I semi rivestiti di seta possono consentire l’agricoltura su terre impraticabili

I semi rivestiti di seta possono consentire l’agricoltura su terre impraticabili: la ricerca del MIT

Fornire semi con un rivestimento protettivo che fornisce anche nutrienti essenziali alla pianta, potrebbe consentire di coltivare colture in terreni altrimenti improduttivi, secondo una nuova ricerca del MIT.

Un team di ingegneri ha ricoperto i semi di seta, che è stata trattata con una specie di batteri che producono naturalmente un fertilizzante azotato, per aiutare lo sviluppo delle piante.

I test hanno dimostrato che questi semi possono crescere con successo in terreni troppo salati per consentire ai semi non trattati di svilupparsi normalmente. I ricercatori sperano che questo processo, che può essere applicato in modo economico e senza la necessità di attrezzature specializzate, potrebbe aprire aree di terra all’agricoltura che ora sono considerate inadatte per coltivare.

I risultati sono stati pubblicati questa settimana sulla rivista PNAS, in un documento degli studenti laureati Augustine Zvinavashe e Hui Sun, postdoc Eugen Lim, e il professore di ingegneria civile e ambientale Benedetto Marelli.

Il lavoro è nato dalla precedente ricerca di Marelli sull’uso dei rivestimenti in seta come modo per prolungare la vita dei semi usati come colture alimentari.

“Quando stavo facendo delle ricerche su questo, mi sono imbattuto in biofertilizzanti che possono essere utilizzati per aumentare la quantità di nutrienti nel terreno”, dice Marelli. Questi fertilizzanti usano microbi che vivono simbioticamente con alcune piante e convertono l’azoto dall’aria in una forma che può essere prontamente assorbita anche dalle piante. Questo non solo fornisce un fertilizzante naturale alle colture vegetali, ma evita i problemi associati ad altri approcci fertilizzanti.  “Uno dei maggiori problemi con i fertilizzanti azotati è che hanno un grande impatto ambientale”. Questi fertilizzanti artificiali possono anche avere un impatto negativo sulla qualità del suolo, secondo lo stesso Marelli.

Marelli e il suo team hanno deciso di provare la seta su questi batteri che fissano l’azoto, noti come rizobatteri.

Questo è quando Zvinavashe ha avuto l’idea di aggiungere un particolare nutriente alla miscela, una specie di zucchero noto come trealosio, che alcuni organismi usano per sopravvivere in condizioni di scarsa acqua.

La seta, i batteri e il trealosio sono stati tutti sospesi in acqua e i ricercatori hanno semplicemente immerso i semi nella soluzione per alcuni secondi per produrre un rivestimento uniforme. Quindi i semi sono stati testati presso il MIT e in una struttura di ricerca gestita dall’Università Politecnica Mohammed VI di Ben Guerir, in Marocco. “Ha dimostrato che la tecnica funziona molto bene”, afferma Zvinavashe.

Le piante risultanti, aiutate dalla continua produzione di fertilizzanti da parte dei batteri, si sono sviluppate in una salute migliore rispetto a quelle provenienti da semi non trattati e sono cresciute con successo nel terreno da campi che attualmente non sono produttivi per l’agricoltura, dice Marelli.

In pratica, i ricercatori potrebbero affermare che tali rivestimenti potrebbero essere applicati ai semi mediante immersione o rivestimento a spruzzo. Entrambi i processi possono essere eseguiti a temperatura e pressione ambiente ordinarie.

“Il processo è rapido, facile e potrebbe essere scalabile” per consentire alle grandi aziende agricole e ai coltivatori non qualificati di farne uso. “I semi possono essere semplicemente ricoperti per immersione per alcuni secondi”, producendo un rivestimento che ha uno spessore di pochi micrometri, dichiara Zvinavashe.

La normale seta che usano “è solubile in acqua, quindi non appena viene esposta al suolo, i batteri vengono rilasciati”, afferma Marelli. Tuttavia, il rivestimento fornisce abbastanza protezione e sostanze nutritive per consentire ai semi di germinare nel terreno con un livello di salinità che normalmente impedirebbe la loro normale crescita. “Vediamo piante che crescono nel terreno dove altrimenti non cresce nulla”, dice lo stesso Marelli.

Questi rizobatteri normalmente forniscono fertilizzanti a leguminose come fagioli e ceci, e questi sono stati al centro della ricerca finora, ma potrebbe essere possibile adattarli per lavorare anche con altri tipi di colture, e questo fa parte della nuova ricerca in corso del team.

Anche se limitato alle colture di leguminose, il metodo potrebbe ancora fare una differenza significativa nelle regioni con ampie aree di terreno salino.

Come passo successivo, i ricercatori stanno lavorando allo sviluppo di nuovi rivestimenti che potrebbero non solo proteggere i semi dal terreno salino, ma anche renderli più resistenti alla siccità, utilizzando rivestimenti che assorbono l’acqua dal terreno. Nel frattempo, l’anno prossimo inizieranno a testare le piantagioni in campi sperimentali aperti in Marocco.

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