Rivista Environnement

IL MATERIALE ORGANICO

Gli organismi che si possono trovare nel suolo sono tra i più svariati: radici di piante, batteri, funghi, insetti, mammiferi...

IL SUOLO: UN'ENTITA' PIENA DI VITA

di Cristina Tarello

Aspetti funzionali della microflora del suolo (Gobat et al., 2003).

Uno dei più grossi errori che possiamo commettere è considerare il suolo come un substrato inerte privo di organismi e quindi di vita. In realtà la materia organica vivente, anche se rappresenta percentualmente un valore ridotto rispetto al volume totale di un suolo, svolge un ruolo fondamentale nell'evoluzione del suolo e nel mantenimento della sua fertilità.
Per comprendere meglio il ruolo degli organismi che vivono nel terreno occorre riprendere alcuni concetti di ecologia generale.
Innanzitutto, partendo dalla definizione di ecosistema (interazione tra biotopo e biocenosi), si indica con il termine biocenosi la totalità di organismi che popolano l'ecosistema, mentre con il vocabolo biotopo si intende il substrato in cui vivono questi esseri viventi. In ecologia gli organismi della biocenosi sono suddivisi in tre categorie: produttori, consumatori e decompositori.

Queste tre tipologie di esseri interagiscono all'interno dell'ecosistema (fig. 1): i produttori, ovvero le piante, sono ancorate al suolo e, grazie alla capacità di fare la fotosintesi clorofilliana e al prelievo di elementi nutritivi dal terreno, sono alla base della catena alimentare. Esse sono mangiate dai consumatori, ossia dagli erbivori che a loro volta possono essere fonte di cibo per i carnivori. Sia i produttori sia i consumatori possono rilasciare nell'ambiente degli scarti sotto forma di residui vegetali (foglie, rami secchi ecc.) o feci, oppure possono morire e depositare i loro corpi morti sulla superficie del suolo. E cosa succede a questo punto? Chi interviene? Fortunatamente interviene la terza categoria di organismi viventi, i decompositori, che degradano e smantellano tutti i rifiuti organici che sono depositati sulla lettiera. La loro attività è molto importante poiché eliminano tutti i residui organici e li trasformano in elementi minerali che possono essere assorbiti e utilizzati dai produttori. Pertanto, oltre alla rimozione della lettiera, i decompositori svolgono una fondamentale azione di riciclo degli elementi nutritivi.

GLI ORGANISMI VIVENTI

Carpofori di Armillaria mellea (Foto Informatore Agrario).

Gli organismi che si possono trovare nel suolo sono tra i più svariati: si possono riconoscere parti di esseri viventi, come le radici delle piante, oppure organismi semplici, come i batteri e i funghi, oppure popolazioni di individui più complessi come gli insetti o i mammiferi (tab. 1).
Per semplificare lo studio di tutti gli organismi che popolano l'ecosistema suolo, si divide questo gruppo in due categorie: i decompositori propriamente detti e detritivori. I primi sono anche indicati con il termine microflora, mentre i secondi con la voce pedofauna.

LA MICROFLORA DEL SUOLO
Il termine microflora è molto vago e all'interno di questo gruppo sono contenuti tutti gli organismi che non sono osservabili direttamente, ma richiedono metodi colturali e molecolari per l'identificazione e la caratterizzazione. In questo gruppo si trovano i batteri, i funghi e le alghe che, escludendo le radici dei vegetali, rappresentano la parte più cospicua della biomassa del terreno e svolgono delle funzioni biochimiche fondamentali per il funzionamento dell'ecosistema. La sostanza organica morta, vegetale e animale, è costituita da composti più o meno complessi, la cui decomposizione è operata essenzialmente da batteri e funghi. La degradazione di questi composti è effettuata attraverso la produzione di enzimi extracellulari che trasformano le sostanze complesse in costituenti più semplici.
Una volta che la materia organica è stata digerita, la microflora può inglobarla all'interno della propria biomassa, oppure mineralizzarla completamente o ancora trasformarla in composti resistenti alla degradazione enzimatica, che si accumulano nel suolo e costituiscono una frazione della sostanza organica umificata (l'umina microbica) (fig. 2).

I batteri sono degli organismi unicellulari procarioti che in funzione delle risorse energetiche utilizzate si dividono in: fotoautotrofi (in grado di utilizzare l'energia solare), chemioautotrofi (capaci di sfruttare l'energia chimica di alcune reazioni esotermiche) e eterotrofi (che traggono energia dalla decomposizione della sostanza organica). Per quanto riguarda le esigenze ecologiche, amano ambienti neutri e condizioni di umidità e temperatura buone.
Questi organismi sono in grado di decomporre molti composti e regolano i cicli biogeochimici degli elementi. La decomposizione delle proteine, ad esempio, che è alla base del ciclo dell'azoto, vede l'intervento di molti batteri, tra i quali i batteri nitrificanti, che sono i responsabili della trasformazione dell'azoto ammoniacale in azoto nitrico, la forma di azoto più assorbita dalle radici delle piante.
I funghi sono degli organismi eucarioti, generalmente pluricellulari, che sono facilmente visibili nel momento in cui formano delle fruttificazioni macroscopiche: i carpofori (fig. 3). Essi amano buone condizioni di umidità e temperatura, ma prediligono condizioni di pH acido.

In funzione del regime alimentare, i funghi possono essere parassiti, se vivono a spese di altri organismi, simbionti, se instaurano delle relazioni di mutualismo, oppure saprofiti, se si nutrono di sostanza organica morta in decomposizione.
Tra le relazioni di mutualismo, è utile ricordare le micorizze, un'associazione tra funghi e radici di piante. Questa interazione è molto diffusa (si stima che coinvolga più del 90% dei vegetali) e permette a entrambi gli organismi di trarre vantaggio: il fungo può utilizzare parte della linfa elaborata dal vegetale, mentre la pianta aumenta il volume di terreno esplorato e pertanto può raggiungere nuove fonti di acqua e assorbire meglio alcuni elementi nutritivi come il fosforo
I funghi saprofiti rientrano nella categoria dei decompositori e la loro importanza è legata alla capacità di alcuni di essi di decomporre molecole molto complesse come la lignina, uno dei principali costituenti del legno e di tessuti vegetali in generale. Attraverso questa attività essi sono degli agenti fondamentali di degradazione che avviano la trasformazione della lettiera in humus: la riserva di fertilità del suolo.

LA PEDOFAUNA

Relazioni tra gli organismi della biocenosi.

Gli animali (tab. 2) che popolano il suolo possono essere di piccole, medie o grandi dimensioni.
Gli organismi di pezzatura ridotta, o microfauna (diametro inferiore a 0,1 mm), sono costituiti essenzialmente da protozoi e nematodi che si cibano di funghi e batteri. Gli individui di media grandezza, o mesofauna (diametro 0,1-2 mm), comprendono animali quali collemboli, acari e vermi enchitreidi. Gli esseri di grandi dimensioni, o macrofauna (diametro 2-20 mm), sono rappresentati da anellidi (lombrichi), molluschi (chiocciole e lumache), isopodi (porcellini di terra), miriapodi (millepiedi e centopiedi), aracnidi (ragni e pseudoscorpioni) e insetti (formiche, coleotteri, larve di ditteri e termiti). Infine gli organismi di taglia ancora superiore, o megafauna (diametro superiore a 20 mm), comprendono insetti come il grillotalpa (fig. 4), lombrichi di grandi dimensioni e mammiferi che vivono e scavano gallerie nel suolo, come i roditori e le talpe.
La loro attività è riconducibile a tre forme di azione: fisica, chimica e biologica.

Azioni fisiche
La macrofauna e la megafauna compiono un intenso rimescolamento degli orizzonti (bioperturbazione): essi sono in grado di prelevare parti di lettiera e miscelarle con materiale minerale proveniente da strati più profondi. Anche la mesofauna compie un'attività di rimescolamento, ma, viste le ridotte dimensione degli individui, la loro azione è modesta e concentrata negli strati superficiali.
La macrofauna, inoltre, ha un ruolo rilevante nella formazione di gallerie, che contribuiscono all'aerazione e alla regolazione del regime idrico del suolo, ringiovanendo il suolo e favorendo la sua evoluzione.
Tutta la pedofauna svolge un'intensa attività di frammentazione della lettiera, che favorisce la decomposizione della sostanza organica, poiché aumenta la superficie di attacco da parte della microflora.
Infine gli animali del suolo producono forme di aggregati molto stabili che derivano da escrementi, dati dal mescolamento di materiale organico e minerale all'interno del tubo digerente, oppure dall'azione dei molluschi (lumache) che secernono sostanze mucose cementanti.

Azioni chimiche
La pedofauna può in alcuni casi contribuire alla mineralizzazione di alcuni composti organici. Infatti, ingerendo i residui vegetali, alcune molecole più semplici possono essere decomposte. I lombrichi, per esempio, sono in grado di produrre escrementi particolarmente ricchi di azoto e fosforo, mentre altri detritivori possono metabolizzare degli inibitori dell'attività batterica quali i tannini presenti sulle foglie.

Azioni biologiche

Lombrichi (Foto Chimica Agraria, G. Rizzitano et al.).

Gli organismi che vivono nel suolo instaurano delle relazioni e le più diffuse sono sicuramente la predazione e la competizione. La prima, in particolare, ha un ruolo fondamentale nella stimolazione e nel rinnovo della microflora, in quanto gli animali che si cibano della lettiera, ingeriscono parte dei microrganismi che, conseguentemente, sono incentivati a proliferare e a rigenerare continuamente nuovi individui.
La pedofauna, inoltre, ha un ruolo fondamentale nella diffusione della microflora lungo il profilo di un suolo, poiché sulla superficie degli animali si possono depositare delle spore fungine e delle cellule batteriche che costituiscono la fonte di inoculo in ambienti privi o poveri di microrganismi.

Prima di concludere, occorre spendere qualche parola in più sui lombrichi (fig. 5), che sono sicuramente gli animali della pedofauna presenti in maggiore quantità nelle regioni temperate e nei prati.
La loro presenza è indicata dai turriculi (termine specifico utilizzato per indicare gli escrementi di lombrico) la cui produzione varia da 40 a 250 t/ha anno nelle nostre zone. Inoltre, sono in grado di fare molte gallerie e si stima che possano scavare da 400 a 500 m di cunicoli sotto un 1 m2 di prato. Tutte queste attività nelle aree coltivate favoriscono la porosità, l'infiltrazione dell'acqua, la penetrazione delle radici e la formazione di aggregati stabili.

Nel suolo si distinguono tre categorie ecologiche di lombrichi che esplorano differenti porzioni di suolo. Nello strato superficiale si possono trovare gli "epigei" che sono di piccole dimensioni, compiono spostamenti prevalentemente orizzontali e sminuzzano la lettiera. Più in profondità, e possibile rinvenire i lombrichi "verticali", di grossa taglia, scavano gallerie e si spostano soprattutto in senso verticale. Essi si nutrono del materiale che si trova in superficie e lo trasportano in profondità, compiendo così un'intensa attività di bioperturbazione. Infine esistono i lombrichi "ipogei" che vivono sempre in profondità, si muovono orizzontalmente e si nutrono di terra e radici morte.

La fertilità di un suolo è spesso intesa da un punto di vista chimico, ovvero la capacità del terreno di fornire elementi nutritivi alle piante provenienti, generalmente, dalla mineralizzazione dell'humus. Alla luce delle informazioni fornite, risulta evidente che l'attività di detritivori e decompositori è alla base della formazione dell'humus e pertanto rivestono un ruolo fondamentale nella conservazione della fertilità dei suoli.