Lo studio degli indicatori di stress idrico delle colture migliora l’efficienza dell’irrigazione
Il tasso di crescita della popolazione mondiale supera di gran lunga qualsiasi aumento della produzione agricola. L’agricoltura non riesce a tenere il passo e uno dei motivi principali è la disponibilità di acqua. Per soddisfare la popolazione prevista per il 2050, l’agricoltura richiederà il 70 % di acqua in più rispetto a oggi, tuttavia, quell’acqua non sarà tendenzialmente disponibile. Molte parti del mondo, compresa l’Europa, si trovano ad affrontare una ridotta disponibilità di acqua a causa dei cambiamenti climatici. Nei paesi aridi e semi-aridi, l’agricoltura consuma già circa l’80 % dell’acqua dolce disponibile e ne consumerà ancora di più con l’avvento dei cambiamenti climatici. L’agricoltura deve pertanto diventare più efficiente: gli europei dovranno iniziare a irrigare i raccolti, e in modi precisi. Le attuali pratiche di gestione dell’irrigazione sono tuttavia limitate quando si tratta di determinare le quantità ottimali di acqua per un raccolto in condizioni asciutte, saranno pertanto necessari nuovi metodi di irrigazione. Raggiungere questo obiettivo richiederà una piena comprensione della risposta fisiologica delle colture alla siccità.
Stress idrico e risposta alla siccità
Il progetto AgroPHYS, finanziato dall’UE, ha approfondito questa risposta e ha utilizzato sensori meccanici per monitorarla in tempo reale. La ricerca è stata intrapresa con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie. La chiave per studiare la risposta fisiologica delle piante alla siccità è il concetto di stress idrico. Ciò essenzialmente significa che la pianta ha sete, ma non è in grado di ottenere acqua in modo sufficiente e pertanto non crescerà in modo ottimale. «È essenziale disporre del miglior indicatore possibile dello stress idrico delle piante per una programmazione precisa dell’irrigazione», spiega Celia Rodriguez Dominguez, coordinatrice del progetto. «Ciò indicherebbe la quantità di acqua che dovrebbe essere applicata per l’irrigazione e in quali orari».
Migliorare il monitoraggio dello stress idrico
Comprendere lo stress idrico è tuttavia complicato: i dispositivi di monitoraggio standard sono ambigui e anche difficili da collegare a risposte fisiologiche specifiche, mentre la maggior parte degli indicatori attuali non è soddisfacente. Per trovarne uno migliore, i ricercatori di AgroPHYS hanno utilizzato una serie di strumenti di monitoraggio delle piante preesistenti per determinare i processi fisiologici. I più importanti e innovativi di questi sono stati speciali telecamere e microscopi, utilizzati per monitorare la formazione di bolle d’aria all’interno del sistema vascolare di piantine di olivo mentre le piante si disidratavano. Il team ha inoltre sviluppato una nuova combinazione di tecniche di reidratazione, utilizzate per misurare il movimento dell’acqua dal suolo e dalla radice alla foglia. Le nuove intuizioni fisiologiche provenienti da queste osservazioni sono state le più significative dei risultati del progetto. Altri risultati importanti includevano la dimostrazione del fatto che la conoscenza della resistenza delle specie agricole allo stress idrico sia importante in un contesto di cambiamenti climatici. In ogni caso, alti livelli di stress sarebbero improbabili negli alberi da frutto, che riescono a evitarlo chiudendo i propri stomi. I ricercatori hanno concluso che la misura in cui la chiusura stomatica limita la produttività dipende dalla capacità sotterranea di una pianta di assorbimento di acqua. «Abbiamo dimostrato che la conduttanza stomatica deve essere la variabile target per monitorare lo stress idrico negli alberi da frutto», aggiunge Rodriguez Dominguez. In pratica, se gli scienziati potessero rilevare precocemente lo stress idrico nelle piante, il raccolto avrebbe bisogno di meno acqua, rendendo l’irrigazione più efficiente. Inoltre, essere in grado di correlare lo stress idrico alla fisiologia della produttività consente ai ricercatori di personalizzare le strategie di irrigazione a seconda delle fasi di crescita. Utilizzando i sensori, i piccoli agricoltori saranno in grado di aumentare le rese e la qualità del raccolto, risparmiando inoltre acqua e migliorando l’efficienza idrica.
Parole chiave
AgroPHYS, stress idrico, irrigazione, agricoltura, siccità, pianta coltivata, stomi, ulivo
