27 Febbraio 2023

Biodiversità del suolo, una catena trofica che va salvaguardata

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L’insieme degli organismi che compongono microflora, microfauna e mesofauna rappresenta un patrimonio da monitorare e tutelare. Da loro dipende il livello di biodiversità di un suolo, la sua salute e la possibilità di garantire i servizi ecosistemici indispensabili per la nostra vitra

di Stefania Cocco, Valeria Cardelli, Dominique Serrani, Lorenzo Camponi, Andrea Salvucci, Giuseppe Corti *

 

Il 2010 è stato celebrato l’anno della biodiversità con la pubblicazione dell’Atlas of Soil Biodiversity, risultato della collaborazione tra la Commissione Europea, l’ISPRA e molti esperti mondiali di microbiologia, entomologia e zoologia. L’intento principale è stato quello di dare maggiore visibilità agli organismi che abitano il suolo, dove svolgono attività fondamentali nei cicli biogeochimici e sono corresponsabili di molteplici servizi ecosistemici.

La presenza di una grande comunità di esseri viventi determina la salute e la fertilità dei suoli, aspetti che sono strettamente legati alla presenza di sostanza organica e alla disponibilità di elementi nutritivi. L’atlante schematizza la catena trofica a partire dall’invisibile (a occhio nudo) microflora e microfauna (batteri, funghi, lieviti, protozoi), per passare alla mesofauna, in buona parte composta da organismi poco noti ma utilissimi come ad esempio i collemboli, per salire alle dimensioni dei vermi, dei lombrichi e dei piccoli vertebrati, che sovente vivono in stretta commistione con il suolo.

Gli abitanti del suolo. FONTE: Estratto da Atlas of Soil Biodiversity

Gli abitanti del suolo. FONTE: Estratto da Atlas of Soil Biodiversity

Una miriade di utilissime forme di vita

I suoli ospitano differenti forme di vita che si adattano alle condizioni climatiche, ai variabili regimi termici e di umidità dei suoli e della copertura vegetale. La lettiera dei boschi di tutte le latitudini brulica di organismi specializzati che lavorano incessantemente per completare il ciclo della sostanza organica che, grazie a loro, viene tesaurizzata nelle sostanze umiche, contribuendo a migliorare la qualità dei suoli e a ridurre le emissioni di CO2.

Rapporto tra tipo di suolo e tipo di lettiera. FONTE: Atlas of Soil Biodiversity.

Rapporto tra tipo di suolo e tipo di lettiera. FONTE: Atlas of Soil Biodiversity.

Si creano catene detritivore rappresentate da migliaia di specie che lavorano in sinergia per restituire nel più lungo tempo possibile elementi nutritivi al suolo e CO2 all’atmosfera. Se andiamo in faggeta (foto), con un’ispezione più attenta della lettiera, è facile osservare una catena trofica fatta di esseri visibili a occhio nudo che comprende arvicole, ragni, ditteri, collemboli e ife fungine, e decine di altri ospiti che usano la lettiera per deporre le proprie ovature (tra questi, anche alcune farfalle).

Nella foto, tra la lettiera e il primo orizzonte minerale un’arvicola ha scavato un tunnel per gli spostamenti invernali; i ragni terricoli approfittano dei tunnel per tessere tele con le quali catturano moscerini che svolgono tutta la loro esistenza nella lettiera e, nonostante siano ciechi, si muovono lungo le gallerie di arvicole e topi. Questo fa capire anche come, spesso, la salvaguardia di una specie significhi la salvaguardia anche di altre ad essa collegate mediante relazioni di simbiosi mutualistica, commensalistica o parassitaria.

Bosco di faggio su Monte Terminillo (RI): lettiera bioturbata.

Bosco di faggio su Monte Terminillo (RI): lettiera bioturbata.

I microrganismi della rizosfera

Se la fauna abbonda nella lettiera, un’altra particolare nicchia ecologica del suolo che pullula di microrganismi specializzati è la rizosfera, rappresentata da pochi millimetri di suolo strettamente adesi alle radici. Qui si stabiliscono interazioni tra pianta e microrganismi specializzati i quali aiutano la pianta ad assimilare nutrienti e, allo stesso tempo, si nutrono di ciò che la pianta emette dalle radici, qualche volta per nutrire alcuni ceppi microbici di interesse particolare. Si tratta di organismi importanti come batteri (tra i quali gli azotofissatori) e funghi che promuovono la crescita delle piante.

Negli ultimi anni, è proprio questa congerie di funghi e batteri, le cui specie sono a decine di migliaia, molte delle quali ancora sconosciute, ad essere oggetto di studi da parte di quella branca della scienza del suolo che lavora per migliorare le rese delle colture e la loro resistenza alle avversità ambientali.

QBS-ar e QBS-e

La scienza del suolo si occupa di biodiversità con gli approcci più disparati, che comprendono lo studio del microbiota, l’identificazione delle specie caratteristiche dei diversi ambienti, gli effetti dell’attività degli organismi sulle proprietà del suolo e sulla vita delle piante, l’indicazione di qualità del suolo legata a indici basati sulla presenza di mesofauna come il QBS-ar che si riferisce alla presenza e numerosità di artropodi e il QBS-e che invece considera i lombrichi. Le tecniche di analisi e di campionamento utilizzate nella ricerca come nei rilievi di monitoraggio variano a seconda degli obiettivi.

Le tecniche più sofisticate sono quelle della meta-genomica applicate nelle indagini sulla biodiversità attraverso lo studio del DNA dei microrganismi,  che viene estratto dal suolo con molte tecniche. L’applicazione di questi protocolli di analisi permette di identificare, attraverso la mappa genetica degli organismi noti, la distribuzione della popolazione microbica lungo il profilo dei suoli.

Il campionamento con l’estrattore di artropodi

Sono invece più semplici e abbordabili gli studi condotti mediante campionamento ed estrazione di artropodi con l’estrattore messo a punto da Antonio Berlese (1863-1927).

Estrattori realizzati da Antonio Berlese, modificati con l’utilizzo della luce elettrica e tuttora in uso presso svariati enti di ricerca.

Estrattori realizzati da Antonio Berlese, modificati con l’utilizzo della luce elettrica e tuttora in uso presso svariati enti di ricerca.

Il metodo prevede di monitorare la qualità dei suoli campionando un volume noto dei primi 20-30 cm di suolo da sottoporre ad estrazione sotto le lampade. Agli esemplari di artropodi estratti e riconosciuti, il metodo attribuisce un valore che serve alla determinazione di un indice di qualità denominato QBS-ar, ideato da Vittorio Parisi e pubblicato nel 2001.

Il principio del metodo è la valutazione del livello di adattamento alla vita nel suolo dei micro-artropodi appartenenti alla meso-fauna. In 20 anni, l’indice è stato applicato diffusamente a livello nazionale e sta suscitando crescente interesse anche a livello internazionale, come dimostrano anche i numerosi lavori scientifici pubblicati.

È stato infatti ormai acclarato che un suolo con una mesofauna costituita da molte specie ha un livello di “salute” maggiore di un suolo con una minor quantità di specie, pertanto questo sistema di valutazione della salubrità del suolo sta prendendo sempre più campo.

A questo proposito, per gli interessati a questo approccio di monitoraggio della salute del suolo, la Società Italiana di Scienza del Suolo (SISS) ha istituito dal 2018 un gruppo di lavoro dedicato (Gruppo di Lavoro SISS – Qualità biologica del suolo basata sui micro-artropodi), che vanta una notevole e interessante attività di una rete di esperti e persone di riferimento cui chiedere supporto e consigli mirati.

Perché dobbiamo contrastare la riduzione di biodiversità

La lotta contro la riduzione della biodiversità del suolo, che rappresenta una chiave fondamentale per la sicurezza globale del cibo, rientra fra gli obiettivi di uno sviluppo sostenibile (Sustainable Development Goals). Oltre al ruolo esercitato nei cicli biogeochimici, la biodiversità gioca un ruolo centrale nel preservare la salute dell’uomo, contribuendo alla purificazione dell’acqua, alla riduzione di emissioni di gas serra, alla sicurezza del cibo e alla maggiore resistenza delle piante all’attacco di malattie e patogeni.

Sono state individuate e ufficializzate dalla FAO pratiche di gestione del suolo sostenibili, utili anche nel contenere la riduzione della biodiversità edafica. Rientra in queste pratiche anche il controllo e la riduzione degli inquinanti che minacciano la biodiversità dei suoli coltivati e urbani. In entrambi i casi, oltre alle azioni mirate a ridurre gli inquinanti, è necessario adottare buone pratiche di gestione che permettano di mantenere una buona fertilità fisica che permetta il ripristinarsi delle condizioni biologiche per il mantenimento della vita nel suolo. A questo proposito è opportuno ridurre anche il “soil sealing”, sottraendo i suoli alle coperture con asfalto e cemento.

* Gli autori
Stefania Cocco

Professore associato di Pedologia, PhD in Geobotanica e Geomorfologia. Interessi di ricerca: genesi di suoli agrari, forestali, urbani e subacquei; suolo e cambio climatico; rizosfera; soluzioni ecologiche; mineralogia del suolo; erosione idrica; suoli di ambienti aridi; suoli alpini e artici; paleosuoli; Oxisols.

Valeria Cardelli

PhD in pedologia. Collabora con università spagnole e americane per lo studio di suoli forestali e naturali, e sul reimpiego di materiali di scarto in agricoltura. Titolare di assegno di ricerca su riuso sostenibile di scarti di estrazione di idrocarburi.

Dominique Serrani

PhD in Pedologia. Studia gli effetti dello slash and burn sulla fertilità di suoli di sistema agroforestale in Mozambico. Titolare di assegno di ricerca sulla misura dell’erosione e sul monitoraggio della fertilità del suolo in ambienti collinari dell’Italia centrale.

Lorenzo Camponi

Dottore Forestale, CONAF Marche, attualmente dottorando in Pedologia. Si interessa di valutazione degli effetti dei cambi d’uso del suolo su differenti tipologie colturali in ambiente agro-forestale. In particolare: valutazione degli effetti sui parametri fisico-chimici della componente organica del suolo in foreste in conversione; valutazione degli effetti della gestione sulla rizosfera di nocciolo.

Andrea Salvucci

Dottore Agronomo, CONAF Marche. Attualmente dottorando in Pedologia. Si interessa di caratterizzazione pedologica e miglioramento di suoli salini.

Giuseppe Corti

Già presidente della Società Italiana di Pedologia, è attualmente direttore del Centro Agricoltura e Ambiente del CREA.