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Funzioni, attività e gestione delle auxine sulle piante

In agricoltura non ci sono solo fertilizzanti per la nutrizione delle piante. Esiste anche un compendio di prodotti considerati biostimolanti che consentono di ottimizzare e favorire lo sviluppo di qualsiasi tipo di coltura, o intervenire nella propagazione di semi, talee, ecc.

Si tratta di fitormoni (auxine, gibberelline, citochinine e un lungo eccetera), aminoacidi, alghe marine, precursori nutrizionali, ecc. Nello specifico, oggi vogliamo analizzare cosa sono esattamente le auxine e quale ruolo fondamentale svolgono sulle colture.

Cosa sono le auxine?

Le auxine sono considerate uno dei più importanti gruppi di fitormoni vegetali che agiscono regolando la crescita delle piante. Una delle sue funzioni principali è quella di consentire l’allungamento cellulare e regolare la permeabilità della membrana cellulare.

Sebbene ci siano molti prodotti a base di diversi tipi di auxina, le piante sono in grado di produrre questo fitoormone in modo naturale, anche se in quantità molto inferiori a quelle che possiamo applicare.

Questi sono sintetizzati nei meristemi dell’apice degli steli, sostanzialmente l’area dove compaiono nuove foglie e steli e che vediamo in una pianta come una specie di protuberanza o piccolo nodulo. Poiché sono altamente mobili all’interno della pianta, si spostano rapidamente in altre aree della pianta dove sono richiesti, come fiori, radici o frutti in via di sviluppo. Tuttavia, è stato riscontrato che la sua capacità di muoversi verso il basso (movimento basipeto) è molto maggiore del contrario (movimento acropeto), quindi la principale destinazione di queste auxine autoprodotte dalla pianta sono le radici.

Chi produce l’auxina?

Molecola di acido indoleacetico (IAA).

Ebbene, non stiamo parlando solo di specie vegetali superiori in grado di produrre auxine. Molti funghi, batteri e alghe hanno un volume di produzione ancora maggiore rispetto alle piante. Infatti, la principale fonte di approvvigionamento naturale di auxina proviene da alghe come Ascophyllum nodosum o Ecklonia Maxima, tra le altre. Questo tipo di alghe può produrre fino a 10 ppm (mg/L) o più di diversi tipi di auxine, la più famosa è l’ acido indolacetico.

Quando si verifica una grande divisione cellulare in germogli, germogli e foglie, cosa che accade all’inizio della primavera, quando le temperature aumentano, si ha una grande produzione e sintesi di auxine, in particolare di acido indolacetico, coinvolte in tutti i processi di divisione cellulare.

Se le auxine sono l’ormone più famoso è fondamentalmente perché è spesso usato come jolly per potenziare gli altri o i suoi effetti sono molto più studiati rispetto a quelli di altri, come citochinine, gibberelline, brassinosteroidi, florotanine e persino poliammine, sebbene le auxine questi ultimi non sono considerati ormoni, svolgono un ruolo fondamentale come biostimolanti.

Tipi di auxine

Quando si classifica la natura delle auxine, bisogna distinguere tra quelle di origine naturale e quelle sintetizzate in laboratorio. Il principale e più conosciuto, l’acido indolacetico, è di origine naturale e si trova in batteri, funghi, alghe marine e microalghe.

naturale

  • Acido indolacetico (IAA)
  • Acido indolo butirrico (IBA)
  • acido fenacetico
  • acido 4-cloroindolacetico
  • Acido indolo propionico (IPA)

La maggior parte delle auxine naturali provengono dall’amminoacido triptofano e zinco, entrambi precursori della produzione di questo ormone.

sintetico

  • Acido naftaleneacetico (ANA)
  • Acido indolo butirrico (IBA)
  • Acido 2, 4 diclorofenossiacetico (2,4-D)
  • Acido naftossiacetico (NOA)
  • acido 2,4 diclorofenossibutilico (2,4-DB)
  • acido 2,4,5 triclorofenossiacetico (2,4,5,-T)

NOTA: l’acido indolbutirrico è stato incluso in entrambe le fonti perché, sebbene possa essere ottenuto sinteticamente, questo ormone sintetizzato è stato localizzato in piccole quantità sugli organismi viventi.

Perché i prodotti a base di fitormoni non sono tutti uguali?

Attualmente, nel mercato degli input e dei prodotti agricoli, troviamo una vasta gamma di diversi prodotti fitoormonali. In quelli di origine sintetica (con apposita classificazione) sono garantite la composizione e la concentrazione di tutti i fitormoni dichiarati, ma nel mercato dei biostimolanti o dei prodotti nutrizionali non è così.

La maggior parte dei fitormoni, in particolare le auxine (perché ci sono molte più informazioni su di esse rispetto al resto), sono altamente sensibili alla degradazione dovuta agli sbalzi di temperatura, al pH del mezzo e ad un lungo ecc. Ciò significa che dal momento in cui vengono ottenuti fino a quando vengono applicati alle piante, potrebbe essersi verificata una grande ossidazione e potrebbe essere andato perso tutto il loro potenziale fisiologico.

Per questo motivo, sempre più produttori assicurano un processo esclusivo per ottenerlo, basato sul non utilizzare per la sua formulazione prodotti chimici a pH estremo (questo degraderebbe notevolmente l’attività dell’auxina), non alterandone la temperatura fisiologica ed ottenendola per pressione differenziale processi che producono l’esplosione cellulare e rilasciano tutta la sua composizione.

Inoltre, si deve distinguere tra auxina libera e auxina coniugata. L’auxina libera è quella che ha il potenziale più fisiologico sulla pianta, poiché offre molta mobilità al suo interno ed è pienamente attiva e funzionale. L’auxina coniugata è quella che si lega a diverse molecole come zuccheri, aminoacidi e altre sostanze semplici che possono farle perdere il suo potenziale fisiologico. Cioè, è coniugato.

Di fronte ad un eccesso di ormoni, quando applichiamo un prodotto a base di essi ad alta concentrazione, la pianta ha i mezzi per evitare questo stress di concentrazione fornendo zuccheri e coniugando le auxine per «disattivarli». Questa coniugazione può essere reversibile o irreversibile e dipende sostanzialmente dalla natura della sostanza coniugante.

Funzione auxina nella pianta

Le auxine partecipano a quasi tutti i processi di sviluppo delle piante, motivo per cui è attualmente uno degli ormoni più studiati e testati. Sono in grado di intervenire nei processi di divisione, differenziazione e allungamento cellulare.

I nuovi studi cercano di determinare perché questo ormone si accumula in quantità maggiore o minore a seconda del gruppo di cellule o tessuti in cui si trova, da qui gli effetti altamente differenziati che produce a seconda della concentrazione e dell’origine.

Effetti fisiologici sulla pianta:

  • Inducono l’allungamento cellulare aumentando la plasticità della parete cellulare.
  • Favoriscono la divisione cellulare, soprattutto in presenza di citochinine.
  • Ad una certa dose favoriscono la sintesi di nuove radici laterali e superficiali.
  • Promuove la dominanza apicale.
  • Ritardano la caduta di foglie, fiori e frutti.
  • Stimolare il flusso di zuccheri e fotosinteti ai frutti.
  • Allunga il tubo pollinico e migliora l’allegagione.
  • Favorire l’ingrasso dei frutti nelle prime fasi di sviluppo.
  • Le auxine sintetiche, ad alte dosi, agiscono come erbicida.

Tutti gli effetti che si possono osservare nella pianta sono legati alla comparsa di altri ormoni, come le citochinine o le gibberelline. È noto che in presenza di auxine, il resto degli ormoni offre una maggiore attività, quindi l’auxina funge da jolly.

A sua volta, c’è una grande sinergia auxina-citochinina, dove a seconda della sua concentrazione, può produrre uno stimolo o un altro.

  • L’equilibrio di concentrazione tra auxina e citochinina non provoca alcun impatto visivo sulla pianta.
  • Un aumento delle citochinine rispetto alle auxine provoca un aumento del volume della parte aerea della pianta.
  • Un aumento delle auxine rispetto alle citochinine provoca un aumento del volume delle radici (maggiore produzione di radici).

L’effetto di vari prodotti a base di alghe stabilisce il seguente processo di autoregolazione ormonale delle piante, creando un effetto positivo:

  1. Un aumento dell’apporto di auxine favorisce la produzione di nuove radici superficiali, poiché le auxine si spostano in maggior volume verso la parte inferiore della pianta (movimento basale).
  2. Aumentando il volume delle radici, dopo 5-7 giorni si ha un aumento della sintesi naturale delle citochinine nelle nuove radici, il cui movimento preferenziale è verso la parte aerea della pianta (movimento acropeto).
  3. Aumentando il volume delle citochinine nella parte aerea, si ha un aumento del volume delle foglie, dei fusti, dei frutti e del loro ingrasso.

Sviluppo di germogli e nuove foglie

Le cellule meristematiche sono responsabili della produzione di nuove parti della pianta, come steli, germogli e nuove foglie. Questo piccolo callo che vediamo nella parte più alta di una pianta orticola (apice) o nelle ascelle delle foglie. In quella zona si accumula una maggiore concentrazione di questo tipo di auxine, che sono quelle che favoriscono sia la produzione di nuove cellule che il loro ingrasso.

Queste cellule meristematiche sono in grado di assorbire grandi quantità di acqua, e questo è ciò che provoca un rapido sviluppo del tessuto vegetale. Tuttavia:

Perché queste cellule sono in grado di assorbire più acqua rispetto ad altre cellule? 

Le auxine, in particolare l’acido indolacetico, hanno attività diretta sulla membrana cellulare, e possono intervenire nella sua capacità di consentire l’ingresso (o l’uscita) di liquidi e soluti. Lo fa con il meccanismo noto come crescita acida.

Ed è che questo ormone ha la capacità di ridurre il pH della membrana plasmatica per aumentarne la plasticità, in modo da consentire un maggiore assorbimento di acqua e riempire rapidamente il vacuolo di acqua.

Questo a sua volta provoca l’attivazione di più pompe H-ATPasi,  che sono sostanzialmente i motori di produzione di energia (ATP) e favoriscono il trasporto di elementi (calcio, magnesio, potassio, ecc.) verso altre parti dell’impianto.

Pertanto, le auxine consentono di aumentare la produzione di nuove parti della pianta come nuove foglie, germogli laterali, fiori, frutti, ecc.

Attività dell’acido indoleacetico di Ecklonia Maxima (un tipo di alga che abita le acque al largo delle coste sudafricane) nella produzione di radici.

La dose fa il veleno

Attivazione ed effetto inibitore in base alla concentrazione di acido indoleacetico (ppm o mg/L).

Le auxine sono in grado di agire in modo diverso e totalmente opposto a seconda della dose utilizzata. Sebbene nel punto precedente abbiamo affermato che una funzione molto interessante dell’acido indolacetico è quella di promuovere la sintesi di nuove radici, ciò avviene a bassissima concentrazione di auxina. Stiamo parlando di un massimo di 10-8 M fino a 10-12 M, che è una quantità massima di 0,00175 ppm (mg/L).

Quantità maggiori, ad esempio superiori a 1 ppm di acido indoleacetico (IAA), riducono la produzione di radici e hanno effetti negativi sulla pianta.

Al contrario, per stimolare la produzione di nuovi steli, foglie e fiori, la concentrazione di questa auxina deve essere notevolmente superiore, nell’ordine di 10-6 e 10-5 M (da 0,175 a 1,75 ppm di AIA), secondo il ultimi studi scientifici effettuati.

Tuttavia, queste dosi dipendono, oltre alla concentrazione di auxina del prodotto, dalla libertà che hanno (attiva o coniugata), nonché dal processo di ottenimento e dalla loro degradazione in base alla conservazione che il prodotto ha avuto.

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