Ho il piacere di condividere con voi un mio articolo pubblicato su uvadatavola

Il rapido aumento della popolazione mondiale impone l’utilizzo di pratiche agricole sempre più intensive (per soddisfare il fabbisogno alimentare) che impattano sullo stato di salute del suolo, contribuendo alla perdita della biodiversità attraverso la distruzione del suo microbioma. Quest’ultimo rappresenta l’essenza della vita del suolo stesso; proprio attraverso l’uso e l’applicazione di Biopreparati a Base di Microrganismi (BBM) possiamo alimentarlo e nutrirlo.

Un suolo è tanto più fertile quanto più è biologicamente attivo e nella gestione della sua fertilità va considerata non solo la componente chimico-fisica, ma soprattutto quella microbiologica indicata proprio con il termine di microbioma. L’applicazione dei BBM riattivano le interazioni positive che regolano gli scambi e le relazioni tra microrganismi e pianta, e alimentando il turnover microbico concentrato nella rizosfera. La gamma di biopreparati (BBM) diventa sempre più ampia e la loro diffusione è aumentata notevolmente grazie alla ricerca scientifica che ha evidenziato le interazioni benefiche pianta-suolo-microrganismo, e il loro ruolo nell’ecosistema agrario. Proprio le complesse interazioni tra pianta, suolo, microrganismo (simbiosi, endofitismo, micoparassitismo, multi-trofismo, ecc.) non permettono di identificare in modo univoco questa tipologia di prodotti in una delle categorie attualmente vigenti.

Tale complessità impone quindi l’esigenza di definire in modo corretto il concetto di BBM e individuare una collocazione legislativa chiara ed appropriata.

Alla luce quindi delle attuali osservazioni scientifiche potremmo definire quindi i BBM come prodotti presenti sotto forma di svariate formulazioni e composti da una o più specie di microrganismi in varie forme vitali (cellule singole, micelio, spore, conidi, ecc.) che applicati alle piante o al suolo sono in grado di regolare e/o incrementare i processi fisiologici delle colture, migliorando l’efficienza nel suo insieme, controllando in via preventiva e/o curativa nematodi, insetti, acari, batteri e funghi patogeni. L’elemento che caratterizza questa tipologia di prodotto è il principio attivo, rappresentato da spore vive di microrganismi benefici (funghi, batteri e attinomiceti).

All’interno di questo gruppo, possiamo evidenziare i batteri indicati con l’acronimo PGPR – Plant Growth Promoting Rhizobacteria, dei generi Bacillus, Azospirillum, Pseudomonas e Rhizobium e i funghi indicati con l’acronimo PGPF – Plant Growth Promoting Fungi, dei generi Beauveria, Gliocladium, Pochonia, Metarhizium e Trichoderma, come così anche gli Actinomiceti del genere Streptomyces.

In pratica i BBM sono presenti in molte formulazioni come singole specie o come combinazione di diversi microrganismi benefici e/o molecole bioattive, svolgendo tre importanti azioni spesso simultanee, quale la biostimolazione, biofertilizzazione e controllo/prevenzione dei patogeni. Ogni specie microbica può esplicare nel suolo le tre attività, sebbene in misura differenziata in funzione della specie stessa. Proprio questa caratteristica rafforza l’immenso potenziale che i bioinoculanti hanno in agricoltura e rappresentano il valore aggiunto dei prodotti microbiologici rispetto a quelli non microbiologici.

I funghi micorrizici

Le Micorrize sono un’associazione simbiotica tra alcuni funghi del suolo e le piante, in cui il fungo colonizza le radici della pianta formando, nel caso di endomicorrize, delle strutture ramificate, gli arbuscoli, responsabili degli scambi nutrizionali tra i due simbionti. La natura simbiotica tra le piante ed i funghi micorrizici, è basata sullo scambio dei nutrienti. Le ife del micelio extra-radicale, che crescono nel suolo fuori dalla radice possono estendersi anche per molti metri, assorbendo elementi minerali e acqua, trasferendoli alla pianta in cambio di composti del carbonio rappresentati dagli zuccheri e dai lipidi. Il principale vantaggio per la pianta micorrizzata è il maggiore assorbimento di fosfato assorbito dal micelio extra-radicale il quale viene trasportato e rilasciato nella pianta. Oltre al fosforo il fungo agevola l’assorbimento del calcio, dell’azoto, del potassio, dello zolfo e dello zinco. Le tipologie di funghi micorrizici in natura sono diverse tra cui le più abbondanti sono rappresentate dalle ectomicorrize specifiche per le colture forestali e le endomicorrize invece per le colture di interesse agrario. Tra funghi endomicorrizici più diffusi ritroviamo Rhizophagus irregularis (ex Glomus intraradices), Funneliformis mosseae (ex Glomus mosseae) F. caledonium F. geosporus, C. etunicatum, C. claroideum. L’applicazione di Funghi micorrizici è raccomandata in ogni occasione di trapianto, semine e nuovi impianti.

Trichoderma

Il genere Trichoderma, è uno dei generi fungini ad oggi più studiato e utilizzato in agricoltura. L’attività micoparassitica è la caratteristica che ha permesso l’enorme successo di questi “agenti di biocontrollo”. Molti sono gli studi e le applicazioni possibili contro importanti agenti patogeni tra cui Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum e Rhizoctonia solani, Phitium aphanidermatum, Fusarium oxysporum. Studi recenti hanno dimostrato che i Trichoderma hanno anche l’abilità di interagire con piante sane in qualità di simbionti opportunisti ed avirulenti, vivendo endofiticamente nelle radici. È noto che nell’interazione con la pianta i Trichoderma promuovono la crescita delle radici e del fusto, con conseguenze benefiche sulla tolleranza agli stress biotici ed abiotici. Queste interazioni possono favorire la pianta sia nella sua “fitness” generale sia inducendo resistenza sistemica (ISR), pertanto le piante risultano pronte a rispondere ad un eventuale attacco di un fitopatogeno. Il Trichoderma maggiormente in uso in agricoltura sono il Trichoderma asperellum – T34, T. harzianum, T. atroviride T. gamsii e il T. Polysporum. L’uso è consigliato in tutte le fasi fenologiche delle colture per proteggerle dalle più comuni patologie fungine del suolo e per ridurre gli stress da trapianto o impianto. Inoltre si consigliano applicazioni anche in associazione con altri microrganismi benefici, tra cui i funghi micorrizici ed i PGPR.

Bacilllus

Il genere Bacillus appartiene al gruppo dei PGPR e comprende specie di batteri che hanno notevole interesse in agricoltura in quanto fungono da biofertilizzanti, biostimolanti e da bioprotettori. Questi batteri aiutano le piante a superare gli stress provocati da diversi funghi fitopatogeni, sia dell’apparato aereo (alternaria, Botrytis cinerea, oidio, bremia e gruppo delle peronosporacee, moniliacee) sia dell’apparato radicale (phytium, rhizoctonia, fusarium e sclerotinia). Tale attività viene espletata attraverso produzione di particolari enzimi degradatori; stimolazione delle autodifese della pianta; competizione per spazio e nutrienti con i patogeni. Inoltre le specie del genere Bacillus promuovono la crescita delle piante grazie alla produzione di fitormoni e sostanze ad azione fitormonale. Tra i più studiati e utilizzati in agricoltura ritroviamo il Bacillus subtilis B. Amyloliquefaciens, B. Pumilus e il B. megaterium. Tra i batteri trova sempre maggior uso l’Azospirillum basilense per aumentare l’assimilazione dell’azoto essendo un azotofissatore libero a differenza del Rizobio che è un azotofissatore ma legato alla formazione di noduli radicali.

L’utilizzo dei BBM a base di Bacillus è con sigliato preferenzialmente per via fogliare ma possono essere usati anche per via radicale. Le applicazioni devono avere un intervallo di 10/14 giorni con cicli di due 2/3 applicazioni. Anche il bagnetto radicale in miscela con altri microrganismi benefici è una pratica molto utile.

Le specie del genere Pseudomonas appartengono al gruppo dei PGPR. L’attività della promozione della crescita viene espletata attraverso: il rilascio nella rizosfera di sostanze ormono-simili che stimolano la moltiplicazione delle cellule radicali. Inoltre lo Pseudomonas è in grado di chelare il ferro ed altri microelementi grazie alla produzione di siderofori. Tra i più usati ritroviamo lo Pseudomonas chlororaphis. Invece lo Streptomyces lydicus che appartiene al gruppo degli attinomiceti, microrganismi con caratteristiche intermedie tra funghi e batteri, produce oltre sostanze ad azione antibiotica (streptomicina), attive nel controllo di numerosi funghi fitopatogeni dell’apparato radicale e anche numerose sostanze utili alle piante, quali siderofori microelementi, vitamine, aminoacidi ed acidi organici.

I BBM appartenenti a questa categoria possono essere applicati singolarmente o in miscela con altri microrganismi sia successivamente al trapianto che durante il ciclo della coltura. Molto utili le applicazioni sia dello Pseudomonas che dello Streptomyces in alternanza con il Trichoderma per aumentare l’efficacia di biocontrollo.

Pochonia chlamydosporia è un fungo nematofago, che parassitizza le uova di nematodi galligeni e cisticoli tramite la produzione di strutture infettive specializzate. Oltre ad essere un agente di biocontrollo, P. chlamydosporia è un endofita e possiede ottime capacità di colonizzazione della rizosfera e di promozione della crescita radicale. Fra gli antagonisti biologici, il fungo Arthrobotrys oligospora differenzia delle vere e proprie trappole attive per la cattura dei nematodi mentre l’attività nematocida del fungo Paecilomyces lilacinus si basa principalmente sul parassitismo di uova di nematodi galligeni, ma in alcuni casi può infettare anche femmine adulte. Tra i batteri, invece il più noto è il Bacillus firmus.

Le applicazioni possono avvenire sia in via preventiva che curativa per il biocontrollo dei nematodi fitopatogeni anche poco prima della messa a dimora della coltura o subito dopo. Le applicazioni devono seguire cicli di 2/3 applicazioni a distanza di massimo 2 settimane.

Altri funghi sono entomopatogeni e rivestono un ruolo importante nel controllo integrato di molti insetti. I più comuni sono Beuveria bassiana e il Metarhizium anisopliae parassiti di diverse famiglie di insetti quali Coleotteri, Lepidotteri, Rincoti Omotteri e Rincoti Eterotteri. Le spore germinano sulla cuticola dell’insetto e sottili ife penetrano all’interno del corpo rilasciando tossine che causano il deperimento e la morte dell’individuo infetto. Anche il Verticillium lecanii è un fungo entomopatogeno di importanti parassiti succhiatori (afidi, mosche bianche e cicaline). Le applicazioni in questo caso devono seguire cicli di 2/3 applicazioni a distanza di massimo 2 settimane.

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La concimazione del frutteto è un momento propizio per la somministrazione di microrganismi utili sotto forma di inoculi microbici (microbiomi sintetici), che influiscono positivamente sulla struttura del suolo e di conseguenza sul miglioramento della ritenzione e la biodisponibilità degli elementi nutritivi

Spesso si identifica la fertilità del suolo solo con una buona dotazione di elementi nutritivi e con una buona struttura fisica. Ma in realtà un suolo è tanto più fertile quanto più è biologicamente attivo. Quindi nella gestione della fertilità del suolo va considerata non solo la componete chimico-fisica, ma si deve anche e soprattutto avere cura della componente microbiologica o microbioma. È possibile migliorare la fertilità del suolo nutrendo il suo microbioma, introducendo durante la gestione delle colture, inoculi di microrganismi utili, con l’obiettivo di incrementare e riattivare le interazioni positive che regolano gli scambi e interazioni tra microrganismi e pianta, alimentando proprio quel turnover microbico concentrato nella rizosfera. Proprio nella rizosfera, didatticamente indicata con  2-3 mm adiacenti alla radice, si realizzano le più importanti interazioni e interscambi tra microrganismi e colture. In particolare, la concimazione del frutteto è un momento propizio per la somministrazione di microrganismi utili sotto forma di inoculi microbici (microbiomi sintetici).

Come lavorano i microrganismi utili nel suolo

In questo articolo approfondiamo gli effetti della nutrizione microbica dei suoli sulla componente fisica, analizzando gli effetti benefici sulla struttura del suolo e di conseguenza sul miglioramento della ritenzione e la biodisponibilità degli elementi nutritivi.

Formazione degli aggregati di suolo e interazione con microrganismi

Gli inoculi microbici utili in questa fase del ciclo colturale appartengono sia ai PGPR (batteri) che ai PGPF (funghi) e li ritroviamo in commercio sia puri (solo spore), sia in formulati liquidi, polverulenti e/o granulari o associati a matrici organiche (es. pellet organico inoculato).

È noto che i microrganismi del genere Pseudomonas spp. e Bacillus spp., oltre ad avere un’attività di biocontrollo e biostimolazione e biofertilizzazione nei riguardi delle colture, sono in grado, attraverso applicazioni costanti e programmate, di migliorare in modo sostanziale la struttura e la qualità dei suoli. Questo processo si esplica attraverso una cementificazione delle particelle organiche degli aggregati, agevolando la formazione di micro e macroagregati, svolgendo un ruolo chiave nella promozione della crescita vegetale, aumentando ad esempio la capacita di scambio cationico,  esercitando un potere tampone sul ph migliorando di conseguenza la biodisponiblità  degli elementi nutritivi confinanti nel suolo e nella rizosfera.
Questo fenomeno è agevolato dagli esopolisaccaridi (EPS), una classe eterogenea di polisaccaridi, oligosaccaridi e glicoproteine  prodotti durante  la crescita dei microrganismi. Gli EPS, essendo coinvolti  nei suddetti meccanismi di adesione al substrato, giocano un ruolo importante anche in situazioni di condizioni di stress idrico. Infatti  proprio  gli EPS prodotti dai batteri (e non solo) creano un microambiente, tramite la formazione di un biofilm idrofilo, che aumenta la ritenzione idrica e protegge anche i microrganismi dal disseccamento (es. prevenzione della disidratazione ifale). Inoltre  gli EPS legando ioni Na⁺ ne evitano l’assorbimento da parte della pianta (stoccaggio di nutrienti in eccesso), diminuendo lo stress salino.

Pellet in commercio già inoculato o da inoculare prima dell’applicazione

In questo contesto giocano un ruolo importante anche i funghi micorrizici (FM) contribuendo a migliorare la struttura del suolo, aumentando la ritenzione idrica e diminuendo la lisciviazione dei nutrienti. Questo grazie al potere aggregante della glicoproetina glomalina sulla struttura del suolo. L’azione meccanica  della fitta rete ife extracellualri (wood wide web) dei FM e la presenza della  glomalina determinano un aumento della  la sua porosità attraverso aggregazione degli aggregati e allo stesso tempo contribuisce all’aumento in  contenuto della sostanza organica nel suolo.
Gli effetti positivi sulla struttura del suolo si associano inoltre a quei fenomeni specifici che sono alla base delle relazioni tra microrganismi e pianta, indicati con simbiosi ed endofitismo, che permettono alla pianta di meglio superare le condizioni di stress potendosi meglio approvvigionare di acqua e elementi nutritivi e di poter superare le avversità biotiche. Anche l’uso del Trichoderma spp, (in questa fase applicato come indicato di seguito) oltre alle noti doti di biocontrollo, esplica delle benefiche azioni accelerando la decomposizione della sostanza organica, aumentando la biodisponibilita di elementi nutritivi tra cui il ferro (T. asperellum), stimolando la pianta a produrre nuovo apparato radicale.

Come applicare gli inoculi

L’obiettivo è associare alla concimazione tradizionale l’introduzione dei microrganismi utili al suolo. Praticamente questa somministrazione avviene utilizzando i comuni pellet con base organica di origine vegetale, e/o animale (letami animali umificati),  già inoculati con funghi micorrizici e altri microrganismi, (es. spore del genere Bacillus spp e Trichoderma spp).

Il periodo delle applicazioni, al fine di rigenerare i suoli, è sia durante le fertilizzazioni post raccolta (vigneti e altri frutteti), sia alla ripresa vegetativa.  In assenza di concimi (o ammendanti) organici già inoculati, si consiglia di inoculare il concime/ammendante spruzzando direttamente su di esso una soluzione di 10 ml di inoculo puro liquido con una concentrazione non inferiore a 10⁸ CFU per ogni 10 litri di acqua e ripetere l’operazione fino a quando buona parte della massa è stata interessata dalla soluzione microbica.

Gli inoculi puri di spore possono anche essere polverulenti, in questo caso è più opportuno applicarli direttamente nella tramoggia dello spandiconcime prima della distribuzione in campo. L’unico inconveniente è la possibile distribuzione non omogenea dell’inoculo avendo peso e forma molto diverso rispetto pellet.

Gli inoculi puri utilizzabili in questa fase possono contenere sia spore di Bacillus spp (es. B. megaterium, B. sutilis) sia Trichoderma spp (esempio T. asperellum). Dopo la distribuzione nel suolo, i microrganismi utili inizieranno la crescita avvantaggiandosi proprio della presenza della materia organica introdotta, migliorando oltre alla fertilità stessa del suolo anche l’efficacia del concime applicato.

Per nutrire il microbioma del suolo in modo efficiente, è utile applicare sempre dosi di inoculo, anche piccole, in tutte le fasi in cui si somministra del concime nel frutteto.

Impianto di fertirrigazione in vigneto

Per i frutteti dotati di impianto di fertirrigazione la distribuzione può avvenire anche utilizzando direttamente inoculi puri liquidi o in polvere bagnabile, avendo cura di miscelarli preventivamente in proporzione di 1:2 con della sostanza organica (es. acidi umici, idrolizzato proteici etc.).

Per i nuovi impianti, è buona norma inoculare anche le giovani radici, estremamente recettive e che meglio posso sfruttare l’effetto benefico dei microrganismi utili, prima della messa dimora (es. barbatelle). Questo si può realizzare tramite il bagnetto radicale, con una soluzione di acqua, inoculo e sostanza organica. Ad esempio per ogni 100 litri d’acqua miscelare 100 ml per le formulazioni liquide e 10 g per le formulazioni in polvere di un inoculo puro e 200 ml di sostanza organica.

Bagnetto radicale

La nutrizione del microbioma del suolo dovrà diventare una normale abitudine, in quanto permette nel tempo di mitigare anche il fenomeno della stanchezza dei suoli.