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Feb
27
2020
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I benefici delle micorrize

 

 

A volte capitano delle belle sorprese, anche per chi come me lavora in una piccola realtà. Ono quelle piccole soddisfazioni che ti cambiano in meglio la giornata e ti fanno dimenticare il resto. Ho ricevuto, credo tramite questo blog, un invito a collaborare ad un numero speciale sulla biodiversità del suolo da parte di ricercatori dei Royal Botanic Gardens di Kew-Londra su una rivista (Plants, Planet and People), che apprezzo molto e di cui ho spesso parlato. Mi hanno chiesto in particolare di scrivere qualcosa sul ruolo delle micorrize (ne abbiamo già parlato più o meno recentemente qui, qui e qui) in aree verdi urbane. Sappiamo che la biodiversità, compresa quella del suolo, ci dà numerosi vantaggi che si riflettono alla fine in migliori condizioni di vita ma, a causa della complessità del suolo, studiarne la biodiversità è molto complesso e dispendioso.

L’articolo è il piccolo tassello di un progetto più grande chiamato State of the World’s Plants and Fungi (SOTWPF), che viene periodicamente aggiornato on-line (da cui è possibile scaricare pubblicazioni che sto già divorando). Mi ha colpito la richiesta specifica (le micorrize) e il luogo (le città), segno che ormai esiste una certa sensibilità a tutte le interazioni biotiche, comprese quelle tra suolo, funghi e piante, fino ad arrivare ai loro effetti sul benessere psico-fisico dell’uomo. Dopo decenni di riduzionismo, comincia quindi a farsi spazio anche tutto un filone di ricerca con una visione più olistica dei fenomeni biologici che avvengono nel suolo. Questo, non lo nascondo, mi fa molto piacere.

Dato che siamo in tema, ne approfitto per invitarvi a dare un’occhiata alla nuova sezione di Plants dal titolo Plant–Soil Interactions, di cui sono coordinatore. Pubblicheremo articoli dal taglio biologico ma anche agronomico su tutti i processi che si verificano nelle interfacce tra piante, radici, organismi del suolo (microrganismi, funghi e fauna) e la componente organica e inorganica del suolo.

 

Riporto qui in basso un estratto divulgativo e un po’ semplificato del mio articolo. Come sempre, vi prego di citarne la fonte se decidete di usare parte del testo per vostri scopi.

 

 

Il 90% delle specie di piante vascolari e non vascolari è coinvolto in interazioni simbiotiche mutualistiche delle loro radici con i funghi, formando diversi tipi di micorrize (termine che letteralmente significa “fungo-radice”). I benefici di queste simbiosi sono tali che le piante investono fino al 20% dei prodotti della fotosintesi per supportare le strutture micorriziche. Le micorrize si riscontrano naturalmente in tutti i terreni e sono ben riconosciute come una delle principali forze nell’ecologia e nell’evoluzione delle piante. Possono promuovere la crescita delle piante fornendo loro i nutrienti che ne limitano la crescita, aumentando la fitness ecologica di entrambi i partner (pianta e fungo). Ciò è dovuto principalmente all’aumento del volume del suolo esplorato, rispetto a quello a cui ha accesso il solo apparato radicale.

Inoltre, molti funghi micorrizici non sono specifici solo per un ospite, e quindi un fungo può colonizzare e interconnettere le radici di un numero considerevole di piante, creando reti micorriziche che formano la cosiddetta micorrizosfera. Questa è importante per modellare l’ambiente in cui crescono piante e funghi. Ad esempio, la composizione microbica dei sistemi di radici micorrizate è molto diversa da quella delle radici non micorrizate – un fenomeno noto come “effetto micorrizosfera” – a causa del cambiamento chimico e fisico del suolo. Pertanto, la presenza di reti micorriziche facilita la crescita di altre piante e distribuisce risorse tra le piante indipendentemente dalla loro dimensione, stato o specie.

Oltre agli evidenti e noti benefici per la crescita delle piante, come l’aumento della biomassa e della produzione, l’incremento della fotosintesi e dell’allocazione dei carboidrati, una migliore regolazione della respirazione radicale, maggiori difese contro parassiti e malattie, e così via, una vasta gamma di altre risorse e processi (ad es. produzione primaria, approvvigionamento, sostegno, regolativi, culturali, ecc.) – i cosiddetti servizi ecosistemici – sono forniti dalle micorrize. La maggior parte degli studi sulle micorrize ha spesso avuto un focus fitocentrico, senza considerare, in base ad un approccio olistico, l’ampia gamma di servizi ecosistemici che queste forniscono. La mancanza di relazioni micorriziche viene infatti riconosciuta come una delle principali cause che limitano l’insediamento e la crescita delle piante in una varietà di paesaggi urbani, agricoli e industriali.

Le società umane beneficiano di una moltitudine di servizi ecosistemici da ecosistemi naturali e non, ai quali le micorrize danno un contributo cruciale. Poiché questi servizi ecosistemici sono apparentemente gratuiti e infinitamente disponibili, sono dati per scontati come benefici pubblici, mancano di un mercato formale e sono tradizionalmente assenti dai bilanci delle società. In particolare, gli habitat urbani sono ambienti unici e difficili per le comunità vegetali, fondamentalmente a causa dell’aumento degli stress abiotici (disturbo, inquinamento, siccità, irraggiamento elevato, escursione termica, estremi climatici, ecc.). Tuttavia, la necessità e la richiesta di ampliare le aree verdi nelle città sono in aumento. Esistono diverse possibilità per il rimboschimento urbano, ma la maggior parte richiede un uso intenso di sostanze chimiche e fertilizzanti di sintesi. Una soluzione fattibile potrebbe essere quella di applicare artificialmente le micorrize per migliorare la crescita e la tolleranza delle specie ornamentali agli stress ambientali. Pertanto, la simbiosi micorrizica può essere una strategia adeguata e sostenibile per stabilire comunità di piante artificiali nelle città.

Gli uomini stanno modificando l’ambiente a un ritmo senza precedenti. Al giorno d’oggi, la maggior parte della popolazione mondiale vive in luoghi urbani e suburbani. I suoli urbani presentano spesso proprietà fisiche, chimiche e biologiche alterate rispetto ai suoli non antropizzati. Sfortunatamente, per motivi politici, sociologici e ambientali, i suoli urbani sono però spesso difficili da ripristinare, mentre il loro recupero sarebbe di fondamentale importanza per aumentare il benessere umano (ad es. attività all’aperto e riduzione dello stress). Numerosi progetti sono stati realizzati in Europa con l’obiettivo di ampliare lo spettro delle specie arboree coltivabili negli ambienti urbani colonizzando artificialmente i suoli con funghi micorrizici. Molti di questi progetti hanno rivelato un più alto grado di tolleranza delle piante agli stress abiotici causati dalle attività umane (in particolare calore e siccità), densità elevata delle piante, inquinamento, scarsa quantità di suolo, e hanno sottolineato l’importanza delle micorrize per la sopravvivenza delle piante e per il loro equilibrio nutrizionale, per la bonifica del suolo (in termini di immobilizzazione e assorbimento di inquinanti) e del suo ripristino (ad es. discariche). Oltre ai benefici per le piante, un’altra importante funzione delle micorrize è il loro ruolo nella struttura fisica dei suoli. Ciò può essere particolarmente rilevante nei suoli urbani, dove fertilità, contenuto idrico, penetrazione delle radici ed erosione sono rilevanti.

La natura dell’ambiente urbano diventa un fattore importante se ci occupiamo del ripristino e della conservazione della biodiversità e degli ecosistemi nelle città e nei loro dintorni. Diverse caratteristiche uniche dei suoli e degli ecosistemi urbani pongono problemi particolari per il ripristino ecologico o il miglioramento delle condizioni di degrado del suolo nelle città. Al fine di aumentare la sopravvivenza e promuovere la crescita degli alberi in ambiente urbano, in grado di raffreddare l’ambiente a causa della traspirazione e ridurre lo stress visivo e acustico degli abitanti delle città, una strategia affidabile potrebbe essere quella di usare inoculi micorrizici commerciali. Le micorrize, applicate in particolare agli alberi e alle colture ad alto valore come le specie ornamentali, potrebbe consentire una riduzione delle pratiche di gestione del suolo e dell’applicazione di fitofarmaci e fertilizzanti nelle aree verdi urbane, con ripercussioni ambientali ed economiche positive. Nonostante questa strategia posa avere potenzialmente successo, gli ostacoli allo sfruttamento razionale delle micorrize variano sulla base di aspetti economici, tecnici, legislativi e culturali, quali la disponibilità di prodotti commerciali a base di micorrize e le possibilità tecniche e legislative di applicarli negli ecosistemi urbani.

Sicuramente sono stati fatti molti passi avanti. Ad esempio, la selezione di specie vegetali da utilizzare sui tetti inerbiti, la cui importanza nelle città di tutto il mondo sta aumentando esponenzialmente nell’ultimo decennio, si è spesso basata principalmente sulla loro capacità di far fronte alle dure condizioni dei tetti urbani (ad esempio, forte vento e irraggiamento, carenza di sostanza organico e sostanze nutritive, siccità intermittente). Oggi sappiamo che l’incorporazione di funghi micorrizici nel terreno può migliorare una serie di attributi funzionali dei tetti inerbiti, tra cui una più ampia gamma di specie vegetali utilizzate, la resistenza alla siccità, la qualità del percolato, l’efficienza nell’uso dei nutrienti e il sequestro del carbonio, riducendo la necessità di fertilizzanti esterni. Considerando che non tutte le specie vegetali comunemente utilizzate possono essere facilmente colonizzate dalle micorrize, dovrebbe essere fatta un’attenta selezione delle piante per essere efficacemente integrata nella progettazione dei tetti inerbiti. Inoltre, i progettisti potrebbero trarre vantaggio dalle specie di piante micorrizate utilizzando inoculi disponibili in commercio, che possono essere incorporati direttamente in miscele senza suolo per la piantumazione. In alternativa, piccole quantità di materiale organico ad alto contenuto di inoculo fungino potrebbero essere aggiunte al terreno di coltura.

In conclusione, le micorrize presenti e/o applicate artificialmente nei suoli delle aree verdi urbane possono dare numerosi benefici: ricreativi, per la salute umana, economici e ambientali. Questi ultimi includono anche minori emissioni di gas serra dovute al minimo utilizzo di fertilizzanti sintetici e di fitofarmaci, e alla riduzione delle perdite per lisciviazione nelle acque sotterranee (ad es. di nitrati e nitriti) e dell’eutrofizzazione di stagni e corsi d’acqua a causa dell’eccesso di fosforo e azoto. Pertanto, nonostante il confronto tra il micobiota negli habitat selvatici, rurali e urbani abbia rivelato differenze ammirevoli tra le aree naturali e disturbate, con la più bassa biodiversità negli ambienti urbani, i benefici dell’applicazione delle micorrize nelle aree verdi delle città sembrano essere promettenti e molto probabilmente influenzeranno la coscienza dei cittadini e le tendenze del mercato nel prossimo futuro.

 

 

Grazie a loro, ho scritto

 

Bills RJ, Stutz JC (2009) AMF associated with indigenous and non-indigenous plants at urban and desert sites in Arizona. In: C. Azcón-Aguilar et al. (eds.), Mycorrhizas – Functional Processes and Ecological Impact. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Pp. 207-220

Bowles TM, Jackson LE, Loeher M, Cavagnaro TR (2016) Ecological intensification and arbuscular mycorrhizas: a meta-analysis of tillage and cover crop effects. Journal of Applied Ecology 54, 1785-1793

Chaudhary VB, Sandall EL, Lazarski MV (2019) Urban mycorrhizas: predicting arbuscular mycorrhizal abundance in green roofs. Fungal Ecology 40, 12-19

Gianinazzi S, Gollotte A, Binet M-N., van Tuinen D, Redecker D, Wipf D (2010) Agroecology: the key role of arbuscular mycorrhizas in ecosystem services. Mycorrhiza 20, 519-530

John J, Lundholm J, Kernaghan G (2014) Colonization of green roof plants by mycorrhizal and root endophytic fungi. Ecological Engineering 71, 651-659

John, Kernaghan G, Lundholm J (2016) The potential for mycorrhizae to improve green roof function. Urban Ecosystems 20 (1), 113-127

Johnson NC, Gehring CA (2007). Mycorrhizas: symbiotic mediators of rhizosphere and ecosystemProcesses. In: The Rhizosphere, An Ecological Perspective. Edited by Zoe G. Cardon and Julie L. Whitbeck. Elsevier Academic Press, USA. Pp. 73-100.

Pavao-Zuckerman MA (2008) The nature of urban soils and their role in ecological restoration in cities. Restoration Ecology 16 (4), 642-649

Rewald B, Holzer L, Göransson H (2015) Arbuscular mycorrhiza inoculum reduces root respiration and improves biomass accumulation of salt-stressed Ulmus glabra seedlings. Urban Forestry & Urban Greening 14, 432-437

Smith FA, Grace EJ, Smith SE (2008) More than a carbon economy: nutrient trade and ecological sustainability in facultative arbuscular mycorrhizal symbioses. New Phytologist 182, 347-358

Suz LM, Sarasan V, Wearn JA, Bidartondo MI, Hodkinson TR, Kowal J, Murphy BR, Rodriguez RJ, Gange A (2018) Positive plant–fungal interactions. In: State of the World’s Fungi, Royal Botanic Gardens, Kew, UK. Pp. 31-42. stateoftheworldsfungi.org

Szabó K, Böll S, Erös-Honti Zs (2014) Applying artificial mycorrhizae in planting urban trees. Applied Ecology and Environmental Research 12 (4), 835-853

van der Heijden MGA, Horton TR (2009) Socialism in soil? The importance of mycorrhizal fungal networks for facilitation in natural ecosystems. Journal of Ecology 97, 1139-1150

Vosátka M, Albrechtová J, Patten R (2008) The international market development for mycorrhizal technology. In: Ajit Varma (Ed.) Mycorrhiza, Third Edition. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Pp. 419-438

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Gen
23
2020
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Biologico, biodinamico e tradizionale: cosa mangiamo e come lo coltiviamo

 

Prima di tutto, buon anno a tutti i lettori di questo blog!

Questo mese, tra alti e bassi, sono stato parecchio impegnato con la stesura di articoli scientifici – lavoro che mi piace molto fare e che mi consente di valorizzare i dati ottenuti dagli esperimenti e di farli conoscere al maggior numero di persone. Questo lavoro, non meno difficile del condurre gli esperimenti stessi, ha anche un grande vantaggio: mi permette di imparare scrivendo, e quindi di tenermi aggiornato.

Dal momento che sono convinto che l’attività di divulgazione non sia meno nobile di quella scientifica e che non mi è mai piaciuto occupare né tantomeno presidiare torri d’avorio, ho accettato l’invito del Circolo UAAR di Bari per un seminario sui diversi sistemi di gestione agronomica, parlando di agricoltura convenzionale, intensiva, tradizionale, sostenibile, integrata, ecc., fino ad arrivare ai controversi metodi biologici e il biodinamici.

Ho imparato mentre mi documentavo per la presentazione, ho imparato durante la presentazione, tenuta in un pub rumoroso, ho imparato dalle domande del pubblico, tutte azzeccatissime. Come diceva Socrate, nonostante lo sforzo nel preparare l’intervento, ho acquisito la consepevolezza di sapere di non sapere abbastanza; ma questo è il bello della ricerca, la quale non ha verità assolute e insegna a non averne.

Scrivo qui solo il messaggio principale del documento: cioè che l’agricoltura “migliore” non esiste, ma la scelta giusta dipende dalle situazioni e dagli obiettivi. L’innovazione, la ricerca, la conoscenza e la trasparenza sono le armi vincenti dell’agricoltura integrata, che si modifica e si adatta a seconda dei contesti.

Se siete curiosi e interessati, vi lascio alla presentazioneil cui pdf potete scaricare da qui. Siete liberi di usarla come più vi piace ma, nel caso lo facciate, per favore citatene la fonte.

 

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Dic
20
2019
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Parassiti natalizi

 

Siamo ormai prossimi al Natale e La Belle Verte compie 11 anni. Festeggiamo allora parlando di parassiti natalizi, non nel senso di parenti o amici che richiedono prestiti o riciclano regali altrui, ma di parassiti – ovviamente – vegetali.

 

Il vischio è stato cantato già dai celti e le antiche genti scandinave e di esso si parla anche nell’Eneide di Virgilio, dove era il “ramo d’oro” (per il colore chiaro delle sue foglie e pseudo-bacche) sacro a Proserpina, necessario ad Enea per poter scendere nell’Ade e rivedere suo padre. Non è una specie protetta, anche se riveste un ruolo importante all’interno delle dinamiche ecologiche del bosco. I druidi, sacerdoti celtici, attribuivano al vischio un grande potere, poiché è una pianta celestiale in quanto aerea, cioè che vive sul tronco degli alberi senza mai toccare terra. Panoramix, il druido di Asterix, usava il vischio tra i numerosi ingredienti della sua pozione magica. Inoltre, baciarsi a capodanno sotto il vischio porterebbe fortuna (leggete qui), per cui rientra tra le piante simbolo delle festività natalizie, come l’agrifoglio e il pungitopo.

 

Si pensa spesso che il vischio sia un’epifita – un termine che deriva dal greco (il prefisso “epi” significa ‘sopra’) – cioè una pianta che cresce su un’altra pianta (in questo blog, avevamo parlato tempo fa delle Bromeliaceae, molte delle quali epifite). Le epifite in senso stretto non sono però parassite e non ottengono direttamente l’alimentazione dall’albero ospite su cui crescono, sebbene si possa dire che danneggino l’ospite indirettamente. Non sono quindi “autostoppiste” innocue perché gli alberi fortemente infestati spesso mostrano segni di morbilità o lesioni. Gli alberi in stato senescente tendono ad essere inclini all’infestazione da epifite. Inoltre, poiché le epifite vivono in un ambiente dominato da livelli fluttuanti di nutrienti, umidità e luce, si può dire che sono adattati per resistere a stress periodici. I mezzi per procurarsi nutrienti minerali e umidità sono cruciali per un’epifita e possono avere un impatto su altri organismi all’interno dell’ecosistema. Infatti, In molte foreste mature il carico di epifite è maggiore di quello delle erbe sottostanti e non di rado la superficie fogliare collettiva delle epifite supera quella dell’albero ospite.

 

Ci sono poi piante parassite ed emi-parassite (queste ultime “in parte” parassite). Il vischio è appunto una di queste.

 

Esistono due tipi principali di parassiti del fusto: i grandi e folti emi-parassiti arborei, in particolare i vischi dell’ordine Santalales (famiglie Loranthaceae, Viscaceae ed Eremolepidaceae); e i generi Cassytha e Cuscuta, che sono piante rampicanti parassite ad ampia distribuzione, con fusti filiformi senza foglie attaccati alla pianta ospite per mezzo di ventose. I parassiti del fusto sviluppano austori (estroflessioni simile a radici) che li collegano all’ospite. La specie ospite fornisce al parassita acqua e sostanze nutritive sia minerali che organiche (zuccheri). Per far questo, le piante parassite ed emi-parassite hanno numerosi stomi (aperture fogliari), in modo che si instauri un alto tasso traspirativo in grado di attirare acqua e sostanze nutritive dall’ospite.

 

I parassiti del fusto possono essersi evoluti da epifite che generalmente non avevano relazioni specie-specifiche. Le Santalaceae, che sono correlate ai vischi, sono particolarmente interessanti perché sono parassiti delle radici, ad eccezione di Dendrotrophe, un genere di parassita del fusto. Le Santalaceae sono emi-parassite senza preferenze dell’ospite. Thesium ha radici erranti che attraversano il suolo a una profondità di pochi centimetri, stabilendo contatti multipli con le radici degli ospiti. Forse le Santalaceae illustrano un esempio dell’origine del parassitismo del fusto dal parassitismo radicale o viceversa.

 

I vischi sono emi-parassite, cioè piante fotosintetiche che ottengono in parte acqua e sostanze nutritive dall’albero ospite. Presentano alti tassi traspirativi al fine di ottenere acqua e nutrienti essenziali dall’ospite, che deperisce lentamente. Nei vischi, l’ipocotile si allunga dal seme con una minuscola radichetta sulla punta. Questa è coperta di papille che secernono una colla quando toccano la superficie dell’ospite. La radichetta quindi si allarga per formare una ventosa a forma di tazza che penetra nel tessuto dell’ospite. Sotto l’epidermide dell’ospite si forma quindi un callo verde ramificato. In molti vischi tropicali (Loranthaceae ed Eremolepidaceae) come Plicosepalus sono presenti radici epicorticali che si arrampicano lungo il ramo producendo austori secondari in tutti i punti di contatto.

 

Vischio (Viscum album L.) su un ramo di pero selvatico (foto: A. Sofo)

 

Alcuni vischi presentano un tessuto extra-ovulare (una pseudo-bacca) sul seme, oltre a essudati chimici utili per l’attaccamento (viscosità) e la germinazione – il contenuto appiccicoso delle bacche del vischio è stato utilizzato come colla per la pratica dell’uccellagione -. Il testa (un tegumento) del seme è fortemente ridotto in modo che gli embrioni vengano rilasciati in una massa appiccicosa. Le famiglie di vischio Loranthaceae e Viscaceae si sono probabilmente evolute da gruppi non parassiti attraverso un parassita radicale emi-parassitario. Il vischio Anothofixus, che è un’epiparassita obbligato, attacca il floema del suo ospite, il vischio Amyema, mentre quest’ultimo viene a contatto a sua volta con lo xilema del suo ospite, Casuarina. Spesso c’è specificità dell’ospite come nel caso di Arceuthobium su Pinus o Juniperus.

 

Pseudo-bacche di vischio (Viscum album L.) (foto: A. Sofo)

 

Una caratteristica molto insolita dei vischi tropicali (famiglia Loranthaceae) è il modo in cui alcuni sembrano assomigliare alla forma della foglia del loro ospite, una strategia quindi di mimetismo vegetale. Amyema linophyllum, parassita della Casuarina, ha foglie a forma di rami di quest’ultima. Altre specie assomigliano ai fillodi dell’acacia, come dimostrato nel 75% dei vischi australiani. Dendrophatae shirleyi può addirittura assomigliare a tre diversi tipi di ospiti con foglie piatte lineari-lanceolate, foglie spesse arrotondate o foglie compresse lineari.

 

Vischio tropicale; Loranthaceae (fonte: M. Ingrouille e W. Eddie 2006)

 

Mimetismo (riquadro in alto a destra) di Amyema linophylla

 

Molti vischi sono impollinati dagli uccelli e hanno fiori attraenti (comprese corolle esplosive). Anche la pseudo-bacca viene solitamente disseminata dagli uccelli.

 

Guano di tordela con semi di vischio (fonte: A. Girodo)

 

I vischi inoltre sono molto studiati per le loro elaborate strategie di impollinazione dei fiori e di dispersione dei semi. A titolo di esempio, in un vischio parassita (Tristerix corymbosus), le strategie contrastanti di impollinatori (colibrì) e dispersori (marsupiali) influenzano il tempo di fioritura: l’apertura dei fiori durante l’inverno e la tarda primavera determina un numero minore di visite da parte del colibrì e riduce l’impollinazione e l’allegagione rispetto ai fiori che si aprono in autunno o all’inizio della primavera. Tuttavia, i frutti prodotti durante l’inverno beneficiano di alti tassi di rimozione e dispersione durante l’estate quando il principale dispersore, il marsupiale Dromiciops australis, alleva la prole. In questo caso, l’ottimizzazione della dispersione dei frutti con i tempi dell’attività del marsupiale può essere tanto importante, se non più importante, del successo dell’impollinazione nel determinare il tempo di fioritura. Questi risultati suggeriscono che il periodo di attività dei dispersori di semi può modellare l’evoluzione della fioritura, anche se gli agenti di dispersione non interagiscono con i fiori. Influenze simili possono determinare i periodi di fioritura di molte specie con frutti o pseudo-frutti carnosi che si affidano a Vertebrati come dispersori di semi.

 

Mi fermo qui. Auguri e arrivederci all’anno prossimo!

 

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