Un compost marino contro i funghi patogeni dell’olivo

Trasformare un residuo della filiera ittica in un ammendante organico capace di contribuire alla protezione delle piante rappresenta un esempio concreto di economia circolare applicata all’agricoltura. È questa la prospettiva suggerita da una ricerca dedicata al compost ottenuto dagli scarti di gamberetto e alla sua capacità di contrastare alcuni funghi responsabili del deperimento dell’olivo.

Gli scarti di gamberetto presentano infatti un'elevata componente organica e sono ricchi di chitina, un polisaccaride che può assumere un ruolo interessante nei processi di soppressione biologica dei patogeni del terreno. Durante il compostaggio, la trasformazione della matrice organica favorisce inoltre lo sviluppo di comunità microbiche che possono competere con i microrganismi fitopatogeni o produrre sostanze ad attività antagonistica.

L'obiettivo dello studio è stato quindi duplice: caratterizzare il compost prodotto a partire dagli scarti marini e verificare se il materiale, o alcune sue componenti microbiche e chimiche, possedessero attività antifungina nei confronti di patogeni associati al declino dell'olivo.

Quattro mesi di compostaggio per ottenere un materiale maturo

Il processo di compostaggio è stato protratto per 120 giorni, un periodo sufficientemente lungo da comprendere le principali fasi del processo: quella termofila, il successivo raffreddamento e la fase di maturazione.

Al termine del trattamento il materiale presentava caratteristiche compatibili con un compost stabilizzato. Il pH era prossimo alla neutralità, pari a 7,2 ± 0,3, mentre la conducibilità elettrica raggiungeva 2,1 ± 0,15 mS/cm. La sostanza organica rappresentava il 45,2 ± 2,1% del materiale e l'azoto totale il 2,8 ± 0,2%.

Particolarmente significativo è il rapporto carbonio/azoto, stabilizzato a 18,2. La progressiva riduzione di questo rapporto durante il compostaggio è uno degli indicatori della trasformazione della sostanza organica e della maturazione del prodotto.

Nel compost sono state inoltre rilevate frazioni umiche e fulviche, composti fenolici e attività residue di enzimi quali chitinasi e proteasi. La presenza di chitinasi è particolarmente interessante in questo contesto, perché la chitina costituisce una componente strutturale importante delle pareti cellulari di numerosi funghi e può quindi inserirsi nei meccanismi biologici attraverso cui una matrice organica contribuisce alla soppressione dei patogeni.

Nel compost aumentano i microrganismi antagonisti

La maturazione non ha prodotto soltanto una trasformazione chimico-fisica del materiale. Durante il compostaggio è stato osservato anche un marcato incremento delle comunità microbiche antagoniste coltivabili.

Tra i microrganismi maggiormente rappresentati sono emersi batteri appartenenti ai generi Bacillus e Pseudomonas, insieme a Trichoderma e agli attinomiceti. Si tratta di gruppi microbici già ampiamente studiati per il loro potenziale ruolo nel biocontrollo delle malattie delle piante.

Il loro interesse deriva dalla capacità di utilizzare differenti meccanismi di antagonismo. Alcuni possono competere con i patogeni per nutrienti e spazio, altri produrre metaboliti ad azione antimicrobica, altri ancora interagire direttamente con le strutture fungine o stimolare le capacità di difesa della pianta.

Il compost, dunque, non appare semplicemente come una fonte di sostanza organica da restituire al terreno, ma come una matrice biologicamente attiva nella quale il processo di compostaggio può selezionare e arricchire comunità microbiche potenzialmente utili.

Cinque batteri mostrano attività contro i principali patogeni dell'olivo

La fase sperimentale più interessante ha riguardato l'isolamento e la caratterizzazione di microrganismi provenienti dal compost. Cinque isolati, denominati X12, B4, H1, H7 e K, hanno mostrato attività antagonistica nei confronti di diversi funghi associati al deperimento dell'olivo.

I patogeni utilizzati nei test comprendevano Verticillium dahliae, agente della verticilliosi, Fusarium solani, Neofusicoccum sp., Biscogniauxia mediterranea, Macrophomina phaseolina e Lasiodiplodia theobromae. Si tratta di un insieme di funghi appartenenti a gruppi differenti e capaci di provocare sintomi di deperimento, disseccamento e progressiva perdita di vigore delle piante.

L'isolato X12 ha evidenziato l'attività più elevata nei confronti di V. dahliae, con un'inibizione della crescita fungina dell'81,2%, e di F. solani, con il 67,8%. Anche l'isolato H7 ha mostrato un'attività rilevante, raggiungendo il 69,86% di inibizione nei confronti di V. dahliae e il 61,78% contro M. phaseolina.

I risultati indicano quindi una capacità antagonistica non limitata a una singola specie fungina, ma potenzialmente estesa a un gruppo diversificato di patogeni.

Dall'analisi genetica emergono batteri già noti per il biocontrollo

L'identificazione molecolare attraverso il sequenziamento del gene 16S rRNA ha permesso di attribuire i cinque isolati a specie batteriche note per il loro interesse in agricoltura.

X12 è stato identificato come Bacillus subtilis, B4 come Bacillus amyloliquefaciens, H1 come Pseudomonas putida, H7 come Pseudomonas fluorescens e K come Bacillus velezensis.

La presenza di questi taxa rafforza l'interesse del risultato, perché diversi rappresentanti di Bacillus e Pseudomonas sono già conosciuti per la produzione di metaboliti secondari e altri meccanismi di antagonismo nei confronti dei microrganismi fitopatogeni.

Non significa, tuttavia, che il semplice ritrovamento di queste specie nel compost equivalga a un prodotto fitosanitario pronto per l'impiego. L'attività osservata in laboratorio deve essere distinta dall'efficacia biologica che questi microrganismi possono eventualmente manifestare nella complessità del suolo e della rizosfera.

Anche il liquido del compost mostra un'azione antifungina

Un secondo risultato riguarda le frazioni liquide ottenute dal compost. Sia il compost juice sia il percolato hanno evidenziato un'attività antifungina in vitro dipendente dalla concentrazione.

In alcune condizioni, le preparazioni filtrate e sterilizzate hanno raggiunto un'inibizione della crescita fungina fino al 99,8%. Un dato particolarmente interessante perché suggerisce che l'attività non sia riconducibile esclusivamente alla presenza di microrganismi vivi.

L'esperimento di autoclavaggio ha fornito ulteriori indicazioni. Il trattamento termico ha infatti ridotto l'attività antifungina nei confronti di alcuni patogeni, ma non l'ha eliminata completamente in tutti i casi. Questo comportamento suggerisce la presenza contemporanea di sostanze termolabili e di composti relativamente resistenti al calore.

Il compost potrebbe quindi esercitare la propria attività attraverso una combinazione di componenti biologiche e chimiche: microrganismi antagonisti, enzimi, metaboliti e altre molecole bioattive generate o concentrate durante il processo di compostaggio.

La chitina può essere uno degli elementi chiave

L'origine del materiale utilizzato per il compost aggiunge un ulteriore elemento di interesse. Gli scarti di gamberetto sono infatti particolarmente ricchi di chitina, una risorsa che può essere trasformata e resa biologicamente disponibile durante i processi di degradazione.

La presenza di microrganismi capaci di utilizzare substrati complessi e di produrre enzimi come le chitinasi può contribuire alla trasformazione della matrice. Al tempo stesso, i prodotti derivanti dalla degradazione della chitina possono interagire con la comunità microbica del suolo e con i patogeni.

Il valore del compost potrebbe quindi derivare non da un singolo principio attivo, ma dall'interazione tra matrice organica, comunità microbiche e molecole prodotte durante la maturazione.

Un possibile strumento per la gestione del deperimento dell'olivo

Il risultato più interessante della ricerca riguarda proprio questa integrazione tra ammendamento del suolo e biocontrollo. In prospettiva, un compost ottenuto da scarti di gamberetto potrebbe svolgere contemporaneamente una funzione di valorizzazione di un residuo organico e di miglioramento della qualità biologica del suolo, introducendo o favorendo microrganismi antagonisti dei patogeni.

L'ipotesi è particolarmente interessante per le malattie dell'apparato radicale e del sistema vascolare, nelle quali la gestione del patogeno attraverso il suolo rappresenta una delle maggiori difficoltà.

Non va però confuso il potenziale biologico del compost con una dimostrata capacità di risanare oliveti colpiti. Un test in vitro permette di misurare l'antagonismo in condizioni controllate, ma non riproduce la complessità dell'ambiente radicale, dove temperatura, umidità, struttura del terreno, disponibilità di nutrienti, microbiota e stato fisiologico della pianta possono modificare profondamente il comportamento dei microrganismi.

Dalla prova di laboratorio alla verifica in campo

La ricerca rappresenta quindi soprattutto una prova di concetto. I risultati sono sufficientemente interessanti da giustificare una fase successiva di sperimentazione, ma non consentono ancora di formulare raccomandazioni operative per gli olivicoltori.

Il passaggio decisivo sarà la sperimentazione in serra, utilizzando piante di olivo sottoposte a infezione controllata, per verificare se l'attività antagonistica osservata in vitro si traduca effettivamente in una riduzione dell'incidenza o della severità delle malattie.

Successivamente saranno necessari test in campo, su differenti tipologie di terreno e in condizioni ambientali diverse, per valutare persistenza dei microrganismi, dosaggi, modalità di distribuzione, interazioni con il microbiota autoctono e durata dell'effetto.

Dovranno inoltre essere valutate la stabilità del compost, la sicurezza agronomica del prodotto e la sua eventuale standardizzazione. Per trasformare un materiale biologicamente variabile in uno strumento affidabile di gestione delle malattie è infatti necessario poter controllare composizione, maturità, carica microbica e attività biologica.

Economia circolare e salute del suolo

Al di là dell'effetto antifungino, lo studio evidenzia un principio più ampio: la valorizzazione dei residui agroalimentari e della pesca può produrre materiali capaci di entrare in nuovi cicli produttivi agricoli.

Gli scarti di gamberetto, anziché essere considerati esclusivamente un problema di smaltimento, possono diventare una materia prima per la produzione di un ammendante organico ricco di sostanza organica e azoto e dotato di una comunità microbica potenzialmente utile.

Per l'olivicoltura, dove la gestione della fertilità biologica del terreno e delle patologie telluriche assume un'importanza crescente, l'integrazione tra compostaggio, microbiologia del suolo e biocontrollo potrebbe aprire una linea di ricerca particolarmente interessante.

Il dato più promettente non è dunque soltanto l'81,2% di inibizione ottenuto contro Verticillium dahliae, né il 99,8% osservato con alcune frazioni liquide. È la possibilità di trasformare un residuo ricco di chitina in una matrice biologicamente attiva, nella quale ammendamento e biocontrollo possano convergere. La verifica della reale efficacia agronomica resta però il passaggio indispensabile prima di poter considerare questo approccio una soluzione concreta per il deperimento dell'olivo.