Il ruolo dello zolfo nella modulazione del micobioma nell’interfaccia radice–suolo della barbabietola da zucchero

In recent years, particularly in extensive cropping systems, sulfur deficiency has become increasingly common. This phenomenon is mainly due to the reduced use of organic fertilizers, the application of compound fertilizers lacking sulfates, and less intensive soil tillage. Additionally, current regulations have introduced measures aimed at reducing chemical inputs, especially concerning fertilization. This study investigated the effects of sulfur availability on the fungal microbiome associated with sugar beet (Beta vulgaris L.), focusing on both soil and root environments. The goal was to gather information useful for developing low-input cultivation strategies by leveraging the interactions between plants and soil fungal microorganisms. Sugar beet plants were grown both hydroponically and in pots, under varying sulfur availability conditions. In the hydroponic setup, plants were cultivated for two weeks under two different conditions: one lacking sulfur and one with optimal sulfur levels. For the potted cultivation, a sulfur-deficient substrate composed of sand, fine soil, and perlite was used. Plants were divided into three experimental groups: “zero S” (no sulfur), “low S” (low sulfur availability), and “high S” (optimal sulfur availability). Plant responses to the different treatments were assessed through measurements of leaf biomass and non-destructive X-ray spectrophotometry, which allowed the quantification of sulfur and other elements in the soil. The results revealed significant differences in vegetative growth and nutrient uptake depending on sulfur availability. Subsequently, DNA was extracted from root and soil samples, and the ITS1 region was amplified to identify and classify the fungal taxa present. The analysis led to the hypothesis that sulfur availability influences the composition of the fungal microbiome, likely through the modulation of root exudates by the plant, which in turn alters the rhizosphere environment. The study highlights the need for further experimentation to confirm the effectiveness of specific fungal genera in enhancing the uptake of essential secondary macronutrients for sugar beet development, offering new prospects for the sustainable management of soil fertility.

Negli ultimi anni, soprattutto nelle colture estensive, si è assistito a un incremento dei casi di carenza di zolfo. Tale fenomeno è attribuibile principalmente all’utilizzo di fertilizzanti complessi privi di solfati e a tecniche di lavorazione del terreno meno profonde. Inoltre, la normativa vigente ha introdotto misure volte alla riduzione degli input chimici, con particolare riferimento alla concimazione. In questo studio sono stati analizzati gli effetti della disponibilità di zolfo sul microbioma fungino associato alla barbabietola da zucchero (Beta vulgaris L.), sia a livello del suolo che delle radici. L’obiettivo è stato quello di acquisire informazioni utili per sviluppare strategie di coltivazione a basso input, valorizzando le interazioni tra la pianta e i microrganismi fungini del suolo. Le piante di barbabietola sono state coltivate sia in condizioni idroponiche che in vaso, sottoposte a diversi livelli di disponibilità di zolfo. In idroponica, le piante sono state allevate per due settimane in due condizioni distinte: una priva di zolfo e una con livelli ottimali. Nel caso della coltivazione in vaso, è stato utilizzato un substrato povero di zolfo, costituito da una miscela di sabbia, terra fine e perlite. Le piante sono state suddivise in tre gruppi sperimentali: “zero S” (assenza di zolfo), “low S” (bassa disponibilità di zolfo) e “high S” (disponibilità ottimale). La risposta delle piante alle diverse condizioni è stata valutata mediante misurazioni della biomassa fogliare e analisi non distruttive tramite spettrofotometria a raggi X, che hanno consentito di determinare le concentrazioni di zolfo e altri elementi nel suolo. I risultati hanno evidenziato differenze significative nello sviluppo vegetativo e nella capacità di assorbimento degli elementi in base al livello di zolfo disponibile. Successivamente, è stato estratto il DNA da campioni di radici e suolo per l’amplificazione della regione ITS1, al fine di identificare e classificare tassonomicamente i funghi presenti. L’analisi ha permesso di formulare l’ipotesi che la disponibilità di zolfo influenzi la composizione del microbioma fungino, probabilmente attraverso la modulazione degli essudati radicali da parte della pianta, con effetti diretti sulla rizosfera. Lo studio sottolinea la necessità di ulteriori sperimentazioni volte a confermare l’efficacia di specifici generi fungini nel favorire l’assorbimento di macroelementi secondari essenziali per 4 la crescita e lo sviluppo della barbabietola da zucchero, aprendo nuove prospettive per una gestione sostenibile della fertilità del suolo.