Caratterizzazione di sostanze umosimili estratte da scarti urbani e valutazione dell'effetto biostimolante in piante di rucola

L’obiettivo di questa tesi sperimentale consiste nella caratterizzazione chimica di sostanze umosimili derivanti da diverse matrici, e soggette a diversi tipi di modificazioni, e alla valutazione del loro possibile utilizzo come biostimolanti sulla specie orticola rucola (Eruca sativa Mill.) cresciuta tramite floating growing system. Diverse matrici di partenza sono state analizzate e, sulla base dei risultati ottenuti dalla caratterizzazione chimica e dai test biologici effettuati, sono state selezionate le tre potenzialmente più promettenti. Le piante di rucola sono state cresciute in presenza di una concentrazione di azoto standard (HN) o di una concentrazione ridotta di azoto (LN). I tre prodotti sono stati applicati individualmente nelle stesse modalità e quantità (1 mg di C/L) ad entrambi i due gruppi di piante (HN e LN). Le piante di controllo, cresciute anch’esse in alto e basso azoto, non sono state addizionate di alcun prodotto. Per ogni trattamento e controllo sono state effettuate tre repliche. Con riferimento agli effetti derivanti dall’applicazione dei prodotti biostimolanti, sono state valutate le risposte in termini di crescita, di accumulo degli elementi nutritivi, di efficienza di acquisizione e uso dell’azoto e di attivazione di sistemi antiossidanti. In primo luogo, lo studio ha confermato l’efficacia delle sostanze umosimili nello stimolare la crescita radicale, e a migliorare quindi l’efficienza d’uso dei nutrienti. I valori relativi all’accumulo dei nitrati nelle foglie risultano ammissibili per i limiti di legge imposti dall’Unione Europea per la specie in questione (6000-7000 mg N-NO₃ Kg/fresco). L’accumulo del contenuto di nitrati nelle foglie è spesso influenzato dall’attività degli enzimi coinvolti nei processi di assimilazione dell’azoto, tra cui gli enzimi glutammina sintetasi (GS) e glutammato amminotransferasi (GOGAT). L’attività di questi è risultata aumentata a seguito dell’applicazione dei tre prodotti, sia in piante HN che LN, rispetto alle piante di controllo. Pertanto, l’applicazione delle sostanze umosimili ha determinato un maggiore sviluppo dell’apparato radicale, una maggiore efficienza dell’acquisizione dell’azoto e una sua traslocazione alla parte aerea, seguita da una diluizione nei tessuti delle piante e ha anche potenziato l’attività di questi due enzimi (GS e GOGAT). Tuttavia, data la complessità delle strutture che compongono le sostanze umiche, è difficile identificare la relazione tra le singole componenti di queste e la loro potenziale attività biologica. Infatti, l’enorme eterogeneità chimica e la variabilità conformazionale delle sostanze umiche ne hanno reso sempre difficile la definizione della struttura chimica. In conclusione, l’uso di biostimolanti estratti da matrici di scarto ha prodotto risultati promettenti e potrebbe incrementare le produzioni orticole in risposta alle necessità dei consumatori, con lo scopo di ridurre al minimo l’impatto ambientale in una visione sostenibile.