Manipolazioni microbiche mirate promuovono la produzione e la protezione delle colture
I microbi svolgono un ruolo importante nella biodiversità funzionale alla base del flusso di risorse vegetali degli ecosistemi. Comprendendo questa biodiversità funzionale si può indicare la strada per approcci in grado di migliorare in modo naturale la sostenibilità e la produttività dei sistemi agroalimentari europei. Il progetto EcoStack(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, si è proposto di «impilare» i servizi ecosistemici in modo sinergico per ottenere la massima efficacia. L’ottimizzazione della gestione della biodiversità funzionale e l’uso di strumenti e strategie ispirate alla biologia per la gestione dei parassiti possono migliorare la redditività dell’agricoltura e la protezione dell’ambiente. Agli studi empirici sul campo sono stati affiancati approcci di modellizzazione e simulazione. Quest’ultima ha affrontato in modo efficiente gli elevati livelli di variabilità nello spazio e nel tempo che spesso si osservano. Ciò ha permesso di convalidare pacchetti di servizi ecosistemici specifici per il contesto e impilati per la loro sostenibilità ecologica, economica e sociale.
Funghi e batteri in reti trofiche complesse
Il microbiota delle piante e del suolo (microrganismi) fornisce importanti servizi ecosistemici agli agricoltori, in particolare per quanto riguarda il controllo biologico naturale dei parassiti delle piante e degli agenti patogeni e il mantenimento della fertilità del suolo. «Questa complessa rete trofica di olobionti interagenti (l’ospite e il microbiota associato) è alla base della stabilità e della resilienza degli ecosistemi agricoli. La comprensione di queste interazioni permette di definire strategie di manipolazione microbica mirate volte a migliorare la crescita delle piante e le barriere di difesa endogene», spiega il coordinatore del progetto Francesco Pennacchio dell’Università di Napoli Federico II(si apre in una nuova finestra). EcoStack ha caratterizzato diversi ceppi di due specie di funghi - Beauveria e Trichoderma - entrambi presenti in natura e utilizzati come agenti di controllo biologico. Il team ha studiato la loro capacità di indurre la crescita delle piante e le risposte di difesa nei confronti di patogeni e insetti in diverse condizioni ambientali. Il progetto ha inoltre individuato i rizobatteri promotori della crescita delle piante, isolati da varietà di pomodoro commerciali e tradizionali e appartenenti principalmente ai generi Bacillus e Paenibacillus.
I microbi nei flussi energetici trofici multilivello
EcoStack ha rivelato un’intricata rete di interazioni trofiche che abbraccia le comunità sotterranee e quelle in superficie. «I microbi benefici del suolo studiati inducono cambiamenti metabolici nelle piante che colonizzano, che a loro volta possono influenzare più livelli trofici in modi diversi», osserva Pennacchio. Una chiara dimostrazione del ruolo centrale dei microrganismi nel controllo delle dinamiche delle risorse a più livelli trofici è rappresentata dai funghi benefici del suolo che colonizzano le piante di pomodoro che hanno un impatto negativo sulle larve di falena. EcoStack ha scoperto il meccanismo: un’alterazione del microbiota intestinale del bruco che si alimenta, che riduce anche la competenza immunitaria dell’insetto parassita. Quest’ultimo aspetto ha il vantaggio di favorire lo sviluppo di antagonisti naturali degli insetti.
Strumenti naturali per la sostenibilità della produzione e della protezione delle colture
«Attraverso la comprensione dei meccanismi alla base delle interazioni trofiche tra microbi, piante e livelli trofici superiori, siamo riusciti a progettare combinazioni di agenti di controllo biologico microbico che mostrano interazioni sinergiche e una maggiore efficienza di controllo», osserva Pennacchio. EcoStack ha inoltre utilizzato composti derivati da microbi che influenzano le interazioni tra i parassiti e i loro antagonisti naturali per sopprimere parassiti e patogeni, sfruttando le «armi» molecolari di questi organismi piuttosto che gli organismi stessi come agenti di controllo biologico. EcoStack ha consolidato le conoscenze di base necessarie per sviluppare strategie, strumenti e tecnologie efficienti e sicuri basati sulla natura per un’agricoltura sostenibile e ha dimostrato il potenziale con manipolazioni microbiche mirate che promuovono la produzione e la protezione delle colture. Il progetto ha quindi permesso agli agricoltori europei di massimizzare i servizi ecosistemici per aumentare la produttività delle colture e la redditività dell’agricoltura, migliorando al contempo la stabilità e la resilienza dell’ecosistema. Fornendo valide alternative all’uso di pesticidi sintetici, EcoStack contribuisce in modo significativo al dibattito in corso sulla direttiva sull’utilizzo sostenibile dei pesticidi(si apre in una nuova finestra), che istituisce un quadro per l’azione comunitaria ai fini dell’utilizzo sostenibile dei pesticidi. Si prospetta una nuova era di agricoltura sostenibile, che sfrutta i flussi di energia nelle reti trofiche a vantaggio degli agricoltori, dei consumatori e dell’ambiente.
