Dimostratore: Strutture sperimentali (serra e frutteto in campo aperto) dell’INHORT.

Il compostaggio con consorzi microbici minimizza le perdite di nutrienti

Tipo e volume dei materiali/prodotti in ingresso

Uso di consorzi microbici specifici(Streptomyces, Pseudomonas) e di diversi additivi (biochar, ceppi PGPR, fertilizzanti bio-organici derivati, bioprodotti microbici) per accelerare il compostaggio e aumentare il contenuto/la biodisponibilità dei nutrienti.

Tipo e volume dei materiali/prodotti in uscita

Con l’uso di fertilizzanti microbici di nuova concezione, verrà istituito un sistema di produzione agricola circolare, in cui la biomassa organica di scarto viene lavorata per recuperare i nutrienti delle piante e tornare al suolo per sostenere una produzione sostenibile con emissioni inquinanti minime, verso un obiettivo di inquinamento zero.

VEGETAZIONE STAGIONE 2023

MATERIALE E METODI

Piante di fragole

Un esperimento in campo con piante di fragola cv. Lycia è stata fondata nel maggio 2023 presso il frutteto sperimentale dell’Istituto Nazionale di Orticoltura di Skierniewice (IO-PIB). Per la realizzazione dell’esperimento sono state utilizzate piantine di Frigo di classe A. Prima di iniziare l’esperimento, è stato applicato del biochar in ragione di 2 litri per appezzamento (15 piante), mescolato allo strato superficiale del terreno, ed è stato applicato del letame di pollame (granulato) in ragione di 200 g per appezzamento. Le piante di fragola sono state piantate con una distanza di 0,9 m x 0,2 m.

Per le piante di fragola sono state effettuate le seguenti misurazioni:

– Altezza della pianta (cm/pianta),

– Contenuto di clorofilla delle foglie (unità SPAD/pianta).

Piante di cetriolo

Un esperimento in campo con piante di cetriolo cv. Octopus è stato creato presso il frutteto sperimentale dell’Istituto Nazionale di Orticoltura di Skierniewice (IO-PIB). I semi di cetriolo sono stati seminati nel maggio 2023. Prima di iniziare l’esperimento, il biochar è stato applicato in ragione di 2 litri per appezzamento (2 m^2), mescolato con lo strato superiore del terreno, ed è stato applicato anche il Kurzak (granulato) in ragione di 200 g per appezzamento (2 m^2). Ogni parcella costituiva un’unità sperimentale, in cui sono stati seminati 14 semi con una distanza di 0,3 m all’interno della fila e di 1 m tra le file.

Per le piante di cetriolo sono state effettuate le seguenti misurazioni:

– Contenuto di clorofilla delle foglie (unità SPAD/pianta),

– Numero di frutti (pz/pianta),

– Peso medio di un frutto (g/pianta),

– Resa totale (g/pianta),

– Valutazione del grado di colonizzazione delle radici da parte di funghi micorrizici arbuscoli.

Meli

Per l’esperimento in campo con i meli, sono stati utilizzati alberi di 4 anni cv. Sono stati selezionati Gold Milenium innestati su portinnesto M9, situati nel frutteto sperimentale dell’Istituto Nazionale di Orticoltura di Skierniewice a Dąbrowice (IO-PIB). Nella primavera del 2023, i meli sono stati concimati con letame di pollame in ragione di 300 g/albero e biochar – 2L/albero. Il fertilizzante a base di biochar è stato applicato al terreno in un anello intorno al tronco dell’albero e mescolato allo strato superiore del suolo. Gli alberi sono stati piantati con una distanza di 2 m x 4 m.

Per i meli sono state effettuate le seguenti misurazioni:

– Resa totale (kg/pianta),

– Valutazione del grado di colonizzazione delle radici da parte di funghi micorrizici arbuscoli,

– Misura della fluorescenza della clorofilla nelle foglie.

Gli esperimenti sono stati pianificati con un disegno a blocchi randomizzati. Negli esperimenti sono state applicate otto combinazioni.

Combinazioni sperimentali:

1. Controllo

1. Biochar
2. Consorzio di microrganismi 1
3. Consorzio di microrganismi 2
4. Consorzio di microrganismi 3
5. Biochar + Consorzio di microrganismi 1
6. Biochar + Consorzio di microrganismi 2
7. Biochar + Consorzio di microrganismi 3

Tre consorzi di microrganismi depositati nella SYMBIO BANK dell’Istituto Nazionale di Ricerca Orticola di Skierniewice (IO-PIB) sono stati selezionati per esperimenti con piante di fragola, cetriolo e melo:

• Consorzio 1 – TES10B3 Bacillus, TES5B21 Bacillus sp., GOS5B1 Promicromonospora sp., GOS10B9 Bacillus sp.
• Consorzio 2 – Pi22B Pseudomonas, Pi25C Pseudomonas sp.,NAzot2 Klebsiellasp.
• Consorzio 3 – TES5B10C Priestia, GOS5B22 Priestia sp.GOS10B151 Bacillus sp.

I consorzi di microrganismi preparati sono stati applicati a tutte le specie vegetali esaminate alla fine di giugno, in ragione di 15 litri per ciascuna specie, mediante irrorazione accurata del terreno.

Durante l’intera stagione di crescita sono stati eseguiti trattamenti di manutenzione.

L’analisi statistica dei risultati ottenuti è stata eseguita utilizzando l’analisi della varianza a senso unico con test di Tukey, α=0,05, utilizzando il software Statistica 13.3.

Studi molecolari

Al fine di ottimizzare la composizione dei consorzi microbici per stimolare la crescita e la resa delle piante di fragole, cetrioli e mele e per accelerare il processo di compostaggio, l’identificazione molecolare di ceppi di microrganismi benefici sarà proseguita nel 2024. Inoltre, la sopravvivenza dei ceppi di microrganismi applicati nel suolo sarà valutata con la tecnica DGGE (Denaturating Gradient Gel Electropohoresis).

Misure di fluorescenza della clorofilla a

È stata analizzata l’efficienza della fotosintesi nelle foglie, espressa mediante misurazioni della fluorescenza della clorofilla. I parametri di fluorescenza della clorofilla sono stati registrati su foglie completamente espanse utilizzando un fluorimetro portatile a modulazione di ampiezza di impulso (PAM) (FMS-1, Hansatech Instruments Ltd., King’s Lynn, Norfolk, Regno Unito). Le misure sono state eseguite in 3 repliche (10 foglie per replica). Le misurazioni sono state effettuate alla stessa ora del giorno. La fibra ottica dell’FMS-1 è stata posizionata con la clip per foglie PPF/temperatura a un angolo di 60◦ dalla superficie superiore della foglia e la distanza tra la superficie della foglia e la fibra ottica è stata mantenuta costante per tutte le misurazioni. Prima di misurare la fluorescenza della clorofilla a, le foglie sono state sottoposte a un adattamento al buio per 30 minuti per ottenere l’equilibrio di ossidoriduzione dei trasportatori di elettroni PSII-PSI. Sono stati misurati i seguenti parametri della fluorescenza clorofilliana dopo l’adattamento al buio: _FV/FM – la massima efficienza potenziale di reazione fotochimica nel PS II; _FV/F0 – l’attività del PS II – la massima efficienza di decomposizione dell’acqua sul lato donatore del PSII.

Sono stati misurati i seguenti parametri delle foglie adattate alla luce: _ΦPSII – rendimento quantico della fotochimica del fotosistema II, che è direttamente associato al tasso di trasferimento di elettroni nel PSII verso i processi biochimici. Questo parametro misura la percentuale di luce assorbita dal PSII che viene utilizzata nella fotochimica e fornisce il tasso di trasporto lineare degli elettroni, indicando così la fotosintesi complessiva; qP – quenching fotochimico; ETR – velocità di flusso degli elettroni attraverso i fotosistemi; Rfd – indice di vitalità, una misura dell’attività fotosintetica potenziale in determinate condizioni di luce e dell’interazione della reazione in fase luminosa con le reazioni biochimiche in fase oscura della fotosintesi.

Nel 2024 si continuerà a valutare l’efficienza della fotosintesi clorofilliana.

COMPITI PREVISTI DAL PROGETTO ECONUTRI NEL 2024

– Attuazione del compito WP2, partecipazione agli incontri relativi al progetto, garanzia della corretta esecuzione del lavoro e fornitura al coordinatore del progetto di informazioni sui risultati della ricerca.

– Prosecuzione di esperimenti in campo con fragole cv. Licia, cetriolo cv. Piante di polpo e meli della varietà Gold Millennium.

– Preparazione di consorzi microbiologici e loro applicazione al suolo.

– Trattamenti di manutenzione.

– Valutazione della crescita e della resa di fragole, mele e cetrioli.

– Identificazione molecolare di ceppi di microrganismi benefici e valutazione della sopravvivenza nel suolo dei ceppi microbici applicati utilizzando la tecnica DGGE (Denaturating Gradient Gel Electropohoresis).

– Preparazione dei risultati ottenuti dagli esperimenti sul campo condotti durante la stagione di crescita 2024.