Le micorrize: un potenziale alleato per orti e frutteti

L’agricoltura in un contesto di nuove sfide globali

Il progresso scientifico e tecnologico che ha contraddistinto il ‘900, investendo anche il settore agricolo, ha permesso un consistente incremento delle produzioni alimentari riuscendo ad assecondare il progressivo aumento demografico che ha caratterizzato questa fase storica. Questo progresso ha avuto un forte impatto negli ambiti della genetica vegetale e animale, la nutrizione vegetale e la protezione delle colture.

Tutti questi progressi vengono inclusi in un processo più ampio che ha rivoluzionato l’agricoltura e che prende in nome di Green Revolution. Sebbene tutto ciò abbia permesso l’aumento delle rese di produzioni sia vegetali che animali, le strategie messe in atto sono state spesso poco sostenibili con numerosi effetti negativi.

Molti dei presupposti che hanno spinto il progresso in agricoltura sono tuttora validi e questo in un contesto di nuove sfide/problemi. Cambiamenti climatici, inquinamento, maggiori consapevolezze degli effetti degli agrofarmaci sulla salute impongono un progresso che sia sempre più eco friendly

In questo nuovo scenario è auspicabile un cambio di paradigma che ci porti gradualmente verso una riduzione nell’utilizzo di input chimici in agricoltura e una sostituzione di questi con strategie sostenibili e a basso impatto ambientale. L’economicità dei mezzi tecnici (fertilizzanti, fitofarmaci, sementi, ecc.) ha rallentato questo cambiamento trascurando le numerose opportunità che la biodiversità e le tecniche agronomiche mettono a disposizione in tal senso.

Negli ultimi mesi siamo di fronte ad un continuo amento dei prezzi e all’irreperibilità di numerose sostanze utilizzate in agricoltura convenzionale e questo servirà da impulso per la valorizzazione di approcci non convenzionali per la nutrizione e difesa delle colture. Tra queste opportunità sono particolarmente interessanti le micorrize e, in questo articolo introduttivo, andremo ad illustrare i principali aspetti positivi di questa interazione pianta fungo.

Cosa sono le micorrize

I funghi micorrizici sono un gruppo di organismi generalmente biotrofi obbligati che completano il proprio ciclo vitale instaurando un’interazione simbiotica con specie vegetali.

Questa interazione simbiotica coinvolge l’apparato radicale e prende il nome di micorriza, un termine composto derivante dal greco che significa (mykes) fungo (rhiza) radice.

I funghi micorrizici sono in grado di interagire con un gran numero di specie vegetali (si stima circa l’80-90% delle specie) e ciò avviene sostanzialmente in tutti gli ecosistemi, compresi quelli acquatici.

Questa interazione è stata documentata anche in specie vegetali ritenute “fossili viventi” (esempio Ginkgo biloba) comparse oltre 200 milioni di anni fa tanto da far supporre un’origine molto antica di queste interazioni.

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Vantaggi delle piante micorrizate

Come tutte le interazioni simbiotiche anche la micorriza genera reciproco vantaggio sia per la specie vegetale che per quella fungina.

Nello specifico il fungo ottiene dalla pianta una moltitudine di sostanze (fotosintetizzati) che non riuscirebbe a sintetizzare direttamente in quanto eterotrofo e che non è neppure in grado di trarre dall’utilizzo della sostanza organica presente nel terreno, al pari di altri funghi saprofiti.

Di contro la pianta ottiene innumerevoli vantaggi dall’interazione con un fungo micorrizico.

Il fungo, una volta realizzata la struttura anatomica necessaria per la realizzazione dell’interazione simbiotica (la micorriza), sviluppa una fitta rete di micelio che dalla radice colonizza il suolo. Questo micelio, che tecnicamente è chiamato micelio extra radicale, aumenta enormemente il volume di suolo esplorato dall’apparato radicale assorbendo numerosi elementi nutritivi che vengono trasferiti alla pianta coinvolta nell’interazione.

I nutrienti maggiormente trasferiti alla pianta sono l’azoto e fosforo (Figura 1); tuttavia, gli scambi intercorrenti tra i due organismi sono molto complessi e ne vengono descritti continuamente di nuovi dalle ricerche scientifiche condotte sulle micorrize.

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Figura 1: Network e connessioni create dai funghi micorrizici nelle foreste consentono lo scambio di carbonio tra gli alberi. Tratto da: New Zeland Geographics.

Le piante micorrizate si adattano meglio in contesti non ottimali

I vantaggi per la pianta non si limitano alla ristretta sfera della nutrizione vegetale ma sono ben più ampi e articolati. L’interazione con i funghi micorrizici incrementa notevolmente la capacità della pianta di tollerare stress di natura biotica e abiotica.

La siccità è tra gli stress di natura abiotica che maggiormente condizionano le rese colturali e che condizioneranno sempre di più quelle future, e la micorrizazione incrementa la resistenza delle piante allo stress idrico. Ciò accade perché il micelio che dalle radici colonizza il terreno aumenta il volume di suolo esplorato riuscendo ad assorbire un quantitativo maggiore di acqua.

La micorrizazione crea una nuova interfaccia tra la radice e l’ecosistema suolo che generalmente migliora l’adattamento delle piante. Infatti, l’instaurarsi di questa simbiosi aumenta la tolleranza della pianta alla salinità eccessiva del suolo e alla presenza di metalli pesanti, condizioni che risulterebbero tossiche per piante non micorrizate.

Micorrizazione e resistenza ai patogeni

Questa interazione, benché sia reciprocamente vantaggiosa, innesca nella pianta una risposta “immunitaria” molto simile a ciò che accade quando la pianta interagisce con specie fungine patogene.

Questa risposta “immunitaria” si fa piuttosto robusta quando il livello di micorrizazione dell’apparato radicale è particolarmente alto, andando a bloccare successive micorrizazioni che rappresenterebbero un dispendio energetico non sostenibile per la pianta. Tuttavia, questa risposta innescata dal fungo micorrizico non è selettiva e incide anche sulla resistenza della pianta verso altri patogeni.

Le piante micorrizate resistono meglio ai patogeni rispetto alle non piante micorrizate. Va anche considerato che eventuali danni all’apparato radicale, creati da funghi patogeni, vengono compensati dall’incremento in superficie prodotto dal fungo micorrizico.

Una fitta rete di connessioni che non vediamo

Recenti scoperte hanno documentato come i vantaggi della micorrizazione non si limitano alla pianta coinvolta, ma possono estendersi alla comunità vegetale di cui fa parte. Infatti, queste relazioni sotterranee pianta fungo mettono in connessione piante diverse tra loro.

Nello specifico la ricerca in questione ha descritto come un unico fungo micorrizico può connettere fino a 30 piante differenti ricreando il fantascientifico effetto Avatar (Figura 2).

Questa rete di connessioni nascosta svolge un ruolo ecologico molto importante permettendo la condivisione risorse energetiche tra le piante. Alla luce di ciò nella gestione forestale andrebbe tenuto conto di questo aspetto, specialmente nel pianificare gli abbattimenti degli alberi.

Attualmente è prassi abbattere le piante più grandi lasciando giovani piante che riformeranno il bosco nel tempo; invece, lasciando qualche individuo adulto di grosse dimensioni, esso potrebbe favorire il ripristino del bosco attraverso la condivisione di sostanze nutritive per mezzo delle connessioni radicali.

La complessità di questa interazione, che coinvolge due regni (funghi e vegetale), rende necessaria una trattazione di questi argomenti in più articoli con i quali comprenderemo la biologia di questi funghi e dell’interazione con le piante e i potenziali usi in campo agricolo.

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Figura 2. Alcuni effetti positivi della colonizzazione micorrizica. La rete di micelio prodotta dai funghi micorrizici si estende oltre la zona di assorbimento dell’apparato radicale della pianta, accedendo a una maggiore area del suolo per l’assorbimento di nutrienti. I nutrimenti maggiormente assorbiti dalle micorrize sono fosforo, azoto (ammonio) e zinco. Tratto da: DOI: 10.3390/agronomy7040075.

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