli dei nutrienti, le caratteristiche fisiche del suolo e lo sviluppo delle piante in modo tale da poterli classificare nelle seguenti tipologie:

• Fissatori di azoto atmosferico.
• Miglioratori dell’assorbimento dei nutrienti da parte della pianta.
• Solubilizzatori di nutrienti del suolo.
• Trasformatori e mineralizzanti della materia organica.
• Miglioratori della struttura del suolo.
• Aumentare la resistenza delle piante allo stress idrico e alla salinità.
• Rilasciando sostanze che favoriscono la crescita e lo sviluppo delle piante.
• Difensori delle piante contro parassiti e malattie.

In che modo i biofertilizzanti interagiscono con il suolo e le piante?

Nel suolo, ambiente naturale per lo sviluppo della vita animale, vegetale e microbica, sono presenti circa 30.000 specie di batteri, attinomiceti e funghi, di cui si conosce solo il 10 per cento.

I benefici forniti dai microrganismi del suolo sono molteplici, tra i quali spiccano i seguenti:

• Germinazione e radicazione dei semi,
• La massima disponibilità di nutrienti,
• Miglioramento della struttura del suolo,
• Protezione delle piante contro stress di varia natura, come, ad esempio, il controllo biologico delle malattie delle piante.

Qual è il ruolo dei funghi come biofertilizzanti?

I funghi si distinguono tra i biofertilizzanti per la solubilizzazione del fosforo inorganico, sia per la produzione di acidi organici ed enzimi, sia per la capacità di stabilire associazioni con le radici delle piante formando micorrize , che vengono commercializzate con successo come efficienti biofertilizzanti.

I funghi costituiscono gran parte della popolazione microbica totale del suolo ; Si trovano in misura minore rispetto ai batteri e svolgono funzioni preziose nel suolo, contribuendo con una percentuale significativa della biomassa edafica a causa del grande diametro dei loro filamenti e dell’estesa rete che formano.

I generi coltivabili frequentemente presenti nel suolo sono: Mucor sp., Chaetomium sp., Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus sp., Trichoderma sp., Verticillium sp., Rhizoctonia sp. e Rhizopus sp.

Nell’ambiente del suolo i funghi sono importanti perché sono fonte di cibo per altri organismi, sono antagonisti dei patogeni, creano relazioni benefiche come la simbiosi, sono saprofiti, degradano i residui colturali e sono agenti biotici che migliorano la struttura e il suolo aerazione.

Cos’è la micorriza?

Le micorrize (dal greco myces, fungo e rhiza, radice) rappresentano l’associazione tra alcuni funghi (micobionti) e le radici delle piante (fitobionti), ( Fig 1 ).

Figura 1. Associazione di ife fungo-radice

Il termine «micorriza» è stato coniato da Frank, un patologo forestale tedesco, nel 1877, quando studiava le radici di alcuni alberi della foresta. Nel 1900, il botanico francese Bernard ne evidenziò l’importanza; definisce le micorrize in termini funzionali e strutturali, come «organi di assorbimento doppi che si formano quando i funghi simbionti vivono all’interno degli organi di assorbimento sani (radici, rizomi o talli) di piante terrestri, acquatiche o epifite».

In questa associazione la pianta fornisce al fungo carboidrati (zuccheri, prodotto della sua fotosintesi) e un microhabitat per completare il suo ciclo vitale; mentre il fungo, a sua volta, consente alla pianta un migliore assorbimento di acqua e nutrienti minerali con scarsa disponibilità nel terreno (principalmente fosforo), nonché difese contro gli agenti patogeni. Entrambi, fungo e pianta, si avvantaggiano a vicenda, quindi l’associazione è considerata un «mutualismo». Circa l’80% delle famiglie di piante esistenti ha il potenziale per formare questo tipo di associazione.

Le micorrize aumentano la capacità di assorbimento dei nutrienti della radice , in quanto il micelio fungino (tessuto micorrizico), essendo un’estensione delle radichette, esplora molto più volume del terreno rispetto alla sola radice.

Molte volte le popolazioni naturali di micorrize sono insufficienti o inefficienti per stabilire una buona simbiosi, che influisce sullo sviluppo di una comunità vegetale. In questi casi, l’efficienza simbiotica può essere aumentata con l’inoculazione di funghi disponibili in commercio efficienti e competitivi.

Le micorrize arbuscolari (AM) sono il tipo di micorrize che costituiscono la maggior parte delle piante di interesse agrario. In questa associazione il fungo forma gli arbuscoli che sono le strutture dove avviene lo scambio di carbonio e fosforo tra il fungo e la pianta. Alcuni funghi micorrizici formano vescicole sul micelio interno, che sono strutture di riserva del fungo ( Fig 2 ).

Figura 2 . Micorriza arbuscolare. A) Radice di Mimosa luisana (Leguminosae, Mimosoideae); h: ife intercellulari, v: vescicole, ar: arbuscoli; B) Spore di funghi micorrizici arbuscolari; a) Pacispora sp. e b) Funneliformis sp.

Quali sono i benefici delle micorrize?

• Favoriscono l’assorbimento di ioni poco mobili dal suolo, in particolare fosfati, ma anche zinco, rame e ammonio.
• Maggiore crescita delle piante, principalmente in terreni a basso contenuto di nutrienti.
• Maggiore capacità di assorbimento dell’acqua e tolleranza alla siccità.
• Protezione contro i patogeni radicali.
• Disintossicazione da metalli pesanti.
• Protezione contro le variazioni di temperatura al di fuori della gamma ecologica delle colture e/o condizioni di siccità.
• Stabilizzazione di aggregati di particelle di suolo.
• Stimolazione di altri microrganismi simbionti membri della comunità rizosferica.
• L’insorgenza di micorrizazioni consente una maggiore nodulazione e fissazione dell’azoto nei legumi, favorendo una migliore nutrizione con fosforo nelle piante inoculate che migliorano il loro tasso di crescita e aumentano la produzione di antiossidanti.

Quali sono i benefici della micorrizazione per il suolo?

In relazione al suolo, i funghi micorrizici costituiscono una componente vitale della loro microbiologia, poiché è riconosciuto che producono glomalina, una glicoproteina protettiva dell’ifa, che ha l’effetto di un legante naturale che stimola l’aggregazione delle particelle nel terreno. Glomalin ha mostrato una grande persistenza nel suolo e la capacità di occupare una frazione significativa della materia organica e del carbonio totale nel suolo ( Fig 3) .

Figura 3 . La glomalina è il materiale verde in questa foto di aggregato del suolo. Tratto da “Il ruolo dei funghi micorrizici e la loro gestione (Douds, nd)

L’effetto benefico della simbiosi fungo-pianta sull’aumento dell’estensione e del volume dell’apparato radicale, nonché le ife dei funghi, consentono una maggiore ritenzione fisica delle particelle di terreno.

L’interazione della simbiosi micorrizica con altri microrganismi del suolo consente l’instaurazione di benefiche cooperazioni con un’ampia rappresentazione di questi e in competizione con altri, generalmente di tipo fitopatogeno.

Colonizzando porzioni di radice di micorrize, gli essudati che emettono aiutano le popolazioni di batteri a riprodursi in modo più efficiente, poiché entrambi i gruppi fanno parte della matrice biologica del suolo. Tra i generi batterici rilevati ci sono Pseudomonas spp., Bacillus subtilis, Azospirillum sp. e Azotobacter sp .; questi ultimi due importanti nei meccanismi di fissazione dell’azoto non simbiotico ».

Alcune pratiche agroecologiche per favorire la micorrizazione

In generale, vengono suggerite alcune alternative agroecologiche che tendono a favorire la micorrizazione, che corrispondono significativamente ad alcune di quelle consigliate per la conservazione del suolo e dell’acqua.

• Minima lavorazione del terreno, sia nel condizionamento e preparazione che nella cura delle colture.
• Rotazione, associazione, successione colturale.
• Contributi di fonti organiche al suolo.
• Mantenere il terreno coperto, in alternativa alla copertura morta e/o in diretta.
• Non brucia i residui colturali.
• Gestione delle quantità minime nel dosaggio di fertilizzanti chimici e pesticidi, in particolare rispettivamente fosforo e fungicidi. Nei casi possibili, rinunciare al suo uso.
• Inoculazione con funghi micorrizici, preferibilmente con specie autoctone.

I principali avversari tecnologici della micorrizazione nelle colture di interesse agrario sono:

• Lavorazioni del suolo e tutte quelle attività colturali che vengono svolte fino a circa 10 cm di profondità nel terreno, in quanto producono la rottura e la disgregazione del micelio esterno delle micorrize arbuscolari.
• Applicazioni di fertilizzanti chimico-minerali (in dosi elevate, più danni).
• Applicazioni di pesticidi inquinanti (in dosi elevate, più danni).

Le ragioni più accettate per la non proliferazione della simbiosi micorrizica, quando vengono effettuate applicazioni di fosforo ad alte dosi, sono le seguenti:

• Le radici, in ambienti ad alto contenuto di fosforo, non trasudano altrettanti prodotti stimolanti dai rami di ifa e quindi ci sono meno contatti di infezione o colonizzazione.

• Le piante con più fosforo non forniscono tanti carboidrati al fungo. Questo limita la colonizzazione dalla radice al suolo.

• Meno carboidrati forniti al fungo riducono la quantità di sporulazione e quindi la sua riproduzione, a causa della mancanza di energia adeguata.

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Come utilizzare le micorrize come biofertilizzanti nelle colture?

Il manuale «BIOFERTILIZZANTI PER LA PRODUZIONE PULITA DI VERDURE» consiglia di utilizzare le micorrize dei generi Glomus sp., Acaulospora sp., Entrosphosfora sp, Scutellospora sp., nelle loro presentazioni commerciali, come indicato nella tabella seguente:

La FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura) indica invece che per l’utilizzo del prodotto deve essere a contatto con l’apparato radicale della pianta, per questo viene applicato al momento della semina o del trapianto in dosi da 20 a 30 gr per sito o pianta, a seconda della concentrazione dell’inoculo micorrizico che possiede il prodotto commerciale.

Ulteriori raccomandazioni per l’uso dei biofertilizzanti sono:

• Conservare il sacchetto o il flacone del biofertilizzante concentrato in condizioni ermetiche per evitare qualsiasi tipo di contaminazione o alterazione del prodotto.
• Mescolare il biofertilizzante con i semi da seminare, secondo la quantità suggerita dal produttore.
• Lascia asciugare i semi impregnati con il biofertilizzante in un luogo fresco e ombreggiato.
• Seminare i semi pretrattati dopo che il prodotto si è asciugato, questa semina va fatta nelle prime ore della giornata o al tramonto, quando la luminosità e il caldo del sole sono diminuiti o sono tollerabili.
• Quando si hanno piantine e se il biofertilizzante è liquido, le piccole radici delle piantine vanno immerse nella soluzione acquosa con il prodotto, tenendo sempre conto della formulazione consigliata. Se il bio-input è solido, deve essere applicato preventivamente nel luogo o nel foro in cui deve essere collocata la piantina.
• Verificare la qualità del prodotto, controllando l’etichetta o consultando il produttore, tenendo conto della quantità di microrganismi per grammo, se è solido, o millilitro, se è liquido, e dell’assenza di microrganismi patogeni o fitopatogeni.
• Non utilizzare sacchetti o vasetti con data scaduta e che non presentino i dati del lotto e la data di produzione.
• Non mescolare il biofertilizzante con prodotti pesticidi come insetticidi, fungicidi, erbicidi o anche con fertilizzanti chimici che possono influenzare la crescita di microrganismi.
• Effettuare le applicazioni periodiche richieste dal prodotto, ricordarsi che va promossa la colonizzazione dei microrganismi del biofertilizzante nella rizosfera delle piante, cosa che non si può ottenere con una sola applicazione

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Conclusioni

Le micorrize arbuscolari costituiscono un’alternativa ecologicamente ed agronomicamente fattibile per vari sistemi di produzione agricola, in quanto mostrano elevata plasticità ecologica, si manifesta nella maggior parte delle colture di interesse agrario e vi sono basi scientifiche e tecniche per la sua attuazione nella pratica agronomica.

Bibliografia consultata

Valutazione agroecologica delle micorrize vescicolari arbuscolari

Rivista Advances, Vol. 16 No. 4 (2014)

• Gestione del suolo nella produzione di ortaggi con buone pratiche agricole

FAO 2013. ORGANIZZAZIONE DELLE NAZIONI UNITE PER L’ALIMENTAZIONE E L’AGRICOLTURA

• Biofertilizzanti per la produzione pulita di ortaggi. Manuale del produttore

Il Ministero dell’Agricoltura e dello Sviluppo Rurale, la Società Autonoma Regionale di Cundinamarca CAR, la società TECSOL Ltda, l’Associazione dei Produttori di Coagrocol e l’Università Nazionale della Colombia.

ISBN della prima edizione 2011: 978-958-719-734

• Concimazione biologica: tecniche all’avanguardia per uno sviluppo agricolo sostenibile

Produzione + Limpia, Vol. 5, Nº. 2 (luglio-dicembre), 2010, pp. 77-96

• Valutazione delle micorrize arbuscolari in interazione con fertilizzanti organici come coadiuvanti della crescita nella produzione orticola della Valle dell’Alto de Cochabamba, Bolivia

RevActaNova. vol.3 n.4 2007