La salinizzazione del suolo riduce il potenziale produttivo agricolo di 46 milioni di ettari all'anno (FAO).
In questo post analizzeremo ulteriormente:
- Che cos'è la salinizzazione del suolo
- L'impatto della salinizzazione del suolo
- Cosa possiamo fare per migliorare i nostri terreni
Al giorno d'oggi, le limitazioni significative alla produttività delle colture su scala globale sono:
- cambiamento climatico
- pressioni ambientali
- pratiche agricole intensificate
- alterazione dei modelli di precipitazione
- uso non ottimale dei fertilizzanti
- diminuzione delle risorse idriche
- diminuzione della fertilità del suolo
Tra i vari fattori di stress ambientale (abiotici), la salinità del suolo emerge come una conseguenza degna di nota del cambiamento climatico, con un impatto su circa il 20% delle terre coltivate e il 33% delle aree agricole irrigate.
Figura 1: Mappa globale che mostra le regioni con problemi di salinizzazione del suolo
Che cos'è la salinizzazione del suolo?
Negli ultimi anni la salinizzazione del suolo, insieme alle preoccupazioni legate alla contaminazione dell'acqua e dell'ambiente, è diventata una minaccia considerevole per la sicurezza alimentare mondiale e la sostenibilità dei sistemi agricoli. Lo stress salino deriva dall'accumulo eccessivo di sali minerali solubili all'interno del suolo, con profonde implicazioni per la fertilità del suolo, la stabilità strutturale, la biodiversità e, di conseguenza, la resa delle colture.
La salinità del suolo, caratterizzata dalla presenza di sali minerali solubili nel suolo (misurati in volume o in peso), insieme alla sodicità (la concentrazione di ioni Na+), può esercitare effetti negativi sull'acquisizione dei nutrienti da parte delle piante e su varie proprietà fisico-chimiche del suolo, compreso il pH.
Nelle piante, alti livelli di salinità limitano la crescita sia delle radici che dei germogli, principalmente limitando la disponibilità di acqua e l'assorbimento di micronutrienti, portando a danni cellulari e all'alterazione di diversi processi fisiologici.
L'impatto della salinizzazione del suolo sulle colture - In che modo le piante coltivate risentono degli elevati livelli di salinità del suolo?
Le conseguenze della salinizzazione del suolo sono osservabili in campo, spesso evidenti attraverso una crescita irregolare delle colture e lo sviluppo di depositi di sale bianco sulla superficie del suolo. I problemi di salinità lievi sono caratterizzati da una tonalità blu-verde nelle piante in crescita. Nelle colture di cereali o foraggiere che vivono in aree saline, possono emergere macchie sterili e piante stentate. L'estensione e la prevalenza delle macchie sterili (parti del campo prive di vegetazione) possono indicare la concentrazione di sale nel terreno. Nei casi in cui i livelli di salinità non sono sufficientemente elevati da causare la formazione di macchie sterili, un vigore vegetativo irregolare può manifestarsi nell'aspetto delle colture.
Una salinità moderata, soprattutto se distribuita uniformemente sul campo, può spesso passare inosservata, in quanto non provoca danni evidenti se non una crescita inibita. Le foglie delle piante che crescono in terreni a rischio di salinità tendono a essere più piccole e a presentare una colorazione blu-verde più scura rispetto alle foglie normali. Le piante che crescono in terreni a rischio di salinità spesso assomigliano a quelle che subiscono uno stress da umidità (siccità). Le tossicità specifiche degli elementi, come la bruciatura marginale o della punta delle foglie, in genere colpiscono esclusivamente le piante legnose. Allo stesso tempo, le specie non legnose possono accumulare livelli simili o maggiori di questi elementi nelle loro foglie senza mostrare danni apparenti.
Come gestire la salinità del suolo?
Affrontare il problema della salinità del suolo è possibile senza richiedere periodi prolungati e ingenti investimenti finanziari. Le potenziali soluzioni comprendono:
- migliorare l'efficienza dei sistemi di irrigazione
- catturare e trattare le acque di drenaggio saline
- creazione di impianti di desalinizzazione
- aumentare i tassi di ricarica delle acque sotterranee
- implementare pacciamature o colture di copertura per conservare le risorse idriche nelle coltivazioni (pratica promettente)
Sebbene la traslocazione del suolo sia un'alternativa costosa e ad alta intensità di lavoro, rimane un'opzione praticabile.
L'approccio più avanzato prevede lo sviluppo di colture geneticamente migliorate e di altre varietà tolleranti al sale. Tuttavia, questa via di ricerca è attualmente caratterizzata da complessità e controversie, con conseguente limitata disponibilità di tali colture in quantità sostanziali.
Cosa possiamo fare per migliorare il nostro terreno?
Microbioma associato alle piante: Una soluzione promettente
Alla luce di queste sfide, l'utilizzo di alcuni microrganismi che abitano la rizosfera delle piante o che risiedono all'interno delle radici delle piante alofite, che possiedono anche attributi che favoriscono la crescita delle piante, emerge come una strategia promettente per migliorare l'adattabilità delle piante alle condizioni di stress indotte dalla salinità. Questi microbi benefici associati alle piante svolgono un ruolo fondamentale nel mitigare lo stress salino producendo:
- osmoprotettori
- antiossidanti
- Enzimi ACC deaminasi
- ormoni
- esopolisaccaridi
- acidi organici
- ossido nitrico
- siderofori
Allo stesso tempo, possono promuovere una maggiore disponibilità di nutrienti. È stato dimostrato che la successiva inoculazione di piante coltivate con questi batteri promotori della crescita delle piante (PGPB) tolleranti al sale migliora la crescita delle piante e la resa dei raccolti in terreni salini.
Figura 2: Penicillium promuove la crescita delle piante, aumenta la tolleranza allo stress salino e riduce l'apporto di fertilizzanti chimici.
I biofertilizzanti, che offrono vantaggi quali una migliore fertilità del suolo, una maggiore disponibilità di nutrienti, una protezione contro gli agenti patogeni presenti nel suolo, una maggiore tolleranza agli stress biotici e abiotici e un minore inquinamento ambientale rispetto ai fertilizzanti chimici, rappresentano un approccio sostenibile al miglioramento del suolo.
Penicillium, un fungo del suolo noto per i suoi effetti benefici sulla salute del suolo, in particolare per quanto riguarda la mitigazione della salinità del suolo in agricoltura, merita un'attenzione particolare.
Penicillium presenta i seguenti meccanismi per combattere la salinità del suolo:
- Tolleranza al sale: Il Penicillium può prosperare in condizioni di elevata salinità, rendendolo un candidato adatto per affrontare le sfide legate alla salinità.
- Esclusione del sale: Questo fungo ha la capacità di ridurre l'assorbimento di sali, compresi sodio e cloruro, da parte delle radici delle piante, attenuando così gli effetti dannosi della salinità sulla crescita delle piante.
- Maggiore disponibilità di nutrienti: La salinità del suolo porta spesso a squilibri e a una ridotta disponibilità di nutrienti essenziali per la crescita delle piante. Il Penicillium può solubilizzare e mobilitare i nutrienti nel terreno, rendendoli più accessibili alle piante e migliorando le carenze nutritive causate dallo stress da salinità.
- Miglioramento della crescita delle piante: Attenuando gli impatti negativi della salinità del suolo, il Penicillium favorisce la crescita e lo sviluppo delle piante, migliorandone i processi fisiologici complessivi e portando a un aumento della resa, a una maggiore tolleranza agli stress e a un utilizzo più efficiente delle risorse. L'interazione tra microrganismi benefici per le piante e le piante ospiti produce molteplici benefici, tra cui una maggiore tolleranza agli stress, modifiche radicali, miglioramento della qualità del suolo, maggiore assorbimento di nutrienti e soppressione di agenti patogeni.
È importante notare che l'efficacia del Penicillium nell'affrontare la salinità del suolo può variare a seconda delle specifiche condizioni pedologiche e ambientali. Pertanto, è consigliabile consultare esperti di agricoltura o i servizi di divulgazione locali per avere indicazioni sulla sua applicazione e sull'idoneità per un particolare sistema agricolo.
Le soluzioni sostenibili, come i microrganismi agricoli nella gestione integrata della fertilità del suolo, la protezione naturale delle piante e i biofertilizzanti, forniscono un potente strumento per un'agricoltura naturale e sostenibile, garantendo una resa di qualità e la salute di tutti gli attori coinvolti in una catena alimentare più sicura.
Riferimenti
- Vassileva M, Martos V, Del Moral LFG, Vassilev N. Effect of the Mode of Fermentation on the Behavior of Penicillium bilaiae in Conditions of Abiotic Stress. Microorganisms. 2023 Apr 19;11(4):1064. doi: 10.3390/microorganisms11041064. PMID: 37110487; PMCID: PMC10143995.
- doi: 10.1126/science.aag0654
- Al-Busaidi A.S., Cookson P. Salinity-pH relationships in calcareous soils. Agric. Mar. Sci. 2003;8:41–46. doi: 10.24200/jams.vol8iss1pp41-46. [CrossRef] [Google Scholar]
- Sanjuán J., Nápoles M.C., Pérez-Mendoza D., Lorite M.J., Rodríguez-Navarro D.N. Microbials for Agriculture: Why Do They Call Them Biostimulants When They Mean Probiotics? Microorganisms. 2023;11:153. doi: 10.3390/microorganisms11010153. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Tarroum M, Romdhane WB, Al-Qurainy F, Ali AAM, Al-Doss A, Fki L, Hassairi A. A novel PGPF Penicillium olsonii isolated from the rhizosphere of Aeluropus littoralis promotes plant growth, enhances salt stress tolerance, and reduces chemical fertilizers inputs in hydroponic system. Front Microbiol. 2022 Oct 27;13:996054. doi: 10.3389/fmicb.2022.996054. PMID: 36386667; PMCID: PMC9648140.
- More on soil salinity https://www.fao.org/global-soil-partnership/areas-of-work/soil-salinity/en/