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Notiziario di informazione a cura dell'Accademia dei Georgofili

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28 ottobre 2015

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Il ruolo delle leguminose nel contenimento dei consumi agricoli di energia fossile e dell’effetto serra

di Giuliano Mosca e Anna Lante

Nei vegetali non sempre l’invasione da parte di funghi e batteri dà luogo ad uno stato di malattia. Alcune tipologie di invasione, ad esempio quando i microrganismi irrompono nelle cellule radicali, sono al contrario benefiche. Attraverso un’essenziale rifornimento di nutrienti i microrganismi aiutano sia le piante ospiti che gli avvicendamenti colturali, se non addirittura degli interi sistemi agricoli. In certe interazioni simbiotiche, le radici sono infettate da funghi micorrizici che aiutano i vegetali superiori ad acquisire fosforo dal terreno. In altre simbiosi agricole, i rizobi alloggiano nelle radici delle leguminose, quali il pisello, la soia e l’erba medica (FOTO), dove producono la forma di azoto necessaria per l’accrescimento. Di recente alcuni biochimici ed agronomi hanno cominciato a conoscere a fondo i geni da cui dipende l’instaurarsi di queste reciproche interrelazioni. E’ stato accertato che sia i geni della pianta che quelli dei microrganismi contribuiscono alla simbiosi. I due partner sono infatti coinvolti in una complessa conversazione molecolare.
Le simbiosi “fungo-pianta” si sono instaurate ben prima delle associazioni “rizobio – leguminosa”. La presenza di funghi utili in piante fossili indica che le prime associazioni risalgono a circa 400 milioni di anni fa. Le leguminose invece datano circa 70 milioni di anni.
Nell’instaurarsi di questo dialogo, le piante “parlano” per prime, iniziando un discorso molecolare con il batterio specifico necessario per la loro interazione simbiotica. La condizione per la quale diverse leguminose producono differenti messaggi biochimici (flavonoidi) contribuisce a generare diversa specificità d’azione simbiotica. Lo stesso rizobio contribuisce a questa specificità. Pertanto, una volta che le specificità sono state rispettate, la simbiosi si può attivare e la “conversazione” può continuare. Trattasi di messaggi oscillanti che proseguono fino alla fine della reciproca discussione.
Questo tipo di piante presentano la particolare abilità di fissare l’azoto atmosferico, che rappresenta una risorsa rinnovabile, attraverso la formazione di noduli entro i quali vengono ospitati i microsimbionti radicali più o meno specifici (rizobi). La fissazione biologica dell’azoto è un processo efficiente e, su ampia scala, la produzione di ammonio da parte della simbiosi “Rhizobium – leguminosa” risulta più elevata della produzione industriale degli azotati di sintesi.
Impiegando i concimi azotati consumiamo dell’energia fossile: è richiesto l’equivalente di due tonnellate di petrolio (in energia) per produrre e spargere una tonnellata di concime azotato. L’impiego invece di azoto biologico, come quello fissato dalle Leguminose per produrre proteine vegetali, consente notevoli risparmi nei consumi di energia non rinnovabile e di conseguenza fa diminuire il contributo dell’agricoltura all’effetto serra. La coltivazione di una leguminosa porta ad economizzare circa 0,2 tonnellate di petrolio per ettaro che equivalgono alla produzione di 600 kg/ha di CO2. Le leguminose sono dunque uno dei pilastri su cui poggia lo sviluppo sostenibile dei sistemi agricoli. È stato stimato che il 20-30% dei costi energetici necessari alla coltivazione delle piante è assorbito dalla produzione e distribuzione in campo degli azotati.
Non va dimenticato infine che le leguminose promuovono diversità ed efficienza alle rotazioni agrarie e contribuiscono significativamente al sostegno della fertilità del terreno agrario. Le leguminose inoltre concorrono alla salubrità del cibo in generale e fanno parte integrante della cosiddetta “dieta mediterranea” anche se oggi risultano ancora sotto rappresentate nell’ambito dell’agricoltura europea e meritano invece, in rapporto agli innumerevoli vantaggi offerti, un ulteriore sviluppo.


The role of legumes in limiting agricultural consumption of fossil fuels and the greenhouse effect

The invasion by fungi and bacteria of vegetables does not always result in a diseased state. On the contrary, some invasion types, i.e., when micro-organisms break into radical cells, are beneficial. By  supplying essential nutrients, micro-organisms help both the host plants and crop rotations if not even entire agricultural systems. In certain symbiotic interactions, the roots are infected with mycorrhizal fungi that help plants acquire more phosphorus from the soil. In other agricultural symbioses, the rhizobia in the roots of such legumes as peas, soybeans and alfalfa (PHOTO) produce the nitrogen form necessary for growth. Recently, some biochemists and agronomists have begun to develop a thorough knowledge of the genes that determine the onset of these mutual interrelations. It was found that both the plant’s and the microorganisms’ genes contribute to the symbiosis.



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