GLI INDICATORI DI QUALITA BIOLOGICA DEL SUOLO

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO FACOLTA DI AGRARIA GLI INDICATORI DI QUALITA BIOLOGICA DEL SUOLO Prof. Paola Ferrazzi Dott. Federica Berger 29 EDIZIONE della FIERA NAZIONALE della MECCANIZZAZIONE AGRICOLA 19 marzo 2010 "I sistemi colturali cerealicoli e le misure agro-ambientali: 14 anni di esperienze"

2 SUOLO Sistema suolo: caratterizzato da un un complesso intreccio di interazioni chimiche, fisiche e biologiche. Ruolo degli organismi edafici Degradazione della sostanza organica e trasformazioni fisiche e chimiche del suolo

3 Nella valutazione ambientale i metodi biologici assumono sempre più importanza, e vengono utilizzati insieme ai tradizionali metodi chimici e fisici. PREVEDONO l impiego di bioindicatori, vale a dire organismi, o parti di essi, o popolamenti naturali che danno informazioni sulla qualità dell ambiente attraverso risposte identificabili e/o quantificabili. CONTAMINAZIONE DEL SUOLO Influisce su tutte le componenti dell ecosistema suolo, ma danneggia in particolare le specie edafiche, causando mortalità o alterandone il metabolismo, in relazione alla concentrazione di sostanze inquinanti e in generale alle problematiche del suolo stesso.

4 La presenza di invertebrati nel suolo è strettamente collegata alla disponibilità di sostanza organica e alla qualità del suolo stesso. Artropodi e lombrichi sono importanti bioindicatori, in grado di incrementare la fertilità del suolo grazie ai loro ruoli di detritivori e saprofagi, efficienti nel compiere le prime tappe della trasformazione della sostanza organica verso la mineralizzazione e nell avviare i processi di umificazione.

5 L artropodofauna edafica costituisce un indicatore importante della qualità dei suoli (Parisi, 2003) in quanto sensibile alle alterazioni dell ambiente ipogeo I lombrichi sono detritivori, rimescolano la sostanza organica nel suolo, lo aerano con le loro gallerie e avviano i processi di umificazione della sostanza organica.

6 Indici biotici qualitativi: QBS-ar, indice di Qualità Biologica del Suolo, creato da Parisi (2001), validato da Ferrazzi et al. (2002), basato sull adattamento dei microartropodi (insetti, acari ) alla vita nel suolo Collembolo epiedafico (alla superficie del suolo, su piante) Collembolo emiedafico (presente negli strati superficiali del suolo) Collembolo euedafico (ben adattato a vivere nel suolo)

7 Adattamenti degli animali alla vita edafica: anoftalmia depigmentazione sensibilità alle variazioni di umidità e temperatura organi igrorecettori, chemiorecettori, termorecettori riduzione delle appendici

8 Indici biotici quantitativi (indici di biodiversità) Indici di ricchezza in specie (Menhinick e Margalef) Indice di dominanza (Simpson) Indice di diversità (Shannon-Wiener)

9 OBIETTIVI DELLA RICERCA: utilizzare metodi innovativi di biomonitoraggio del suolo applicandoli a diverse realtà agronomiche valutando in suoli agrari sperimentali,coltivati a mais, l effetto di diversi trattamenti: basso input (BI), e PSR (Tecniche di coltivazione previste dall Azione delle Misure agroalimentari del piano di sviluppo Rurale della Regione Piemonte) dell irrigazione

10 Campionamento dei microartropodi carote di terreno Estrazione dei microartropodi mediante selettore di Berlese Tullgren

11 Smistamento e identificazione Allestimento dei reperti estratti Determinazione delle forme biologiche e dei taxa, a livello di famiglia o superfamiglia Calcolo di indici biotici QBS-ar, classe di qualità del suolo e indici biotici quantitativi

12 Biomonitoraggio dei lombrichi Densità (numero di individui/zolla: 30x30x20 cm) e peso vivo dei Lumbricidi

13 Prelievi di microartropodi a due profondità (luglio ): 0-10 cm; cm 24 campioni/anno (microartropodi) 12 zolle/anno (Lumbricidi)

14 RISULTATI Abbondanza di microartropodi numero microartropodi BI (ante) PSR (ante) BI (post) PSR (post) 0-10 cm cm Estratti 1501 individui comunità più numerose di microartropodi: BI ante irrigazione

15 BI (0-10) ante BI (10-20) ante BI (0-10) post BI (10-20) post PSR (0-10) ante PSR (10-20) ante PSR (0-10) post PSR (10-20) post Indice di Qualità Biologica QBS-ar 2007 del Suolo (QBS-ar) valori più elevati nel sistema BI (differenze statisticamente non significative)

16 Indici di biodiversità 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Menhinick Margalef Simpson Shannon-Wiener BI (0-10) ante BI (10-20) ante PSR (0-10) ante PSR (10-20) ante BI (0-10) post BI (10-20) post PSR (0-10) post PSR (10-20) post Valori medi più elevati nello strato più profondo, ante irrigazione e nel PSR. Biodiversità maggiore nello strato più profondo, in relazione alle temperature elevate del mese di luglio, che inducono alcuni gruppi di microartropodi a cercare condizioni migliori a maggiore profondità.

17 Lumbricidi Basso Input (ante) PSR (ante) Basso Input (post) PSR (post) num. lombrichi peso vivo (g) stazioni Maggiore abbondanza: BI post irrigazione

18 L irrigazione : costituisce nell immediato un disturbo a carico dei microartropodi favorisce le comunità di lombrichi

19 BI sistema più stabile e qualitativamente migliore rispetto al PSR Risultato derivante dalla maggior presenza di sostanza organica nello strato superficiale e dai minori disturbi meccanici, per l assenza di lavorazioni del suolo. comunità più numerose di microartropodi e di lombrichi; valori più elevati dell Indice di Qualità Biologica del Suolo (QBS-ar); ma maggior compattazione del suolo, negativa per alcuni taxa; Una comunità cospicua di artropodi e lombrichi incrementa il rimescolamento e la degradazione della sostanza organica, migliorando la disponibilità di elementi nutritivi per le piante e incrementando la fertilità del suolo.

20 Immagini: Paola Ferrazzi, Federica Berger Grazie per l attenzione!