Il rapporto fungo pianta

La simbiosi micorizzica

Autore: Antonio Di Giovanni

“Quando pensate ad una pianta, pensate ad un uomo con il cervello sotto-terra e le gambe all’aria”.

( Stefano Mancuso)

Quali simbiosi si sviluppano nel suolo tra le piante e i microrganismi terricoli? Come possiamo favorire queste simbiosi?

In questo breve capitolo cercheremo di capire quali sono i rapporti di simbiosi che si possono generare in un suolo agrario, tra l’apparato radicale di una pianta e i funghi micorizzici e come poter favorire queste simbiosi nel proprio orto-giardino per migliorare lo sviluppo delle vostre piante.

Nel 1882, analizzando le radici di un castagno, il botanico Giuseppe Gibelli fece un’importante scoperta, quelle che lui chiamò “cuffie di delicate ife fungine”. Dopo qualche hanno in Germania un patologo forestale dal nome Albert Bernhard Frank, gli diede il nome di mykorhiza (dal greco mykos: fungo, e rhiza: radice).

Grazie a questi studi è stato possibile scoprire l’importanza degli effetti benefici delle micorizze per la sopravvivenza e per la produttività delle piante.

Ma cosa sono le micorizze? Come si evince dalle origini greche del nome, le micorizze sono il frutto dell’unione tra due regni distinti, quello dei funghi e quello delle piante. L’unione viene definita simbiotica, ovvero che a trarne beneficio non è solo il fungo o la pianta, ma entrambi.

1. Il suolo: un organismo vivente.

Il suolo agrario è sicuramente tra i più complessi ecosistemi viventi che possiamo trovare sul nostro pianeta. Il suolo è il risultato di centinaia di anni di disgregazione delle rocce da parte di agenti fisici, chimici e meccanici e della decomposizione della sostanza organica da parte di microrganismi (batteri, funghi, protozoi, lombrichi ecc.).

È proprio la vita all’interno del suolo che consente la chiusura dei cicli naturali e la rigenerazione della sostanza organica che torna di nuovo disponibile per l’assorbimento radicale. Tra i protagonisti di questo delicato equilibrio abbiamo sicuramente i funghi.

I funghi, oltre ad essere i principali responsabili della degradazione delle forme più complesse di sostanza organica che possiamo trovare in natura (come la cellulosa, l’emicellulosa e la lignina), sono in grado di istaurare dei rapporti simbiotici direttamente con la radice delle piante. Ma come avviene questo misterioso meccanismo?

La parte del suolo che è a contatto con le radici delle piante, prende il nome di rizosfera e viene di norma classificata in tre zone diverse: l’endorizosfera che si estende dalla superficie della radice ai primi strati cellulari interni, il rizoplano ovvero la zona esterna delle radici e la porzione di suolo in cui avviene l’assorbimento delle sostanze nutritive e l’ectorizosfera che consiste nell’immediato volume di suolo a contatto con le radici e che può avere delle dimensioni variabili a seconda del tipo di pianta e del terreno.

Proprio nella rizosfera abbiamo la più alta concentrazione di microrganismi simbionti (batteri e funghi) che svolgono un’importante attività di rigenerazione della sostanza organica e di protezione e supporto dell’apparato radicale della pianta.

Ife fungine viste al microscopio.

Circa l’80% delle specie vegetali e la maggior parte delle piante coltivate possono formare simbiosi micorriziche tanto che: “è più facile elencare le famiglie di piante in cui non si conosce siano presenti piuttosto che compilare una lista di famiglie in cui esse sono state trovate” (Gerdemann, 1968).

Allora come mai è sempre più difficile trovare piante coltivate con un apparato radicale micorizzato?

A causa dell’intensivo sfruttamento dei suoli e dell’eccessivo uso di prodotti chimici per contrastare patogeni e infestanti, il suolo agrario ha perso negli anni la capacità di ospitare i microrganismi (funghi, batteri ecc.) che lo rendono “vivo”.

Per questo motivo nei terreni coltivati si ritrovano con molta difficoltà radici micorizzate, in quanto non si creano le condizioni ottimali per questo tipo di simbiosi tra fungo e radice.

Pratiche agricole sostenibili che prevedono il non utilizzo di prodotti chimici (fungicidi e diserbanti), lavorazioni minime del suolo e tecniche come la pacciamatura, assicurano l’ambiente ottimale per far sviluppare un pool bioattivo formato da microrganismi, radici e micorizze. Proprio grazie a queste condizioni favorevoli è possibile ritrovare in terreni agricoli simbiosi micorizziche spontanee a livello radicale.

Oltre alle pratiche agricole sostenibili, è possibile introdurre in modo artificiale funghi micorizzici scelti a seconda delle esigenze, in modo da favorire l’attecchimento sull’apparato radicale della pianta ospite. Di seguito sono riportate alcune tecniche di inoculo di funghi micorizzici e i principali fattori che influenzano la micorizzazione.

2. Le micorizze

Di norma solo la parte più giovane dell’apparato radicale è in grado di assorbire i nutrienti dalla soluzione circolante del suolo, mentre le parti radicali più vecchie non assorbono più nutrimento ma svolgono la sola funzione di ancoraggio. Quando l’apparato radicale di una pianta viene micorizzato da un fungo, la radice aumenta la sua capacità di assorbimento, grazie alla formazione di un intreccio ifale (parti di fungo, che formano il micelio), che include o riveste le parti più vecchie delle radici trasportando al loro interno il nutrimento.

Le micorizze possono essere distinte sia da un punto di vista morfologico che fisiologico e prendono il nome di ectomicorizze e endomicorizze.

Tipi di micorrize:

  • Ectomicorrize
    • Betulaceae
    • Fagaceae
    • Pinaceae
  • Endomicorrize
    • Orchidaceae
    • Ericaceae
    • Arbuscolari (90% delle piante: agricole, orticole e ornamentali, tranne Brassicaceae, Chenopodiaceae, Caryophyllaceae (garofano).

Nelle ectomicorizze il fungo si sviluppa tra gli spazi intercellulari della zona radicale che forma il reticolo di Harting. Interessano principalmente funghi ascomiceti e basidiomiceti (circa 600 specie) e piante arbustive ed arboree (circa il 5% delle Spermatofite per una stima di 800 specie). Tra i più comuni funghi che formano ectomicorizze abbiamo: Basidiomiceti Agaricales e Boletales (Amanita, Boletus, Russula, Lactarius, Laccaria, Hebeloma ecc.); Hymenogastrales (Hymenogaster); Sclerodermatales (Pisoltithus); Ascomiceti (Tuber, Elaphomyces, Cenococcum); Zigomiceti (Endogonaceae).

Nelle endomicorizze il fungo si sviluppa all’interno degli spazi cellulari della zona radicale, formando delle particolari strutture chiamate vescicole e arbuscoli. Gli arbuscoli hanno vita breve, infatti dopo pochi giorni si degradano.

Grazie a queste strutture i funghi sono in grado di valorizzare gli scarti della pianta (essudati radicali) che si formano durante i processi metabolici e allo stesso tempo di facilitare l’apparato radicale nell’assorbimento dei minerali. Questo tipo di simbiosi viene chiamata mutualistica. Alcuni esempi di simbiosi mutualistica li troviamo tra i castagni e i porcini (Boletus edulis), tra le querce e i tartufi oppure tra le orchidee e diverse specie come Rhizoctonia spp. Altre esempi di simbiosi mutualistiche sono i licheni (alghe e funghi), i coralli (alghe e celenterati) e le associazioni tra rizobi (batteri in grado di stabilire una simbiosi intracellulare con le radici, aiutano la pianta nella fissazione dell’azoto nella forma elementare) e leguminose.

La maggior parte delle specie vegetali di interesse agrario, come cereali, leguminose, alberi da frutto, specie orticole, girasole, tabacco, cotone, canna da zucchero, formano micorrize arbuscolari che prendono il nome di AM (Gosling et al., 2006).

Grazie alla loro attività, i funghi AM svolgono un ruolo cruciale nella fertilità dei suoli e nella nutrizione dei vegetali: infatti, la radice di una pianta micorizzata riesce ad esplorare un volume di suolo notevolmente maggiore rispetto ad una radice normale, consentendo un aumento importante dell’assorbimento radicale con un miglioramento delle attività metaboliche della pianta.

All’interno del suolo, le micorizze contribuiscono non solo ad un miglioramento dell’assorbimento in loco, ma anche al trasferimento dei nutrienti e alla redistribuzione delle risorse, grazie alla formazione di un micelio extraradicale che forma un collegamento tra i diversi apparati radicali.

Un’importante scoperta fatta dal gruppo di studi condotto dalla Prof.ssa Manuela Giovannetti, microbiologa presso il dipartimento di Scienze Agrarie Alimentari e Agro-Ambientali dell’università di Pisa, dimostra che i funghi micorizzici riescono ad aumentare le proprietà nutraceutiche degli alimenti. Infatti, da questo studio si evince che il pomodoro micorizzato contiene concentrazioni più elevate di licopene (+18,5%), calcio (+15%), potassio (+11%), fosforo (+60%) e zinco (+28%) rispetto ai pomodori prodotti tradizionalmente. Inoltre sempre dagli stessi studi si evince che: “I pomodori prodotti da piante coltivate biologicamente e con microrganismi simbionti mostrano un più elevato potere anti-estrogenico” (Giovannetti et al., 2011.

I vantaggi della micorizzazione nelle piante

  1. migliora l’assimilazione dell’apparato radicale delle piante, in particolare degli elementi non assimilabili dalle piante come l’azoto organico;
  2. abbatte la presenza di composti fenolici e metalli tossici nel suolo;
  3. aumenta l’estensione dell’apparato radicale fino a 800 volte, migliorandone le sue caratteristiche;
  4. aumenta la resistenza alle malattie fungine e alle batteriosi, infatti la pianta è indotta a produrre maggiori sostanze “utili”, come le sostanze aromatiche;
  5. riduce gli stress di trapianto e ambientali;
  6. migliora la struttura del suolo;
  7. riduce gli stress termici, idrici e salini;
  8. aumenta la resistenza agli attacchi di nematodi;
  9. aumenta la biomassa organica nel suolo;
  10. riduce il problema dei residui chimici negli alimenti e nell’ambiente;
  11. aumenta le sostanze aromatiche e il grado brix (Unità di misura utilizzata nell’industria alimentare per quantificare gli zuccheri presenti in frutta e verdura nel vino e nelle bibite) dei prodotti;
  12. aumenta le proprietà nutraceutiche dei prodotti;
  13. trasferisce i nutrienti da piante morte a piante vive;
  14. collega più piante (network).

3. Utilizzare le micorizze nel proprio orto giardino

Come abbiamo visto le micorizze promuovono lo sviluppo della pianta favorendo l’assorbimento radicale aiutandola a difendersi dagli stress. Inoltre, grazie alle micorizze è possibile produrre cibo sano e buono, con importanti caratteristiche nutritive e nutraceutiche, riducendo allo stesso tempo l’utilizzo di fertilizzanti e prodotti chimici utilizzati durante la coltivazione.

E possibile sfruttare le caratteristiche positive delle micorizze anche per il nostro orto o giardino? Certo che si. Di seguito vedremo come poter utilizzare l’inoculo di AM per favorire lo sviluppo e l’accrescimento delle nostre piante.

Come introdurre i funghi micorizzici nelle nostre piante da orto e da giardino.

La prima cosa da tener in considerazione riguarda il suolo dove andremo ad inoculare il nostro pool di funghi micorizzici. Come detto in precedenza, la presenza di residui di prodotti fungicidi o erbicidi riduce o azzera la crescita delle micorizze, per questo è indispensabile utilizzare un suolo che non sia stato trattato con questi prodotti.

È possibile acquistare da ditte specializzate preparati (granulari, scaglie, polvere, pastiglie e gel) composti da funghi micorizzici e batteri della rizosfera.

Quando scegliamo un prodotto dobbiamo aver ben chiaro per quale motivo lo stiamo acquistando. Le ragioni possono essere diverse:

  • favorire l’attecchimento dell’apparato radicale e lo sviluppo vegetativo della pianta;
  • difendere l’apparato radicale da funghi patogeni (Armillaria, Phytophtora, Sclerotinia, Fusarium e Pythium);
  • proteggere le piante da orto contro gli insetti che causano danni alle colture (Coleotteri, Acari, Aleurodidi, ed Elateridi);
  • rivitalizzare il suolo e la pianta.

A seconda delle ragioni descritte sopra, dovremmo scegliere un prodotto piuttosto che un altro in modo da ottenere il risultato atteso.

Consigli per l’inoculo

Il base al tipo di prodotto scelto (granulari, scaglie, polvere, pastiglie e gel), la prima cosa da fare è quella di preparare il prodotto per l’inoculo seguendo le istruzioni fornite dal produttore. Una volta preparato il prodotto si può proseguire con l’inoculo che sarà diverso in funzione della fase colturale.

Alla semina:

Il prodotto deve essere distribuito direttamente a contatto delle radici delle piante, mischiandolo al substrato prima della semina in vivaio o distribuito insieme al seme nel caso si effettui la semina in pieno campo.

Al trapianto:

l’inoculo va mischiato al terriccio per il rinvaso o nella buca di piantagione dove sarà messa a dimora la pianta. In questo modo l’inoculo di micorizze sarà strettamente a contatto con l’apparato radicale e potrà svilupparsi facilmente istaurando un buon rapporto simbiotico con l’apparato radicale.

Piante già a dimora:

In questo caso l’inoculo deve essere distribuito in modo localizzato attraverso dei fori nei pressi dell’apparato radicale della pianta, in modo da favorirne l’attecchimento.

Le dosi da utilizzare nell’inoculo di funghi micorizzici dipende dal tipo di prodotto scelto, quindi vi consigliamo di seguire le istruzioni riportate sul prodotto.

N.B. Affinchè l’inoculo rimanga vitale è importante conservarlo in un luogo fresco e areato al riparo dalla luce, dal sole e dagli sbalzi termici. Questi prodotti non hanno controindicazioni in quanto non hanno alcun effetto negativo sulla salute umana.

Bibliografia  

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Giovannetti M., Avio L., Barale R., Ceccarelli N., Cristofani R., Iezzi A., Mignolli F., Picciarelli P., Pinto B., Reali D., Sbrana C., Scarpato R., 2011 – Nutraceutical value and safety of tomato fruits produced by mycorrhizal plants. British Journal of Nutrition, 05/07/2011, 3-7.

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Smith, S.E., Read, D.J., 1997 – Mycorrhizal Symbiosis (second edition), Academic Press, San Diego, London, Boston, New York, Sydney, Tokyo, Toronto.

IMMAGINI

La figura 1 è tratta da Larsson E., Henrik Nilsson R., Kristiansson E., Ryberg M., Larsson K.-H., 2005 – Approaching the taxonomic affiliation of unidentified sequences in public databases – an example from the mycorrhizal fungi, BMC Bioinformatics 6: 178.

Quest’articolo lo trovate anche all’interno del libro “Getta un seme”, scaricabile gratuitamente online direttamente da questo link .

La figura 2 è tratta da https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/

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