Le diverse varietà di grano interagiscono in maniera differente con il suolo

La rizosfera, l'area vicina alla radice vegetale, è un ambiente dinamico in cui gli attori chiave sono il sistema di radici e la comunità microbica. Il primo, il corpo sotterraneo della pianta, che sostiene l’intero corpus, è responsabile dell’assorbimento di acqua e sostanze nutritive e del rilascio di segnali chimici che interagiscono con il microbiota della rizosfera. Questi ultimi, batteri, funghi, nematodi, protisti e invertebrati, svolgono un ruolo nei processi ecologici come il ciclo dei nutrienti, la competizione e la simbiosi.

Gli essudati alla radice differiscono sia in termini di qualità che di quantità a seconda del tipo, dello stato nutrizionale e della fase di crescita della pianta e di stress ambientali, compresi i deficit di acqua, fosfato, ferro e azoto o la tossicità dell'alluminio e la colonizzazione da agenti patogeni. Alcune piante migliorano la secrezione di citrato, malato o ossalato per arricchire la rizosfera con carbonio organico che attrae microrganismi benefici come i rizobatteri per la crescita delle piante (PGPR) e la micorriza che promuovono l'accessibilità e la protezione dei nutrienti contro gli stress abiotici e abiotici.

Il grano può essere suscettibile di infezione fungina e contaminazione da micotossine durante il suo periodo critico di crescita (fioritura - raccolta), in condizioni ambientali opportune, legate a temperatura, pioggia e umidità. Data la frequente presenza di micotossine nel grano e le loro conseguenze negative sulla salute e sull'economia in alcune zone climatiche, è una pratica comune distribuire fungicidi. Invece, la diffusione dei regolatori di crescita delle piante (PGR) sulla coltivazione del grano viene effettuata per ridurre le perdite di rendimento.
Lo studio condotto sul campo ha dimostrato che le sostanze chimiche spruzzate su foglie che cadono sulla superficie del suolo hanno colpito la vita biologica del suolo. Inoltre, i composti PGR sono utilizzati per ridurre al minimo l’effetto sulle piante, promuovendo cambiamenti nella morfologia vegetale e nella fisiologia.
Gli enzimi del suolo provengono principalmente da microrganismi del suolo e sono coinvolti in tutto il processo biochimico necessario per tutte le funzioni microbiche come la decomposizione della materia organica e il rilascio di nutrienti nell'ambiente del suolo. A causa della loro sensibilità, gli enzimi del suolo sono usati come indicatori della salute del suolo.

Una ricerca italiana ha studiato le interazioni tra varietà di grano e microrganismi all'interno della rizosfera e come l'agricoltura convenzionale influenza queste dinamiche durante la stagione di crescita. In effetti, si sa poco su come le varietà di pane commerciali modulano gli essudati delle radici e su come l'agrochimica influenzi i processi microbiologici. Pertanto, questo studio ha studiato i cambiamenti nelle caratteristiche microbiologiche del suolo come le attività enzimatiche (-glucosidasi, xossilosidasi, glucoronidasi, chitinasi, leucina-aminopeptidasi, acido e alcalino fosfonoesterasi, inositolo fosfatasi, fosfodistasterasi, pirofosfatasi-fosfodiesterasi, aglibulositasia) reagiscono rispetto alle varietò di grano (Skyfall, SY Moisson, Aquilante, Bandera, Tintoretto, Antille e Bologna) alla fase di semina, di produzione e di raccolta.

Un totale di 1648 campioni (2 trattamenti, 7 varietà - 3 repliche di campo - 4 sotto-campioni prelevati in ogni appezzamento) sono stati raccolti in ogni periodo e analizzati.

E' stato scoperto che la biomassa microbica del suolo era un indicatore sensato nell'applicazione fungicida / PGR, con valori ridotti negli appezzamenti trattati. In questa fase, le attività enzimatiche del suolo sono state in generale più espresse, confermando che i processi microbici sono più proattivi a causa della crescita delle piante. Nel complesso, le attività enzimatiche del suolo hanno risposto in modo diverso a seconda delle varietà di grano, evidenziando specifiche capacità di interazione con i microbi.

Nella fase di crescita, dove la traslocazione dei nutrienti tra piante / radici è più attiva, le attività enzimatiche sono state in generale più espresse, anche se alcune di esse (in particolare quelle relative al ciclo del fosforo) sono state più pronunciate nella fase di raccolta.

Rispetto alle sette varietà di grano, le attività enzimatiche del suolo hanno risposto in modo diverso e in particolare riguardano i clicli di azoto e fosforo. Ad esempio, la leucina-aminopeptidasi e la chitinasi sono state espresse in modo diverso in tre varietà (SY Moisson, Tintoretto e Skyfall), assumendo la loro capacità specifica di selezionare alcune comunità microbiche del suolo. La capacità di interagire con i microrganismi della rizosfera, cambiando la chimica dell’essudato delle radici in risposta a stress biotico e abiotico, potrebbe rappresentare un nuovo tratto per la selezione di nuove varietà adatte all’agricoltura responsabile e sostenibile.