La biologia del suolo

A) Premessa
La formazione del terreno agrario a partire dalla roccia madre, richiede non solo trasformazioni di natura fisica e chimica, ma anche una serie di trasformazioni biologiche molto importanti sia dovute alla presenza degli organismi viventi del suolo che alla loro notevole complessità delle interazioni a cui vanno incontro.
Infatti, sono proprio gli organismi del terreno che condizionano l’apporto di sostanza organica del terreno, senza la quale i detriti derivanti dall’alterazione fisica e chimica delle rocce sarebbero solo dei substrati sterili.
Per questo il terreno deve essere considerato un ecosistema caratterizzato da un’intensa attività biologica valutata in base ad una serie di parametri misurabili a livello di bioenergia, umificazione, pedogenesi ecc. Quindi tutti i fattori che regolano le attività fisiche e chimiche del suolo ne regolano anche le loro attività biologiche.
Per cui il terreno al di sotto delle radici delle piante, deve essere inteso non solo un mezzo di coltura all’interno del quale le piante traggono sostegno e nutrizione, ma anche un sistema di vita ricco di vari organismi vegetali e animali in equilibrio tra di loro. Quindi il suolo è un ambiente vivo che può essere fonte di vita o meno agli organismi stessi che lo popolano.
Il terreno di conseguenza respira, forma e distrugge costituendo quelle riserve nutrizionali capaci di mantenere in vita gli organismi viventi che condizionano a loro volta le proprietà biologiche del suolo. In definitiva è la capacità di produrre nuova energia attraverso la trasformazione dei residui organici morti di piante e animali in composti inorganici più semplici, da parte degli organismi viventi che popolano il terreno a mantenere l’equilibrio dell’ecosistema.
Molto spesso l’equilibrio di un sistema ecologico del terreno è alterato da molte pratiche agronomiche eseguite in maniera errata e scorretta come:

  1. Lavorazioni.
  2. Concimazioni minerali.
  3. Correzioni.
  4. Ammendamenti.
  5. Diserbo.
  6. Trattamenti fitosanitari.

Lo squilibrio che l’uomo determina con queste pratiche colturali, si riflette spesso su un incremento o una riduzione dell’attività biologica del terreno che ha come risultato finale sia una variazione di fertilità del suolo che un maggior sviluppo di organismi parassiti e malattie delle piante.

B) Proprietà biologiche e microbiologiche del suolo
Nel terreno oltre alle radici delle piante, ritroviamo molti organismi viventi soprattutto funghi e batteri. Questi organismi di solito sono presenti in un numero molto elevato, come lo sono anche le reazioni biochimiche in grado di determinare e favorire.
La quantità di microrganismi pur essendo soggetta a sensibili oscillazioni a seguito della variazione delle proprietà fisiche e chimiche del terreno e dell’andamento stagionale, è stata misurata in un valore medio di 700 – 1000 kg/sostanza secca ad ettaro.
Una delle principali funzioni della microflora presente nel suolo, è rappresentata dalla mineralizzazione o degradazione della sostanza organica del terreno. Questo processo venne dimostrato per la prima volta nel 1877 dai biologi Schloesing e Muntz.
Il processo di nitrificazione, che rappresenta la tappa biochimica più importante nella mineralizzazione della sostanza organica, venne descritto in seguito nel 1899 da Winogradsky e Omeliansky, i quali nel corso del processo di trasformazione dell’azoto organico (N-organico), in azoto inorganico (N-inorganico) riuscirono a identificare i batteri nitrosanti e nitrificanti responsabili dell’intero meccanismo.
Il processo invece di fissazione non simbiontica dell’azoto atmosferico, da parte dei batteri del genere Azotobacter, Azospirillium, Clostridium, delle alghe verdi e azzurre, venne studiato all’inizio del 1900 sempre da Winogradsky.
Addirittura viene fatto risalire al 1767, la descrizione dei tubercoli radicali delle leguminose da parte del biologo Malpighi. Mentre la scoperta della fissazione simbiontica dell’azoto atmosferico da parte dei batteri azotofissatori chiamati da Beijerinckj Bacillus radicicola, venne scoperta da Hellriegel e Wilfarth nel 1887, da Breal nel 1888, da Berthelot nel 1889 e da Prazmowsky nel 1889.
Soltanto successivamente venne studiata la fissazione simbiontica dell’azoto da parte di piante appartenenti anche a famiglie diverse dalle leguminose.
Si tratta di specie forestali ed erbacee come:

  1. Betulacee (Alnus).
  2. Eleagnacee (Eleagnus).
  3. Rhamnacee (Ceanothus).
  4. Casuarinacee (Casuarina).
  5. Graminacee.

Questi microrganismi, che fanno parte della rizosfera e che costituiscono la microflora del suolo, stabiliscono inoltre dei rapporti particolari con le radici delle piante andando ad incidere positivamente sulla fertilità del terreno.
Le radici delle piante infatti oltre ad influire sull’assorbimento e l’equilibrio dei nutrienti presenti nella soluzione circolante, liberano delle sostanze acide di natura organica che oltre ad agire da solvente, stimolano i microrganismi del suolo favorendone la loro attività metabolica.
Si genera così uno scambio di materiale nutritivo tra le piante e gli organismi viventi, che ha come scopo quello di aumentare la disponibilità degli elementi minerali influendo a sua volta sulle proprietà fisiche, chimiche e biologiche del terreno.
Per questo è necessario conoscere in maniera approfondita le proprietà biologiche e microbiologiche del suolo, affinché sia possibile capire quali siano i processi che regolano l’attività di questi organismi, indirizzandoli e combinandoli in maniera produttiva per migliorare la fertilità del terreno.
Per questo ad oggi, la presenza della sostanza organica del terreno e la sua l’attività biologica, sono considerati elementi basilari per la fertilità agronomica dei suoli.

C) Gli organismi del terreno
La popolazione attiva del terreno, è formata da un insieme di organismi viventi che appartengono sia al regno animale che vegetale.
Tra i più importanti ricordiamo:

  1. Mammiferi.
  2. Artropodi.
  3. Molluschi.
  4. Lombrichi.
  5. Nematodi.
  6. Protozoi.
  7. Alghe.
  8. Licheni.
  9. Attinomiceti.
  10. Funghi.
  11. Batteri.

Mammiferi, artropodi, molluschi, lombrichi, nematodi e protozoi fanno parte di quella che viene chiamata la fauna del suolo.
Mentre alghe, funghi, licheni, attinomiceti e batteri fanno parte invece della flora del suolo.
La fauna del suolo, è costituita da un elevato numero di individui che appartengono a varie classi e gruppi mostrando a loro volta un’attività molto diversificata.
Nella fauna del suolo possiamo ritrovare:

  • Consumatori primari ed erbivori (si cibano di piante, nematodi, larve d’insetti ecc.).
  • Consumatori secondari (si cibano dei consumatori primari).
    Sono rappresentati da carnivori e predatori (es. acari e insetti centopiedi).
  • Consumatori terziari (si cibano dei consumatori primari e secondari).
    Fanno parte i ragni e gli insetti carabidi.

La fauna del suolo, viene a sua volta suddivisa in base alle dimensioni degli individui in:

  1. Nanofauna (comprende piccoli protozoi).
  2. Microfauna (comprende rizopodi e nematodi).
  3. Mesofauna (comprende acari e collemboli).
  4. Macrofauna (comprende larve di insetti, ragni, artropodi e crostacei).
  5. Megafauna (comprende gli anellidi, gli anfibi, i rettili e i mammiferi).

Anche la flora del suolo, è suddivisa in base alle dimensioni degli individui in:

  • Macroflora (alghe, protozoi e licheni).
  • Microflora (funghi, attinomiceti e batteri).

La fauna del suolo anche se molto differenziata e con azione diverse sulla fertilità, è numericamente meno consistente della flora del terreno. Per esempio per ogni organismo predatore della fauna del suolo, vi sono in media 1000 batteri per m² di terreno.
Questo significa come il legame tra flora e fauna del terreno, possa giocare un ruolo molto importante sulla produzione delle piante e l’attività biologica dell’intero ecosistema.
La quantità di organismi del suolo che possiamo ritrovare all’interno delle varie biomasse organiche, è oscillante mediamente per:

  1. Nematodi e lombrichi = 300 – 800 kg/ha.
  2. Protozoi = 100 – 200 kg/ha.
  3. Alghe = 25 – 100 kg/ha.
  4. Funghi = 600 – 1000 kg/ha.
  5. Attinomiceti = 150 – 700 kg/ha.
  6. Batteri = 450 – 7000 kg/ha.

C.1) Mammiferi
Tra gli animali appartenenti alla classe dei mammiferi, la talpa è quella più importante soprattutto nelle zone temperate. Grazie alla sua capacità di scavare delle gallerie, facilita il processo di alterazione fisica del suolo operando un rimescolamento degli strati di terreno.
Se sotto questo aspetto è utile come animale, non lo è però dal punto di vista economico perché risulta molto dannosa alle colture agrarie andando a danneggiare gli apparati radicali allo stesso modo dei topi e delle arvicole.

C.2) Artropodi
Sono numerose le popolazioni di artropodi presenti nel terreno. La loro attività è abbastanza evidente nei terreni naturali dei boschi, delle foreste e dei pascoli permanenti, dove le condizioni climatiche, di vegetazione e di suolo creano quell’ambiente ideale per il loro nutrimento assieme a ottime condizioni di temperatura e umidità.
Tra le classi di artropodi più importanti presenti nel terreno ricordiamo:

  1. Miriapodi.
  2. Insetti.
  3. Collemboli.
  4. Acari.

C.2.1) Miriapodi
Questi animali vengono distinti a loro volta in:

  • Sinfili
    Sono molto rari, ma caratterizzati da migrazioni in senso verticale nel terreno.
  • Diplopodi
    Rientrano in questa categoria i millepiedi. Sono animali molto numerosi, comuni nei prati e nelle coltivazioni costituite da una lettiera di sostanza organica. Li possiamo ritrovare anche sotto le cortecce degli alberi e nelle ceppaie.
    Sono animali consumatori primari ed erbivori e si cibano di sostanza organica in decomposizione. Una volta ingerita la secernono poco modificata all’esterno, ma molto più sminuzzata e quindi facilmente utilizzabile dagli organismi più piccoli.

C.2.2) Insetti
Rappresentano gli animali più importanti della classe degli artropodi.
Tra gli insetti più importanti dotati di attività biologica del suolo, ricordiamo le classi degli:

  • Isotteri
    Vi appartengono le termiti. Questi insetti rimuovono e rimescolano la sostanza organica dai vari strati e orizzonti, favorendone la sua naturale decomposizione.
  • Coleotteri
    I più importanti sono gli stercorari, che hanno la funzione di decomporre il materiale morto di alcuni animali superiori, diffondendosi in successione nei vari strati di terreno.
    Assieme agli scarafaggi, incorporano lo sterco nel suolo facilitandone la sua decomposizione.

C.2.3) Collemboli
Sono organismi animali piccoli (3 mm di lunghezza), molto diffusi nei terreni (presenti fino a 5000 m di altezza) e molto numerosi.
Alcune di queste specie sono considerate parassite e dannose per le colture agrarie soprattutto negli orti e fungaie. Ricordiamo lo sminturo (Sminthurus viridis). Altre specie esercitano invece un’azione benefica al terreno.
I collemboli hanno la funzione di rimuovere il materiale organico, ingerirlo e secernerlo sotto forma di palline nel terreno. Inoltre per la presenza nel loro apparato digerente di una simbiosi con dei batteri, sono capaci di degradare la chitina presente nell’esoscheletro degli insetti e di restituirla al suolo in forme maggiormente assimilabili.

C.2.4) Acari
Sono artropodi di piccole dimensioni che vivono in varie tipologie d’ambiente. Favoriscono la frantumazione grossolana e la successiva degradazione chimica della lettiera forestale, determinandone il rimescolamento e il trasporto verticale tra i vari strati.

C.3) Molluschi
Sono organismi viventi tipicamente acquatici, ma alcuni di essi soprattutto quelli della classe dei gasteropodi, si sono adattati anche alla vita terrestre.
Tra i più importanti molluschi ricordiamo i polmonati a cui appartengono le lumache, le limacce e le chiocciole. Questi organismi assumono notevole importanza per il terreno, in quanto decompongono la sostanza organica che viene ingerita e le sostanze colloidali che secernono (mucoproteine) cementano le particelle del terreno migliorandone la struttura fisica.

C.4) Lombrichi
Della fauna del terreno, i lombrichi sono gli animali più numerosi. Se ne contano mediamente circa 220 specie, all’interno del quale il lombrico comune è il più importante.
Sono organismi dotati di un elevato adattamento ambientale, sono numerosi (se ne contano in media dai 3 ai 14 milioni per ettaro) e diffusi in ogni terreno.
Si nutrono di sostanza organica e di vegetali che utilizzano come materiale per le loro tane. Gli escrementi che aggregano vanno a depositarli nel suolo.
Sono molto importanti come animali, se si pensa che circa 30 lombrichi per m², possono incorporare nel terreno 1,5 t di foglie in un anno, ingerendo circa 30 t di terra.
Grazie alla loro attività, i lombrichi ringiovaniscono il suolo migliorandone le proprietà fisiche come:

  1. Porosità
  2. Areazione.
  3. Struttura.
  4. Infiltrazione dell’acqua.

E’ necessario tuttavia, non favorire un abbondante quantità di lombrichi nel terreno, perché la materia organica presente verrebbe utilizzata per il loro nutrimento invece che a vantaggio delle colture.

C.5) Nematodi
Sono dei vermi delle dimensioni microscopiche, di colore trasparente e presenti in ogni tipo di terreno.
In base alle loro modalità di nutrizione possono essere:

  1. Saprofiti
    Si nutrono di sostanza organica in decomposizione.
  2. Predatori
    Si nutrono di organismi viventi (es. nematodi, batteri, protozoi ecc.).
  3. Fitofagi
    Si nutrono delle radici delle piante, provocando danni e diffondendo malattie (es. Pratylenchus, Heterodera e Meloyndogine).

I nematodi di conseguenza fanno parte delle componente microbica del terreno, anche se la loro azione positiva sulle proprietà fisiche del suolo è molto limitata.

C.6) Protozoi
Sono organismi unicellulari, appartenenti al regno dei protisti. Hanno piccole dimensioni comprese tra pochi mm e pochi micron.
Le specie più frequenti nel suolo sono:

  1. Flagellati.
  2. Ciliati.
  3. Infusori.
  4. Amebe.
  5. Rizopodi.

I protozoi, non hanno un ruolo ben definito nel terreno, anche se la loro azione è per lo più legata all’attività dei batteri utili dei quali si nutrono e nella decomposizione della sostanza organica.
Nei terreni ricchi di sostanza organica (es. prati e risaie permanenti e orti), sono responsabili del fenomeno della stanchezza.

C.7) Alghe
Si tratta di organismi unicellulari procarioti (cianobatteri o alghe azzurre), oppure pluricellulari eucarioti (alghe verdi), presentano una struttura filamentosa e si differenziano dai vegetali superiori per la loro struttura più semplice.
Nel terreno possono essere presenti specie diverse di alghe, tra cui:

  1. Cianophycee  o alghe azzurre.
  2. Chlorophycee o alghe verdi.
  3. Diatomacee o diatomee.

La maggior parte delle alghe presenti nel terreno, sono organismi autotrofi in grado di effettuare la fotosintesi e fissare l’azoto atmosferico. Alcune di essere però possono comportarsi anche da organismi eterotrofi e in assenza di luce utilizzare la sostanza organica preformata.
Le alghe sono presenti negli strati più superficiali del terreno, in quanto posseggono un metabolismo aerobico in grado di utilizzare l’ossigeno e consumare la materia organica. Abbondano spesso nelle terre più asfittiche e dove la natura del terreno sia per il regime irriguo che per le piogge frequenti, sono particolarmente umide. Per svilupparsi richiedono però un pH neutro o subalcalino compreso tra 6 – 8.
La presenza delle alghe nei terreni è importante per le varie funzione che svolgono, in quanto:

  1. Accelerano la solubilizzazione dei minerali.
  2. Arricchiscono il terreno di mucillaggini migliorandone la struttura fisica.
  3. Hanno la capacità di fissare l’azoto atmosferico (es. alghe azzurre).
  4. Riducono la perdita d’azoto nel suolo assorbendo ammoniaca NH3 e nitrati NO3-.
  5. Entrano in simbiosi con alcuni batteri azotofissatori non simbionti (es. Azotobacter).
  6. Vengono stimolate nella crescita dalla presenza di un’abbondante quantità di anidride carbonica CO2.

C.8) Licheni
Sono organismi viventi derivanti da una simbiosi tra un alga e un fungo.
Le specie che possiamo ritrovare nei terreni sono molto numerose, andando a colonizzare spesso le rocce inalterate rappresentando quindi il primo passo del processo di alterazione fisica e chimica su cui successivamente si instaureranno organismi più evoluti.

C.9) Attinomiceti
Sono organismi molto simili ai batteri, in quanto unicellulari e privi di nucleo anche se hanno delle affinità molto strette con i funghi grazie alla presenza dei filamenti da cui sono costituiti.
Si tratta di organismi molto numerosi nel suolo soprattutto nelle terre incolte e in quelle boschive anche se numericamente meno abbondanti dei batteri. In ogni caso la loro presenza nel terreno dipende da:

  1. Profondità.
  2. Clima e ambiente.
  3. pH del suolo.

La loro presenza è abbondante invece nelle zone a clima subarido in quanto richiedono temperature piuttosto alte per crescere. Si accrescono e si moltiplicano bene anche in condizioni di scarsa umidità e quindi tollerano bene il disseccamento grazie alla loro capacità di produrre spore. Sono sensibili però ai cambiamenti di pH del suolo e richiedono ossigeno per svilupparsi.
Per accrescersi hanno bisogno di un’elevata quantità di ferro Fe, una buona disponibilità di fosforo P, potassio K e magnesio Mg e un pH subalcalino compreso tra 7 – 8.
Gli attinomiceti presenti nel terreno, svolgono le seguenti funzioni:

  1. Partecipano alla degradazione della sostanza organica contribuendo alla formazione dell’humus.
  2. Mobilitano gli elementi minerali rendendoli disponibili per la nutrizione delle piante,
  3. Producono sostanze ad azione antibiotica.
  4. Producono vitamine del gruppo B (es. biotina e acido folico) ad azione fitostimolante.

Dal metabolismo di alcune specie di attinomiceti (es. Streptomyces e Streptosporanigum) viene prodotta una sostanza chiamata geosmina, che conferisce l’odore di terra fresca al terreno appena lavorato.

C.10) Funghi
Sono organismi pluricellulari ed eucarioti che non avendo clorofilla e quindi non possedendo la caratteristica di produrre sostanze organiche, ricavano la loro energia attaccando organismi vivi (parassiti) o organismi morti (saprofiti).
Le classi di funghi che possiamo ritrovare più frequentemente nel suolo, sono:

  1. Zigomiceti o ficomiceti (Mucor, Rhizophus, Zygorhyncus ecc.).
  2. Ascomiceti (Aspergillus, Penicillium, Hormodendrum, Cladosporium, Trichoderma ecc.).
  3. Basidiomiceti.

Il numero delle specie fungine presenti nel terreno è molto alto avvicinandosi mediamente a circa 1,5 milioni di individui di cui solo una piccola parte è stata realmente identificata. Nel terreno sono principalmente i funghi a formare la maggior parte della biomassa organica rispetto ai semplici batteri. Essi hanno la capacità di convertire circa 500 – 5000 kg di massa umida del suolo ad ettaro.
I funghi sono organismi prettamente aerobi, si sviluppano principalmente in terreni sciolti e con un elevato grado di acidità, anche se nonostante la loro possibilità di adattarsi a svariati ambienti, tollerano un pH leggermente alcalino tra 8 – 8,5.
Grazie alla loro caratteristica di possedere delle ife e un micelio, possono colonizzare qualsiasi substrato, assorbendo elementi minerali come fosforo P, zinco Zn e cloruri Cl- per la loro nutrizione, decomponendo le sostanze organiche anche più complesse (es. lignine) permettendo quindi di favorire la produzione dell’humus.
Le funzioni più importanti svolte dai funghi nel terreno, sono:

  1. Controllo  dei cicli biogeochimici degli elementi (es. ciclo dell’azoto N, ciclo del carbonio C, ciclo dello zolfo S ecc.).
  2. Miglioramento della nutrizione e la salute delle piante.
  3. Miglioramento della struttura e fertilità del suolo.

Queste funzioni che svolgono, sono dovute da una parte alla loro abbondanza nei suoli e dall’altra alle svariate modalità di nutrizione da cui essi sono caratterizzati.
Per cui la notevole biodiversità genetica e funzionale dei funghi e l’innumerevole quantità di specie ritrovate nel suolo, fanno di questi organismi una chiave molto importante di tutti gli ecosistemi vegetali con delle ricadute produttive in ambito agronomico e forestale.
In base alla loro modalità di nutrizione e quindi dal punto di vista ecologico, i funghi vengono distinti in:

  1. Saprofiti.
  2. Parassiti.
  3. Simbionti.

C.10.1) Funghi saprofiti
Assumono importanza nella decomposizione della sostanza organica e nel favorire la formazione del profilo del suolo. Decompongono sostanze organiche complesse (es. proteine, cellulosa, lignina) e sono molto numerosi nel suolo.
Dall’attività metabolica dei funghi saprofiti, si verifica un arricchimento nel terreno di composti ammoniacali (es. NH3 e NH4+), grazie alle ife fungine che a decomposizione avvenuta vanno ad arricchire il terreno di azoto.

C.10.2) Funghi parassiti
Non hanno un ruolo particolare nel terreno, se non quello di essere dannosi e provocare delle patologie alle principali colture agrarie.

C.10.3) Funghi simbionti
Ricordiamo che la simbiosi, è l’unione biologica di due organismi viventi, all’interno del quale entrambi ricevono dei benefici (es. radici delle leguminose e batteri azotofissatori).
Questa simbiosi oltre che avvenire tra organismi inferiori, può realizzarsi anche ad un livello più evoluto (es. tra un fungo e una pianta). Simbiosi di questo tipo vengono dette micorriziche e l’organismo che ne deriva dal punto di vista organizzativo, anatomico e fisiologico, è detto micorriza.
Approfondiremo il ruolo delle micorrize e la loro importanza nella nutrizione delle piante, in un articolo a loro dedicato. In questa sezione invece affrontiamo quali sono le loro funzioni a livello del terreno, tra cui:

  1. Favoriscono gli scambi idrici.
  2. Permettono la mobilizzazione e l’assorbimento di alcuni elementi minerali.
  3. Degradano la sostanza organica contribuendo alla sua umificazione.
  4. Migliorano l’assorbimento del fosforo P, trasformandolo da forme non disponibili (es. fosfati) a forme disponibili (es. polifosfati) che poi verranno distribuiti all’interno della pianta.
  5. Migliorano l’assorbimento di alcuni microelementi (es. ferro Fe, zinco Zn e rame Cu).
  6. Riducono la tossicità dovuta alla presenza di metalli pesanti (es. cadmio Cd, piombo Pb, mercurio Hg ecc.).
  7. Producono delle sostanze ad azione antibiotica che vanno a migliorare lo stato fisiologico delle piante.

C.11) Batteri
Sono organismi unicellulari procarioti di piccole dimensioni (5 – 8 μ), di peso ridotto potendo vivere sia in presenza di ossigeno (aerobi) che in assenza di ossigeno (anaerobi).
I batteri sono presenti in tutti i tipi di suolo e rappresentano la classe di organismi viventi più numerosa in assoluto. Si stima infatti che la quantità di specie batteriche mediamente presenti in un terreno oscilli tra 2000 e 8,3 milioni di individui, di cui soltanto una piccola parte è stata riconosciuta e descritta.
La loro facilità di diffusione e l’elevata frequenza di moltiplicazione, unita ad un enorme numero di specie fanno in modo che nessun tipo di terreno si presenti privo di batteri. Dai terreni polari a quelli desertici e ogni altro tipo di terreno, possiede la sua microflora batterica, che varia in base alle esigenze fisiologiche, organizzative e di nutrizione della specie.
L’accrescimento e lo sviluppo dei batteri nel terreno è dovuto sia alla caratteristiche intrinseche che estrinseche alla specie batterica interessata.
Tra le caratteristiche intrinseche ricordiamo:

  • Specie batterica.
  • Numero di cellule batteriche.

Tra le caratteristiche estrinseche ricordiamo invece:

  1. Clima
    Sono più numerosi nei climi temperati.
  2. Stagione
    Più numerosi in primavera e in autunno.
  3. Reazione o pH del terreno
    Richiedono per crescere e svilupparsi un pH neutro o subalcalino.
  4. Temperatura
    Quella ideale è compresa tra 20 e 30°C.
  5. Umidità
    Il loro giusto grado di umidità per accrescersi è compreso tra il 50 e 70% della capacità di campo del terreno.
    In ambiente arido passano da uno stadio di vita latente, mentre in un ambiente umido dove c’è poco ossigeno i batteri anaerobi prendono il sopravvento su quelli aerobi.
  6. Presenza di sostanza organica
    Negli strati superficiali del suolo predominano i batteri aerobi, mentre negli strati più profondi quelli anaerobi.
  7. Presenza di sostanze nutritive necessarie alla loro crescita come:
    a) Carbonio C.
    b) Idrogeno H.
    c) Ossigeno O.
    d) Azoto N.
    e) Fosforo P.
    f) Potassio K.
    g) Zolfo S.
  8. Natura del terreno
  9. Interventi agricoli come:
    a) Lavorazioni.
    b) Rotazioni colturali.
    c) Concimazione
    d) Irrigazione.
    e) Diserbo.
    f) Difesa fitosanitaria.

Di conseguenza, sono principalmente le condizioni ambientali che hanno la capacità di modificare la composizione della popolazione microbica e di conseguenza anche il processo biochimico connesso al loro metabolismo.
Questa variazione delle popolazioni batteriche nel terreno in base alle condizioni ambientali, dipende inoltre dal profilo e orizzonte di terreno interessato. Infatti i batteri che sono abbondanti nell’orizzonte A più superficiale, tendono a ridursi progressivamente nell’orizzonte B intermedio, per poi quasi scomparire nell’orizzonte C più profondo.
Dal punto di vista numerico infatti la quantità media di batteri presente nello strato superficiale del terreno (25 – 30 cm) è compresa tra 100 milioni e 1 miliardo per grammo di suolo, oscillando tra un minimo di 1 milione e un massimo di 10 miliardi di cellule batteriche.
E’ necessario inoltre aggiungere che la popolazione batterica presente nel terreno, è influenzata anche dalle radici e dagli organi ipogei (es. tuberi, rizomi ecc.) delle piante, le cui secrezioni radicali stimolano la vita microbica attorno alla zona interessata dalle radici (rizosfera).
Di conseguenza anche l’attività fisiologica delle piante e le attività di degradazione del suolo, sono fortemente influenzate e condizionate dall’attività dei batteri presenti.
Questo ha come risultato finale il fatto che la vita batterica presente nel terreno condiziona enormemente la sua fertilità agronomica.
Ricordiamo infatti che è proprio grazie all’attività dei batteri che dipendono alcuni processi biochimici del suolo di notevole importanza agronomica, come:

  1. Umificazione o degradazione della sostanza organica.
  2. Ammonizzazione (trasformazione dell’N-organico in N-inorganico sotto forma di ammoniaca NH3 e NH4+).
  3. Nitrificazione (trasformazione dell’ammoniaca NH3 in nitrato NO3-).
  4. Denitrificazione (trasformazione dell’ammoniaca NH3 o nitrato NO3- in azoto gassoso N2).
  5. Azotofissazione (fissazione dell’azoto gassoso N2 e trasformazione in composti ammoniacali NH3 o NH4+).

Dal punto di vista ecologico i batteri presenti nel suolo vengono suddivisi in varie categorie tenendo conto di:

  1. Sorgente di energia utilizzata (chimica o luminosa).
  2. Modalità di nutrizione.
  3. Presenza o assenza di ossigeno.
  4. Processo biochimico nel terreno.

In base al tipo di energia utilizzata i batteri vengono suddivisi in:

  • Chemiotrofi.
  • Fototrofi.

In base invece alla loro capacità di nutrizione vengono distinti in:

  • Autotrofi
  • Eterotrofi.

In base al processo biochimico che svolgono nel terreno, possono essere:

  • Nitrosanti (trasformano il nitrato NO3- in nitrito NO2-).
  • Nitricanti (trasformano il nitrito NO2- in composti ammoniacali NH3 o NH4+).
  • Denitrificanti (trasformano l’ammoniaca NH3 o il nitrato NO3- in azoto gassoso N2).
  • Azotofissatori
    a) Non simbionti (Azotobacter, Clostridium e Azospirillium).
    b) Simbionti (Rhizobium).

C.11.1) Batteri chemiotrofi
Utilizzano l’energia chimica derivante dal processo di ossidazione delle sostanze organiche e inorganiche.
Questi batteri a loro volta in base alla loro capacità di crescere in presenza o in assenza di ossigeno, possono essere anche:

  • Aerobi o ossidanti.
  • Anaerobi o riducenti.

I batteri aerobi o ossidanti utilizzano come elemento per la loro attività metabolica l’ossigeno attraverso il processo di respirazione cellulare.
Ricordiamo ad esempio:

  1. Tiobacilli o solfobatteri.
  2. Ferrobacilli o ferrobatteri.
  3. Carbossidomonas o monossidobatteri.

I batteri anaerobi o riducenti, utilizzano invece come elemento per la loro attività metabolica un prodotto diverso dall’ossigeno attraverso il processo di fermentazione.
Ricordiamo ad esempio:

  • Metanobacilli o metanobatteri.
  • Desulfovibrio o solfobatteri.

Esistono anche batteri che hanno delle caratteristiche intermedie tra quelli aerobi o ossidanti e quelli anaerobi o riducenti.

C.11.2) Batteri fototrofi
Utilizzano l’energia luminosa, catturata in presenza di luce grazie ad un composto simile alla clorofilla detta batterioclorofilla. Per questo i batteri fototrofi sono detti anche fotosintetici.
Questa energia luminosa viene assorbita in strutture cellulari particolari, convertita in energia chimica e utilizzata per trasformare la CO2 in composti organici in un processo simile a quello che avviene nelle piante superiori.
Mentre però il processo di fotolisi per ricavare ossigeno nelle piante avviene a carico dell’acqua H2O, nei batteri fotosintetici avviene a carico dell’acido solfidrico H2S con produzione di zolfo.
Questo processo è tipico dei solfobatteri porpora (Thiorodacee), dei solfobatteri verdi (Chlorobacteriacee) oppure degli alcolbatteri (Athiorodacee).

C.11.3) Batteri autotrofi
Sono batteri che utilizzano il carbonio sotto forma di CO2 per fabbricare la sostanza organica.
Questi a loro volta possono essere:

  • Fotoautotrofi.
  • Chemioautotrofi.

I batteri fotoautotrofi utilizzano l’energia luminosa per fabbricare le sostanze organiche.
Viceversa i batteri chemioautotrofi, utilizzano l’energia derivante dai processi di ossidazione delle sostanze organiche o inorganiche per fabbricare altre sostanze organiche
Questi ultimi assumono estrema importanza nel terreno soprattutto per i cicli geopedologici del suolo.

C.11.4) Batteri eterotrofi
Sono batteri che ricavano energia sotto forma di carbonio, da sostanze organiche già formate.

Concludiamo la nostra trattazione sui batteri e sulle loro modalità di nutrizione, affermando che la loro presenza nel terreno è un fattore essenziale non solo per le numerose trasformazioni biochimiche che svolgono, ma anche per la vita di tutti gli esseri viventi in primo luogo le piante.

BIBLIOGRAFIA:
1) Alquati G., Rizzitano G., 1997. Chimica agraria. Edagricole. Edizioni Agricole. Bologna.

2) AA.VV., 1997. Manuale di agricoltura. Seconda edizione. Ulrico Hoepli editore, Milano.

3) Landi R., 1999. Agronomia e ambiente. Edagricole. Edizioni Agricole. Bologna.

4) Manenti G., Sala C., 2012. Alle radici dell’agricoltura: un metodo naturale tra problemi economici ed ecologici. Quaderni d’Ontignano. LEF – Libreria Editrice Fiorentina, Firenze.

5) http://www.cooperazione.ch. Il lombrico: mister muscolo del prato. Archivio foto.

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