La metà nascosta della pianta e i suoi invisibili

Questo potrebbe essere il possibile titolo del saggio che verrà pubblicato a testimonianza dei notevoli progressi compiuti in chiave radicale e nell’interazione con gli invisibili del terreno. Aumentando le conoscenze dei numerosi fenomeni biologici che incidono sul miglioramento quali-quantitativo delle produzioni primarie, la sostenibilità ambientale verrebbe quindi realizzata. L’obiettivo principale è raggiungere un nuovo livello di conoscenza orientata al conseguimento del riequilibrio dei terreni agroforestali. Il riequilibrio tra le caratteristiche chimico-fisiche, il rinnovo della sostanza organica e l’attività del microbioma del suolo rappresentano dunque il nuovo traguardo da raggiungere con finalità produttivistiche.
Gli studenti frequentanti i corsi di studio di Ecologia microbica, Microbiologia ambientale e Microbiologia del suolo, Agronomia e Coltivazioni erbacee, Coltivazioni arboree, Scienze forestali e ambientali, Biologia naturalistica potranno trovare tra queste pagine il giusto completamento delle loro conoscenze in tema di rigenerazione del sistema primario suolo.
I procarioti sono stati i primi viventi del nostro pianeta (i primi resti fossili datano 3,7-4,2 miliardi di anni), ben prima della comparsa di piante ed animali. Durante il corso dell’evoluzione, i microbi hanno maturato mezzi di comunicazione molto raffinati. Questi tipi di comunicazione si sono basati innanzitutto su “parole” chimiche: il sistema di quorum-sensing dei batteri, i fattori della micorrizazione (Myc) nella simbiosi tra funghi micorrizici e radici delle piante, i fattori della nodulazione (Nod) nella simbiosi tra leguminose e rizobi del terreno sono solo i casi più noti.* (*da M. Nuti: La biodiversita nel terreno agrario. Firenze, 19 novembre 2010).
Il ruolo strategico della radice ha sempre destato una notevole curiosità in quanto essa è coinvolta in numerosi processi che incidono sia sul miglioramento quanti- qualitativo della produzione vegetale, sia sulla sua sostenibilità ambientale. L’interesse per quest’ambito di indagine è tutt’ora attuale e la ricerca incentrata sullo studio delle radici appare oggi orientata in modo sempre più puntuale alla conoscenza delle interazioni tra parte aerea, pedosfera e i così detti invisibili.
Le varie argomentazioni sugli apparati radicali che da più parti irrompono oggi nel campo dell’agronomia, dell’arboricoltura e dell’ecologia vegetale non si sommano a quelle proprie delle singole discipline, ma le trasformano e le chiariscono consentendo una visione più aggiornata e moderna dei vari problemi agronomici e ambientali. Negli ultimi anni lo studio del sistema radicale e della sua architettura, specie nelle piante coltivate, ha destato un crescente interesse poiché l’acquisizione di sempre nuove conoscenze aiuta a comprendere i meccanismi di colonizzazione della rizosfera e a più ampio raggio il grado di adattamento delle piante all’ambiente. A fini produttivi, tranne nei casi di attacchi parassitari, il generale assioma che recita “per ottenere una resa elevata non è sempre indispensabile un grande apparato radicale”, viene contraddetto dall’affermazione “in genere la causa di una resa scarsa è da porre in relazione ad un apparato radicale troppo ridotto e/o stressato”. In altri termini un’approfondita conoscenza del “biomass partitioning”, sia come massa che come energia, richiede una particolare attenzione nei programmi di breeding per la costituzione di varietà migliorate non solo nell’harvest index ma anche nel rapporto tra fitomassa aerea e radicale.
La disponibilità di acqua e nutrienti in molti ecosistemi agrari rappresenta il principale limite al raggiungimento di elevate rese di prodotto, anche se un’eccessiva applicazione di input, può talvolta generare anomalie di ordine ambientale. L’efficienza d’uso dei nutrienti, acqua compresa, rappresenta pertanto un punto focale per la gestione di un’agricoltura eco-sostenibile.
La radice è coinvolta in numerosi processi ecofisiologici tra cui l’architettura del sistema, l’assorbimento, le simbiosi, le biocenosi, gli essudati, questi sono i temi che hanno ricevuto grande attenzione da parte della ricerca. Tuttavia, malgrado che le più recenti innovazioni tecnologiche abbiano fornito dei validi strumenti di indagine restano ancora da chiarire altri aspetti quali la variabilità spaziale, l’orientamento nella rizosfera, la risposta all’applicazione di nuovi prodotti della crop protection, gli effetti della gravità, la presenza del così detto centro decisionale-organizzativo apicale (brain), sottocorticale di Charles e Francis Darwin (1880).
In regime di “climate change” i viventi che non si adattano tendono a soccombere. Quando, come e quanto la radice possa influenzare l’adattamento delle piante coltivate al cambiamento climatico non è facile a dirsi. Della singola radice e dell’intero apparato radicale si conosce ancora poco, nonostante il ruolo e le funzioni siano particolarmente rilevanti. È noto come la meccatronica (=meccanica + elettronica) e la robotica si siano inserite prepotentemente nell’odierna agricoltura (precision farming) proprio nella fase di transizione verso la digitalizzazione.
Quanto più a fondo si indagherà sulla radice, nonostante le difficoltà emerse durante la sperimentazione, tanto migliori saranno i successi raggiungibili ad esempio nell’applicazione del “precision farming”, nel corretto dosaggio di acqua e nutrienti, nel controllo delle malerbe e dei parassiti. Ma anche nell’ambito di temi di indagine più specifici quali: radice e sviluppo del sistema radicale, approccio alla fenotipizzazione radicale, fisiologia dello stress, interfaccia suolo-radice e comunicazione sotterranea, interazioni "radice-microrganismi", relazioni con acqua e nutrienti, tecnologie di analisi d'immagine per le funzioni radicali, modellazione dei processi radicali e rizosfera, sistemi di radici innestate e comunicazione intra-impianto, servizi ecosistemici/sistemi radicali perennanti vengono sempre più acquisite ulteriori innovazioni. Sono i temi più discussi dalla International Society of Root Research (ISRR) in occasione degli ultimi due convegni (2021 e 2024).
Per tutte queste argomentazioni gli Autori del saggio hanno scelto di discutere il tema degli invisibili nel terreno agrario intimamente correlati alla radice che si ritiene essere chiarificatore di tanti aspetti pregnanti e migliorativi in termini di sostenibilità reale e resilienza, tra transizione ecologica e transizione digitale nell’ambito della agricoltura rigenerativa.