La prova sperimentale si è svolta in primavera-autunno dell’anno 2015 in una serra del Laboratorio di Orticoltura e Floricoltura del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali dell’Università di Pisa.
Le piantine sono state seminate in contenitori alveolari con lana di roccia (Grodan®, Ageon s.rl., Cuneo, Italia), ricoperti con vermiculite per mantenere un buon
grado di umidità. Successivamente, dopo l’emergenza, al raggiungimento dello stadio di 2 foglie vere, le piante sono state trapiantate in vassoi di polistirolo da 16 alveoli, ponendo per ciascun vassoio 8 piantine di basilico cultivar Tigullio e 8 piantine della cultivar Red Rubin (Franchi sementi-Golden Line).
Per ogni trattamento sono state effettuate due repliche.
a) b)
c) d)
Area dove sono state eseguite le prove sperimentali: a) foto delle vasche riempite di soluzione nutritiva all’inizio degli esperimenti; b) foto delle vasche utilizzate durante il
primo esperimento contenenti le plantule appena trapiantate; c) foto delle vasche contenenti le piante in crescita durante l’esperimento; d) radici di basilico coltivato in
floating system, ovvero lasciando crescere le radici direttamente nella soluzione nutritiva appositamente ossigenata.
I vassoi sono stati posizionati in vasche di plastica (40x60cm) contenenti 50 litri di soluzione nutritiva preparata con acqua potabile e sali di purezza tecnica (marca: Duchefa Biochemie® e Carlo Erba reagents ®).
Nella Tab. 2.1 sono descritte le concentrazioni della soluzione nutritiva e dell’acqua irrigua utilizzata. La soluzione era ossigenata mediante insufflazione di aria (15 minuti ogni 2 ore), per prevenire fenomeni di ipossia radicale. Le piante sono state coltivate nella medesima soluzione nutritiva per 1-2 settimane senza l’aggiunta di iodio, per favorire l’adattamento alle condizioni del floating system.
Il pH delle vasche è stato aggiustato a 5.5 utilizzando acido solforico. In tabella 2.2 sono riportati le date di coltivazioni, le concentrazioni di iodio somministrate nella soluzione nutritiva e le condizioni climatiche medie registrate in serra per i sei esperimenti effettuati.
Tabella 2.1. Composizione acqua irrigua e della soluzione nutritiva utilizzata nei due
esperimenti. EC (mS/cm ) N- NO3 N- NH4 P K Ca Mg Na Cl Fe B Cu Zn Mn Mo 1.08 0.0 0.0 0.0 0.1 2.7 1.1 1.7 2.0 3.5 18.0 0.0 5.5 1.2 0.0 2.40 10.0 0.0 1.0 8.5 4.5 2.0 1.71 2.0 40.0 25.0 3.0 10.0 10.0 1.0
Tabella 2.2. Descrizione dei esperimenti effettuati, con indicazione dei parametri climatici medi (temperatura dell’aria e radiazione
globale cumulata media giornaliera).
Numero esperimento Data di semina Data di trapianto Periodo sperimentale Durata
(giorni) Trattamenti a confronto
Tempera- tura media dell’aria (C°) Radiazione globale media giornaliera (MJ m-2 day-1 1 11/05/2015 28/05/2015 3-24/06/2015 22 KI e KIO3 0, 10, 100 M 29,37 12,58 2 25/05/2015 18/06/2015 22/06-09/07/ 2015 17 KI e KIO3 0, 10, 100 M 31,33 13,66 3 01/06/2015 27/06/2015 29/06-14/07/2015 16 KI 0, 10, 50, 100 e 200 M 32,42 13,26 4 29/06/2015 13/08/2015 22/07-05/08/2015 14 KI 100 M e Pb 100 ppm 31,29 12,06 5 14/09/2015 05/10/2015 12/10-12/11/2015 30 KI 300, 600 M, Pb 100 ppm e GA3 20 ppm 18,82 2,80
Primo esperimento
La semina del basilico è stata effettuata il 11/05/2015, e i vassoi sono stati posizionati in coltura di floating system il 28/05/2015. Le piante sono state coltivate nella medesima soluzione nutritiva per 1 settimana senza l’aggiunta di iodio, per favorire l’adattamento alle condizioni del floating system.
L’esperimento prevedeva tre fattori di variabilità a confronto: il primo era la forma chimica con cui era aggiunto lo iodio alla soluzione nutritiva (KI o KIO3), il
secondo la concentrazione somministrata delle differenti forme chimiche, mentre il terzo erano le due varietà sopradescritte. Il periodo sperimentale è stato di 22 giorni (03/06/2015-24/06/2015) e sono stati confrontati i seguenti trattamenti:
controllo 10 M KI 100 M KI 10 M KIO3 100 M KIO3 Secondo esperimento
La semina è stata eseguita il 25/05/2015. Le piantine sono state trapiantate in
floating system il 18/06/2015 e dopo 5 giorni sono state sottoposte ai seguenti
trattamenti: controllo 10 M KI 100 M KI 10 M KIO3 100 M KIO3
Il periodo sperimentale è durato 17 giorni (22/06/2015-09/07/2015).
Terzo esperimento
La semina è stata effettuata il 01/06/2015. Le piantine sono state posizionate nelle vasche contenenti la soluzione nutritiva il 27/06/2015.
I trattamenti messi a confronto sono stati i seguenti: controllo;
10 M KI 50 M KI 100 M KI 200 M KI
É stato effettuato un rilievo distruttivo in data 14/07/2015, dopo 16 giorni dall'inizio del trattamento.
Quarto esperimento
La semina è stata fatta il 29/06/2015. Le piantine sono state trapiantate il 13/07/2015 e in data 22/07/2015, le piante sono state sottoposte ai seguenti trattamenti:
controllo
100 ppm paclobutrazolo somministrato come spray fogliare per tre volte durante l’esperimento (Pb; Sigma Aldrich, Milano, Italia)
100 M KI
Per ogni trattamento sono state effettuate 2 repliche (in totale 8 piante).
Il rilievo distruttivo è stato effettuato in data 05/08/2015, dopo 14 giorni dall'inizio del trattamento.
Quinto esperimento
La semina è stata effettuata il 14/09/2015. Le piantine sono state trapiantate in alveoli di polistirolo e posizionati in vasche (40X60 cm) contenenti 50 litri di soluzione nutritiva il 05/10/2015.
Il 12/10/2015, dopo giorni, sono stati effettuati i seguenti trattamenti: controllo controllo + 20 ppm GA3 100 ppm Pb 100 ppm Pb + 20 ppm GA3 300 M KI 300 M KI+ 20 ppm GA3 600 M KI 600 M KI + 20 ppm GA3 .
I trattamenti con pacobutrazolo e acido gibberellico erano applicati per via fogliare: sono stati fatti tre trattamenti durante il periodo sperimentale.
Il rilievo distruttivo è stato effettuato in data 12/11/2015, dopo 30 giorni dall'inizio del trattamento.
Misure effettuate
Analisi distruttive: In ogni esperimento sono stati effettuati 2 campioni su ogni replica, per un totale di 4 campioni per trattamento. Ogni campione era costituito da 2 piante. Sono stati valutati i seguenti parametri di crescita:
Nel primo e nel secondo esperimento la lunghezza dello stelo principale, il numero degli steli secondari, il numero di nodi il peso fresco di foglie e steli e la densità fogliare;
Nel terzo e quarto esperimento la lunghezza dello stelo principale e il numero dei nodi, peso secco di foglie e fusti;
Nel quinto esperimento il peso secco di foglie, fusti e radici, la lunghezza dello stelo principale, il numero dei nodi e l'area fogliare.
I campioni sono stati posti ad essiccare in stufa ventilata a 70 °C: la determinazione del peso secco del campione è stata effettuata solo dopo il raggiungimento del peso costante.
Analisi misure scambi gassosi: Queste analisi sono state effettuate sull’esperimento 4, con un misuratore portatile di scambi gassosi (Portable Photosynthesis System Ciras-2, PPSystems, Amesbury, MA 01913 USA) su due repliche per trattamento. Le analisi degli scambi gassosi sono state condotte ad una temperatura costante di 27-28 °C, CO2 a
480 ppm , e con un’ intensità luminosa pari a 500 µmol m-2 s-1 di PAR.
Le misure sono state effettuate sulla 7-8° foglia (4° nodo), che corrispondeva alla seconda foglia ben sviluppata a partire dall’apice.
Analisi di laboratorio: I campioni di sostanza secca fogliare del primo esperimento sono stati macinati e su di essi sono state condotte le seguenti analisi: azoto ridotto (organico e ammoniacale) con il metodo Kjeldhal.
Il metodo Kjeldahl è costituito da tre fasi:
o Mineralizzazione o digestione: il campione è miscelato con H2SO4 , Na2SO4 o
K2SO4 e un catalizzatore e poi riscaldatoa circa 400 °C . Questo processo
trasforma il materiale organico in CO2 e acqua, tutti i sali in solfati e tutto
l'azoto proteico (-NH2) presente in solfato di ammonio ((NH4)2SO4).
o Distillazione dell’ammoniaca.
o Determinazione quantitativa dell’ammoniaca prodotta, con una titolazione acido-base.
nitrati (N-NO3), con il metodo dell’acido salicilico Il campione di sostanza secca è
Successivamente è stato determinato il contenuto di nitrato nel filtrato utilizzando il metodo descritto da Cataldo et al. (1975).
fosfati (espressi come P): analisi spettrofotometrica con un metodo colorimetrico previa digestione a caldo (220°C, per 2 h) del campione con una miscela di acido perclorico e acido nitrico; per il P si è usato il metodo del molibdato di ammonio. gli ioni K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn e Cu usando uno spettrofotometro ad assorbimento
atomico, previa digestione perclorico-nitrica del campione.
Sui tessuti fogliari secchi del primo, secondo e terzo esperimento è stata valutata la concentrazione di:
iodio usando il metodo ICP-MS (spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente), previa estrazione a 70°C con tetrametilammonio idrossido (TMAH). I campioni sono analizzati da un laboratorio chimico dell’Università di Milano (Dr. Giorgio Lucchini del Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali, Produzione, Territorio, Agroenergia).
Inoltre sulle foglie fresche del quarto esperimento è stata valutata la concentrazione dei pigmenti, quali:
Clorofilla a+b e Carotenoidi tramite determinazione spettrofotometrica previa estrazione in metanolo puro.
Antociani totali (solo su Red Rubin) tramite determinazione spettrofotometrica previa estrazione in soluzione di metanolo acidificato 0,1% con acido cloridrico puro.
Disegno sperimentale e analisi statistica
E’ stato utilizzato un disegno sperimentale completamente randomizzato, con 2 repliche per ciascun trattamento. I dati sono stati sottoposti ad analisi della varianza a due vie (fattori di variabilità: varietà, concentrazione con iodio applicato nella soluzione nutritiva). Quando la fonte di variabilità era statisticamente significativa (P<0.05), si è proceduto alle separazione delle medie attraverso il test di Duncan. Per l’elaborazione della analisi statistica si è utilizzato il software Statgraphics Centurion XV (Statpoint Technologies, Inc., Warrenton, Virginia, USA).