Interazioni suolo-pianta e impatto dei concimi sul tappeto erboso: un'occhiata più da vicino

12 giugno 2020
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Interazioni suolo-pianta e impatto dei concimi sul tappeto erboso: un'occhiata più da vicino

Al secondo piano dell’Environment Centre Wales (ECW) presso la Bangor University non è insolito trovare Anna Ray che lavora al suo master di ricerca (MRes). Attualmente lavora da casa, a causa del Covid-19, e sta studiando le interazioni suolo-pianta sulle specie da tappeto erboso e il modo in cui sono inlfuenzate dai concimi. Punto chiave della sua ricerca è la struvite: un concime sostenibile a lento rilascio, che si ottiene dalle acque reflue. Il professor Davey Jones, supervisore alla Bangor University, pensa che potrebbe essere la strada giusta da percorrere: "Coltiviamo il cibo, la gente lo mangia, espelliamo i rifiuti e estraiamo da lì le sostanze nutritive. Il riciclaggio a questo livello è rivoluzionario".   

Il professor Davey Jones dirige un gruppo di ricerca che copre tre filoni principali:

  • malattie e agenti patogeni umani
  • efficienza delle sostanze nutritive e agricoltura
  • qualità e inquinamento delle acque.

 

Ha iniziato la sua carriera come scienziato del suolo, si è laureato in biologia dei vegetali all'Università di Oxford e ha lavorato negli Stati Uniti sulle interazioni suolo-pianta nel settore agricolo, prima della sua attuale posizione alla Bangor University nel Regno Unito.

Anna ha trascorso il primo anno di studi in India (con la Open University) ed è tornata alla Bangor University per concludere il suo percorso di laurea. "Sono tornata perché la Bangor University è un buon centro di scienze ambientali". Da allora ha trascorso molte ore in laboratorio.  "Ho seguito diversi stage lavorando in ECW e nei laboratori del dipartimento di chimica. Ma per quanta esperienza di laboratorio si possa avere, c'è sempre qualcosa di nuovo da imparare. Nuovi progetti di ricerca spesso usano nuove tecniche e nuovi strumenti che non avevo mai usato prima: si è in una situazione di apprendimento costante"-

Una ricerca per comprendere le interazioni suolo-pianta utilizzando diversi concimi a base di P per tappeto erboso

Anna fa ricerca sull'impatto dei concimi a base di fosforo sulle interazioni suolo-pianta. Uno dei concimi che sta testando è la struvite: una miscela riciclata di magnesio, ammonio e fosfato che viene estratta dalle acque reflue. Oltre a un ampio studio sulla letteratura scientifica (una parte della ricerca che non ha subito l'effetto del Covid-19) Anna ha pianificato otto esperimenti da condurre nell’arco del suo anno di ricerca:

  • valutazione della tossicità dei concimi per misurarne l'impatto immediato sul suolo
  • valutazione della distribuzione del fosforo (P) nel suolo (assorbito o in soluzione) usando traccianti radioattivi di 33P
  • valutazione del potenziale di miglioramento della crescita delle radici con l'applicazione localizzata di P in forme diverse
  • dimostrazione del movimento di P in diverse forme di concimazione
  • valutazione della carenza e dell'assorbimento di P da una soluzione liquida
  • valutazione di come i diversi concimi a base di P incidono sulla presenza di miceli micorrizici arbuscolari (Arbuscular Mycorrhizal Fungi - AMF)
  • dimostrazione di come i concimi a base di P influenzano la diversità delle comunità microbiche
  • valutazione del tasso di dissoluzione della struvite.

 

Anna: "Alla fine della ricerca di quest'anno, spero di arrivare a comprendere da un punto di vista meccanicistico le interazioni suolo-pianta con diversi concimi a base di P per tappeto erboso e anche fornire una spiegazione, in particolare, di come viene influenzata la crescita delle radici delle piante".

Andy Owen, International Technical Manager di ICL, afferma che "ICL utilizza la struvite di una società chiamata Ostara come parte della nostra gamma di prodotti Sierrablen Plus Pearl (clicca per saperne di più). Sappiamo che questo prodotto da fonti riciclate è un'opzione sostenibile che offre anche vantaggi concreti per il tappeto erboso. Ci impegniamo a sviluppare prodotti dalle prestazioni elevate e per questo desideriamo comprendere più nel dettaglio l'interazione concime-pianta. La collaborazione con la Bangor University ci consente di esplorare ulteriormente il versante scientifico e garantire estrema chiarezza nella comunicazione ai clienti” 

I risultati finora

Prima della chiusura del laboratorio a causa del Covid-19, Anna è riuscita a lavorare su una valutazione a 7 giorni su concime e interazione microbica. Lo studio si è concentrato sull'attività microbica nel suolo e sull'impatto che diversi concimi hanno su di essa. Le comunità microbiche sono un indicatore biologico chiave per la salute del suolo e delle piante e si sottovaluta ancora molto l’influenza e l'impatto degli apporti di concimi su queste comunità. Il lavoro ha dimostrato che le comunità microbiche possono essere colpite, ma sono resistenti e si riprendono in modo relativamente rapido. La struvite ha avuto un effetto simile al controllo (acqua) durante l'esperimento, il che fa presumere che sia ecologica. Un risultato promettente".

 

L'esperimento di Anna allestito in laboratorio

Perché questa ricerca è così importante?

Con l'aumento della popolazione e della conseguente produzione alimentare, far ricorso ai concimi è inevitabile, ma un'attenta selezione dei prodotti e un'applicazione accurata, può migliorarne l’uso e renderlo più efficiente. Davey: "Soprattutto nelle produzioni in pieno campo, dove il 40% di alcuni nutrienti contenuti nei concimi convenzionali non arriva mai alle colture. È importante sviluppare concimi sostenibili, con un impatto ambientale minimo. La ricerca di Anna ci darà una comprensione migliore di come i concimi influenzano le interazioni suolo-pianta".  

Una giornata di lavoro

L'ufficio e il laboratorio di Anna sono vicini tra loro e di solito Anna trascorre il suo tempo passando da uno all’altro. Quando il laboratorio riaprirà ci sarà molto lavoro sperimentale da condurre ma non si deve dimenticare che il lavoro di ricerca passa anche attraverso molte ore al computer per ricercare letteratura, trascrivere risultati, produrre grafici, ecc. Le statistiche sono una parte importante dell'attuale lavoro di Anna: "Una cosa è fare qualche grafico, ma per capire veramente il concetto e capire quanto siano solidi i dati, è necessaria un'analisi attenta. Come ricercatrice, devo assicurarmi che i miei risultati siano presentati in modo chiaro e comprensibile: la comunicazione è importante".

Coinvolgimento del settore

Un Masters di ricerca (MRes) è un progetto di ricerca della durata di un anno che si pone  l'obiettivo di migliorare la nostra comprensione attraverso nuove scienze. La ricerca di Anna è stata finanziata da una borsa di studio Knowledge Economy Skills Scholarship (KESS 2). Questo tipo di borse di studio collega gli studenti come Anna a partner industriali, in questo caso ICL. La collaborazione con ICL offre ad Anna l'opportunità di presentare subito nel settore le sue idee e i suoi risultati. Anna: "Quando sarà di nuovo possibile viaggiare, visiterò ICL per conoscere il settore e presentare la mia ricerca. Con ICL abbiamo discusso di obiettivi validi da perseguire per entrambe le parti. Penso sia importante per il mondo accademico essere in contatto con l'industria e le sue esigenze perché permette di combinare il meglio dei due mondi”.

Davey concorda: “L'industria introduce un aspetto economico e pratico nella nostra ricerca. Si potrebbero progettare concimi perfetti, ma economicamente insostenibili per produzione su larga scala oppure i ricercatori potrebbero giungere a conoscenze che richiedono altri 30 o 40 anni prima dell’utilizzo commerciale. Unendo, come in questo caso, mondo accademico e industria, la nostra ricerca ha da subito un valore e diventa perfetta per le esigenze urgenti del mercato, come lo sono le soluzioni per concimi più sostenibili".

Progetti futuri

Per il futuro, Davey spera di continuare la ricerca su concimi nuovi e più sostenibili, e di poterli valutare criticamente rispetto ai prodotti convenzionali. Davey ride: "Come dice sempre ogni scienziato: il viaggio è appena cominciato. Ed è vero. C'è ancora molto altro da scoprire. Ad esempio, non capiamo ancora del tutto in che modo interagiscono tra loro le radici e i concimi, e perché alcuni concimi inibiscono la crescita delle radici mentre altri la promuovono. Una risposta a queste domande ci porterà più vicini al concime perfetto".

Anna è molto cauta circa i prossimi passi da intraprendere, dopo queste sue ricerche: "Non val la pena essere troppo specifici, in quanto non sai mai cosa accadrà. Vorrei fare un dottorato di ricerca, lavorando sulla sostenibilità per le generazioni future, ad esempio pensando a soluzioni agricole rigenerative, o potenzialmente fare ricerca focalizzata sul mondo naturale. Allo stesso tempo vorrei anche esplorare il giornalismo ambientale, scrivendo articoli che condividono risultati scientifici con il grande pubblico. Vedremo quali opportunità ci saranno; in ogni caso, spero di contribuire a un mondo migliore".