Come ripristinare la fertilità biologica del suolo

di Anna Benedetti

L a fertilità biologica del suo-lo può essere defi nita come la quantità di organismi viventi nel suolo e il loro potenziale di

attività; è espressa dal funzionamen-to dei servizi ecosistemici che il suo-lo garantisce.

È rappresentata dal grado di fertili-tà che un suolo riesce a esprimere nei confronti dei cicli biogeochimici degli elementi chimici e del metabolismo degli elementi nutritivi del suolo nei confronti del sostegno alla pianta. È fortemente correlata al quantitativo di sostanza organica presente e al suo livello di stabilità nonché al livello di biodiversità.

Le cause di perdita di fertilità bio-logica sono identifi cabili nelle princi-pali cause di degrado cui va incontro il suolo quali:

● erosione; ● perdita di sostanza organica e fer-

tilità; ● frane; ● cementifi cazione; ● salinizzazione; ● compattazione; ● inquinamento.A loro volta ciascuna di queste pres-

sioni può essere declinata in una mi-riade di cause: prendiamo ad esempio la voce «inquinamento», che può avve-nire per contaminazione del suolo da sostanze chimiche indesiderate quali metalli pesanti, oppure agrofarmaci, eccesso di nutrienti, ma anche pato-geni, immissione di organismi alieni, radioattività, ecc.

Pertanto la perdita di fertilità bio-logica è molto più frequente di quello che si potrebbe credere. Altra consi-derazione che va assolutamente por-tata all’attenzione riguarda il servizio ecosistemico della formazione di suolo garantito dai microrganismi: per avere la formazione di 1 cm di suolo fertile occorrono 1.000 anni, questo implica che il suolo è una risorsa non rinno-vabile che va protetta e conservata.

Sorge allora spontanea la domanda

● ANALISI, MONITORAGGIO E PRATICHE AGRICOLE

Recuperare la fertilità biologica di un suolo, caratteristica fortemente correlata alla presenza di sostanza organica, è possibile, sebbene sia un processo lungo e complesso. Ecco perché è meglio monitorare a priori questo parametro, purtroppo oggi ancora molto trascurato

TABELLA 1 - Indice di fertilità del suolo (IBF) basato sui parametri biochimici

Parametri utilizzati (1) 1 2 3 4 5

Sostanza organica < 1 1-1,5 1,5-2 2-3 > 3Respirazione basale < 5 5-10 10-15 15-20 > 20Respirazione cumulativa < 100 100-250 250-400 400-600 > 600Carbonio microbico < 100 100-200 200-300 300-400 > 400Quoziente metabolico > 0,4 0,3-0,4 0,2-0,3 0,1-0,2 < 0,1Quoziente di mineralizzazione < 1 1-2 2-3 3-4 > 4

Classe di fertilità (2) I II III IV V

stanchezzaallarme

stresspreallarme media buona alta

Punteggio 0-6 7-12 13-18 19-24 25-30

(1) I parametri biochimici scelti per la determinazione di questo indice sono quelli generalmente utilizzati per l’analisi e lo studio della qualità del suolo. Per ciascuno dei parametri sono stabiliti 5 intevalli di valore a ciascuno dei quali viene assegnato il punteggio dell’intervallo a cui appartiene. (2) La somma algebrica dei punteggi per ciascun parametro dà origine a una scala di fertilità biologica riportata nella seguente sottotabella.

4529/2016 • L’Informatore Agrario

AGRONOMIA

se sia possibile recuperare biologica-mente un suolo.

La risposta è sì, ma il processo è lun-go e diffi cile.

I punti fondamentali da considerare per iniziare un percorso di recupero biologico sono:

● individuare la causa; ● individuare il metodo diagnostico; ● quantifi care l’entità del danno; ● quantifi care il livello di intervento; ● individuare la tecnica; ● defi nire la procedura; ● stabilire la tempistica; ● dotarsi di indicatori di effi cacia del

trattamento; ● effettuare il monitoraggio nel tem-

po per valutare il successo dell’azione di rispristino;

● stabilire l’uso del suolo.Uno dei punti chiave del percorso

sopra descritto riguarda la valutazio-ne della fertilità biologica del suolo e in merito a questo aspetto si propone di seguito l’indice di fertilità biologica (IBF) (tabella 1) (Benedetti, et al. 2006).

Indice di fertilità biologica del suolo

L’indice è stato tarato in campo e ap-plicato routinariamente dagli autori dimostrandosi effi cace e signifi cativo. Si descrive di seguito un caso eclatan-te riscontrato in provincia di Roma su suolo agricolo coltivato a carote.

Il campo dell’azienda era stato trat-tato con agenti fumiganti (1,3-diclo-

ropropene) per oltre 20 anni per com-battere i nematodi che danneggiava-no la coltura.

I fumiganti hanno provocato anche gravi problemi alla biodiversità e so-stenibilità del suolo.

Gli indicatori utilizzati per valutare il grado di fertilità biologica del suolo e, soprattutto, della sua diversità mi-crobica hanno mostrato un IBF di 10 (stress-preallarme, tabella 2), la carat-terizzazione chimica-fi sica di base del suolo ha evidenziato un elevato conte-nuto in sabbia (92%), un pH pari a 8,3 e un basso contenuto in azoto totale (0,4 g/kg), (Mocali et al. 2007).

Allo scopo di «misurare» il grado di diversità microbica, si è deciso di

analizzare inizialmente la componente coltivabile dei microrganismi del suo-lo. Pertanto, dopo aver effettuato l’e-strazione delle cellule dal suolo, sono state fatte crescere su piastra Petri in un terreno di coltura. È stata osservata la crescita di poche colonie batteriche molto simili tra loro.

A questo punto è stato estratto il DNA totale da ciascuna colonia e la successiva analisi tassonomica ha evi-denziato la quasi totale perdita di bio-diversità facendo ritrovare solo 5 aplo-tipi di batteri (tabella 3).

Il dato conferma l’ipotesi che l’eleva-ta presenza di batteri gram-positivi, in particolare di Bacillus, in suoli fumigati possa essere correlata alla loro capa-

TABELLA 2 - Esempio di calcolo dell’indice di fertilità biologica (IBF)

Parametri utilizzatiPunteggio

1 2 3 4 5

Sostanza organica < 1 1-1,5 1,5-2 2-3 > 3Respirazione basale < 5 5-10 10-15 15-20 > 20Respirazione cumulativa < 100 100-250 250-400 400-600 > 600Carbonio microbico < 100 100-200 200-300 300-400 > 400Quoziente metabolico > 0,4 0,3-0,4 0,2-0,3 0,1-0,2 < 0,1Quozientedi mineralizzazione < 1 1-2 2-3 3-4 > 4

Parametri analizzati Punteggi assegnatiSostanza organica 1Respirazione basale 1Respirazione cumulativa 2Carbonio microbico 1Quoziente metabolico 2Quoziente di mineralizzazione 3IBF 10Gli indicatori utilizzati per valutare il grado di fertilità biologica del suolo e della sua diversità microbica hanno mostrato un IBF di 10 (stress-preallarme) (Mocali et al., 2007).

Per il bio recupero dei suoli è possibile utilizzare ammendanti arricchiti con microrganismi

La formazione di 1 cm di suolo fertile è un processo per il quale servono 1.000 anni

46 29/2016L’Informatore Agrario •

AGRONOMIA

cità di formare spore come protezione contro il fumigante piuttosto che sup-porre la presenza di un set di geni per la degradazione del 1-3-D.

È stata allora intrapresa una prova di recupero della fertilità biologica uti-lizzando compost da raccolta differen-ziata, debitamente attivato con pool di microrganismi autoctoni reperiti sempre nella stessa zona, che ha ini-ziato, lentamente nel tempo ad agire sulla fertilità biologica modifi cando l’IBF verso la classe di fertilità 3.

Tecniche di biorecupero dei suoli

Le tecniche di biorecupero sono mol-teplici e devono essere scelte e utiliz-zate caso per caso tra le principali si possono annoverare:

● dispersione di microrganismi nel suolo (in inglese, bioaugmentation);

● inoculazione di microrganismi sia direttamente sul suolo sia in piante (biofertilizzazione);

● trattamento del suolo con micror-

ganismi incorporati in biomasse (am-mendamento attraverso substrati ar-ricchiti);

● potenziamento delle comunità au-toctone attraverso pratiche agricole;

● sinergia tra fi todepurazione e bio-depurazione.

Monitoraggio della fertilità biologica

Molto importante per poter garan-tire un corretto mantenimento, ancor prima del biorecupero dei suoli, è il continuo monitoraggio della fertilità biologica, parametro ancora oggi tra-scurato nella caratterizzazione della fertilità dei suoli, che continua a es-sere basata unicamente sui parametri chimico-fi sici dei suoli.

La limitazione principale alla diffu-sione delle analisi biologiche è legata alla mancanza di metodologie rapide e a un protocollo diagnostico conso-lidato.

Si suggerisce di seguito una ge-rarchizzazione di analisi tale da po-ter consentire un monitoraggio spa-zio-temporale della fertilità biologica del suolo.

Non esistono veri e propri indici, intesi nel senso comune del termine, ma dei parametri che, se ben inte-grati, riescono a fornire indicazioni precise sul grado di fertilità biologica del suolo e sulla biodiversità ad essa associata.

La caratterizzazione della diversi-tà microbica di un suolo – e della sua biodiversità in genere – va perciò co-struita per livelli di approssimazione.

Le analisi da condurre sono state suddivise in 4 livelli, sulla base del

grado di approfondimento dell’infor-mazione cercata (tabella 4).

Applicando questo percorso carat-terizzativo si potrà nel breve periodo essere in grado di verifi care la ferti-lità biologica del suolo ed eventual-mente intervenire se la fertilità si sta abbassando pericolosamente. Perdere un suolo signifi ca perdere la capacità di produrre cibo.

Nel 2012 il Ministero delle politiche agricole, alimentari e forestali ha pub-blicato le Linee guida sulla caratteriz-zazione, conservazione e valorizza-zione delle risorse genetiche animali, vegetali e microbiche di interesse agra-rio, dove viene fornita una serie di in-dicazioni per preservare la fertilità del suolo e la tipicità dei nostri alimenti.

Anna BenedettiCREA - Centro di ricerca per lo studio

delle relazioni tra pianta e suoloRoma

Le Linee guida sono disponibili nella versione integrale a questo indirizzohttp://www.reterurale.it/fl ex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/9580

oppure attiva il lettore QR Code dello smartphone.Tale documento è disponibile sul sito del Ministero (www.politicheagricole.it).

TABELLA 3 - Analisi della componente microbica del suolo Aplotipo Specie Totale (%)C2L8 Bacillus fi rmus 26FL13 Bacillus fi rmus 12,7C2M7 Bacillus simplex 11,7FL3 Bacillus licheniformis 8,4F+CM7 Arthrobacter sp. 5,8

L’ analisi tassonomica del suolo oggetto dell’indagine ha evidenziato la quasi totale perdita di biodiversità, facendo ritrovare solo 5 aplotipi di batteri.

TABELLA 4 - Livelli delle analisi sul grado di fertilità biologica del suolo e sulla biodiversità a essa associata

I livello Analisi chimico-fi siche e biologiche di base

II livelloEstrazione e analisi

fi ngerprinting del DNA totale dal suolo

III livello Caratterizzazione tassonomica del singolo microrganismo

IV livello Monitoraggio spazio-temporale

Applicando questo percorso caratterizzativo al suolo agrario si potrà nel breve periodo essere in grado di verifi carne la fertilità biologica ed eventualmente intervenire se questa si sta abbassando pericolosamente.

Sviluppo stentato (a sinistra) di orzo su terreno povero in sostanza organica. A destra la stessa coltura in accrescimento su suolo lavorato con agricoltura conservativa. Fonte: Cimmyt

Per commenti all’articolo, chiarimentio suggerimenti scrivi a:redazione@informatoreagrario.it

Per consultare gli approfondimenti e/o la bibliografi a: www.informatoreagrario.it/rdLia/16ia29_8521_web

4729/2016 • L’Informatore Agrario

AGRONOMIA