Così i batteri del suolo possono salvare le colture dalla salinizzazione

Uno studio internazionale ha identificato i batteri capaci di rafforzare naturalmente la resistenza delle piante allo stress da salinizzazione. Una scoperta che apre nuove prospettive per un’agricoltura meno dipendente dai fertilizzanti

di Matteo Cavallito

La salinizzazione dei terreni agricoli è una delle conseguenze meno note ma al tempo stesso più impattanti del cambiamento climatico. L’innalzamento del livello del mare, l’uso intensivo dell’irrigazione e l’aumento delle temperature stanno infatti favorendo l’accumulo di sale nei suoli coltivati, riducendone progressivamente la fertilità e mettendo a rischio la produttività agricola in vaste aree del pianeta. In questo quadro, tuttavia, alcuni batteri già presenti nel terreno potrebbero rivelarsi alleati preziosi.

Lo sostiene una ricerca coordinata da un gruppo di scienziati del Tobacco Research Institute della Chinese Academy of Agricultural Sciences di Qingdao con il contributo dell’Università dell’East Anglia di Norwich, nel Regno Unito. L’indagine, pubblicata sulla rivista Science Advances, ha individuato infatti un meccanismo finora sconosciuto attraverso il quale specifici microrganismi del suolo rafforzano la capacità delle piante di resistere allo stress salino. Una scoperta che potrebbe avere importanti ricadute nella gestione e nel recupero dei terreni.

La salinizzazione colpisce 1,4 miliardi di ettari di suolo nel mondo

“La salinizzazione del suolo rappresenta una grave minaccia globale per la fertilità dei terreni, la biodiversità e la produttività delle colture”, afferma lo studio. “Con il cambiamento climatico, l’estensione e la persistenza del fenomeno sono destinate a superare quelle osservate negli ultimi decenni, ponendo una seria minaccia alla sicurezza alimentare globale”. Il meccanismo è noto: quando il contenuto di sale nel terreno aumenta oltre una determinata soglia, le piante faticano ad assorbire acqua e nutrienti, rallentano la crescita, sviluppano radici più deboli e producono raccolti meno abbondanti. Il fenomeno, secondo le stime della FAO, interessa già 1,4 miliardi di ettari di terreni agricoli nel mondo (ovvero il 10,7% della superficie terrestre) e, va da sé, stimola la ricerca di nuove strategie per far aumentare la resilienza delle colture.

Negli anni, osserva una nota dell’ateneo britannico, l’attenzione degli scienziati si è concentrata in particolare sul microbioma radicale, ovvero quell’insieme dei batteri e degli altri microrganismi che vivono a stretto contatto con le radici e svolgono un ruolo fondamentale per la salute delle piante.

“Il microbiota del suolo è uno dei principali fattori che determinano la produttività delle piante e il funzionamento degli ecosistemi. Inoltre svolge un ruolo cruciale nel rafforzare la sopravvivenza delle piante in condizioni di elevata salinità”, prosegue la ricerca. “Comprendere le interazioni tra microrganismi del suolo e piante è quindi essenziale per migliorare le prestazioni delle colture nei terreni colpiti dalla salinizzazione e supportare un’agricoltura più sostenibile”. Le dinamiche di questo fenomeno, tuttavia, non sono ancora del tutto chiare. Lo studio ha cercato quindi di colmare parte di queste lacune con l’obiettivo di identificare i meccanismi biologici coinvolti.

Alcuni batteri sono più diffusi nelle radici delle piante cresciute in terreni salati

Gli autori hanno così analizzato il microbioma delle radici di numerose specie coltivate, tra cui mais, pomodoro, colza e soia, prendendo in esame differenti tipologie di terreno sottoposte a stress salino. I risultati hanno mostrato un elemento ricorrente: i batteri appartenenti al genere Pseudomonas “sono risultati sistematicamente più abbondanti nelle radici delle piante sottoposte a stress salino, indipendentemente dal tipo di terreno e nella maggior parte delle specie coltivate”.

Successivamente il gruppo di ricerca ha confrontato il patrimonio genetico di questi batteri con quello di altri microrganismi, individuando la presenza di geni particolarmente efficaci nel tollerare elevate concentrazioni di sodio. I ricercatori hanno quindi inoculato diversi ceppi di Pseudomonas nelle radici di piante di soia, verificandone gli effetti sia in serra sia in prove sperimentali in pieno campo. Le piante trattate hanno sviluppato apparati radicali più robusti, una crescita migliore e rese superiori rispetto al gruppo di controllo non soggetto al trattamento.

Sodio? No, lignina

La scoperta più sorprendente riguarda però il meccanismo d’azione. Fino a oggi, infatti, si riteneva che la resistenza alla salinità dipendesse soprattutto dalla capacità della pianta di regolare il contenuto di sodio nei tessuti. Lo studio ha dimostrato invece che tale beneficio deriva principalmente dalla stimolazione della sintesi della lignina, il polimero che irrobustisce le pareti cellulari vegetali.

“La tolleranza delle piante allo stress salino indotta dagli pseudomonas è risultata mediata dalla stimolazione della biosintesi della lignina invece che dal tradizionale meccanismo di regolazione dell’omeostasi del sodio”, rilevano infatti i ricercatori sottolineando come la presenza dei geni coinvolti nella produzione della lignina abbia fatto aumentare significativamente la crescita della soia in condizioni di elevata salinità. Per contro, le piante geneticamente incapaci di produrre la sostanza hanno perso completamente il vantaggio offerto dai batteri.

Una nuova strada per l’agricoltura del futuro

Lo studio potrebbe avere ora importanti implicazioni per la gestione degli effetti del cambiamento climatico sull’agricoltura. Il microbioma del suolo, suggeriscono infatti i ricercatori, potrebbe diventare uno degli strumenti più promettenti in questo senso consentendo di recuperare terreni oggi considerati poco produttivi senza ricorrere a un maggiore impiego di fertilizzanti o di altri prodotti chimici.

L’ipotesi, insomma, è che alla luce dei dati emersi sia possibile sviluppare trattamenti biologici basati su microrganismi già presenti nell’ambiente e capaci di far aumentare la resistenza delle piante agli effetti della salinizzazione.

Secondo i ricercatori, il passo successivo consisterà nell’individuare le modalità più efficaci per utilizzare questi batteri su larga scala, verificandone l’efficacia in un numero ancora maggiore di colture e in differenti condizioni pedoclimatiche. Se questi risultati saranno confermati, le comunità microbiche del suolo potrebbero diventare un elemento chiave delle future strategie di agricoltura sostenibile. Contribuendo a preservare la produttività dei terreni e a rafforzare la sicurezza alimentare del Pianeta.