Il ferro (Fe) è tra gli elementi più abbondanti nel suolo, ma è scarsamente disponibile per le piante in condizioni di pH neutro e alcalino. In Fe-carenza, le dicotiledoni e le monocotiledoni non graminacee aumentano la concentrazione di Fe nella rizosfera essudando H+ e composti organici ad azione complessante e/o riducente, come acidi organici (AO) e flavonoidi, ed assorbono il Fe dopo averlo ridotto mediante una Fe-chelato reduttasi. Sebbene il ruolo degli AO sulla mobilizzazione del Fe dal suolo sia stato accertato, resta da comprendere meglio quello dei flavonoidi. Inoltre, è opportuno indagare sull'effetto di tali essudati sulla mineralogia del suolo, data la connessione tra i processi di mobilizzazione/assorbimento dei nutrienti e l'alterazione dei minerali. In questo studio, è stata valutata inizialmente la composizione degli essudati radicali di cetriolo (Cucumis sativus L.) Fe-sufficiente (+Fe) e Fe-carente (-Fe). Il contenuto di AO e sostanze fenoliche negli essudati delle piante -Fe è risultato nettamente superiore a quello delle piante +Fe. Successivamente, è stata studiata, in un sistema chiuso, l'interazione tra un suolo calcareo e soluzioni di AO (citrato, malato, ossalato) e flavonoidi (quercetina, rutina, genisteina) e, dopo 24 ore, è stata determinata la concentrazione di Fe in soluzione mediante ICP-OES, e la composizione mineralogica del suolo mediante XRD. Inoltre, è stata studiata l'alterazione mineralogica nel suolo dopo 7 giorni di contatto con cetriolo +Fe e -Fe in un sistema più vicino alle condizioni reali, il rhizotest. Nel sistema chiuso, la rutina, sia sola che combinata con gli AO o con la genisteina, ha estratto una quantità di Fe almeno due volte maggiore di quella estratta dal citrato; inoltre, ha dissolto tra il 12% ed il 41% delle fasi amorfe del suolo, ed ha favorito la neosintesi di illite e smectite. Nel sistema aperto (rhizotest), il cetriolo -Fe ha dissolto il 55% di amorfo, senza promuovere la formazione dei fillosilicati. Pertanto, si può ipotizzare che, nel sistema chiuso, gli elementi liberati dall'amorfo siano rapidamente precipitati a formare fillosilicati, mentre, nel sistema rhizotest, tali elementi vengano assorbiti dalla pianta o lisciviati nella soluzione sottostante, sottraendosi così alla ricristallizzazione. Esperimenti condotti con altre specie vegetali hanno dimostrato che l'alterazione e la neosintesi dei minerali sono influenzate dalla strategia di mobilizzazione del Fe adottata dalla pianta.
Effetto di essudati radicali sulla mobilizzazione del ferro e sulla mineralogia di un suolo calcareo
Medici L;
2015
Abstract
Il ferro (Fe) è tra gli elementi più abbondanti nel suolo, ma è scarsamente disponibile per le piante in condizioni di pH neutro e alcalino. In Fe-carenza, le dicotiledoni e le monocotiledoni non graminacee aumentano la concentrazione di Fe nella rizosfera essudando H+ e composti organici ad azione complessante e/o riducente, come acidi organici (AO) e flavonoidi, ed assorbono il Fe dopo averlo ridotto mediante una Fe-chelato reduttasi. Sebbene il ruolo degli AO sulla mobilizzazione del Fe dal suolo sia stato accertato, resta da comprendere meglio quello dei flavonoidi. Inoltre, è opportuno indagare sull'effetto di tali essudati sulla mineralogia del suolo, data la connessione tra i processi di mobilizzazione/assorbimento dei nutrienti e l'alterazione dei minerali. In questo studio, è stata valutata inizialmente la composizione degli essudati radicali di cetriolo (Cucumis sativus L.) Fe-sufficiente (+Fe) e Fe-carente (-Fe). Il contenuto di AO e sostanze fenoliche negli essudati delle piante -Fe è risultato nettamente superiore a quello delle piante +Fe. Successivamente, è stata studiata, in un sistema chiuso, l'interazione tra un suolo calcareo e soluzioni di AO (citrato, malato, ossalato) e flavonoidi (quercetina, rutina, genisteina) e, dopo 24 ore, è stata determinata la concentrazione di Fe in soluzione mediante ICP-OES, e la composizione mineralogica del suolo mediante XRD. Inoltre, è stata studiata l'alterazione mineralogica nel suolo dopo 7 giorni di contatto con cetriolo +Fe e -Fe in un sistema più vicino alle condizioni reali, il rhizotest. Nel sistema chiuso, la rutina, sia sola che combinata con gli AO o con la genisteina, ha estratto una quantità di Fe almeno due volte maggiore di quella estratta dal citrato; inoltre, ha dissolto tra il 12% ed il 41% delle fasi amorfe del suolo, ed ha favorito la neosintesi di illite e smectite. Nel sistema aperto (rhizotest), il cetriolo -Fe ha dissolto il 55% di amorfo, senza promuovere la formazione dei fillosilicati. Pertanto, si può ipotizzare che, nel sistema chiuso, gli elementi liberati dall'amorfo siano rapidamente precipitati a formare fillosilicati, mentre, nel sistema rhizotest, tali elementi vengano assorbiti dalla pianta o lisciviati nella soluzione sottostante, sottraendosi così alla ricristallizzazione. Esperimenti condotti con altre specie vegetali hanno dimostrato che l'alterazione e la neosintesi dei minerali sono influenzate dalla strategia di mobilizzazione del Fe adottata dalla pianta.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
