L ATTIVITA BIOLOGICA DEL SUOLO : INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE?

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1 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 1 L ATTIVITA BIOLOGICA DEL SUOLO : INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE? Eric CHANTELOT ITV Nîmes-Rodilhan Ruolo dell attività biologica La formazione dei suoli (pedogenesi) e la nutrizione delle piante sono condizionati da reazioni di origine biochimica. Il loro svolgimento si effettua in presenza di esseri viventi. La conoscenza dell attività biologica di un suolo consente di capire la dinamica della sua evoluzione e la capacità di scambio tra il suolo e la pianta. I terreni ospitano numerosi esseri viventi (microflora, micro e mesofauna) la cui attività è legata più o meno direttamente al loro «funzionamento». Quali sono le misure biologiche e biochimiche che possono essere utilizzate per giudicare gli effetti delle pratiche agricole sulla qualità dei suoli e dell ambiente? Presentiamo in questo articolo i principali metodi analitici che possono dare informazioni sull attività biologica del suolo. Precisiamo che questi metodi non possono sostituire l osservazione del terreno (fossa pedologica). Essi ne sono un complemento. Per il momento, non esistono referenze affidabili sugli indicatori dell attività biologica del suolo. Questi strumenti non permettono di diagnosticare la qualità del suolo nel momento della misura. Il loro utilizzo può riguardare solo l osservazione temporale di una particella. Questi strumenti daranno allora informazioni sull evoluzione dello stato biologico del suolo. I metodi di valutazione La biomassa microbica La nozione di biomassa microbica riguarda l insieme dei micro-organismi del suolo (batteri, funghi, ecc..). Corrisponde alla misura del carbonio contenuto negli esseri viventi del suolo. La biomassa microbica è dunque una misura globale, che rappresenta una quantità di carbonio vivente nel suolo. Questo metodo ha il vantaggio di essere applicabile a tutti i tipi di suolo, di essere praticamente normalizzato ed è relativamente facile da mettere in pratica. Il complesso della sostanza organica del suolo La sostanza organica si trova sotto due forme: la sostanza organica molto stabile - l humus e la frazione vivente la biomassa microbica. Tra queste due forme troviamo una frazione organica intermedia. Questa frazione può essere misurata con diversi metodi : estrazione con acqua calda, frazionamento granulometrico, la misura della frazione non umificata della sostanza organica (metodo Hérody). La conoscenza di questa sostanza organica «labile» dà informazioni sulla struttura della sostanza organica del suolo. E un indicatore di evoluzione rapida (dell ordine di 3-5 anni). La mineralizzazione del carbonio e dell azoto Si tratta di misurare un potenziale di mineralizzazione. Il metodo consiste nel misurare la mineralizzazione del carbonio e dell azoto in condizioni controllate, vicine all ottimo biologico (28 giorni a 28 C). Questa quantità di carbonio rapportata alla quantità di biomassa microbica consente di conoscere il tasso di rinnovamento del carbonio vivente.

2 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 2 Le attività enzimatiche del suolo La degradazione della sostanza organica da parte degli esseri viventi è essenzialmente enzimatica. E quindi possibile parlare della nozione di attività biologica misurando certe attività enzimatiche del suolo. Questi metodi non vengono utilizzati molto, poiché la misura è specifica ed è dunque difficile ricondurla ad una nozione di funzionamento del suolo. Le misure macrobiologiche La valutazione delle popolazioni di lombrichi consiste nella determinazione del numero, della massa e della diversità dei lombrichi presenti nel suolo. I metodi di campionamento sono precisi e non consentono un utilizzo di routine. Tuttavia, possono essere fatte delle approssimazioni per semplificare i metodi. I lombrichi sono organismi viventi che strutturano il suolo (gallerie). Una loro valutazione dà informazioni sulla struttura del suolo e del suo potenziale di evoluzione. Possono esser citati altri organismi del suolo : vi sono artropodi e microartropodi. Questa determinazione consente di valutare l effetto di una pratica (paragonata con un testimone) sulla popolazione biologica. Questi metodi sono affidabili se ogni specie viene riconosciuta in modo preciso. Sono indicatori utilizzabili nell ambito della ricerca. Come interpretare i risultati delle analisi biologiche? Il livello della biomassa microbica dipende da numerosi fattori. Per poter interpretare in modo migliore le analisi future, abbiamo cercato di stimare questa variabilità in funzione del suolo e del clima. Variabilità della biomassa microbica in funzione del suolo Per studiare la variabilità legata al suolo, abbiamo realizzato uno studio su tre tipi di suolo. I suoli marno-calcarei (profondi o superficiali) sono caratterizzati da un ph basico (> 8,5), un tenore in argilla del 30% e un tenore di calcare totale superiore al 40%. I suoli fersiallitici sono caratterizzati da ph meno basici (6,5 à 7), un tenore in argilla dell ordine del 15% e da assenza di calcare. Una prima misurazione rivela per tutti i suoli un livello basso di biomassa microbica (dell ordine di 80mg c/kg) (cf. figura 1) e una grande variabilità in funzione dei campioni. Figura 1 : Livelli di biomassa microbica in diversi tipi di terreni

3 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 3 In secondo luogo, non è possibile definire un livello di riferimento per ogni tipo di suolo. In effetti, lo scarto tra i suoli marno-calcarei superficiali e marno-calcarei profondi è della stessa entità dello scarto tra i suoli fersiallitici e i suoli marno-calcarei superficiali. Variabilità in funzione del clima La vita dei micro-organismi del suolo è dipendente dall acqua e dalla temperatura del suolo. Abbiamo dunque provato a precisare la variabilità della biomassa microbica nel corso dell annata nel clima mediterraneo (cf. Figure 2 e 3). Figura 2 : Evoluzione del livello della biomassa microbica Figura 3 : Evoluzione della biomassa microbica su due tipi differenti di suoli Possiamo constatare che il livello della biomassa microbica può anche raddoppiare in funzione della data del campionamento. Vi sono due periodi che sembrano essere più favorevoli alla vita dei micro-organismi : l autunno e la primavera. L estate può essere considerata come il periodo più sfavorevole alla vita nel suolo. Si può comunque notare che questa tendenza è indipendente dal livello di biomassa microbica presente nel suolo (cf. figura 3). Da questo studio, emerge che è importante, nell ambito di uno studio temporale della biomassa microbica, effettuare i campionamenti negli stessi periodi nel corso delle diverse annate. D altronde, il livello della biomassa microbica sembra essere molto sensibile alla siccità.

4 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 4 Consigliamo dunque, di effettuare i campionamenti, nei luoghi mediterranei, in autunno, periodo in cui il regime idrico consente di garantire una buona umettazione del suolo. L elaborazione di modelli di riferimento della biomassa microbica sembra essere piuttosto delicata. Solo la creazione di una base di dati potrebbe permettere di ottenere dei riferimenti in funzione delle caratteristiche del suolo e del clima. Concretamente, queste analisi possono essere riferite ad una particella solamente nell ambito di uno studio temporale. Utilizzazione degli indicatori microbiologici Per mostrare come possono essere usati gli indicatori microbiologici, prenderemo l esempio di una particella sperimentale paragonando l inerbimento con il diserbo chimico. In tale ambito, vengono analizzati tre indicatori : il rendimento microbico (BM/C), la respirazione specifica (Cm/BM) e l insieme della sostanza organica. Il rendimento microbico permette di valutare la frazione del carbonio di origine microbica contenuto nel carbonio organico totale. Questa frazione è piuttosto bassa, dell ordine di qualche percento. Nel nostro studio, si può constatare che l inerbimento ha permesso di aumentare di 0,5% la parte del carbonio vivente (cf. figura 4). Figura 4 : Valutazione del rendimento microbico. (TEM = testimone; ENH=inerbito) La respirazione specifica corrisponde alla velocità con cui il carbonio di origine microbica si rinnova. Nel nostro esempio, si può notare che l inerbimento non ha accelerato il rinnovamento del carbonio vivente (cf. figura 5).

5 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 5 Figure 5 : Valutazione della respirazione specifica Con questi due indicatori, constatiamo dunque che la parte del carbonio vivente è aumentata con l inerbimento. Invece, l attività di questo carbonio non viene modificata. Infine, la ripartizione tra carbonio libero (frazione mineralizzabile) e carbonio legato (frazione stabile) è stata totalmente modificata (cf. figura 6). Con l inerbimento, la parte del carbonio libero è passata dal 20% al 50%. Questo dato conferma le osservazioni precedenti, ovvero che l inerbimento ha consentito di accumulare la frazione mineralizzabile (fonte di nutrimento per i micro-organismi), ma non ha aumentato l attività di mineralizzazione (attività dei microorganismi). Figura 6 : Parte del carbonio libero (bianco) e del carbonio legato (grigio) nella frazione del carbonio organico totale In futuro, i dati di questa particella dovrebbero permettere di vedere se progressivamente l attività dei micro-organismi si sviluppa. L assenza di tale sviluppo sarebbe un segnale di cattivo funzionamento: il suolo accumulerebbe la sostanza organica fresca, senza essere in grado di digerirla per stabilizzarla e rinforzare la struttura del suolo. Utilizzo del censimento della popolazione : i microartropodi Nel corso di 3 anni, abbiamo condotto uno studio per conoscere l impatto del cambiamento delle pratiche agricole sulle popolazioni di microartropodi.

6 CHANTELOT, L ATTIVITÀ BIOLOGICA DEL SUOLO: INTERESSE E METODI DI VALUTAZIONE, PAG. 6 Sono stati messi a confronto quattro itinerari tecnici : il diserbo integrale (erbicidi di preemergenza e di post-emergenza), l inerbimento naturale controllato (E.N.M.) (erbicidi di postemergenza), l inerbimento naturale e la lavorazione del suolo. Sinteticamente, possiamo notare che l inerbimento e l E.N.M. comportano una maggiore presenza di microartropodi (cf. figura 7). Figura 7 : Presenza di microartropodi Al contrario, solo l inerbimento comporta una ricchezza specifica superiore al diserbo chimico integrale (scarto significativo) (cf. figura 8). Figura 8 : Ricchezza specifica globale di microartropodi L indicatore del censimento dei microartropodi è dunque sensibile ai cambiamenti di pratiche agricole di gestione del suolo. Evidenzia l effetto benefico (abbondanza e diversità) dell inerbimento e in minore misura dell inerbimento naturale controllato.