Fondazione per il Clima e la Sostenibilità » Bilanci del carbonio

[Micorrize] Stato dell’arte

FCS Staff — Mon, 12 Oct 2009 13:48:17 +0000

In questi ultimi trent’anni la ricerca scientifica ha approfondito e compreso molti aspetti di come la simbiosi micorrizica migliori la relazioni idriche e nutrizionali della pianta ospite. Oggi sappiamo che le micorrize aumentano l’assimilazione del fosforo, in particolare, e quella di altri elementi nutritivi grazie ad un “network” di ife che colonizza e sfrutta il suolo in maniera più conveniente. Interconnette piante diverse trasferendo elementi nutritivi ed acqua ed equalizzando in questo modo le risorse nutritive del sistema. Le ife, di ridotte dimensioni, oltre che sfruttare meglio il suolo possono superare le zone di esaurimento che si vengono a creare in prossimità della superficie radicale, arrivando anche a notevole distanza. Per questo le micorrize possono ben prestarsi in un sistema agricolo sostenibile aumentando la produzione delle piante e permettendo la riduzione dell’apporto di concimi. Le micorrize più diffuse in natura ma anche le più interessanti per una applicazione in agricoltura sono senza ombra di dubbio le micorrize vescicolo-arbuscolari (AM) in quanto possono infettare la maggior parte delle piante di interesse agronomico comprese molte da frutto e da legno. Le conoscenze sono oggi tali da poter prevedere un utilizzo massivo delle AM; lo scoglio da superare rimane comunque quello della produzione di inoculo quando si voglia utilizzare inoculo indigeno o funghi provenienti da un particolare ambiente. In una agricoltura a basso impatto ambientale, le micorrize, in particolare, svolgono un ruolo importante come componenti essenziali del sistema suolo-piante influenzando positivamente lo stato nutrizionale della pianta-ospite.

Per le specie arboree da frutto più studiate, melo, pesco, agrumi e vite, esistono molte indicazioni dimostranti come le piante micorrizate crescano maggiormente in altezza e diametro del fusto e abbiano inoltre germogli più lunghi e maggior superficie fogliare.

Anche l’olivo, come la maggior parte delle piante di interesse agronomico, in ambiente naturale possiede micorrize di tipo vescicolo-arbuscolari (Roldán-Fajardo and Barea, 1985), che rappresentano il tipo di simbiosi micorrizica più frequentemente presente nelle più comuni colture. La micorrizazione controllata, che consiste nell’inoculazione di piante in vivaio con micelio o spore di funghi ecto ed endomicorrizici selezionati, ha lo scopo di favorire già in vivaio l’insediamento sugli apparati radicali dei funghi tipici dell’ambiente naturale, anticipando così un processo che si verificherebbe in tempi più lunghi ed assicurare alla pianta un maggiore vigore vegetativo ed un apparato radicale più adatto a sopportare lo stress da trapianto. Una delle fasi critiche per l’applicazione delle tecnologie a base di preparati micorrizici è l’appropriata selezione dei preparati micorrizici più idonei per un determinato tipo di coltura. Per questo motivo è importante la sperimentazione di diversi prodotti biologici contenti batteri, estratti vegetali e miscele diverse di specie fungine micorriziche, al fine di valutarne l’efficacia sullo sviluppo delle piante appartenenti a differenti varietà.

Di Francesca Rapparini

[Micorrize] Risultati progetto CSS “olivo e micorrize”

FCS Staff — Mon, 12 Oct 2009 13:47:13 +0000

Descrizione dei risultati ottenuti nei primi anni dimesecuzione del progetto Progetto : CSS – 2004 – OBIETTIVO 2007 Tecniche ecocompatibili per lo sviluppo dell’olivicoltura emiliano-romagnola”
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Di Francesca Rapparini

[Micorrize] Progetti realizzati e in essere

FCS Staff — Mon, 12 Oct 2009 13:43:45 +0000

PROGETTI REALIZZATI:

European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research COST 8.10 (Application of Arbuscular Mycorrhizal in micropropagated plants).
Progetto di ricerca “Effect of arbuscular mycorrhizal colonization on VOC emission by plants” nell’ambito del programma europeo ESF (European Science Foundation) nell’ambito del programma VOCBAS (Volatile Organic Compounds in the Biosphere-Atmosphere System (VOCBAS).

PROGETTI IN ESSERE:

2003-2007 progetto CSS 2004 obiettivo 2007 sulla legge 28 del 11/08/1998: Tecniche ecocompatibili per lo sviluppo dell’olivicoltura emiliano-romagnola: la ricerca si inserisce in un’ottica ecocompatibile valutando le possibilità di adeguati interventi biologici per evitare o ridurre l’impatto delle concimazionI chimico-minerali e favorire lo sviluppo delle suddette tecniche. In particolare si intendono valutare gli effetti sullo sviluppo vegetativo degli olivi mediante l’impiego di preparati a base di estratti vegetali, di alghe, di batteri e di funghi micorrizici, e proposti per una olivicoltura integrata e biologica.

Di Francesca Rapparini

[VOC] Emissione di composti organici volatili da specie vegetali

FCS Staff — Mon, 12 Oct 2009 09:31:49 +0000

Presentazione degli studi sull’emissione dei composti organici volatili (VOC) da ecosistemi naturali, agrari e forestali.

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Di Rita Baraldi

Servizi per l’ambiente e l’energia

FCS Staff — Mon, 12 Oct 2009 08:10:41 +0000

Attività dell’Istituto relative all’agricoltura nel rispetto del territorio, tecnologie verdi per l’ambiente e il territorio, meteorologia e climatologia per il territorio e per il turismo.

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Di Marianna Nardino

[VOC Biogenici] Metodologie

FCS Staff — Thu, 08 Oct 2009 14:42:18 +0000

Descrizione delle tecniche di campionamento e analisi dei VOC rilasciati dalle piante.

Branch enclosure:

[VOC Biogenici] Materiale didattico

FCS Staff — Thu, 08 Oct 2009 14:10:00 +0000

Relazione presentata nell’ambito delle attività didattiche del Dottorato di Ricerca in Chimica Agraria (XVII e XVIII ciclo) presso il Dipartimento di Biologia e Chimica Agro-Forestale ed Ambientale – DiBCA dell’Università degli Studi di Bari. Bari, 4 aprile 2003.

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Di Francesca Rapparini

[VOC Biogenici] Pubblicazioni

FCS Staff — Thu, 08 Oct 2009 13:42:00 +0000

Baraldi R., Rapparini F. and Rossi F. The seasonality of volatile organic compound emissions from the canopy of the most important fruit tree species. Atti 23rd Conference on Agricultural and Forest Meteorology, USA, 1998, pp 313-316.
Baraldi R., Rapparini F., Rossi F., Latella A. and Ciccioli P. Volatile organic compound emissions from flowers of the most occurring and economically important fruit tree species. Physics and Chemistry of the Earth, 1999, 6:729-732.
Predieri S., Rapparini F. and Baraldi R. Detection of volatile organic compounds (VOCs) emitted by fruit trees in tissue culture. ISHS “Methods and Markers for Quality Assurance in Micropropagation”, Irlanda, agosto 1999, pp 212-213.
Rapparini F., Baraldi R. and Facini O. Seasonal variation of monoterpene emission from Malus domestica and Prunus avium. Phytochemistry, 2001, 57:681-687.
Loreto F., Fischbach R.J., Schnitzler J.P., Ciccioli P., Calfapietra C., Baraldi R., Rapparini F. Isoprenoid emission by forest trees grown at elevated CO2 concentrations. Proceedings of the International Conference “Forest Research: a Challenge for an Integrated European Approach. Thessaloniki, Greece, August 2001, vol. 1, pp 175-178.
Loreto F., Centritto M., Baraldi R., Rapparini F., and S. Liu. Emission of isoprenoids from natural vegetation in the Beijing region (Northern China). Plant Biosystems, 2002, 136 (2): 251-256.
Baraldi R., Rapparini F., Miglietta F., e Sabatini F. Biogenic hydrocarbon fluxes froma a Mediterranean macchia ecosystem. Proceedings of the First Italian IGBP Conference “Mediterraneo e Italia nel Cambiamento Globale: un ponte tra scienza e società Paestum (Salerno) 14-16 Novembre 2002, pp 111-113.
Liang B., Baraldi R, and F. Rapparini. Study on diurnal variation of terpenoid compounds emitted by Pistacia lentiscus and its emission rate. Acta Scientiarum Naturalium 2003, 39 (4): 517-521.
Baraldi R., Rapparini F., Oechel W. C., Hastings S. J., Bryant P., Cheng Y. & Miglietta F. Monoterpene emission responses to elevated CO2 in a Mediterranean-type ecosystem. New Phytologist 2004, 161: 17-21.
Rapparini F., Baraldi R., Miglietta F. & Loreto F. Isoprenoid emission in trees of Quercus pubescens and Quercus ilex with lifetime exposure to naturally high CO2 environment. Plant Cell & Environment 2004, 27 (4): 381-391.
Rapparini F., Gatti E., and Predieri S. Volatile constituents and pear aroma studied by dynamic headspace technique. Acta Horticulturae 2005, 671: 393-396.
Ciccioli P., Baraldi R., Mannozzi M., Rapparini F., Nardino M., Miglietta F., Brancaleoni E., Frattoni M. Emission and flux of terpenoids released from the terrestrial ecosystems present in the Pianosa island. J. Medit. Ecology 2004.5(1): 41-51
Baraldi R., Rapparini F., Facini O., Spano D., e P. Duce. Isoprenoid emissions and physiological activities of Mediterranean macchia vegetation under field conditions. Journal of Mediterranean Ecology 2006,v. 6 (1) 3-9.
S. Predieri e F. Rapparini. Terpene emission in tissue culture. Plant Cell Tiss Organ Cult. 2007: DOI 10.1007/s11240-007-9250-3.
Rapparini, J. Luisià, J. Penuelas. Effect of arbuscular mycorrhizal (AM) colonization on terpene emission and content of Artemisia annua L. Plant Biology (in stampa).

Di Francesca Rapparini

[VOC Biogenici] Settori di applicazione

FCS Staff — Thu, 08 Oct 2009 13:40:32 +0000

Campi di applicazioni delle msiure di emissioni di composti organici valatili da parte delle piante:

valutazione e selezione delle specie vegetali da inserire in ambiente urbano in base a caratteristiche morfologiche e di impatto ambientale
valutazione dell’impatto della vegetazione sulla chimica dell’atmosfera
studi sulla capacità di assorbire CO2 dalla vegetazione in relazione al protocollo di Kyoto
Valutazione dello stato di stress della pianta

Di Francesca Rapparini

[VOC Biogenici] Risultati delle sperimentazioni

FCS Staff — Thu, 08 Oct 2009 08:04:11 +0000

Baraldi et al., 2004:
Il primo, situato in California, consisteva di un tipico “chaparral” dominato da specie come l’ Adenostoma fasciculatum e il Ceanothus greggii (). Presso la stazione sperimentale del Dipartimento di Biologia dell’Università di San Diego, questo ecosistema naturale è stato per 4 anni esposto in piccole serre poste in situ a diverse concentrazioni di CO2, da 250 ppm (pre-industriale) a 750 ppm (doppia di quella attuale). La misura dei VOC è stata effettuata campionando l’aria contenuta nelle diverse serre su substrati carboniosi adsorbenti, e analizzandola con la gascromatografia associata alla spettrometria di massa (GC-MS). I campionamenti sono stati eseguiti alla mattina, a mezzogiorno e nel pomeriggio per seguire l’andamento giornaliero delle emissioni. Le misure sono state ripetute in estate (Giugno) e in inverno (Dicembre).
La concentrazione di CO2 atmosferica non ha influenzato né la composizione né la quantità dei monoterpeni emessi da questo ecosistema per unità di superficie di terreno . Tuttavia, in estate i VOC biogenici sono stati emessi in quantitativi molto più alti rispetto a quelli rilasciati in inverno (2.1 mg C m-2 h-1 contro 1.04 x 10-2 mg C m-2 h-1).
Queste differenze sono attribuibili all’attività dell’enzima preposto alla sintesi dei monoterpeni, che viene stimolato dalle condizioni microclimatiche estive, e allo sviluppo delle foglie. A differenza di quanto osservato per l’emissione di monoterpeni, la NEE è incrementata linearmente all’aumentare della CO2. In estate il tasso di scambio netto di carbonio dall’ecosistema è quasi raddoppiato alla concentrazione più alta di CO2. Di conseguenza, la perdita di carbonio attraverso l’emissione di idrocarburi biogenici è risultata insignificante, rappresentando lo 0.002/ 0.3% del carbonio netto assorbito rispettivamente in inverno ed in estate.

Rapparini et al., 2004:
Nel secondo esperimento è stata sfruttata l’esposizione a lungo termine di 2 specie di querce tipiche dell’area Mediterranea, (Quercus pubescens e Quercus ilex) in una sorgente naturalmente arricchita di CO2 e situata nel centro Italia. In questo caso l’emissione di isoprenoidi è stata analizzata a livello di singola foglia o di intera branchetta utilizzando idonee cuvette e seguendone l’andamento diurno e stagionale durante 2 anni consecutivi. Inoltre, sono stati anche analizzati gli effetti di cambiamenti rapidi di CO2 indotti sulle foglie di piante cresciute in condizioni naturali di CO2 atmosferica . La caratterizzazione e quantificazione dei VOC è stata effettuata con la metodologia precedentemente descritta. In entrambi gli approcci sperimentali, è stata misurata anche l’attività fotosintetica, nel primo caso esprimendola a livello di ecosistema come NEE (Net Ecosystem Exchange), nel secondo caso come assimilazione fogliare netta.
Anche l’esposizione a lungo termine ad elevate concentrazioni di CO2 non ha influenzato la composizione e il rilascio di monoterpeni per unità di superficie fogliare da piante di Q. ile.
Al contrario, l’attività fotosintetBaraldi et al., 2004ica è sempre risultata stimolata. Di conseguenza, la percentuale di C fotosintetico perso attraverso il rilascio di VOC è stato più elevato in condizioni naturali, arrivando a rappresentare fino al 4% del C assimilato. L’arricchimento di CO2 dell’atmosfera non ha influenzato in generale nemmeno l’emissione di isoprene da piante di Q. pubescens, in cui anche l’attività fotosintetica è risultata pressoché invariata. Anche per questa specie la percentuale di C fissato perso come VOC è stato più alto in condizioni naturali. Incrementi rapidi di CO2 a livello fogliare hanno invece provocato una inibizione dell’emissione di isoprenoidi in entrambe le specie in esame mentre l’assimilazione è sempre stata stimolata.

Di Francesca Rapparini