QUANTIFICAZIONE IN SITU DEL RILASCIO DI CITRATO DA PIANTE DI LUPINO BIANCO Raphael Tiziani, Markus Puschenreiter, Erik Smolders, Tanja Mimmo, José Carlos Herrera, Stefano Cesco, Jakob Santner

Raphael Tiziani 1,2 , Markus Puschenreiter 2 , Erik Smolders 3 , Tanja Mimmo 1 , José Carlos Herrera 4 , Stefano Cesco 1 and Jakob Santner 5

1 Faculty of Science and Technology, Free University of Bozen-Bolzano, Bolzano, Italy 2 Department of Forest and Soil Sciences, University of Natural Resources and Life Science, Vienna,

Austria 3 Division of Soil and Water Management, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium 4 Division of Viticulture and Pomology, University of Natural Resources and Life Science, Vienna,

Austria 5 Department of Crop Science, University of Natural Resources and Life Science, Vienna, Austria

La quantificazione di essudati radicali come il citrato in campioni di suolo rizosferico risulta normalmente piuttosto complicata e imprecisa per la facilità con cui questi composti, una volta rilasciati, vengono degradati microbiologicamente e/o adsorbiti ai colloidi del suolo. A rendere ancora più complessa l’analisi vi è il continuo rilascio di molecole organiche legato al turnover della sostanza organica del suolo che si possono andar ad aggiungere a quelle rilasciate dalle radici. Per tali ragioni, il fenomeno del rilascio radicale di citrato è stato ad oggi studiato e caratterizzato prevalentemente in sistemi semplificati che fanno uso di soluzioni idroponiche. Scopo pertanto del presente lavoro è stato quello di sviluppare una tecnica di localizzazione e quantificazione del citrato rilasciato da radici di piante cresciute in rhizobox che aiutasse a valutare il fenomeno in un contesto più prossimo a quello di campo. L’approccio fa ricorso alla tecnica DGT (diffusive gel in thin films) che consiste nell’applicare alla rizosfera gel di poliacrilamide contenenti idrossido di zirconio precipitato (ZrOH) in grado di immobilizzare il citrato. Il citrato immobilizzato viene successivamente eluito dal gel con una soluzione di 0.5 mol L-1 NaOH e quantificato mediante cromatografia ionica. Esperimenti di taratura del sistema hanno evidenziato che i gel sono capaci di immobilizzare citrato. A pH 8 il gel si è dimostrato capace di immobilizzare 200 µg di citrato per disco, mentre a pH 4 l’immobilizzazione saliva a 299 µg evidenziandone quindi il possibile uso quale “zero sink” per la quantificazione del citrato rilasciato dalle radici. L'efficienza di eluizione del citrato immobilizzato è stata quantificata in circa l’89%. Questo approccio di analisi è stato quindi applicato alla rizosfera di piante di lupino bianco cresciute in un rhizobox riempito con un suolo P-carente per stimolare il rilascio di acidi organici. I gel di ZrOH sono stati applicati su radici cluster per 26 ore. Una volta recuperato, il gel è stato poi ritagliato in quadratini da 5×5 e 5×2 mm per focalizzare l’analisi, con due diversi livelli di dettaglio, alle superfici di suolo colonizzate dalle radici di lupino. I risultati ottenuti hanno evidenziato non solo la possibilità di localizzare e quantificare il rilascio di citrato (fino a 7.89 µg) sui singoli quadratini di gel, ma anche di evidenziare i gradienti di rilascio dell’acido organico longitudinalmente e lateralmente alle radici cluster. Inoltre, la caratterizzazione dei gel di ZrOH ha dimostrato la loro idoneità al campionamento del citrato in termini cinetici e di capacità di assorbimento. I risultati ottenuti evidenziano quindi l’applicabilità dell’approccio per studi che richiedano il campionamento e la localizzazione del rilascio radicale di citrato su suolo in-situ in modo non distruttivo come quelli dedicati alla comprensione dei fenomeni che avvengono all’interfaccia suolo-radice.