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erché i campi di pomodori hanno bisogno di questi "lavoratori invisibili"? Esplora il miracolo della rizobia e della simbiosi delle piante
Nella produzione agricola, la crescita delle piante dipende non solo dall'acqua e dalla luce solare, ma anche da un elemento importante: l'azoto. Tuttavia, le forme utilizzabili di azoto non sono presenti naturalmente nell'atmosfera, ma devono essere convertite da specifici microrganismi, i cosiddetti "lavoratori invisibili". Questi microrganismi sono principalmente alcuni batteri e archei speciali, detti diazotrofi, e le loro funzioni sono estremamente preziose, soprattutto per la crescita di piante come i pomodori.
I microrganismi fissatori di azoto sono microrganismi in grado di convertire l'azoto atmosferico (N2) in forme biologicamente disponibili, come l'ammoniaca.
Esistono molti tipi di microrganismi fissatori di azoto, che possono essere suddivisi in tipi liberi e simbiotici. I microrganismi liberi che fissano l'azoto, come Klebsiella pneumoniae e Chlorella vulgaris, sono in grado di crescere in ambienti privi di azoto fissato e di utilizzare l'azoto direttamente dall'atmosfera. I microrganismi simbiontici fissatori di azoto, come i rizobi, formano una relazione simbiotica con i legumi, che non solo favorisce la crescita delle piante, ma aumenta anche la fertilità del terreno.
I rizobi sono un importante gruppo di batteri che vivono in simbiosi con le leguminose (Fabaceae), formando noduli specializzati sulle radici di queste piante. L'ossigeno presente nei noduli si lega all'emoglobina prodotta dai legumi per proteggere la funzionalità dell'enzima nitrogenasi da eventuali danni. In questo modo, i rizobi possono fissare efficacemente l'azoto presente nell'atmosfera trasformandolo in ammoniaca, che può essere utilizzata dalle piante, favorendone così una sana crescita.
Nel suolo, l'azoto fissato viene assorbito dai produttori primari e poi trasferito ai consumatori superiori, influenzando in ultima analisi la sopravvivenza umana.
Il ruolo dei microrganismi fissatori di azoto non si limita a fornire una fonte essenziale di azoto; i loro processi biologici sono fondamentali anche per il ciclo dell'azoto sulla Terra. Negli ecosistemi terrestri, i microrganismi fissatori di azoto fissano l'azoto dall'atmosfera, fornendo l'ammoniaca necessaria ai produttori primari e costituendo la base dell'intera catena ecologica. Già nell'antichità si scoprì che coltivare legumi può migliorare il terreno, ed è proprio in questo fenomeno che i rizobi svolgono un ruolo importante.
Con lo sviluppo dell'agricoltura biologica, l'applicazione di microrganismi fissatori di azoto sta ricevendo sempre maggiore attenzione. L'impiego di microrganismi fissatori di azoto come biofertilizzanti può ridurre efficacemente l'impiego di fertilizzanti chimici e preservare la sostenibilità ambientale. L'uso di biofertilizzanti non solo protegge l'ecologia del suolo, ma promuove anche la crescita delle piante in modo più efficace. Questi microrganismi sono in grado di fissare biologicamente l'azoto a temperatura e pressione normali e di produrre azoto utilizzabile in modo relativamente economico ed efficiente.
Il processo di fissazione biologica dell'azoto può essere effettuato senza la necessità di condizioni estreme e di catalizzatori specifici.
Nell'agricoltura moderna, i microrganismi più comuni che fissano l'azoto sono i Rhizobia, gli Azotobacter e le alghe verdi-azzurre. Questi biofertilizzanti possono essere divisi in due forme: liquidi e solidi. Dopo la fermentazione, i fertilizzanti microbici liquidi possono essere applicati direttamente sui terreni arabili, mentre i fertilizzanti solidi possono trattenere meglio i nutrienti nel terreno ed essere utilizzati dalle piante nel tempo.
Considerando l'intero ecosistema, l'azoto fissato dai microrganismi azotofissatori non è solo una condizione necessaria per la crescita delle piante, ma partecipa anche al ciclo dell'azoto nell'ecosistema marino, fornendo un nutrimento importante per la sopravvivenza degli organismi superiori. Con l'aumento della consapevolezza globale della sostenibilità ambientale, la ricerca e l'applicazione dei microrganismi fissatori di azoto diventeranno più attive, svolgendo un ruolo sempre più importante nell'agricoltura e nella conservazione della biodiversità.
Pertanto, i microrganismi fissatori di azoto svolgeranno un ruolo più importante nello sviluppo agricolo futuro. Ciò significa che possiamo contare su questi lavoratori invisibili per risolvere il problema dell'insufficiente fertilità del suolo?
