I microrganismi del suolo possono salvare il grano dalla crisi climatica
di Lucia Foresto
Il dibattito contemporaneo sulla filiera agroalimentare richiama spesso i concetti di agricoltura rigenerativa e tutela della biodiversità, ma come possiamo garantire la produzione di cibo quando le temperature globali continuano a infrangere record storici? La risposta per la nostra sicurezza alimentare potrebbe non trovarsi in nuovi prodotti chimici ma in un ecosistema invisibile, nascosto in pochi centimetri di terra: il microbioma della rizosfera.
I dati del rapporto “The State of Food Security and Nutrition in the World” 2025 della FAO, l’organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura, parlano chiaro: nonostante una lieve flessione globale, la fame colpisce ancora 673 milioni di persone (l’8,2 per cento della popolazione mondiale). A peggiorare il quadro è la crisi climatica: secondo i dati di Copernicus, il 2025 è stato il terzo anno più caldo mai registrato, chiudendo un decennio senza precedenti. Oggi, il 61 per cento delle terre emerse affronta siccità estreme, invertendo anni di progressi nella nutrizione e nella salute pubblica, favorendo la diffusione di specie invasive e rischi tossicologici emergenti. La filiera agroalimentare, inoltre, subisce gli effetti della crisi climatica pur essendone tra i principali responsabili, con un contributo pari a quasi un terzo delle emissioni globali.
In questo scenario, la strategia europea “Farm to Fork” (F2F) – pilastro del Green Deal – ha fissato obiettivi ambiziosi entro il 2030: ridurre del 50 per cento l’uso di pesticidi e del 20 per cento quello dei fertilizzanti, proteggendo la biodiversità e garantendo sicurezza alimentare attraverso l’innovazione e un’ottimizzata gestione dei dati.
Questa transizione ecologica trova il suo banco di prova più critico nella salvaguardia del grano, la coltura che più di ogni altra garantisce la stabilità nutritiva e politica del nostro pianeta. Il grano rappresenta oggi la colonna vertebrale dell’alimentazione umana, coltivato su una superficie superiore a qualsiasi altra coltura commerciale e destinato a un aumento della domanda del 60 per cento entro il 2050 per sfamare circa 3 miliardi di persone. Tuttavia, questo gigante della sicurezza alimentare globale si scopre un fragile bersaglio della crisi climatica.
Uno studio pubblicato da David B. Lobell e Stefania Di Tommaso sulla rivista scientifica statunitense PNAS, “A half-century of climate change in major agricultural regions: Trends, impacts, and surprises”, rivela che i raccolti globali sono già inferiori del 10 per cento rispetto a uno scenario privo di riscaldamento antropico, un deterioramento che colpisce bacini produttivi storici come Europa, Cina e Russia. Ogni grado Celsius di aumento della temperatura globale può ridurre la resa del grano tra il 4 per cento e il 6 per cento, con la FAO che attribuisce a siccità e calore fino al 60 per cento delle perdite previste entro la metà del secolo.
L’impatto non è solo quantitativo, ma strutturale. Mentre le aree granaie del Midwest americano, dell’Australia e del Mediterraneo affrontano stagioni sempre più asciutte, le ondate di calore colpiscono le fasi critiche della fioritura, causando in India riduzioni del raccolto del 10-15 per cento. Il grano tenero, in particolare, soffre maggiormente la carenza idrica, e in alcune regioni si sono registrate perdite produttive fino al 40 per cento in annate eccezionalmente secche. A questo si aggiunge l’effetto indiretto delle fitopatie: il riscaldamento globale sta riscrivendo la geografia dei parassiti, favorendo l’espansione di malattie fungine come le ruggini (Puccinia graminis) e la fusariosi della spiga in territori precedentemente indenni. Con forniture definite scarse dai mercati globali e stagioni fresche che oggi risultano più calde dell’80 per cento rispetto a cinquant’anni fa, la resilienza del grano rappresenta una necessità per la stabilità politica ed economica mondiale.
Per adattarsi, gli agricoltori stanno modificando i calendari di semina, selezionando varietà più resistenti al caldo, sperimentando strategie agronomiche per ridurre l’esposizione diretta delle colture, prediligendo rotazioni colturali più lunghe. Si stanno sperimentando soluzioni come l’adozione di varietà meno idro-esigenti, tecniche di irrigazione di precisione e selezione genetica orientata alla tolleranza alla siccità.
Per rispondere a questa emergenza e centrare gli obiettivi della Farm to Fork senza sacrificare le rese del grano, la ricerca sta guardando in nicchie ecologiche inesplorate, focalizzandosi non solo sulla mitigazione ma cercando soluzioni concrete per un adattamento climatico.
È in questo scenario che si inserisce il progetto quadriennale di ricerca europeo TRIBIOME, partito nel 2023 con l’obiettivo di mappare i microrganismi (definiti nel loro complesso, microbioma) che circondano le radici delle piante (un microambiente chiamato rizosfera) per trasformarli in uno scudo biologico contro siccità e calore estremo.
Siamo abituati a pensare alle colture come entità isolate ma in un clima che cambia la pianta da sola non basta più. Il benessere vegetale dipende da un’intricata rete di connessioni microscopiche: un consorzio di batteri simbionti, particolarmente ricco e specializzato nella rizosfera. Qui si nasconde la chiave della resilienza, rappresentata da un macchinario biochimico inesplorato che custodisce nel proprio DNA le istruzioni per produrre molecole capaci di far sopravvivere il grano anche nei suoli più aridi.
Per decenni, questa risorsa è rimasta sigillata: oltre il 99 per cento dei microrganismi del suolo è “incoltivabile” con i metodi microbiologici classici, rendendo impossibile il loro studio in laboratorio. La svolta tecnologica di TRIBIOME risiede nell’integrazione tra ecologia e Next Generation Sequencing (NGS).
Questa tecnologia di sequenziamento di ultima generazione permette di estrarre il DNA direttamente dal suolo, decodificando milioni di sequenze contemporaneamente. Non parliamo più solo di biologia, ma di big data applicati all’emergenza climatica: trasformare campioni di terra prelevati da campi stressati dalla siccità in mappe funzionali e database complessi.
L’obiettivo di TRIBIOME è identificare gli attori della possibile resistenza alla siccità e isolare modulatori naturali che permettano alle colture di resistere agli eventi climatici estremi senza ricorrere a pesticidi o chimica di sintesi.
La ricerca sta coinvolgendo diversi partner, tra istituti di ricerca, aziende e università, tra Europa e Africa, raccogliendo dati da ambienti climaticamente molto diversi, per trovare soluzioni eterogenee e versatili.
In Sudafrica, i ricercatori dell’Università di Pretoria, analizzando il microbioma della rizosfera, hanno confermato l’esistenza di biofertilizzanti non standardizzati su scala globale, ma formulati per diversi contesti pedoclimatici locali. Alcune specie microbiche, tuttavia, si sono rivelate particolarmente abbondanti e centrali nelle reti ecologiche del suolo dei contesti analizzati, rappresentando i candidati più promettenti come inoculanti.
L’Università di Bologna ha guidato l’identificazione di microrganismi ricorrenti, che agiscono come nodi centrali nelle reti di interazione in condizioni di stress idrico, promuovendo la crescita vegetale attraverso la modulazione ormonale, l’assorbimento dei nutrienti e la tolleranza allo stress ossidativo. Questi dati dimostrano che la resilienza alla siccità non dipende da un singolo microrganismo isolato, bensì dall’azione sinergica di complessi consorzi microbici caratterizzati da funzioni ecologiche complementari.
Sul fronte della selezione, l’istituto di ricerca spagnolo ITENE ha isolato oltre 400 microrganismi promotori della crescita – i cosiddetti PGPMs – da radici e suolo, per poi concentrare l’attenzione sui 10 ceppi più efficaci. Questi microorganismi migliorano l’assorbimento di azoto e fosforo, aumentano la tolleranza alla siccità e hanno già dimostrato, nelle prove in corso, di poter ridurre l’uso di fertilizzanti chimici del 25 per cento senza compromettere le rese. Parallelamente, i residui di lavorazione del grano vengono trasformati in substrati per la coltivazione di questi stessi microrganismi su scala pilota, un ciclo virtuoso che trasforma lo scarto in risorsa.
Un altro laboratorio spagnolo, Valgenetics, ha sviluppato un sistema di coltura del grano in vitro, capace di riprodurre condizioni di stress ambientale, come siccità e stress osmotico, simulando in modo controllato gli effetti del cambiamento climatico e accelerando significativamente i tempi di selezione.
Il progetto sta evolvendo dalla sperimentazione di singoli microorganismi verso l’uso di comunità microbiche complesse. Le prove in campo in Spagna, Italia e Sudafrica hanno già prodotto i primi dati: i biomodulatori testati hanno portato a miglioramenti visibili nel vigore e nella colorazione delle piante di grano.
Il risultato più significativo riguarda la diffusione dell’innovazione. Un’applicazione digitale – TribiomeSmartFarm – è stata sviluppata per fornire agli agricoltori supporto decisionale in tempo reale sulla salute del suolo e delle colture, avvicinando la scienza al campo in modo diretto e operativo. TRIBIOME ha costruito un Decision Support Network che connette ricercatori, agricoltori, panificatori, comunità locali e istituzioni. In Toscana e in Sicilia, grazie all’associazione Rete Semi Rurali, i modulatori biologici sono stati testati su 24 appezzamenti di grano con il coinvolgimento diretto di tutti gli attori della filiera, dal campo al pane. Questo approccio partecipativo trasforma la scienza da processo chiuso in un sapere condiviso e applicabile, accelerando la transizione verso pratiche agricole sostenibili.
TRIBIOME si inserisce nell’esigenza di fornire risposte urgenti e misurabili, dimostrando che l’alleanza tra ricerca, tecnologia digitale e conoscenza agricola locale rappresenta un modello già operativo. Il microbioma del suolo si conferma un’infrastruttura modulabile, permettendo la coesistenza di produttività e sostenibilità nella transizione ecologica. È la tecnologia che abilita un nuovo modello di agricoltura, seguendo la filosofia One Health: in un pianeta in cui gli sconvolgimenti climatici e i mutamenti minacciano le specie e gli ecosistemi, la salute del globo è strettamente interconnessa con quella dei suoi abitanti. Ripristinare il benessere e la produttività del suolo attraverso i suoi microrganismi rappresenta una soluzione concreta per garantire piante forti, raccolti sicuri e, di riflesso, la nostra sicurezza alimentare e salute.
Lucia Foresto è biologa e dottoranda in biotecnologie microbiche all’Università di Bologna, dove studia i microbiomi come specchio della salute degli ecosistemi, dal suolo al mare. Con un approccio One Health, esplora le connessioni tra ambiente, animali e esseri umani attraverso lo studio del DNA dei batteri e delle comunità microbiche. Ha lavorato in Italia, Portogallo, Spagna e Germania, e collabora a progetti europei su biodiversità, sostenibilità e resistenza agli antibiotici. Con esperienze anche nella divulgazione scientifica e educazione ambientale, crede che capire l’invisibile mondo microbico sia la chiave per proteggere gli ecosistemi naturali.