Effetti agronomici dell’applicazione fogliare di Methylobacterium symbioticum in grano tenero

Modern agriculture has addressed the growing demand for food, resulting from exponential population growth, through intensified cultivation practices to increase unit yields. The increase in production potential, supported by technological innovations and genetic improvement, has seen an increasing use of synthetic fertilization. However, in the long term, the excessive use of chemical inputs has proven to be environmentally unsustainable for farmers and ecosystems. Consequently, optimizing these inputs, with the reduction of negative externalities, is one of the main objectives of EU Common Agricultural Policy. In this context, this thesis aims to evaluate the possibility of producing soft wheat by reducing the traditional use of chemical nitrogen fertilizers. To this end, the effectiveness of Corteva Agriscience's commercial product BlueN®, a formulation based on the nitrogen-fixing bacteria Methylobacterium symbioticum strain SB23, was tested. The objective is to replace part of the nitrogen from chemical inputs with that made available by these bacteria, estimated to be about 30- 70 kgN ha-1 . During the trial, the effects of the biofertilizer BlueN on Triticum aestivum var. LG Auriga was evaluated by comparing plots fertilized with full and reduced dose of nitrogen (181, 134 kg ha-1 ) in combination or not with the biofertilizer. BlueN was applied by foliar spraying in preharvest, while some plots were subjected to the same fertilization doses but without the bacterial treatment. The analysis of the data collected during this trial showed that several wheat growth parameters and grain quality characteristics were positively affected by the application of BlueN, although with statistically significant differences shown rarely in only a few cases, such as staygreen increase detected by SPAD index, and grain quality increases (measured by NIRS), crude protein +0.5%, starch +0.5%, and a 5% increase in the Zeleny index. About the conditions under which the trial was carried out, i.e. the specific agronomic (sandy loam soil, with good nutrient availability, and good residual fertility from the previous crop) and climatic conditions for common wheat cultivation during 2023, did not allow to reach significant yield benefits associated to the biostimulant. However, the results obtained hint at, the possibility of enhancing the value of microbiological treatments in wheat at low dosages of nitrogen fertilization and/or in marginal or sub-optimal environments, under stress conditions, and organic farming.

L'agricoltura moderna ha affrontato la crescente domanda di cibo, derivante dall'incremento esponenziale della popolazione, attraverso un'intensificazione delle pratiche colturali finalizzate ad aumentare le rese unitarie. L'aumento del potenziale produttivo, supportato dalle innovazioni tecnologiche e dal miglioramento genetico, ha visto un crescente ricorso ai concimi di sintesi. Tuttavia, nel lungo periodo, l'uso eccessivo di input chimici si è rivelato insostenibile dal punto di vista ambientale per le aziende e gli ecosistemi. Di conseguenza, l'ottimizzazione di tali fattori produttivi, con la riduzione delle esternalità negative, rappresenta uno dei principali obiettivi della Politica Agricola Comunitaria. In questo contesto, la presente tesi si propone di valutare la possibilità di produrre grano tenero riducendo l'impiego tradizionale di fertilizzanti azotati di sintesi. A tal fine, è stata testata l'efficacia del prodotto commerciale BlueN® di Corteva Agriscience, formulato a base di batteri azotofissatori del genere Methylobacterium symbioticum ceppo SB23. L'obiettivo è sostituire parte dell'azoto proveniente dagli input chimici con quello reso disponibile da tali batteri, stimato in circa 30-70 kg N ha-1 . Durante la sperimentazione, sono stati valutati gli effetti del biofertilizzante BlueN su Triticum aestivum var. LG Auriga mediante il confronto tra parcelle concimate con dose piena e ridotta di azoto (181, 134 kg ha-1 ), entrambe combinate o meno con l’applicazione del biofertilizzante BlueN, eseguita tramite irrorazione fogliare in pre-levata. Dall’analisi dei dati raccolti durante questa sperimentazione è emerso che numerosi parametri di crescita del frumento, come anche le caratteristiche qualitative della granella sono stati influenzati positivamente dall'applicazione di BlueN, anche se con differenze statisticamente significative evidenziate raramente solo in alcuni casi. In particolare, si è evidenziato un marcato effetto staygreen, rilevato tramite indice SPAD, e un aumento della proteina grezza (+0,5%), dell’amido (+0,5%) e dell’indice di Zeleny (+5%), rispetto alla tesi con concimazione piena senza BlueN. Tuttavia, non si sono potuti apprezzare incrementi produttivi associati al prodotto biofertilizzante testato. Per quanto concerne le condizioni nella quale è stata eseguita la sperimentazione, nello specifico le condizioni agronomiche (terreno franco-sabbioso, buona dotazione di nutrienti, e buona fertilità residua) e climatiche favorevoli al frumento, non si sono registrati vantaggi significativi associati all’applicazione del biostimolante. Tuttavia, i risultati ottenuti lasciano intravvedere la possibilità di valorizzare i trattamenti microbiologici in frumento a dosaggi contenuti di concimazione azotata e/o in ambienti marginali o sub-ottimali, in condizione di stress, ed in agricoltura biologica.