Dai batteri delle radici un assist per colture di riso meno impattanti

Uno studio giapponese ha identificato alcuni batteri delle radici del riso responsabili della fissazione di azoto e in grado di proliferare nei terreni privi di fertilizzanti e pesticidi. Favorendo così la capacità di adattamento e crescita della pianta

di Matteo Cavallito

Il riso è l’alimento base per oltre metà degli abitanti del Pianeta. Il sostegno alle rese delle sue colture, di conseguenza, offre un contributo chiave per la sicurezza alimentare globale. Fattori come i pesticidi e i fertilizzanti chimici, in questo senso, forniscono notoriamente un aiuto concreto che si accompagna, però, a evidenti ricadute ambientali. Per queste ragioni, identificare risorse naturali nascoste o sottovalutate capaci di impattare positivamente sulla crescita di queste piante significa aprire nuove prospettive per un’agricoltura sostenibile caratterizzata, al tempo stesso, da alta produttività.

Ne sono consapevoli, tra gli altri, alcuni scienziati giapponesi che, in uno studio pubblicato sulla rivista Plant and Cell Physiology, hanno illustrato come le piante di riso coltivate senza l’ausilio di input sintetici sfruttino le comunità microbiche associate alle radici per adattarsi in modo efficace ai suoli poveri di nutrienti.

I microbi aiutano la pianta ad adattarsi al suolo

“Le piante ospitano diverse comunità microbiche che possono variare in modo dinamico durante il processo di adattamento alle differenti condizioni ambientali”, si legge nello studio condotto dai ricercatori del Nara Institute of Science and Technology in collaborazione con l’Università di Tokyo, il Tokyo Institute of Technology, l’Università di Nagoya e l’Università di Tohoku.

“Tuttavia, la direzione di questi cambiamenti e i meccanismi alla base che li determinano, in particolare nelle colture che si adattano alle condizioni di campo, non sono ancora del tutto chiari”.

Per comprendere meglio queste dinamiche, gli autori hanno realizzato il sequenziamento di un gene specifico della pianta analizzandolo inoltre con l’impiego di un algoritmo di apprendimento automatico basato sull’intelligenza artificiale. In questo modo hanno identificato la presenza di gruppi batterici costantemente arricchiti di azoto in un campo agricolo non trattato con fertilizzanti o pesticidi. I microorganismi osservati, hanno spiegato, sono risultati determinanti nel garantire le elevate rese.

Nei campi non trattati proliferano gli azotofissatori

L’indagine è stata condotta su un terreno particolarmente produttivo rimasto privo di input chimici per oltre 70 anni ma in grado, nonostante questo, di registrare una resa pari al 60–70% di quella misurata in campi simili gestiti però in modo convenzionale. Monitorando il microbioma delle radici per quattro stagioni di crescita e confrontandolo con quello di un campo adiacente trattato con fertilizzanti, hanno osservato un arricchimento costante di batteri azotofissatori. Che, spiegano in una nota, sembrano svolgere un ruolo cruciale nel fornire azoto alle piante in assenza di fertilizzanti sintetici.

L’analisi metagenomica ha confermato che i geni responsabili della fissazione dell’elemento erano significativamente più presenti nelle radici delle piante coltivate nel campo non fertilizzato.

Lo studio ha dimostrato inoltre come la composizione di queste comunità azotofissatrici cambi a seconda della diversa fase di crescita. Nei primi stadi vegetativi, in particolare, emerge soprattutto la presenza di batteri anaerobi che, al momento della maturazione della pianta, lasciano spazio ai microaerofili e agli aerobi. Questi cambiamenti sembrano essere una risposta alle variazioni stagionali dell’ossigeno nel suolo e alle pratiche agricole come il drenaggio dell’acqua.

Obiettivo: una coltura del riso più sostenibile

I risultati dello studio, concludono i ricercatori, “forniscono informazioni preziose sull’assemblaggio del microbioma radicale del riso in suoli poveri di nutrienti che possono aiutarci a gestire l’omeostasi microbica per un’agricoltura sostenibile”. Un traguardo importante, quest’ultimo, anche e soprattutto nel contesto del cambiamento climatico e del suo impatto sulla qualità delle colture di questo cereale in Asia.

Comprendere come il riso mantenga la produttività grazie al supporto dei microbi, insomma, può aiutare a sviluppare nuove strategie nell’ambito dell’agricoltura di precisione. Come valutare l’idoneità di campi, monitorare lo stato nutrizionale delle piante e ottimizzare l’uso di fertilizzanti. Ma anche, osservano gli scienziati, sviluppare biostimolanti per il suolo ovvero comunità microbiche specifiche per favorire le rese delle coltivazioni.