I trattamenti delle sementi con microrganismi benefici sono in crescita grazie alla riduzione dell'uso di prodotti agrochimici di sintesi e al basso costo di applicazione degli inoculanti microbici rispetto ad altri metodi di applicazione in campo. I trattamenti delle sementi comprendono il rivestimento con film, la pellettizzazione e il priming. Il rivestimento in pellicola prevede l'applicazione di un sottile strato di materiale di rivestimento benefico direttamente sulla superficie del seme, con una variazione limitata della forma, delle dimensioni e del peso del seme. Il rivestimento in pellicola viene solitamente adottato per applicare sulla superficie del seme molti prodotti contenenti pesticidi, fertilizzanti, ormoni e/o biostimolanti. Alcuni autori preferiscono usare i termini "trattamento delle sementi" quando vengono applicati prodotti biologici e "rivestimento delle sementi" per l'applicazione di prodotti agrochimici come i pesticidi. La pellettizzazione dei semi consiste nel ricoprire i semi con materiale esterno, come talco e polveri di argilla, che vengono trattenuti sui semi da agenti leganti, aumentando il peso, le dimensioni e la forma dei semi. Il materiale esterno può anche includere prodotti agrochimici o biologici per stimolare o proteggere i semi in germinazione. Il priming dei semi è un processo di idratazione controllata dei semi con acqua (hydro-priming), con soluzioni saline (osmo-priming), fitomoni (priming ormonale) o entità biologiche (bio-priming), o con miscele contenenti materiale solido e acqua (matric-priming). Il priming del seme consente un'imbibizione controllata del seme e innesca processi metabolici pre-germinativi (sintesi de novo di acidi nucleici e proteine, produzione di ATP, accumulo di steroli e fosfolipidi o attivazione di meccanismi di riparazione del DNA e antiossidanti). L'imbibizione del seme deve essere interrotta prima di superare il primo stadio reversibile della germinazione, evitando così la protrusione dei radicali attraverso il mantello del seme. Diversi microrganismi benefici appartenenti ai funghi micorrizici arbuscoli (AM), al Trichoderma spp. e ai batteri promotori della crescita delle piante sono attualmente applicati come trattamenti per le sementi di cereali, ortaggi, colture oleaginose e da seme, nonché colture da fibra e foraggio (Cardarelli et al., 2022). I funghi micorrizici arbuscoli (AM), da soli o in consorzio con altri microrganismi benefici come Trichoderma spp. sono applicati sulla superficie dei semi di grandi dimensioni (ad esempio, grano, mais, zucca) mediante rivestimento in pellicola o sulla superficie dei semi di piccole dimensioni mediante pellettizzazione (ad esempio, lattuga, basilico) per migliorare l'assorbimento dei nutrienti, la resistenza delle colture agli stress ambientali e la qualità del prodotto.

Fig. 1. Semi di frumento trattati (a sinistra) e non trattati (a destra) con funghi AM e Trichoderma atroviride

Colla et al. (2015) hanno riportato che semi di grano duro (Triticum durum Desf.) trattati mediante filmatura con un consorzio di microrganismi endofiti composto da funghi AM [Rhizoglomus intraradices BEG72 (ex Glomus intraradices), Funneliformis mosseae BEG 234 (ex G. mosseae)] e Trichoderma atroviride MUCL 45632 hanno aumentato significativamente il numero di foglie (+28,6%) e la biomassa secca di germogli (+23,1%) e radici (+64,2%) di piantine di 17 anni rispetto al controllo non trattato. In una prova in campo aperto, l'uso di semi di grano rivestiti con questi funghi benefici ha portato a un aumento significativo della resa in granella del 32 e dell'8%, rispettivamente durante il primo e il secondo ciclo di crescita, rispetto ai semi non trattati. Questi risultati possono essere spiegati dalle precipitazioni totali che sono state superiori al valore medio trentennale nel secondo ciclo di crescita (899,8 contro 591,9 mm), mentre il primo ciclo di crescita è stato molto più secco (313,1 mm) rispetto alla media storica (591,9 mm). È noto che i funghi AM aumentano la tolleranza delle piante a vari stress ambientali, tra cui la siccità. Durante il primo ciclo di crescita, le piante di frumento potrebbero aver subito uno stress da siccità che è stato mitigato dall'inoculazione delle sementi con funghi benefici. Anche la qualità del grano in termini di contenuto proteico, concentrazioni di K, P, Fe e Zn è stata migliorata dall'inoculazione delle sementi con funghi AM e Trichoderma atroviride. Inoltre, l'inoculazione delle sementi con funghi benefici ha ridotto la variazione della resa in granella tra i due cicli vegetativi rispetto al controllo non trattato. L'aumento della resa in granella e della stabilità della resa nel trattamento delle sementi con film di rivestimento è stato associato a un aumento dei macro e micronutrienti nelle foglie, a un maggiore contenuto di clorofilla fogliare e all'attività fotosintetica.

Fig. 2.Piante di frumento da semi non trattati e trattati

In un'altra prova in campo (Rouphael et al., 2017), i semi di carciofo [Cynara cardunculus var. scolymus (L.) Fiori] di due cultivar sono stati filmati con un consorzio di funghi AM (Rhizophagus intraradices BEG72 e Funneliformis mosseae BEG 234) e Trichoderma atroviride MUCL 45362 e testati in campo rispetto ai semi non trattati. I semi trattati e non trattati di entrambe le cultivar sono stati seminati in vassoi di polistirolo riempiti con una miscela di torba e perlite e le piantine sono state trapiantate in campo aperto dopo 21 giorni dalla semina.

Fig. 3.Prova di carciofo con due file di piante ottenute da semi rivestiti che mostrano una produzione precoce.

Il trattamento delle sementi con funghi benefici ha aumentato la resa totale dei capolini di carciofo rispetto al controllo non trattato. Questi risultati sono stati attribuiti all'aumento 1) dell'assorbimento e della traslocazione dei nutrienti attraverso una maggiore area radicale effettiva e al livello di colonizzazione dei funghi AM; 2) della solubilizzazione degli oligoelementi da parte di Trichoderma atroviride; 3) della produzione nella zona radicale di volatili, piccoli peptidi e metaboliti con attività ormonali (ad esempio, acido indolo-3-acetico) o analoghi. Inoltre, i risultati hanno dimostrato che il valore nutrizionale dei capolini di carciofo in termini di attività antiossidante, fenoli totali, acidi caffeoilchinici e flavonoidi è stato migliorato mediante il rivestimento dei semi con un consorzio di funghi benefici contenente R. intraradices, F. mosseae e T. atroviride.

In conclusione, il trattamento delle sementi con biostimolanti microbici come i funghi AM è il modo più economico ed efficiente di applicare microrganismi benefici a cereali, legumi, semi oleosi e colture vegetali. Prove agronomiche condotte in tutto il mondo hanno dimostrato che i trattamenti delle sementi con biostimolanti microbici possono migliorare la resa delle colture, i tratti qualitativi del prodotto e l'efficienza nell'uso delle risorse, soprattutto in condizioni ambientali avverse. Tuttavia, per massimizzare i benefici dei trattamenti delle sementi con microrganismi benefici è necessario identificare i ceppi microbici e il tasso di applicazione più appropriati per ogni coltura e condizione di coltivazione. Inoltre, una profonda comprensione delle interazioni tra inoculanti microbici, microflora residente e fattori ambientali è fondamentale per ottimizzare le prestazioni agronomiche del trattamento delle sementi.