Utilizzo di micorrize arbuscolari e studio del microbiota del suolo agrario per il miglioramento della sostenibilità della produzione di seme in mais (Zea mays L.)

Conventional agriculture is facing increasing criticism from the public opinion both due to the environmental impact of high input production systems and to food safety concerns related to the use of synthetic agrochemicals. Minimizing both issues, while maintaining a high level of crop productivity is a primary objective for the agribusiness companies and for the agricultural sector as a whole. The seed industry is in turn touched by this tendency as it faces a decrease in the tools available for controlling the most important field adversities and new challenges generated by a constantly evolving scenario, both in terms of environmental and regulatory conditions. The knowledge about root microbiota as a factor affecting plants growth and health is constantly revealing new aspects about the role that beneficial microorganisms play. In this study, soil microorganisms have been studied as related to their biodiversity and potential applications in order to better understand their role on determining crops yield and quality and to pave the way for future applications in seed corn field production. This was mainly pursued through two complementary approaches: - The testing of useful microorganisms on seed corn inbred lines, through a series of greenhouse and field trials, conducted during 2019 and 2020 growing seasons. Two species of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been tested in order to evaluate their potential to colonize maize roots and their effect on plants phenotype and production parameters. - The complete characterization of soil and rhizosphere microbiota (bacteria and fungi) from 20 different production fields across Northern Italy. This was done thanks to the collaboration with BiomeMakers, a provider of high throughput microbiome characterization. Both approaches allowed to underline the role of soil microbiota in seed production success and to define strategies for improving seed production reliability through field selection and application of microbiobial inocula.

L'agricoltura convenzionale sta affrontando crescenti critiche da parte dell'opinione pubblica sia per l'impatto ambientale dei sistemi di produzione ad alto input sia per le preoccupazioni sulla sicurezza alimentare legate all'uso di prodotti agrochimici di sintesi. Ridurre al minimo entrambi i problemi, mantenendo un alto livello di produttività delle colture è un obiettivo primario per le aziende dell’agribusiness e per l'intero contesto agricolo. L'industria delle sementi è a sua volta interessata da questa tendenza poiché deve far fronte a una diminuzione degli strumenti a disposizione per il controllo delle più importanti avversità di campo per la coltura e alle nuove sfide generate da un contesto ambientale e regolatorio in continua evoluzione. Gli studi sul microbiota radicale come fattore che influenza la crescita e la salute delle piante rivelano costantemente nuovi aspetti sul ruolo che svolgono i microrganismi ad effetto benefico. In questo studio, i microrganismi del suolo sono stati studiati in relazione alla loro biodiversità e alle potenziali applicazioni, al fine di comprendere meglio il loro ruolo nel determinare la resa e la qualità della coltura e per aprire la strada a future applicazioni nella produzione in campo di mais da seme. Ciò è stato principalmente perseguito attraverso due approcci complementari: • La sperimentazione di microrganismi utili su linee parentali di mais da seme, attraverso una serie di prove in serra e in campo, condotte durante le stagioni di crescita 2019 e 2020. Sono state testate due specie di funghi micorrizici arbuscolari (AMF) per valutare il loro potenziale di colonizzare le radici del mais e il loro effetto sul fenotipo delle piante e sui parametri produttivi. • La caratterizzazione completa del microbiota del suolo e della rizosfera (batteri e funghi) di 20 diversi campi di produzione del Nord Italia. Questo è stato fatto grazie alla collaborazione con BiomeMakers, un fornitore di caratterizzazione del microbioma ad alta processività. Entrambi gli approcci hanno messo in evidenza il ruolo del microbiota del suolo nel successo della produzione di mais da seme, e hanno permesso di definire strategie per migliorare l'affidabilità della produzione di semente attraverso la selezione degli appezzamenti e l'applicazione di adeguati inoculi microbici.