Effetti agronomici dell'applicazione fogliare del batterio azotofissatore Methylobacterium symbioticum in mais

The agricultural sector faces today many challenges linked to the effects of climate change and the need to limit the negative impact of agricultural activities on the quality of the environment, in particular soil and water. One of the main critical issues concerns the increase in eutrophication of water bodies, as a consequence of the enrichment of nitrates of agricultural origin. The application of nitrogen-fixing bacteria to field crops could be an interesting option to reduce the use of chemical nitrogen fertilizers and consequently limit the risk of N leaching into water bodies. This thesis had the aim of evaluating the effects of the biostimulant BlueN, a commercial product from Corteva Agriscience containing the nitrogen-fixing bacteria Methylobacterium symbioticum SB23, on aize, with the main aim of reducing chemical nitrogen fertilization. The application of BlueN (333 g/ha; named BlueN) at the 10th-11th-leaf stage was compared with a granular fertilization with ammonium sulphate (50 kg of N/ha; named 100%N), with the application of BlueN combined with granular fertilization at a N dosage reduced by 60% (20 kg of N/ha; named 40%N+BlueN) and with an untreated control (named 0%N). The application of BlueN led to greater vegetative vigor, as highlighetd by greater plant height (+12% vs. 0%N), a greater number of leaves per plant (12 and 13 respectively in BlueN and 40%N+BlueN, vs. 11 leaves in 0%N) and by higher aboveground dry biomass (+30% and +40% vs. 0%N, respectively in BlueN and 40%N+BlueN, significantly for the second). The plants treated with BlueN also showed accentuated stay-green, indicated by the maintenance of a high leaf chlorophyll content (SPAD values) and by the delay in the onset of senescence, with significantly higher SPAD values with 40 %N+BlueN. As regards root groth, however, the highest electrical capacitance was observed in the two treatments where chemical fertilization was applied, regardless BlueN application, depending on the measurement date. At harvest, the biostimulating effects of BlueN observed on morpho-physiology and biomass were translated into a positive variation on both yield (+12% and +6%, respectively in BlueN and 40%N+BlueN) and in seed protein content (+5% in both vs. 0%N), although not significantly. In order to corroborate these results, it is necessary to repeat the experiment in different climatic conditions, e.g. drought years, and in soils with a lower residual N content, to verify the biostimulant activity of Methylobacterium symbioticum SB23 in more limiting conditions.

Il settore agricolo deve oggi affrontare numerose sfide legate agli effetti dei cambiamenti climatici e alla necessità di limitare l’impatto delle attività agricole sulla qualità dell’ambiente, in particolare del terreno e delle acque. Una delle principali criticità riguarda l’aumento dell’eutrofizzazione dei corpi idrici, in conseguenza dell’arricchimento di nitrati di origine agricola. L’applicazione di batteri azotofissatori alle colture potrebbe costituire una strategia interessante per ridurre l’utilizzo di concimi azotati chimici e di conseguenza limitare il rischio di lisciviazione dell’N verso i corpi idrici. Il presente lavoro di tesi ha avuto lo scopo di valutare su mais gli effetti del biostimolante BlueN, un prodotto commerciale di Corteva Agriscience contenente il battere azotofissatore Methylobacterium symbioticum SB23, allo scopo principale di ridurre la concimazione azotata chimica in fase di levata. L’applicazione di BlueN (333 g/ha; codice: BlueN) allo stadio di 10^-11^ foglia è stata confrontata con una concimazione granulare con solfato ammonico (50 kg di N/ha; codice 100%N), con l’applicazione di BlueN combinata con una concimazione granulare ad un dosaggio di N ridotto del 60% (20 kg di N/ha; codice: 40%N+BlueN) e con un controllo non trattato (codice: 0%N). L’applicazione di BlueN ha determinato maggior vigore vegetativo, evidenziato da altezze superiori (+12% vs. 0%N), un maggior numero di foglie per pianta (12 e 13 rispettivamente in BlueN e 40%N+BlueN, vs. 11 foglie in 0%N) e dalla produzione di una biomassa secca epigea più elevata (+30% e +40% vs. 0%N, rispettivamente in BlueN e 40%N+BlueN, significativamente per il secondo). Le piante trattate con BlueN hanno poi manifestato un evidente effetto stay-green, indicato dal mantenimento di un elevato contenuto di clorofilla fogliare (indice SPAD) più a lungo e dal ritardo dell’inizio della senescenza, con indici SPAD significativamente più elevati con 40%N+BlueN. In termini di sviluppo dell’apparato radicale, invece, i valori di capacità elettrica più elevati sono stati osservati nei due trattamenti dove è stata distribuita la concimazione granulare, con o senza BlueN a seconda della data di misurazione. Alla raccolta, gli effetti biostimolanti di BlueN sulla morfo-fisiologia e la biomassa, si sono tradotti in una variazione positiva sia della resa (+12% e +6% rispettivamente in BlueN e 40%N+BlueN) che del contenuto di proteina nei semi (+5% in entrambi vs. 0%N), anche se in modo non significativamente. Al fine di corroborare questi risultati, è necessario ripetere la sperimentazione in presenza diverse condizioni climatiche, es. annate siccitose, e in terreni con un contenuto di N residuo più basso, per verificare l’attività biostimolante del preparato batterico in condizioni più limitanti.