Interazione collemboli- funghi del suolo: effetto sulla salute delle piante in in diverse condizioni di di umidità del substrato di di crescita

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1 Interazione collemboli- funghi del suolo: effetto sulla salute delle piante in in diverse condizioni di di umidità del substrato di di crescita Gloria Innocenti Matteo Montanari Dipartimento di Protezione Valorizzazione Agroalimentare Università di Bologna Sonia Ganassi Maria Agnese Sabatini Dipartimento di Biologia Università di Modena e Reggio Emilia

2 Studi Studi recenti sui sui cambiamenti climatici nel nel periodo prevedono per per l area Mediterranea, indicata come Climate ChangeHot Spot Spot Zone, un un generale aumento della della temperatura ed ed un un drastico cambiamento nella nella distribuzione della della piovosità. L effetto di di questi cambiamenti sui sui sistemi agro- agroforestali è oggetto di di studio nei nei paesi paesi della della comunità europea

3 FISR M.I.C.E.N.A. Modello Integrato per l Evoluzione degli Ecosistemi Naturali e Agricoli in relazione ai Cambiamenti Climatici nell Area Mediterranea Effetto dell interazione Collembolifunghi terricoli in relazione all umidità del suolo

4 Appartengo all atmo-bios e alla mesofauna, vivo nei primi 5-15 cm del terreno ed il mio cibo preferito sono i propaguli fungini

5 Gaeumannomyces graminis var. tritici fungo patogeno mal del piede (take-all) Protaphorura armata Il terreno è un serbatoio in cui collembolo euedafico interagiscono organismi diversi prevalentemente fungivoro aventi tutti lo stesso scopo: nutrirsi presente nei terreni agricoli italiani

6 In piastra su substrato agarizzato

7 c Peso secco delle piante (mg) a b 0 Controllo Ggt Ggt + Pa 90 Indice di malattia % In mesocosmo in ambiente controllato b a 50 Ggt Ggt + Pa

8 Quale effetto dei collemboli sui funghi benefici per le piante? funghi endomicorrizici funghi antagonisti dei patogeni compatibilità F. culmorum Glomus + Fc Glomus + Fc+ Pa

9 Ggt Trichoderma

10 Riferimenti bibliografici: effetto umidità del terreno sulla densità e ciclo vitale dei collemboli? Bardgett et al. (Agr. Ec. and Env, 45, 25-45,1993): effetto negativo sulla densità dei collemboli in condizioni di elevata umidità del suolo. Frampton et al. (Appl. Soil Ecology, 14, , 2000): effetto negativo della carenza di acqua sulla popolazione di collemboli. Sinka et al. (Appl. Soil Ecology, 36, 92-99, 2007): maggiore tolleranza per condizioni di carenza di acqua. Bayley e Holmstrup (Science, 285, ): capacità di adattarsi a tutte le condizioni Shiraishi et al. (Pedobiologia, 47, 33-38, 2003): nessun effetto del contenuto idrico del terreno sull attività di biocontrollo.

11 Contenitori di rete metallica: 10 x 10 x 40 cm a 1500 g sabbia a1% inoculo Ggt a21 cariossidi di frumento cv. Serio a350 esemplari adulti Pa acontenuto idrico pari a 5 e 15%

12 Mesocosmi ad umidità variabile 20 x 40 x 30 u s c ita H 2 0 d i p er c o laz io n e 12 ore luce/buio, 22 C, 60 UR

13 Mesocosmi ad umidità variabile

14 Control Ggt Ggt + Pa In presenza dei collemboli, il peso secco è risultato maggiore e la severità della malattia inferiore rispetto agli stessi parametri delle piante cresciute nelle stesse condizioni di umidità del terreno, ma in assenza degli animali Numero piante a Massima bagnatura del substrato b Ggt Ggt + Pa a b a Indice di malattia (%) Control Ggt Ggt + Pa Peso secco (mg)

15 Massima bagnatura del substrato Semenzali di frumento con i sintomi della malattia. La necrosi radicale è maggiormente diffusa nelle piante cresciute in assenza di collemboli (a sinistra) Piante testimoni a sin., piante cresciute nel substrato inoculato con Ggt in assenza (centro) ed in presenza dei collemboli (destra)

16 Numero piante Minima bagnatura del substrato Control Ggt Ggt + Pa Il numero delle piante, la biomassa e il valore dell indice di malattia non differiscono in presenza ed in assenza dei collemboli Control Ggt Ggt + Pa 0 Ggt Ggt + Pa Peso secco (mg) Indice di malattia (%)

17 Minima bagnatura del substrato Piante cresciute nel substrato inoculato con Ggt+ Pa (destra) e con Ggt senza collemboli (sinistra)

18 Sulla base dei risultati ottenuti, il contenuto idrico del substrato sembra influenzare l effetto dell interazione fra Protaphorura armata e Gaeumannomyces graminis var. tritici sulle piante di frumento nei primi stadi di sviluppo delle stesse. Con un umidità del substrato elevata, l effetto benefico dei collemboli sullo stato sanitario e sulla biomassa delle piante di frumento osservato in prove precedenti svolte in mesocosmi di dimensioni inferiori, sembra essere confermato. Mentre con un contenuto idrico minimo, non è stato osservato nessun effetto benefico dovuto alla presenza degli animali.

19 .. in campo?

20 In conclusione, i cambiamenti climatici previsti in un prossimo futuro nella zona mediterranea, in particolare l aumento della siccità con la conseguente diminuzione dell acqua disponibile per le piante, sembrano non favorire l azione di organismi benefici per le piante, quali i collemboli

21 Grazie per l attenzione