Le radici del mais secernono alcune sostanze chimiche che influenzano la qualità del suolo. In alcuni campi, questo effetto aumenta di oltre il 4% le rese di frumento seminato dopo il mais nello stesso terreno. Lo hanno dimostrato i ricercatori dell’Università di Berna. Mentre i risultati di numerosi esperimenti sul campo mostrano che questi effetti sono molto variabili, a lungo termine possono ancora contribuire a rendere la coltivazione dei cereali più sostenibile, senza la necessità di ulteriori fertilizzanti o pesticidi.
Le piante producono un’abbondanza di sostanze chimiche speciali. Alcuni di questi vengono rilasciati nel suolo e ne influenzano la qualità. Questo, a sua volta, influisce sulla pianta successiva che crescerà nel terreno. Finora, sono state effettuate poche ricerche sulla misura in cui le sostanze chimiche escrete possono essere utilizzate in agricoltura per aumentare la produttività. Di recente, tuttavia, i ricercatori dell’Istituto di scienze vegetali (IPS) dell’Università di Berna hanno condotto esperimenti sul campo in questo settore. Con i loro risultati pubblicati sulla rivista scientifica eVitai ricercatori dimostrano che metaboliti specializzati dalle radici della pianta di mais possono determinare un aumento dei raccolti di grano successivamente piantato in condizioni realistiche dal punto di vista agricolo.
In che modo i prodotti chimici della radice di mais influenzano il grano
Sulla base di precedenti studi condotti da ricercatori dell’Istituto di scienze vegetali (IPS) dell’Università di Berna, era noto che i cosiddetti benzossazinoidi, sostanze chimiche naturali che le piante di mais rilasciano attraverso le loro radici, modificano la composizione dei microrganismi nel terreno sulle radici e quindi influenzare la crescita delle successive piante che crescono nel terreno. Il presente studio ha esaminato se feedback pianta-suolo di questo tipo si verificano anche in condizioni agricole realistiche. “Tali esperimenti sul campo sono essenziali per testare la trasferibilità della ricerca di base nella pratica e quindi valutare il potenziale beneficio agronomico”, spiega Valentin Gfeller, che ha lavorato al progetto come dottorando presso l’IPS e ora lavora presso l’Istituto di ricerca per l’agricoltura biologica FiBL . Durante un esperimento sul campo durato due anni, sono state inizialmente coltivate due linee di mais, di cui solo una ha rilasciato benzossazinoidi nel terreno. Sui terreni diversamente condizionati sono state poi coltivate tre varietà di frumento invernale. Su questa base è stato possibile dimostrare che l’escrezione di benzossazinoidi migliora la germinazione e aumenta l’accestimento, la crescita e la resa del raccolto.
Meno parassiti, stessa qualità
Oltre all’aumento del raccolto, sono stati osservati anche livelli inferiori di infestazione da parte di alcuni parassiti. “Un aumento della resa del 4% potrebbe non sembrare spettacolare, ma è comunque significativo considerando quanto sia diventato difficile migliorare la resa del grano senza input aggiuntivi”, ha spiegato Matthias Erb, professore di interazioni biotiche presso l’Istituto di scienze vegetali, che ha guidato il studio insieme a Klaus Schläppi dell’Università di Basilea. “Resta da vedere se effetti di questo tipo facciano effettivamente una differenza significativa per la produttività e la sostenibilità agricola complessiva, poiché la resa dipende anche da molti altri fattori”, spiega Erb. Lo studio dimostra il potenziale dell’utilizzo di composti vegetali specializzati per migliorare la produttività delle colture attraverso rotazioni specifiche per varietà.
Nell’ambito della cooperazione interfacoltà di ricerca (IRC) “One Health” dell’Università di Berna (vedi riquadro), è stato possibile esaminare anche la qualità del grano a livello di singoli elementi chimici. Insieme all’Istituto di geografia dell’Università di Berna e ad Agroscope, il centro svizzero di eccellenza per la ricerca agricola, è stato possibile dimostrare che l’aumento del raccolto dovuto ai benzossazinoidi non ha alcun impatto negativo sulla qualità del chicco di frumento.
I prodotti chimici delle piante persistono nel terreno
Per comprendere meglio il meccanismo sottostante, i ricercatori hanno completato una serie di analisi del suolo e delle radici. Le piante produttrici di benzoxazinoidi hanno accumulato queste sostanze chimiche e i loro prodotti di degradazione nel terreno vicino alle loro radici. Inoltre, in collaborazione con l’Università di Basilea, è stato confermato che i benzossazinoidi influenzano la comunità di batteri e funghi nelle e sulle radici del mais. Tuttavia, i nutrienti del suolo non sono stati alterati. Anche i benzossazinoidi si sono dimostrati particolarmente persistenti nel terreno. La misura in cui la crescita del grano e la resa complessiva sono influenzate direttamente o indirettamente dai benzossazinoidi attraverso i microrganismi del suolo saranno oggetto di ulteriori indagini.
Le proprietà del suolo sono importanti
Per testare gli effetti delle proprietà del suolo, insieme all’Università di Basilea e ad Agroscope, il team di ricerca ha condotto un altro esperimento sul campo di due anni per studiare come questi feedback pianta-suolo dai benzossazinoidi agiscono in un campo più eterogeneo. La composizione della chimica del suolo e dei microrganismi nel campo in questione variava notevolmente. I ricercatori sono riusciti a dimostrare che l’influenza dei benzossazinoidi sulla crescita e sulla resistenza del grano dipende da questa diversa composizione. “Una migliore comprensione degli effetti delle proprietà del suolo sui feedback pianta-suolo è fondamentale in termini di utilizzo futuro nell’agricoltura sostenibile”, spiega Valentin Gfeller.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
