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Le piante percepiscono il suono: musica nel terreno per potenziare l’agricoltura

Il progetto Green Harmonic Solutions esplora le applicazioni del suono in agricoltura: frequenze sonore in serra per allontanare patogeni e favorire l’evaporazione dell’acqua dalle superficie delle foglie

In una serra di pomodori dell’azienda agricola Falconieri, in Salento, un gruppo di tecnici del suono ha installato nel terreno sei scatole sonore. All’interno degli apparecchi ci sono i trasduttori collegati a un generatore di frequenze. Queste casse sotterranee affondano a 40 cm di profondità e vibrano intorno alle piante emettendo un intervallo armonico che varia da 32 hertz a 7758 hertz. Simone Gatto, tecnico e artista del suono, la chiama ‘irrigazione acustica’. Gatto è tra i responsabili del progetto Green Harmonic Solutions, un esperimento che studia l’influenza del suono e delle vibrazioni acustiche sulla crescita delle piante, per esplorarne le applicazioni in agricoltura e floricoltura.

«Abbiamo condotto analisi morfologiche sulle piante, le evidenze ci incoraggiano», racconta il professor Marcello Lenucci, biologo e botanico dell’Università del Salento, che ha esaminato i dati raccolti dal progetto. Le piante sono state suddivise nel gruppo di controllo, non sottoposto a stimoli acustici, e nel gruppo musicale, esposto invece all’irrigazione acustica. Le rilevazioni sul secondo gruppo, con un’esposizione alle frequenze sonore di 20 ore al giorno, hanno evidenziato foglie più ampie, un’altezza maggiore del fusto e maggiori dimensioni del frutto. «Abbiamo cercato di capire anche se ci fossero differenze qualitative», spiega il professore salentino. «Nel pomodoro le molecole che danno più beneficio sono i carotenoidi, che ne determinano anche la colorazione rossa. Volevamo appurare se l’esposizione al suono avesse effetti sulla biosintesi del licopene (carotenoide) e del betacarotene collegato. Le frequenze determinano un aumento del primo e una leggera riduzione del secondo. Probabilmente è possibile che l’enzima venga un po’ inibito e permetta più produzione di licopene». 

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COLTIVAZIONE IN SERRA DELLA PIANTA DIMORFOTECA CON FREQUENZE SONORE

La ricerca scientifica ha rivelato che le piante ascoltano e interagiscono con l’ambiente esterno, cioè rispondono alle sollecitazioni acustiche. Le reazioni al suono dei vegetali si riscontrano nella germinazione del seme, nel tasso di crescita delle foglie, fino ad arrivare alle mutazioni geniche. La fitoacustica è il campo di ricerca che approfondisce l’emissione e il rilevamento dei suoni nelle piante. «Il suono è una cosa complessa, la vibrazione ha un effetto fisico che potrebbe agire in modi differenti. A esempio allontanando gli insetti patogeni o facendo evaporare l’acqua dalle superficie delle foglie. Potrebbe essere un fenomeno fisico meccanico dovuto alle vibrazioni oppure a qualcosa che la pianta percepisce», spiega il professor Lenucci. Non è stato ancora possibile spiegare scientificamente come le piante reagiscano agli stimoli sonori. Non si sa se i vegetali percepiscano effettivamente il suono o se la reazione biologica sia puramente meccanica.  «I meccanismi sensoriali individuati nelle piante per percepire il suono non sono chiari», spiega la ricercatrice Monica Gagliano nella ricerca Green symphonies: a call for studies on acoustic communication in plants. «Questi meccanismi potrebbero essere un aspetto di un fenomeno più complesso di ‘sensibilità meccanica’, l’abilità intrinseca di percepire e rispondere a perturbazioni meccaniche, che tutti gli organismi manifestano per crescere e svilupparsi».

Il professore Umberto Castiello dirige l’istituto neMo (Neuroscience of movement laboratory), un laboratorio  dell’Università di Padova che si occupa di ricerca in ambito neuroscientifico. Castiello ha recentemente pubblicato un articolo sulla rivista Nature – Scientific Reports, che descrive la sua ricerca cinematica e in 3D sul movimento delle piante. «Le piante pianificano a seconda dello stimolo che devono afferrare. Le piante di pisello si aprono di più quando devono afferrare un supporto di grandi dimensioni. Lo fanno in volo, cioè durante il raggiungimento del percorso utilizzano una coreografia dal punto di vista cinematico molto simile al movimento della mano», spiega il professore. Possono decidere i loro movimenti in senso cognitivo. Nel suo libro La mente delle piante, Castiello affronta l’argomento della cognizione vegetale: «Le piante hanno una cognizione sociale, riconoscono i loro parenti, mettono in atto comportamenti cooperativi. Hanno un modo di decidere avanzato e in tutti gli aspetti della cognizione le piante si manifestano come agenti cognitivi. Questo succede anche se sono diverse da noi e non hanno un cervello». Lo studio della cognizione investe anche l’interazione dei vegetali con il suono, o meglio, le frequenze: «Bisogna distinguere tra la percezione delle onde sonore e gli stili musicali. Determinate frequenze fanno sì che le piante aprano di più gli stomi, rendendo necessari meno chimica e fertilizzanti. Ciò ha valenza dal punto di vista biologico. Le onde sonore all’interno di serre determinano la produzione di fitormoni e sulla capacità di modulare l’espressione genica, processo che permette di regolare le proprie funzioni».

Un altro aspetto della cognizione delle piante riguarda i suoni naturali: «Alcuni suoni sembrano avere un effetto molto positivo sulle piante. Ad esempio il canto degli uccelli aumenta i germogli della pianta di zucchina», spiega Castiello. Per i vegetali le vibrazioni possono essere utili anche perché trasportano un’informazione fondamentale: «Le piante emettono degli infrasuoni e ultrasuoni attraverso la cavitazione, cioè i condotti chiamati xylema. La pianta assorbe così dal terreno i sali minerali». La formazione di bolle d’aria attraverso lo xylema produce dei suoni che vengono percepiti anche dalle altre piante: «Questo rumore potrebbe anche essere un messaggio: è qualcosa che si crea spontaneamente nella pianta, ma potrebbe essere percepito da altre piante e si sta creando una situazione di stress idrico. Se una pianta nel campo è sottoposta a questo stress produce più frequentemente queste bolle e le altre piante cercano di reagire a questa situazione di stress», spiega Lenucci.  

Il progetto Green Harmonic Solutions vuole trasferire la conoscenza della fitoacustica all’interno delle coltivazioni agricole. Il prossimo obiettivo è portare la ricerca in campo aperto e sottoporre i legumi alle gabbie sonore già applicate ai pomodori: «La conduzione dell’esperimento in pieno campo è più difficile perché le condizioni ambientali possono influenzare la crescita. Le condizioni devono essere simili a quelle trattate con la musica. Nella serra è più semplice, l’irrigazione è fatta allo stesso modo. Per i legumi potrebbe essere diverso, in pieno campo le zone devono essere omogenee», afferma Lenucci. Il limite di questi esperimenti non è solo la complessità ma anche la mancanza di fondi: «Non abbiamo finanziamenti. Questo campo di ricerca è qualcosa di multidisciplinare. Serve il botanico, il fisico, il microscopista, il musicologo», sottolinea il ricercatore salentino. «Se potrà funzionare? Se lasciamo da parte i generi musicali, l’utilizzo di onde sonore è un approccio che va sviluppato e che sembra avere rilevanza per i processi», afferma Castiello. Lenucci: «Anche se la musica funzionasse solo attraverso un fenomeno fisico, allontanerebbe meccanicamente i parassiti. Permetterebbe all’agricoltore di ridurre le quantità di anticrittogamici e pesticidi che deve dare alle colture per evitare che si ammalino». 

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Simone Gatto è musicoterapeuta e istruttore di Mindfulness. Nel marzo 2019 ha conseguito un master in Terapia Cimatica presso la Cyma Technologies (Atlanta), un metodo di tecnologia del suono che si applica per identificare le combinazioni di frequenze associate a tessuti sani e sistemi di organi. Nel giugno dello stesso anno è divenuto un tecnico del modello di Musicoterapia dello psichiatra argentino Rolando Benenzon. Nel 2020 si specializza in Musicoterapia presso l’Istituto Nazionale di Arti Terapie – ARTEDO e si accredita come istruttore Mindfulness presso Minduflness Educators Italia.

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