Questo capitolo è stato realizzato in collaborazione con il collega e amico Antonio Mastrodomenico, Agronomo della MSBIOTECH, con cui ho condiviso alcuni anni di università a Firenze (gli anni più belli)

L’azione BIOSTIMOLANTE e di “BIOCONTROLLO” dei BATTERI E FUNGHI PROMOTORI DI CRESCITA

Le prestazioni dei prodotti a base di microrganismi benefici (PGPR/PGPF) acronimo di “batteri e funghi promotori di crescita delle piante”, sono sempre state un fattore limitante nell’uso di questa tecnologia.  Tuttavia, la ricerca applicata, lo studio metagenomico e la selezione di ceppi più efficienti e resistenti alle condizioni ambientali e pedologiche più disparate, hanno permesso di colmare questa lacuna.  Indipendentemente dai semplici ceppi classificativi, la ricerca si è concentrata su come migliorare la sopravvivenza dei microrganismi selezionati, nei diversi ambienti e in diverse tipologie di suolo, approfondendo l’aspetto multitrofico e multitasking. I microrganismi agiscono producendo un pool di enzimi utili alla pianta, stimolandone le difese endogene. Uno dei modi più comuni che i microrganismi adottano per migliorare l’assorbimento di sostanze nutritive è l’alterazione dei livelli degli ormoni vegetali. Questo meccanismo modifica l’architettura radicale: aumenta la massa, la ramificazione e la quantità di peli radicali; inoltre si verifica un incremento in volume dell’apparato radicale e di conseguenza migliora l’assorbimento di acqua e degli elementi nutritivi.

I microrganismi stimolano lo sviluppo delle piante creando nella rizosfera (la parte del terreno più prossima alle radici), condizioni ottimali (come ad esempio la neutralizzazione del pH) affinché la pianta assimili più rapidamente le sostanze nutritive di cui ha bisogno. Alcuni di essi sono capaci di rendere nuovamente disponibile il fosforo insolubile e il ferro indisponibile (siderofori).  Inoltre, di fondamentale importanza, sono le azioni inibitorie di sviluppo e di competizione per lo spazio e per i nutrienti, nei confronti di molte specie fungine patogene. In sostanza, i microrganismi hanno tre proprietà molto interessanti e possono essere utilizzati come: bio-fertilizzanti, bio-stimolanti, bio-protettori.

La difesa delle colture da patogeni è cruciale per la salvaguardia della resa e della qualità del prodotto e si interseca con la necessità di garantire la sicurezza alimentare e, allo stesso tempo, di aumentare la sostenibilità dei processi produttivi. La disponibilità di prodotti agricoli salubri biologici o a residuo zero, ottenuti in processi produttivi rispettosi del suolo e dell’ambiente, delle condizioni di sicurezza degli operatori e del consumatore finale, rappresenta la vera sfida della moderna agricoltura. Il concetto di controllo biologico, da cui il termine “Bíocontrollo”, nasce dall’opportunità di contrapporre ai patogeni per le piante i loro stessi antagonisti.

I funghi e i batteri impiegati come agenti di Bíocontrollo sono utilizzati nella protezione sostenibile delle colture sia in programmi di difesa integrata che in quelli con approccio biologico esclusivo. La loro efficacia è legata essenzialmente all’elevata capacità invasiva e di adattamento agli ambienti, senza lasciare residui sulla cultura trattata. Il residuo zero dovrà essere, in definitiva, l’obiettivo finale dell’agricoltura integrata. La funzione soppressiva è legata ad interazioni antagonistiche o di biostimolazione e si esplicano attraverso i seguenti meccanismi specifici:

Meccanismo di tolleranza sistemica indotta (IST) da PGPR e funghi micorizzici

L’uso dei microrganismi in agricoltura ha assunto negli ultimi anni sempre più importanza e considerazione dagli operatori del settore agricolo biologico e integrato, per la loro possibilità di essere impiegati come sostituti ecompatibili nel controllo dei microrganismi patogeni.  A tale riguardo ritengo necessario, affinche si possano sfruttare appieno le caratteristiche e le potenzialita di questi organismi straordinari, fare alcune considerazioni pratiche:  IN GENERALE I microrganismi sono organismi VITALI e come tali, sono soggetti alle condizioni ambientali, che ne influenzano la crescita, moltiplicazione e sopravvivenza e modalità d’azione: 

1. TEMPERATURA: (min 5-10°C ) a seconda del microrganismo impiegato. I Bacillus sp. sono più resistenti alle basse temperature rispetto ai funghi e sono attivi già a 5°C.  Per I funghi come ad esempio Tricoderma sp. e Beauveria sp., si consigliano temperature minime di 9-10°C. 
2. RADIAZIONE UV : Favorire le applicazioni il mattino presto o in serata servendosi preferibilmente di un coadiuvante bagnante, con eventuale schermante per le radiazione ultravioletta. Le polveri di roccia (zeolite, caolino) sono molto utili a questo scopo, ma esistono in commercio specifici coadiuvanti in formulato liquido con azione schermante diretta.  (la presenza di vegetazione e la forma di allevamento sono fattori determinanti nelle applicazioni sulla vegetazione).
3. UMIDITÀ RELATIVA ELEVATA  60-70% U.r. dell’aria (Anche in questo caso, la presenza di vegetazione e la forma di allevamento sono fattori determinanti nelle applicazioni sulla vegetazione). Il suolo viceversa, salvo rari casi di produzioni in asciutta, generalmente rappresenta il substrato ideale di crescita e moltiplicazione per I microrganismi.  
4. NUTRIMENTO: Presenza Sostanza organica prontamente degradabile (amminoacidi, zuccheri semplici ecc..) fondamentale per favorire la vitalità e l’attività del microrganismo nelle prime fasi di colonizzazione del substrato. 
5. PRESENZA DI COMPOSTI INIBITORI nella botte per i trattamenti o nel substrato  (rame, funghicidi/battericidi naturaleo di sintesi)

In generale I batteri sono resistenti a tutti o quasi I composti Fungicidi ad eccezione dei prodotti rameici. Il rame, battericida per eccellenza, infatti ha effetti inibitori sulla sporulazione, crescita e riproduzione.   I funghi invece sono generalmente più tolleranti alla presenza di RAME nelle miscele ma risentono negativamente della presenza di fungicidi di sintesi.  Non sono state rilevate inibizioni in miscela con insetticidi di sintesi sia per quanto riguarda I Funghi che batteri ma è sempre consigliato effettuare interventi separati e distanziati di qualche giorno per evitare possibili interazioni negative.

Un esempio che spesso utilizzo per spiegare la funzionalità di alcuni formulati microbici come biofungicidi è la torta a spicchi. Seppur molto semplificativo, il grafico permette la comprensione delle modaltà d’azione dei formulati microbiologici. Indpendentemente dal tipo di microrganismo e formulato impiegato, è evidente che un bioformulato microbiologico non potrà mai avere la stessa modalità d’impiego di un formulato di sintesi, studiato per avere un’azione diretta sul patogeno e sarebbe, dopotutto, riduttivo considerarlo tale, data l’enorme potenzialità che hanno i microrganismi nello svolgere tante e benefice azioni sulla Pianta e sul suolo. La strategia migliore è quella del cosiddetto spoon feeding e cioè piccole applicazioni ripetute nel tempo.  Eventualmente cominciare con prime applicazioni a dosaggi più alti, a seconda delle caratteristiche del suolo, e poi proseguire con applicazioni a dosi ridotte, anche dosaggi dimezzati, ogni 7-10 giorni, in modo tale da favorire la colonizzazione del substrato nelle prime fasi e poi, nelle applicazioni successive, garantire un mantenimento della popolazione microbica ricercata.  Una delle azioni più interessanti riguardanti l’uso dei microrganismi antagonisti è l’induzione di resistenza sistemica. Ciò significa che, porzioni di pianta intercettata dal fungo o batterio, allertano il sistema difensivo dell’intera pianta. Questo effetto, spesso avviene con applicazioni di funghi (Micorrize, Tricoderma, Beauveria) che, a contatto con l’apparato radicale, proteggono la pianta da patogeni ed insetti fitofagi aerei,  (Talvolta inspiegabilmente) Molti studi sono ancora in atto su questa straordinaria capacità dei microrganismi di ingannare il sistema immunitario delle piante. 

Il TRICODERMA rappresenta l’organismo di biocontrollo più studiato e utilizzato in agricoltura.

È un fungo molto AGGRESSIVO, con una spiccata azione di controllo nei confronti dei numerosi funghi fitopatogeni attraverso:

• COMPETIZIONE Rapida colonizzazione della rizosfera; entrando in competizione con i funghi patogeni per spazio e nutrienti ne limitano lo sviluppo
• PRODUZIONE DI ENZIMI CHITINOLITICI che consentono di penetrare nell’ospite; in questo modo il patogeno verrà utilizzato come fonte di nutrimento
• PRODUZIONE DI SOSTANZE FUNGISTATICHE che impediscono lo sviluppo dei patogeni limitando di fatto la possibilità di infezione
• INDUZIONE DI RESISTENZA SISTEMICA

BACILLUS SP.  (tra cui mensioniamo:  subtilis, amyloliquefaciens, firmus, pumilus ecc.)  

Da non confondere con il BT Bacillus turingensis utilizzato nei programmi di lotta integrata insetticida per il controllo dei lepidotteri.

SONO BATTERI SPORIGENI (caratteristica che gli consente di sopravvivere in condizioni avverse sottoforma di spora di resistenza in attesa di condizioni ambientali favorevoli)

1- Resistenza alle condizioni ambientali avverse (temperatura e umidità e Radiazioni UV) 

2- Velocità di riproduzione e colonizzazione del substrato  (raddoppiano la popolazione ogni 2 ore)

3- Hanno attività antagonista nei confronti di diversi funghi fitopatogeni, sia dell’apparato aereo (Alternaria, Botrytis cineria, Oidio, Monilia) sia dell’apparato radicale (Phytium, Rhizoctonia, Fusarium, Sclerotinia).

BEAUVERIA BASSIANA il fungo entomopatogeno

Provoca una malattia conosciuta come calcino: le spore che aderiscono all’insetto germinando producono enzimi chitinolitici che perforano l’esoscheletro, il micelio penetra nell’insetto, si nutre dell’emolinfa e si moltiplica producendo spore che propagano l’infezione.  L’insetto muore per disidratazione.