Microrganismi endofiti e concimazione

Nei tessuti di tutte le piante vivono microrganismi di vario tipo, stabilmente o per una parte del loro ciclo vitale. Per questa loro abitudine di vita, essi prendono il nome di endofiti.

Si tratta di batteri, funghi e altri microrganismi che approfittano di questo ambiente “protetto” e che spesso influenzano positivamente la fisiologia della pianta, in particolare facilitandone l’approvvigionamento in elementi nutritivi e promuovendone la crescita. L’influsso dei microrganismi endofitici sul comportamento della pianta è talmente importante da aver generato il concetto di Map, Microbiome-Associated Phenotype, ovvero fenotipo correlato al microbioma. Essi contribuiscono inoltre a migliorare la resistenza a vari stress, al punto che talora si osserva un incremento nella numerosità e varietà dei microrganismi endofiti presenti in piante sottoposte a condizioni di particolare stress. In taluni casi, grazie a fenomeni di coevoluzione a lungo termine di piante ed endofiti, questi ultimi hanno acquisito la capacità di sintetizzare composti chimici originariamente prodotti dalla pianta ospite.

I microrganismi endofiti hanno un effetto positivo sulla crescita e lo sviluppo della pianta, migliorando in primis l’apporto di nutrienti, in particolare Azoto e Fosforo, attraverso la loro conversione in forme biodisponibili.

Il fatto che gli endofiti producano vitamine e fitormoni spiega perché le piante da abitate da tali microrganismi generalmente tendano a dare rese più elevate: ad esempio, gli endofiti Rahnella aquatilis e Pseudomonas putiida, in grado di sintetizzare acido indolacetico, hanno un effetto positivo sulla crescita e sullo sviluppo di alcuni cereali. L’endofita Bacillus subtilis, invece, è in grado di sintetizzare gibberelline.

È stato dimostrato che alcuni microrganismi endofiti sono in grado di aumentare la tolleranza delle piante agli stress causati da siccità, ristagno idrico, salinità, presenza di metalli pesanti, composti organici tossici e agenti patogeni grazie alla modulazione dei livelli di etilene, ormone dello stress la cui sintesi è indotta da numerose criticità biotiche e ambientali. Alcuni endofiti riescono a esercitare un controllo sulla sintesi di etilene producendo un enzima che ne degrada il precursore.

Piante che crescono su suoli contaminati da xenobiotici, ovvero sostanze tossiche di vario tipo estranee all’ambiente in cui vengono individuate, di solito contengono microrganismi che non solo sono resistenti a tali composti, ma sono anche in grado di degradarli. Batteri dei generi Achromobacter, Pseudomonas, Alcaligenes, Enterobacter, Acinetobacter e Bacillus isolati dalla Cannabis sativa hanno mostrato la capacità di degradare fenolo e benzene. Un dato particolarmente interessante nel campo del biorisanamento è la capacità di questi endofiti di degradare gli xenobiotici all’interno della pianta, riducendo così i danni da fitotossicità.

Gli endofiti si approvvigionano di cibo in una situazione spesso caratterizzata da minor competizione con altri esseri viventi, ma talora occupano le stesse nicchie ecologiche di microrganismi fitopatogeni, il che fa ritenere verosimile che gli endofiti abbiano un ruolo nel biocontrollo di diverse malattie delle piante. I batteri endofiti possono anche produrre antibiotici e batteriocine, proteine specifiche che sopprimono l’attività cellulare di altri ceppi della stessa specie o di specie batteriche affini.

È dimostrato che gli endofiti sono in grado di produrre siderofori (che chelano gli ioni Ferro) e vitamine, la cui presenza può aumentare la resistenza delle piante agli agenti patogeni. Altri endofiti producono composti antitumorali e antivirali, regolano la pressione osmotica e l’apertura stomatica e modulano lo sviluppo dell’apparato radicale, innescando un sistema di resistenza indotta nelle piante.

Lo studio tassonomico delle popolazioni di microrganismi presenti nella rizosfera, nella fillosfera e all’interno della pianta ha messo in evidenza fortissime sovrapposizioni nella composizione di tali popolazioni, evidenziando un forte legame tra la vita “fuori” e “dentro” la pianta stessa.

Questa evidenza sottolinea l’importanza di una gestione attenta del suolo, che sia mirata a incrementarne la fertilità biologica e in particolare ad arricchire di microrganismi utili la rizosfera, da dove frequentemente derivano gli endofiti.

In tale contesto assume un ruolo fondamentale la concimazione, in particolare organica e quella organo-minerale. Il mantenimento o il ripristino di un adeguato equilibro tra le diverse forme di sostanza organica del suolo è una condizione imprescindibile per favorire la biodiversità microbica dei suoli. Al contempo, l’utilizzo di concimi inoculati con microrganismi utili può agire direttamente sulla composizione delle popolazioni microbiche della rizosfera.

Per questo Agribios ha studiato specifiche formulazioni di inoculi microdibi, inseriti nella sostanza organica, destinati a specifiche funzioni come lo stimolo dell’apparato radicale delle piante coltivate, la solubilizzazione del fosforo, l’azotofissazione e l’induzione di resistenza da stress vari (siccità, attacchi parassitari, ecc.) al fine di migliorare lo stato vegetativo delle piante e migliorare le rese produttive.