26 Giugno 2017 Silvia Fusaro, ricercatrice EcorNaturaSì. Silvia Fusaro

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2 26 Giugno 2017, ricercatrice EcorNaturaSì

3 Un suolo è sano se funziona come un superorganismo vivente in grado di ospitare un ampia varietà di organismi, mantiene o migliora la qualità dell acqua e dell aria e può sostenere la produzione di piante ed animali (Doran & Zeiss, 2000) SlidePlayer 3/52

4 Un suolo è sano se funziona come un superorganismo vivente in grado di ospitare un ampia varietà di organismi, mantiene o migliora la qualità dell acqua e dell aria e può sostenere la produzione di piante ed animali (Doran & Zeiss, 2000) RICICLO SOSTANZA ORGANICA, ENERGIA, NUTRIENTI SlidePlayer Gli organismi viventi, interagenti fra loro, scindono la sostanza organica per trasformarla nuovamente in materia inorganica disponibile per le piante 4/52

5 dal greco ἔδαϕος «suolo» Batteri, attinomiceti, funghi, alghe Protozoi, nematodi 200 μm Acari, collemboli, nematodi, insetti 2 mm Emaze Insetti ed altri invertebrati 20 mm Lombrichi ed altri invertebrati 5/52

6 Batteri Ife fungine R. Campbell. In R. Campbell Plant Microbiology. 6/52

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8 Emaze Acari Pseudoscorpione Collemboli Javier Abalos Alvarez 8/52

9 com/wiki/file:occhio.gif Ovatura Prime operaie nutrici Regina Le formiche sono insetti sociali come le api, le vespe e le termiti. Sono organizzate in caste, in modo simile alle api. 9/52

10 com/wiki/file:occhio.gif CCA - Beentree Larve saprofaghe. In casi di cattivo drenaggio o eccessive irrigazioni, possono creare danni a coltivazioni erbacee. 10/52

11 com/wiki/file:occhio.gif In alcune specie sono state osservate delle rudimentali cure parentali. 11/52

12 com/wiki/file:occhio.gif Hanno 7 paia di zampe uguali fra loro, per questo si chiamano isopodi. 12/52

13 com/wiki/file:occhio.gif Predatori generalisti. Non tutti tessono ragnatele, alcuni cacciano a vista. 13/52

14 com/wiki/file:occhio.gif Il numero di paia di zampe dei centopiedi è sempre dispari non si sa il motivo 14/52

15 com/wiki/file:occhio.gif 15/52

16 Modificano le proprietà chimico-fisiche del suolo con le loro funzioni vitali 16/52

17 Modificano le proprietà chimico-fisiche del suolo con le loro funzioni vitali Influenzano: Struttura e porosità Aerazione Infiltrazione acqua e drenaggio Dilavamento superficiale Erosione del suolo Incorporazione detriti vegetali Decomposizione SO Ciclo dei nutrienti 17/52

18 narobinson/la-litosfera Esistono diversi ambiti di ricerca nelle scienze: Atmosfera Idrosfera Litosfera Rizosfera /52

19 narobinson/la-litosfera Parlando del mondo dei lombrichi entriamo nella Drilosfera! Esistono diversi ambiti di ricerca nelle scienze: Atmosfera Idrosfera Litosfera Rizosfera /52

20 Processi interni del lombrico Rumine esterno Superficie del lombrico Muco e altre secrezioni Respirazione Pareti (aumento di C, N, attività e popolazione microbica) INTESTINO ANTERIORE Esonefridio (escrezione di N) - Rimescolamento lettiera di particelle minerali e organiche (frammentazione e decomposizione) - Proliferazione di fauna e microbi - Bioturbazione Gallerie aperte in superficie Digestione di ife fungine, batteri, alghe Sistema galleria Muco (C e N assim.) Galleria chiusa (riempita di escrementi) Aria, acqua Turricoli Radici che crescono in Sottosuolo galleria e negli escrementi - Elevata attività microbica - Microporosità - Aggregazione (protezione del C) - Fertilizzazione naturale (C, N, alcuni macro- e micronutrienti assimilabili) - Costruzione di HUMUS Gallerie aperte = macropori Camera di estivazione INTESTINO MEDIANO Secrezioni antifungine e antibatteriche (?) Ammonificazione (N org. NH 3 ) INTESTINO POSTERIORE Assimilazione di C Superficie del suolo Ingestione di cibo Ghiandole calcifere (CaCO 3, secrezione, aumento di ph) Ventriglio (frammentazion e residui org.) Produzione di tessuti Enteronefridio (N) Stimolazione batterica, Fissazione di N 2 Rifiuti del produzione di enzimi, (Chlostridia?) metabolismo digestione di composti organici Mod. da Brown et al. (1998) Feci 20/52

21 Processi interni del lombrico Rumine esterno Superficie del lombrico Muco e altre secrezioni Respirazione Pareti (aumento di C, N, attività e popolazione microbica) INTESTINO ANTERIORE Esonefridio (escrezione di N) - Rimescolamento lettiera di particelle minerali e organiche (frammentazione e decomposizione) - Proliferazione di fauna e microbi - Bioturbazione Gallerie aperte in superficie Digestione di ife fungine, batteri, alghe Sistema galleria Muco (C e N assim.) Galleria chiusa (riempita di escrementi) Aria, acqua Turricoli Radici che crescono in Sottosuolo galleria e negli escrementi - Elevata attività microbica - Microporosità - Aggregazione (protezione del C) - Fertilizzazione naturale (C, N, alcuni macro- e micronutrienti assimilabili) - Costruzione di HUMUS - (complessi argillo-umici) Gallerie aperte = macropori Camera di estivazione INTESTINO MEDIANO Secrezioni antifungine e antibatteriche (?) Ammonificazione (N org. NH 3 ) INTESTINO POSTERIORE Assimilazione di C Superficie del suolo Ingestione di cibo Ghiandole calcifere (CaCO 3, secrezione, aumento di ph) Ventriglio (frammentazion e residui org.) Produzione Silvia di tessuti Fusaro Enteronefridio (N) Stimolazione batterica, produzione di enzimi, digestione di composti organici Fissazione di N 2 (Chlostridia?) Mod. da Brown et al. (1998) Rifiuti del metabolismo Feci 21/52

22 Processi interni del lombrico Rumine esterno Superficie del lombrico Muco e altre secrezioni Respirazione Pareti (aumento di C, N, attività e popolazione microbica) INTESTINO ANTERIORE Esonefridio (escrezione di N) - Rimescolamento lettiera di particelle minerali e organiche (frammentazione e decomposizione) - Proliferazione di fauna e microbi - Bioturbazione Gallerie aperte in superficie Digestione di ife fungine, batteri, alghe Sistema galleria Muco (C e N assim.) Galleria chiusa (riempita di escrementi) Aria, acqua Turricoli Radici che crescono in Sottosuolo galleria e negli escrementi - Elevata attività microbica - Microporosità - Aggregazione (protezione del C) - Fertilizzazione naturale (C, N, alcuni macro- e micronutrienti assimilabili) - Costruzione di HUMUS (complessi argillo-umici) Gallerie aperte = macropori Camera di estivazione INTESTINO MEDIANO Secrezioni antifungine e antibatteriche (?) Ammonificazione (N org. NH 3 ) INTESTINO POSTERIORE Assimilazione di C Superficie del suolo Ingestione di cibo Ghiandole calcifere (CaCO 3, secrezione, aumento di ph) Ventriglio (frammentazion e residui org.) Produzione di tessuti Enteronefridio (N) Stimolazione batterica, produzione di enzimi, digestione di composti organici Feci Fissazione di N 2 Rifiuti del (Chlostridia?) metabolismo Mod. da Brown et al. (1998) 22/52

23 Processi interni del lombrico Rumine esterno Superficie del lombrico Muco e altre secrezioni Respirazione Pareti (aumento di C, N, attività e popolazione microbica) INTESTINO ANTERIORE Esonefridio (escrezione di N) - Rimescolamento lettiera di particelle minerali e organiche (frammentazione e decomposizione) - Proliferazione di fauna e microbi - Bioturbazione Gallerie aperte in superficie Digestione di ife fungine, batteri, alghe Sistema galleria Muco (C e N assim.) Galleria chiusa (riempita di escrementi) Aria, acqua Turricoli Radici che crescono in Sottosuolo galleria e negli escrementi - Elevata attività microbica - Microporosità - Aggregazione (protezione del C) - Fertilizzazione naturale (C, N, alcuni macro- e micronutrienti assimilabili) - Costruzione di HUMUS (complessi argillo-umici) Gallerie aperte = macropori Camera di estivazione INTESTINO MEDIANO Secrezioni antifungine e antibatteriche (?) Ammonificazione (N org. NH 3 ) INTESTINO POSTERIORE Assimilazione di C Superficie del suolo Ingestione di cibo Ghiandole calcifere (CaCO 3, secrezione, aumento di ph) Ventriglio (frammentazion e residui org.) Produzione di tessuti Enteronefridio (N) Stimolazione batterica, produzione di enzimi, digestione di composti organici Fissazione di N 2 (Chlostridia?) Mod. da Brown et al. (1998) Rifiuti del metabolismo Feci 23/52

25 Stimolazione batterica ad opera dei lombrichi The Sleeping Beauty Paradox 25/52

26 Stimolazione batterica ad opera dei lombrichi The Sleeping Beauty Paradox (Lavelle and Gilot, 1994; Lavelle, 1997) 26/52

29 Forniscono informazioni su influenza di pratiche agricole sul suolo 29/52

30 Forniscono informazioni su influenza di pratiche agricole sul suolo BIOINDICATORI = Indicatori viventi 30/52

31 BIOINDICATORE «Strumento» vivente utile per conoscere condizioni ambientali INDICE Elaborazione di uno o più bioindicatori che permette di sintetizzare molte informazioni dando una risposta più diretta e spendibile 31/52

32 Valutare lo stato di fertilità di un SUOLO 32/52

33 Qualità Biologica del Suolo basato su artropodi 33/52

34 Indici EcoMorfologici (EMI) EMI: 1 ADATTAMENTI ALLA PROFONDITA (CONDIZIONI EDAFICHE) - Riduzione dimensioni - Perdita di pigmenti - Riduzione appendici - Riduzione/perdita occhi EMI: 20 Archivio I.TER/Ethnos - foto Marco Mensa (Ethnos) Lab. Paoletti 34/52

35 Indici EcoMorfologici (EMI) 20 (Parisi, 2001) 35/52

36 Indici EcoMorfologici (EMI) CCA - Beentree (Parisi, 2001) 36/52

37 Indici EcoMorfologici (EMI) CCA - Beentree 10 (Parisi, 2001) 37/52

42 Pros VS Cons Non serve conoscere la tassonomia dei vari gruppi in dettaglio Utile per testare la qualità biologica del suolo Evidenzia caratteristiche non rilevabili da analisi chimico-fisiche È necessario l uso di un estrattore Berlese-Tullgren (luce- T C) Si basa solo sulla presenza/assenza degli organismi Non è direttamente applicabile da un non esperto 42/52

43 Qualità Biologica del Suolo basato su earthworms (lombrichi) 43/52

44 Lombrichi 44/52

45 Hand sorting + irritante (senape) 50 cm 45/52

46 Categorie Ecologiche (Gruppi Funzionali) PROFONDO SCAVATORE (modificato da Lavelle, 1996) 46/52

47 Categorie Ecologiche EPIGEO COPROFAGO Con pigmento marrone, rossiccio, più scuro sul dorso e verso la testa. Abitano la lettiera fino ai primi 2,5 cm. Abitano i cumuli di compost /letame, ambienti ricchissimi di sostanza organica. ENDOGEO Con pigmento grigiastro, giallastro, a volte con depigmentazione anteriore. Scavano gallerie prev. orizzontali. IDROFILO Abitano suoli con falda superficiale (anche benthos di piccoli corsi d acqua). Terreni mal drenati. PROFONDO SCAVATORE (ANECICO) Dimensioni medio- grandi (lunghezza e diametro), parte caudale lanceolata. Scavano gallerie permanenti verticali. 47/52

48 Età ADULTO 48/52

49 Punteggi EMI e calcolo QBS-e CRESCENTE FUNZIONALITA DEL SUOLO (Paoletti et al, 2013) QBS-e = (punti IDR G,AD* N) + (punti COP G,AD*N) + (punti EPI G*N) + (punti END G*N) + (punti EPI AD*N) + (punti END AD*N) + (punti ANE G*N) + (punti ANE AD*N) dove, N= n * F.C. es. F.C. = cm 2 / 2500 cm 2 = 4 Più numerosi sono punti di campionamento, più attendibile è la stima! 49/52

50 Classi di Qualità del Suolo Valore Indice QBS-e Classe di Qualità (agroecosistema, ambiente semi-naturale) QBS-e > 1000 Ottima < QBS-e < 1000 Buona < QBS-e < 600 Discreta < QBS-e < 300 Sufficiente < QBS-e < 100 Scadente - 0 (Paoletti et al, 2013) (Paoletti et al, 2013) 50/52

51 Pros VS Cons Non serve identificare le varie specie È un metodo per monitorare la fertilità dei suoli Considera la densità di individui campionati È potenzialmente applicabile da un non esperto Non è necessario sacrificare gli individui Problemi nel campionamento in terreni sabbiosi e sassosi In alcuni casi è ambigua l attribuzione della categoria ecologica È bene effettuare il campionamento in primavera e autunno (terreno in tempera) 51/52

52 Grazie a tutti per l attenzione! fusaro.silvia.17@gmail.com