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BIOATTIVATORI

L’arte della coltivazione dei bonsai ha origini molto antiche, essa infatti risale a più di mille anni fa ed anche se solitamente associata al Giappone, in realtà ha origine in Cina.
Realizzare bonsai è un’arte che comporta differenti conoscenze sia della botanica ma anche della fisiologia vegetale al fine di riprodurre l'emozione della pianta in natura all'interno di spazi e dimensioni ristrette.

Nel mondo del bonsai ogni pianta rappresenta un microsistema basato su equilibri molto sottili ed è per questo che la cura dei particolari diventa essenziale.

L’uso di Bioattivatori, o ammendanti del terreno, è un mezzo per ripristinare l'efficienza e la qualità del substrato di coltivazione, in modo da rendere prontamente disponibili alla pianta le sostanze di cui ha bisogno.

I bioattivatori sono sostanze e/o microrganismi capaci di apportare ingenti benefici alle piante, promuovendo importanti processi naturali. Queste sostanze, tra cui idrolizzati proteici, sostanze umiche, estratti di alghe/composti di derivazione vegetale ma anche particolari microrganismi (vedi micorrize) sono coinvolte nello scambio di elementi nutritivi tra suolo e colture favorendo quindi l’assorbimento e l’ottimizzazione di alcuni processi fisiologici con conseguente aumento della tolleranza a stress.
L’utilizzo di bioattivatori può essere utile per la riproduzione di un ambiente naturale, nel caso della coltivazione in vaso/giardino, e ancora di più nella coltivazione dei bonsai, per ovviare a specifiche carenze del terreno.

Sostanze umiche, proprietà ed applicazioni in campo agrario

Le sostanze umiche si dividono in umina, acidi umici ed acidi fulvici, in base alla loro solubilità (al variare del pH) ed al peso molecolare. Sono molecole complesse di origine organica, costituite prevalentemente da gruppi carbossilici e fenolici, prodotte dalla decomposizione da parte di microorganismi di materiali di origine animale o vegetale. Le sostanze umiche non essendo delle entità chimiche discrete, non possono essere rappresentate con una specifica formula di struttura, in figura è riportata a titolo di esempio la struttura e l’origine degli acidi umici.

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Le sostanze umiche sono molecole estremamente bio-attive riconosciute dagli agronomi come importanti componenti per la fertilità del suolo. E’ stato dimostrato che trattamenti del terreno con queste sostanze ne migliorano la qualità, la ritenzione idrica, la circolazione e la disponibilità delle sostanze nutritive (Zandonadi et al. 2007, Adani et al., 1998, Arancon et al., 2006, Chen et al., 1990, Aminifard et al., 2012, Çimrin et al., 2010, BB Asik et al., 2009).
Gli acidi umici favoriscono l’attività microbica del suolo, nonché la permeabilità delle cellule radicali, favorendo l’assorbimento di sostanze nutritive; possono agire da agente redox convertendo, ad esempio, il ferro presente nel suolo in forme maggiormente accessibili per le piante. Queste sostanze avendo proprietà chelanti riescono a favorire un graduale rilascio dei microelementi alle piante, prevenendone il dilavamento. Grazie alle loro proprietà tamponanti in presenza di pH alcalini sono in grado di adsorbire cationi metallici liberando ioni idrogeno, in presenza di pH acidi viene favorito il rilascio di cationi ed il ritorno alla forma indissociata dell’acido.
Le sostanze umiche, fonti di carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e zolfo, svolgono un ruolo importante non solo per le coltivazioni su suolo, ma anche, come supplemento nella coltura idroponica stimolando un miglioramento della biomassa radicale (rizogenesi) in numerose colture (Atiyeh et al., 2002).

Le Alghe, proprietà ed applicazioni in campo agrario

Le alghe sono tra i più antichi organismi vegetali, pluricellulari o unicellulari che popolano soprattutto ambienti acquatici quali mare, stagni e paludi. Estratti e preparati a base di alghe sono molto diffusi nell’industria alimentare (Fayaz et al., 2005)  e cosmetica in quanto fonti di fibre, proteine, acidi grassi, vitamine e minerali. Sebbene l’utilizzo delle alghe in ambiente agrario abbia origini antiche, come fertilizzante e fonte di materiale organico, solo recentemente è stato riconosciuto alle alghe un importante ruolo come bioattivatori.

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L’interesse crescente e l’utilizzo di estratti algali in agricoltura è dato dalla presenza di preziosi elementi: micro-macronutrienti, steroli, composti a base di azoto come betaine ed ormoni (Craigie, 2011, Khan et al., 2009) alcuni dei quali reperibili soltanto da fonte algale. E’ stato dimostrato che trattamenti con prodotti a base di alghe brune possono migliorare il rapporto radici/parte area con un aumento dell’apparato radicale. Le alghe possono favorire un efficiente osmoregolazione con una successiva stabilizzazione delle membrane cellulari.

L’utilizzo di estratti di alghe può apportare benefici per quanto riguarda la tolleranza a stress abiotici regolandone i meccanismi coinvolti; è stato infatti dimostrato che estratti di Ascophyllum nodosum, alga bruna della famiglia delle Fucaceae, riescono a regolare geni coinvolti nella biosintesi di ormoni nei tessuti vegetali e polisaccaridi quali laminaria, alginati che fungono da elicitori per l’attivazione di geni coinvolti nelle risposte di difesa della pianta da stress. E’ stato infatti dimostrato che l’effetto biostimolante degli estratti di alghe non è riconducibile ad una applicazione esogena, relativa cioè al livello di fitormoni presenti in tali estratti (Wally et al., 2013), ma all’attivazione di vie biosintetiche nella pianta a seguito di trattamento con tali sostanze.

Idrolizzati proteici, proprietà ed applicazioni in campo agrario

Gli idrolizzati proteici sono costituiti da miscele di amminoacidi e peptidi solubili derivati da reazioni di idrolisi (chimica/termica o enzimatica) di materiale organico a base di proteine di origine animale o vegetale come scarti ittici o biomasse vegetali di leguminose. Gli idrolizzati proteici di origine animale infatti presentano un più elevato bio3contenuto di azoto, un maggior contenuto di amminoacidi liberi quali glicina e prolina mentre gli idrolizzati proteici di origine vegetale presentano un più elevato contenuto di peptidi solubili. I prodotti ottenuti a seguito del processo di idrolisi presentano un alto contenuto di azoto anche se la composizione in amminoacidi può variare a seconda dell’origine della materia prima e della strategia di produzione. Gli idrolizzati proteici vegetali ottenuti per via enzimatica si distinguono per la presenza del triptofano, prima molecola isolata del gruppo delle auxine, particolarmente importanti come fattori di crescita. Le auxine infatti sono una famiglia di fitormoni, che agiscono in combinazione/opposizione alle citochinine a seconda dell’organo bersaglio e sono sintetizzate nella pianta attraverso differenti vie biosintetiche, una delle quali è triptofano dipendente. Gli idrolizzati proteici presentano innumerevoli proprietà; sono innanzitutto un importante fonte di carbonio ed azoto, possono influenzare la crescita delle piante per via indiretta favorendo lo sviluppo della microflora tellurica, possono indurre un miglioramento nell’assorbimento di nutrienti (es. azoto nitrico e ferro) ed un aumento nella tolleranza a stress ambientali idrici/termici in quanto riescono a stimolare le risposte di difesa delle piante a stress. Trattamenti radicali a base di estratti proteici riescono a favorire la rizogenesi mentre applicazioni fogliari costituiscono un valido supporto per la crescita soprattutto in caso di intenso sforzo metabolico migliorando inoltre la tolleranza a stress ambientali. I principali effetti dell’utilizzo degli idrolizzati proteici sono schematizzati in figura 4 (Ertani et al., 2014; Gurav and Jadhav, 2012; Parrado et al., 2007).

Principali Funzioni

Amminoacidi maggiormente coinvolti

Fotosintesi Clorofilliana

Glicina (essendo un costituente della clorofilla)

Sintesi proteica

Acido glutammico, glutammina, acido aspartico ed asparagina (essenziali per l’avvio della sintesi proteica)

Fonte energetica per reazioni biochimiche

Serina, cisteina

Assorbimento di microelementi

Acido glutammico e glicina (essendo in grado di agire da composti chelanti di microelementi ed elementi nutritivi)

Lignificazione

Fenilalanina (precursore della lignina)

Resistenza agli stress abiotici

Prolina (a seguito di stress idrico), alanina (a seguito di stress anaerobico)

Attività ormone-simile

Diversi amminoacidi sono precursori metabolici dei fitormoni; Triptofano (acido indolacetico, metionina (etilene), arginina (poliammine)

Processi di maturazione dei frutti

Alanina, leucina, isoleucina e valina (precursori degli aromi), fenilalanina (precursore del colore), prolina glicina, alanina e arginina (precursori del sapore)

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