Tutti i coltivatori hanno interesse a recuperare il potenziale produttivo perso a causa di stress abiotici delle colture, come siccità, iper-salinità, temperatura, acqua e, in alcune regioni, applicazione di erbicidi. Stress multipli in una stagione possono compromettere gravemente la produzione delle colture.
Ad esempio, l'applicazione di erbicidi può aumentare lo stress ossidativo nelle piante attraverso la generazione di specie reattive dell'ossigeno nelle cellule (Gomes et al, 2017), causando danni cellulari. Questi danni, come tutti i danni da stress abiotico, possono variare da lievi a gravi, variano a seconda del tipo di stress e i sintomi possono essere visibili per alcuni giorni o settimane. Indipendentemente dal modo in cui si presenta lo stress abiotico, il coltivatore deve mitigarlo e riportare le colture in un modello di crescita positivo per realizzare il loro pieno potenziale di rendimento.
Un'opzione molto studiata è l'uso di idrolizzati proteici (PH), in particolare derivati da legumi e piante, che hanno dimostrato di promuovere l'attività antiossidante (Rouphael et al, 2017) e di migliorare la risposta delle piante agli stress abiotici (Lucini et al, 2014). Esistono molti prodotti PH sul mercato, ma la loro composizione varia notevolmente. Le ricerche sui PH derivati dalle leguminose contenenti un'alta concentrazione di peptidi hanno dimostrato di stimolare la crescita delle radici (Kim et al, 2019), di migliorare l'efficienza di utilizzo dell'azoto (Carillo et al, 2019; Lucini et al, 2014) e di aumentare la mobilità dei nutrienti nelle piante (Colla et al, 2013), tutti fattori che contribuiscono a migliorare la risposta delle colture agli stress.
Cosa sono i peptidi?
I peptidi sono amminoacidi legati insieme in una sequenza specifica per formare catene peptidiche. Questi componenti fondamentali delle cellule svolgono importanti funzioni biologiche. Come in un sistema di chiavi e serrature, ogni peptide è una "chiave" che si adatta a uno specifico recettore proteico, "serratura", sulla membrana cellulare che stimola la funzione della cellula e influenza la crescita della pianta. Nel genoma delle piante esistono centinaia di ormoni peptidici che corrispondono a numerose funzioni fisiologiche che essi "sbloccano", comprese quelle che favoriscono il recupero dagli stress abiotici. Inoltre, vi sono molti peptidi che agiscono come antiossidanti, prevenendo lo stress ossidativo.
Un biostimolante PH derivato da legumi induce risposte di radicazione avventizia. (Kim et al, 2019) Stimolare la crescita di peli radicali sottili permette alla pianta di assorbire più nutrienti, di avere una migliore capacità di assorbimento dell'acqua dal terreno e di preparare la pianta a gestire meglio lo stress.
Lucini et al (2014) hanno studiato gli effetti di un PH di origine vegetale sulla crescita, la morfologia delle radici, l'indice SPAD, la fluorescenza della clorofilla, la composizione minerale delle foglie e il profilo metabolico della lattuga in serra con un PH di origine vegetale sotto l'influenza di condizioni di stress salino. In questo studio, l'applicazione del biostimolante ha portato a un tasso inferiore di perdita di resa percentuale e di riduzione della biomassa rispetto al controllo e alla capacità di mantenere "un migliore stato nutrizionale (N e P più elevati) nei tessuti dei germogli, con conseguente aumento delle prestazioni della coltura".
Carrillo et al. (2019) hanno scoperto che "l'applicazione fogliare di un PH [di origine vegetale] ha aumentato la resa delle piante di spinaci anche in presenza di un trattamento N non ottimale". Questo aumento della resa fresca è stato associato alla presenza di aminoacidi e piccoli peptidi nel PH che agiscono come molecole di segnalazione che, tra l'altro, inducono una "risposta di acquisizione dei nutrienti che ne migliora l'acquisizione e l'assimilazione".
Ricerca, ricerca e ancora ricerca.
Colla et al. (2013) hanno misurato gli effetti di un PH di origine vegetale sul mais. I risultati, riportati nel grafico sottostante, mostrano che il PH di origine vegetale ha aumentato la biomassa secca e l'indice SPAD, che indica la produzione di clorofilla nella pianta. I peptidi hanno anche aumentato in modo sostanziale il contenuto fogliare di azoto, tutte indicazioni di un migliore assorbimento e assimilazione dei nutrienti.
Lo stress ossidativo causa la perossidazione dei lipidi della membrana cellulare (generazione di MDA) con una perdita di funzionalità della cellula. Le piante hanno un sistema di difesa antiossidante naturale che comprende componenti non enzimatiche ed enzimatiche. I biostimolanti a base di PH possono mitigare lo stress ossidativo come fonte di antiossidanti (alcuni petidi) e rafforzando il sistema di difesa antiossidante delle piante. (Lucini et al., 2014)
L'MDA (Malondialdeide) è uno dei diversi sottoprodotti della perossidazione lipidica delle membrane cellulari. L'abbassamento dei livelli di MDA nel grafico seguente ha dimostrato che il PH di origine vegetale ha attenuato lo stress ossidativo indotto dall'applicazione di erbicidi in un esperimento su vasi di soia. (Cardarelli et al., non pubblicato)
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