Micorrize e melo: effetti su stress, azoto e patogeni

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È noto che i funghi micorrizici arbuscolari (AMF) sono microrganismi del suolo ampiamente diffusi, capaci di colonizzare le radici di oltre l’80% delle specie vegetali terrestri. Presenti nella maggior parte degli ecosistemi, compresi i suoli agricoli, instaurano con le piante relazioni di simbiosi che  tradursi in importanti benefici funzionali, migliorando l’assorbimento dei nutrienti, la risposta agli stress ambientali e, in alcuni casi, aumentare la capacità di contrastare i patogeni radicali. Questi benefici, però, non si manifestano sempre con la stessa intensità. A determinarli concorrono diversi fattori, tra cui la specie fungina, il genotipo della pianta e le condizioni ambientali e microbiologiche del suolo. Ma quanto incidono questi fattori sull’effettiva capacità delle micorrize di produrre un beneficio per la pianta? 

È da questa domanda che prende avvio un nuovo studio condotto da ricercatori della Washington State University e dell’USDA Agricultural Research Service, che hanno analizzato alcune associazioni tra portinnesti di melo e funghi micorrizici arbuscolari già considerate compatibili. L’obiettivo era verificarne gli effetti su tre aspetti chiave: risposta allo stress idrico, assorbimento dell’azoto e capacità di contrastare Rhizoctonia solani. 

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Due esperimenti per capire quando la simbiosi funziona

Per verificare quanto i benefici delle micorrize dipendano dalle condizioni in cui si sviluppa la simbiosi, i ricercatori hanno impostato due esperimenti distinti, concentrandosi su diverse combinazioni tra portinnesti di melo e specie di AMF. Nel primo è stato utilizzato il portinnesto nanizzante G.11, scelto anche per il suo apparato radicale relativamente contenuto e quindi per la maggiore sensibilità alla carenza idrica. Le piante sono state inoculate con Rhizophagus irregularis, specie che in precedenti ricerche aveva mostrato una buona capacità di colonizzare i portinnesti della serie Geneva. Il disegno sperimentale prevedeva il confronto tra terreno di frutteto non trattato, proveniente da un appezzamento interessato da apple replant disease, e lo stesso terreno sottoposto a pastorizzazione per ridurre la presenza della componente patogena. Per ciascuna condizione sono state poi confrontate piante inoculate e non inoculate, mantenute con una disponibilità idrica ottimale oppure sottoposte progressivamente a stress idrico. L’obiettivo? Osservare come la micorriza influenzasse la risposta della pianta in presenza di carenza d’acqua e pressione da reimpianto, valutando parametri fisiologici, sviluppo vegetativo e presenza di patogeni nelle radici. 

Il secondo esperimento si è concentrato sulla protezione dai patogeni radicali. In questo caso sono stati utilizzati i portinnesti G.41 e G.890, inoculati con Claroideoglomus etunicatum e, per G.41, anche con Claroideoglomus claroideum. Dopo aver consentito alle micorrize di colonizzare le radici, le piante sono state trasferite in terreno contaminato artificialmente con Rhizoctonia solani AG-5, ceppo particolarmente aggressivo nei confronti del melo. Quattro settimane più tardi, la quantità di patogeno presente nei tessuti radicali è stata misurata attraverso analisi molecolari.

I benefici delle micorrize cambiano con il contesto

I risultati del primo esperimento hanno confermato innanzitutto la capacità di R. irregularis di colonizzare G.11. Dopo sei settimane, le radici delle piante inoculate presentavano una colonizzazione media del 25% nel terreno vivo e del 33% in quello pastorizzato. Ma la presenza della micorriza, da sola, non racconta tutta la storia. Le differenze più interessanti sono emerse infatti quando le piante sono state sottoposte contemporaneamente alla pressione microbiologica del terreno di reimpianto e ai diversi regimi irrigui. Come previsto, la riduzione della disponibilità d’acqua ha determinato nelle piante di G.11 una diminuzione della conduttanza stomatica, parametro strettamente legato alla regolazione degli scambi gassosi e della traspirazione. Nel terreno vivo, però, le piante precedentemente colonizzate da R. irregularis hanno mantenuto una conduttanza stomatica significativamente più elevata rispetto ai controlli non inoculati. Un effetto osservato sia nelle piante ben irrigate sia in quelle sottoposte a stress idrico.

Il risultato assume particolare interesse perché nello stesso terreno è stata riscontrata una presenza significativamente maggiore di Rhizoctonia solani e di funghi appartenenti al complesso Cylindrocarpon/Ilyonectria rispetto al terreno pastorizzato. La micorriza, tuttavia, non ha ridotto direttamente la quantità di questi patogeni nelle radici. I livelli rilevati erano infatti simili tra piante inoculate e non inoculate. Secondo gli autori, R. irregularis potrebbe aver aiutato la pianta soprattutto a compensare gli effetti del danno radicale, sostenendo l’assorbimento di acqua e nutrienti attraverso la rete di ife fungine. Questa interpretazione trova conferma nel terreno pastorizzato, dove la pressione dei patogeni era minore e il vantaggio sulla conduttanza stomatica non è emerso.

Più azoto assorbito, ma solo quando l’acqua non manca

Anche sul fronte della nutrizione azotata il quadro è risultato fortemente dipendente dalle condizioni di coltivazione. Nel terreno pastorizzato non sono emerse differenze significative nel recupero dell’azoto marcato tra piante micorrizate e non micorrizate, indipendentemente dal regime irriguo. La situazione è cambiata nel terreno vivo. In condizioni di buona disponibilità idrica, le piante inoculate con R. irregularis hanno recuperato una quantità significativamente maggiore di azoto proveniente dal fertilizzante: circa il 42% in più rispetto alle piante non inoculate.

Il vantaggio non è stato invece osservato nelle piante sottoposte a stress idrico. Una differenza che gli autori collegano anche allo stretto rapporto tra disponibilità d’acqua, crescita della pianta e richiesta di azoto: quando l’acqua diventa limitante e lo sviluppo rallenta, può ridursi anche la quantità di azoto richiesta e assorbita dal terreno. In presenza contemporanea di stress idrico e pressione da reimpianto, la micorriza sembra però intervenire in un altro modo. Le piante inoculate hanno mostrato una maggiore capacità di trattenere o accumulare azoto nell’apparato radicale, suggerendo una diversa distribuzione delle risorse quando la pianta deve fronteggiare più fattori di stress contemporaneamente.

Contro Rhizoctonia conta la combinazione tra fungo e portinnesto

Il secondo esperimento ha evidenziato ancora più chiaramente quanto il beneficio delle micorrize possa dipendere dalla specifica associazione tra fungo e genotipo vegetale. Sul portinnesto G.41, infatti, la presenza di C. etunicatum ha ridotto in modo significativo la quantità di patogeno rilevata nelle radici rispetto alle piante non inoculate. Lo stesso risultato non è stato osservato su G.890, anche se proprio in questa combinazione la micorriza aveva colonizzato maggiormente le radici. Anche C. claroideum su G.41 non ha determinato una riduzione significativa del patogeno.

Il dato suggerisce quindi che una maggiore colonizzazione delle radici non corrisponde necessariamente a una maggiore protezione: conta soprattutto la specifica combinazione tra specie micorrizica e portinnesto.

Non esiste una micorriza efficace in ogni situazione

Nel complesso, lo studio conferma il potenziale dei funghi micorrizici arbuscolari nel migliorare alcuni aspetti della risposta del melo a carenza idrica, disponibilità di azoto e patogeni radicali. Allo stesso tempo, mette in evidenza quanto questi benefici siano condizionati dall’ambiente in cui la simbiosi si sviluppa. La ricerca indica infatti la necessità di superare un approccio generalizzato all’impiego degli inoculi micorrizici. Più che chiedersi se le micorrize siano utili al melo in termini assoluti, occorre individuare quali specie siano efficaci con determinati portinnesti e in specifiche condizioni ambientali e microbiologiche.

Resta inoltre necessario verificare questi risultati in condizioni di pieno campo. Gli stessi autori sottolineano infatti come gli esperimenti controllati permettano di isolare meglio le singole interazioni, ma non possano riprodurre completamente la complessità biologica di un frutteto, dove micorrize, patogeni e altri microrganismi convivono e interagiscono tra loro. È proprio questa dipendenza dal contesto, però, a delineare una delle prospettive più interessanti: arrivare a inoculi sempre più mirati, selezionati non soltanto sulla base della loro capacità di colonizzare le radici, ma sull’effettivo vantaggio che una determinata associazione fungo-portinnesto può garantire nelle condizioni reali di coltivazione.

Federica Del Vecchio
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