4 Luglio 2024

I batteri marini sono un fertilizzante naturale per il suolo

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Uno studio giapponese ha testato l’efficacia dei batteri viola non solforati nel fornire il nutrimento alle piante. Grazie ai loro enzimi questi microorganismi prelevano l’azoto dall’atmosfera per poi incorporarlo nelle proteine

di Matteo Cavallito

 

La biomassa di una particolare specie di batteri marini può rivelarsi una valida alternativa all’impiego dei fertilizzanti tradizionali. Lo sostiene uno studio a cura dei ricercatori del Riken, un centro di ricerca con sede a Wako, nella prefettura di Saitama, in Giappone. La scoperta apre nuove opportunità per un settore agricolo globale tuttora fortemente dipendente dai prodotti azotati sintetici il cui impiego massiccio, come noto, comporta notevoli ricadute sul piano ambientale. Tra di esse: incremento delle emissioni di gas serra, contaminazione delle falde acquifere e impoverimento della qualità del suolo nel lungo periodo.

I batteri assorbono grandi quantità di azoto

“I sistemi agricoli si affidano in larga misura ai fertilizzanti inorganici a base di azoto per far aumentare le rese e garantire la sicurezza alimentare di una popolazione mondiale in rapida crescita”, spiega lo studio. “Tuttavia, la produzione e l’uso eccessivo di questi ultimi comportano notevoli emissioni di gas serra, rendendo necessario lo sviluppo di prodotti organici alternativi e sostenibili”.

Gli scienziati, sottolinea una nota del Riken, si sono messi alla ricerca di una fonte naturale di azoto che potesse sostituire i fertilizzanti sintetici. Trovandola nei cosiddetti batteri viola non solforati (Purple non-sulfur bacteria o PNSB).

Questi microorganismi possiedono enzimi che li aiutano a prelevare l’azoto dall’atmosfera per poi incorporarlo nelle proteine. Per creare un fertilizzante organico, gli scienziati hanno triturato la biomassa essiccata di questi batteri creando così un composto da testare. Una prima analisi ha mostrato che il contenuto di azoto ammontava all’11% del peso complessivo del prodotto. Un valore “molto superiore a quello che si trova in altri fertilizzanti organici, compresa la biomassa ricavata da altri microbi o dalle microalghe”.

L’esperimento

L’efficacia dei batteri viola non solforati come fertilizzanti è stata testata nella coltivazione degli spinaci. Le colture sono state trattate con due fertilizzanti azotati inorganici e con il prodotto a base di biomassa realizzato con una dose variabile di azoto (pari, doppia o quadrupla rispetto a quella di un fertilizzante sintetico tradizionale). Gli spinaci si sono dimostrati capaci di assorbire l’azoto dal fertilizzante a base di batteri. L’impiego di quest’ultimo non ha impattato sull’acidità né sulla salinità del suolo che sono rimaste normali, simili a quelle tipiche di un terreno fertilizzato senza l’impiego di nitrati.

“Abbiamo esaminato gli effetti sulla germinazione e sulla crescita delle piante (misurata in base alla clorofilla fogliare, alla lunghezza massima delle foglie e al peso secco) in due diversi regimi di temperatura, confrontandola con quelli associati all’impiego di un concime minerale azotato convenzionale”, spiega lo studio.

In sintesi, “l’applicazione a tassi fino a quattro volte superiori a quelli del fertilizzante minerale non ha avuto effetti negativi sulla germinazione dei semi e sulla crescita delle piante”. I risultati “confermano la capacità delle piante di assumere azoto dalla biomassa di batteri fotosintetici marini evidenziandone il potenziale di utilizzo”.

Plants were grown at either 15°C – 25°C (Cool, a, c, e, g) or 22–32 °C (Warm, b, d, f, h). Fertilizer treatments were: no fertilizer (NF), a no N control (NC), mineral fertilizer controls (C1 and C2), and PB treatments (PB1, PB2, and PB4), where 1, 2, and 4 represent an added amount of fertilizer corresponding to the amount of N in C1. Source: Riken Press Release

Le piante sono state coltivate a temperature comprese tra 15 e 25 °C (fresco: a, c, e, g) o tra 22 e 32 °C (caldo: b, d, f, h). I trattamenti: 1) nessun fertilizzante (NF), 2) fertilizzante senza azoto (NC), 3) fertilizzanti minerali (C1 e C2) e 4) trattamenti biomassa a base di batteri (PB1, PB2 e PB4), dove 1, 2 e 4 rappresentano una quantità di fertilizzante aggiunto corrispondente alla concentrazione di azoto in C1. Fonte: Riken Press Release, Jun. 28, 2024

Nuove applicazioni in agricoltura

Il rilascio dell’azoto da parte del fertilizzante da biomassa avviene in modo relativamente lento rispetto ai prodotti inorganici. Per ottenere gli stessi risultati di crescita, sottolineano gli autori, occorre a conti fatti impiegare un quantitativo doppio di sostanza nel confronto con il fertilizzante di sintesi. I vantaggi del composto di origine batterica sul fronte della sostenibilità, però, sono evidenti: meno emissioni di CO2 e meno dispersione di azoto da lisciviazione nell’ambiente.

Quelli fin qui acquisiti, ovviamente, sono solo dati preliminari. Ulteriori studi, spiegano gli scienziati, sono ora necessari per la valutazione del ciclo di vita del fertilizzante e della sua impronta ambientale lungo l’intera catena di produzione. Secondo Shamitha Rao Morey-Yagi, ricercatrice e co-autrice dello studio, l’impiego a lungo termine del prodotto organico, in ogni caso, “potrebbe rivoluzionare l’agricoltura” limitandone l’impatto negativo sull’ambiente.