Una breve introduzione ai meccanismi d'azione di questi nuovi prodotti per l'agricoltura
I biostimolanti possono rispondere in maniera efficiente a diverse esigenze dell'agricoltura moderna. Di solito il loro meccanismo di azione si esplica nell'alterazione del fenotipo, poiché vanno ad agire sull'espressione dei geni.
Ne esistono di diverse categorie: estratti di alga, idrolizzati proteici, vitaminici, ormonici, minerali, enzimatici, zuccherini. Questi prodotti possono andare a intervenire su diversi fronti: dal miglioramento della radicazione, all'allegagione. Si possono ottenere effetti inoltre nell'interruzione della dormienza, nell'aumento del contenuto di zuccheri e della pezzatura, oltre che nei confronti degli stress.
I molteplici effetti. Le reazioni da parte dei vegetali possono essere molteplici ed estremamente variegate. Nel caso di biostimolanti organo-minerali (NPK+vitamine+amminoacidi), per esempio, le piante aumentano la biomassa prodotta e tendenzialmente mostrano un contenuto di zuccheri nei frutti più alto. Analisi genetiche evidenziano una diversa espressione, soprattutto nel caso del metabolismo dei carboidrati, della parete cellulare, della risposta agli stress (maggior produzione di antiossidanti), dei processi di trascrizione e del metabolismo delle proteine. Su pomodoro però alcuni pattern risultano sottoespressi, come per esempio il gene che codifica per una proteina che protegge la pianta dai colpi di calore.
Altri prodotti, per esempio quelli a base ormonica, mostrano effetti marcati sulla crescita e sulla stimolazione di gemme laterali con conseguenti incrementi della produzione.
La comunicazione tra gli organi vegetali. Numerose ricerche effettuate su varie specie vegetali dimostrano come si possa osservare un root-to-shoot signaling, ovvero una comunicazione che consiste di segnali in partenza dalle radici, dipendenti dall'ambiente esterno, verso gli apici. È quindi il terreno a determinare le risposte prima della parte ipogea, poi di quella aerea dei vegetali. Meccanismi analoghi possono ad esempio però avere una partenza dalle foglie, che possono inviare stimoli al resto della pianta in base alla carica batterica o ai patogeni presenti sulla loro superficie.
Il meccanismo ricettivo e comunicativo delle piante è quindi alla base della stimolazione a una risposta.
La risposta agli stimoli. L'argomento è ancora molto ma Gabriel Krouk e il suo team di ricercatori, sembrano aver trovato una soluzione interpretativa, come pubblicato da diversi studi. I ricercatori hanno scoperto come l'azoto funzioni sia da nutriente che da molecola segnale per la regolazione dello sviluppo, grazie al trasportatore del nitrato NRT1.1. Questo trasportatore riconosce l'azoto ma garantisce al contempo il trasporto dell'auxina, importante fitormone. Il nitrato però, inibisce la captazione dell'ormone da parte del trasportatore. Questo segnale quindi genera una modificazione nella traslocazione dell'auxina. Fornendo nitrato al terreno, l'auxina tende ad accumularsi nelle radici laterali stimolandone la crescita. Il nitrato in questo caso evidenzia una funzione non propriamente nutritiva ma stimolante, il che rende la parola biostimolante, ancora più difficile da dafinire. È una dimostrazione in più riguardo il fatto che bisogna considerare il sistema-pianta nella sua interezza, ovvero guardare al suo inserimento nel contesto nel quale l'organismo vegetale vive: non è detto che fornendo un ormone si stimoli sicuramente la crescita, questo potrebbe andare a intervenire su altri fattori. Allo stesso modo un fertilizzante può comportarsi da stimolante. A complicare il tutto è anche il fatto che la pianta probabilmente non reagisce selettivamente agli stimoli ma riesce a percepire tutti gli input esterni contemporaneamente, quindi si può dire che la risposta deriva da complessi di segnali (ormonici, nutritivi, microbici, di temperatura). Comprendere la combinazione degli input e il loro meccanismo sarà fondamentale in futuro per poter sviluppare dei biostimolanti ancora più efficienti, che presentino caratteristiche ulteriori rispetto alla categoria dei fertilizzanti e dei prodotti di protezione, da inserire in un quadro di pratiche di coltivazione moderno e sostenibile.
Bibliografia
Krouk, Gabriel, et al. "Nitrate-regulated auxin transport by NRT1. 1 defines a mechanism for nutrient sensing in plants." Developmental cell 18.6 (2010): 927-937.
Krouk, Gabriel, et al. "Nitrate signaling: adaptation to fluctuating environments." Current opinion in plant biology13.3 (2010): 265-272.
Krouk, Gabriel, et al. "A framework integrating plant growth with hormones and nutrients." Trends in plant science 16.4 (2011): 178-182.
