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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
NUTRIZIONE DELLE PIANTE; SUOLO; DINAMICA DELL'AZOTO; NITRATO; AMMONIO; RIZOSFERA; ZEA MAYS; ESPRESSIONE GENICA; PROTEOMICA

Acquisizione delle forme azotate in mais: analisi dei processi interagenti nel sistema suolo-pianta

Università degli Studi di Udine
Abstract
Il progetto muove dalla considerazione che l'efficienza d'uso dei fertilizzanti azotati nelle piante coltivate, in particolare nei cereali, e' ancora oggi inferiore al 50% e che i genotipi di cereali rilasciati durante la "rivoluzione verde" sono stati in genere selezionati per rispondere ad elevati apporti di azoto con diminuzione dell'efficienza quando coltivati a basso livello di nutriente. Allo scopo di individuare elementi che possano portare ad un miglioramento di questa situazione, che è causa di danni economici ed ambientali, il progetto intende svolgere una analisi integrata atta a migliorare la conoscenza a livello fisiologico e molecolare degli step che determinano i flussi di N nel sistema suolo-pianta e la loro regolazione. In relazione alla sua grande importanza economica, la coltura considerata sarà il mais. Per mettere in rilievo i processi che possono influire significativamente sull'efficienza della nutrizione azotata verranno analizzate le risposte alle fluttuazioni dei livelli di N di due linee pure di mais fortemente differenti per quanto riguarda l'efficienza della nutrizione azotata verificata in campo a basso livello di input di fertilizzante (Lo5 e T250). Per questi fini il programma si propone di:
A) Valutare le concentrazioni di N totale e minerale nel suolo rizosferico e non rizosferico delle due linee di mais e determinare l'N assimilabile nella rizosfera con la tecnica del batterio reporter;
B) analizzare la composizione della >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Zeno VARANINI Università degli Studi di UDINE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Motivo della ricerca e obiettivi generali
Le specie coltivate a rapida crescita come ad esempio mais, riso e grano richiedono, per l'ottenimento di buone rese produttive, elevati livelli di azoto (N) disponibile che viene in genere fornito come fertilizzante. Negli ultimi 50 anni il consumo di fertilizzanti azotati è aumentato di quasi 10 volte fino a raggiungere l'attuale valore di 80 milioni di tonnellate per anno (Frink et al 1999 Proc Natl Acad Sci 96:1175-1180). A fronte di questo aspetto, e nonostante la grande quantità di lavoro scientifico svolto sul tema della dinamica dell'N nel sistema suolo-pianta, è accertato che, almeno per i cereali, l'efficienza d'uso dei fertilizzanti azotati {NUE = [(N rimossso dai cereali) - (N proveniente dal terreno + N apportato dalle precipitazioni)] / (Fertilizzante azotato applicato)} è ancora oggi spesso inferiore al 50% (Raun e Johnson 1999 Agron J 91:357-363) con valori, che in diverse situazioni, possono non superare il 35%. Questa situazione genera problemi economici ed ambientali. Per quanto riguarda il primo aspetto è stato calcolato che un aumento della NUE anche solo dell'1% permetterebbe di risparmiare, a livello mondiale, almeno 230 milioni di dollari ($). Nonostante risulti difficile quantificare i costi legati ai problemi ambientali generati dalla eccessiva applicazione di concimi azotati, tema per altro scarsamente approfondito dalla letteratura scientifica, è indubbio che anche questo secondo aspetto stia >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L'utilizzazione dell'azoto da parte di una pianta nel suo ambiente naturale (sistema suolo-pianta) comprende fasi che coinvolgono il sottosistema suolo e il sottosistema pianta e che possono essere così schematizzate:
1) Rilascio di ioni inorganici dalle fasi solide organiche ed inorganiche del suolo;
2) movimento per convezione o diffusione nella rizosfera verso lo spazio libero delle radici;
3) trasporto attraverso il plasmalemma delle cellule radicali ed eventuale trasporto attraverso il tonoplasto;
4) traslocazione radice-fusto e viceversa;
5) assimilazione mediante sistemi enzimatici.
Fasi 1 e 2
Queste fasi sono in grado di determinare le disponibilità di azoto nitrico e ammoniacale per la nutrizione. L'azoto si trova nel terreno principalmente in forma organica (1); è quindi evidente che i processi chiave che regolano la dinamica delle forme azotate disponibili per la nutrizione (prevalentemente N-nitrico e N-ammoniacale nei terreni agrari delle nostre latitudini) sono i processi di mineralizzazione, nitrificazione, denitrificazione e immobilizzazione. Dal punto di vista della nutrizione delle piante un ruolo fondamentale è svolto dalla rizosfera cioè da quella zona di terreno prossima alle radici che è sede di intense reazioni fra attività radicali, microrganismi e costituenti del suolo. In questo ambiente esiste una competizione per i nutrienti fra pianta e popolazione microbica per cui i processi sopra menzionati >>>