Selective enhancement of indigenous fluorescent pseudomonads via chemical amendments to recycled irrigation water: an integrated approach to managing diseases and promoting plant growth in soilless agriculture

摘要

I patogeni radicali zoosporici sono tra i microrganismi più temuti nei sistemi idroponici colturali a ciclo chiuso, nei quali la soluzione nutritizia viene fatta ricircolare. Le strategie proposte per eliminare tali patogeni dalle soluzioni nutritive ricircolanti includono: filtrazione, sedimentazione, clorazione, ozonizzazione, calore, raggi UV e l’applicazione di prodotti chimici antimicrobici e agenti di biocontrollo. Quest’ultima strategia è stata studiata estensivamente, ma nonostante ciò la consistenza nell’abbattimento dei patogeni mediante il suo utilizzo si è dimostrata insoddisfaciente. I problemi incontrati da tale tecnica sono dovuti all’incapacità dell'agente di biocontrollo di mantenere un’adeguata soglia della popolazione batterica necessaria per sostenere l’attività antagonistica nei confronti dei patogeni.L’aggiunta di specifiche fonti di nutrimento carboniche alla soluzione nutritiva ricircolante (quali, inibitori sintetici e naturali della nitrificazione) ha dimostrato di provocare un incremento selettivo delle popolazioni indigene delle pseduomonadi ai presunti livelli di soglia. Abbiamo verificato l'ubiquità di tale risultato utilizzando diversi sistemi idroponici e diverse piante ospiti, dimostrando, per la prima volta, la riduzione significativa e sostenuta di malattie di origine tellurica. La combinazione di metodi tradizionali (conteggi su piastra) e colturali-indipendenti (T-RFLP e BiologTM test) hanno dimostrato che gli inibitori della nitrificazione incrementano selettivamente la popolazione della Pseudomonas putida e riducono la diversità batterica nella soluzione nutritiva. La suddetta popolazione indigena di pseudomonadi ha rivelato colonizzare la radice delle piante, mentre l’introduzione di un agente di biocontrollo, P. fluorescens Pf5, non ha mostrato dare vantaggi rispetto alle popolazioni indigene. Inoltre, abbiamo dimostrato che l’ingrediente attivo presente nell’inibitore della nitrifizazione esercita un’attività antifungina diretta, mentre gli ingredienti inerti hanno un ruolo indiretto nella riduzione dei patogeni radicali tramite le pseudomonadi incrementate. In generale l’aggiunta alla soluzione nutritiva di inibitori della nitrificazione ha avuto un effetto stabilizzante sul pH, la conduttività elettrica ed effetti promettenti sull crescita e sul rendimento delle piante.Complessivamente, i nostri risultati sostengono l'ipotesi che è possibile modificare l'ambiente per renderlo più adatto alla sopravvivenza dei batteri indigeni. Molti infatti, se non la maggior parte degli habitat, già contengono eventuali microrganismi che, se incrementati, potrebbero rivelarsi come agenti di biocontrollo.