Biodiversità del suolo e risorse genetiche microbiche

La Convenzione sulla Biodiversità (CBD) descrive la biodiversità agricola come “le componenti della diversità biologica relative al cibo e all’agricoltura e tutte le componenti della diversità biologica che costituiscono gli ecosistemi agricoli, anche chiamati agroecosistemi. Le varietà e la variabilità degli animali, delle piante e dei microrganismi a livello genetico, di specie e di ecosistema, necessari a mantenere le funzioni chiave degli agroecosistemi, la loro struttura ed i loro processi”.

Nel caso dei microrganismi di interesse agrario essi svolgono un ruolo chiave sia nella produzione di cibo (fertilità del suolo, nutrizione delle colture, biocontrollo, biofertilizzazione) che nei riguardi della conservazione delle derrate alimentari (tossine e patogeni), che nella produzione di alimenti trasformati (latte e formaggi, vino, olio, ecc), pertanto la loro presenza e la loro biodiversità è funzionale al sostentamento degli organismi viventi sulla terra.

Ai microrganismi del suolo è deputata la conservazione dei servizi ecosistemici che si svolgono nel suolo (Bunning and Jimenez, 2003). Tra i principali troviamo:

  • Decomposizione e ciclo della sostanza organica ad opera dei decompositori primari (Batteri, funghi ed attinomiceti);
  • Regolazione della disponibilità degli elementi nutritivi e loro asportazione da parte delle colture, imputabile a funghi micorrizici, attinomiceti, batteri azoto fissatori, batteri che mineralizzano l’azoto;
  • Controllo dei patogeni e difesa. Tra cui possiamo ricordare quali biopesticidi i Batteri (Bacillus thuringensis, Pseudomonas fluorescens, ecc.) funghi (Tricoderma harzianum, Beauvaria bassiana, ecc.)
  • Mantenimento della struttura del suolo e regolazione dei processi idrologici
  • Scambi gassosi e sequestro del carbonio
  • Disinquinamento
  • Sviluppo delle piante

La nutrizione azotata e la microbiologia del suolo, viste nel loro insieme attraverso un approccio ecosistemico all’argomento, hanno costituito la base comune all’attività di ricerca che è stata svolta nel tempo dai ricercatori del centro attraverso la realizzazione di numerosi progetti. Le funzioni biologiche del suolo rivestono un ruolo chiave per l’intera vita sulla terra e non debbono essere trascurate nello studio e nella gestione degli ecosistemi agrari e forestali. I microrganismi, infatti, intervengono nella regolazione dei cicli biogeochimici degli elementi della fertilità e date le loro peculiarità biologiche possono essere utilizzati in molte applicazioni biotecnologiche, che spaziano dal biorecupero, alla biofertilizzazione, fino alla produzione di bioenergia. Lo studio delle relazioni tra pianta – suolo- microrganismo ha costituito il fulcro delle differenti tematiche affrontate quali le tecniche di nutrizione sostenibile ed ambientalmente compatibile, la valutazione dell’impatto delle differenti pratiche agricole, l’uso ed il riciclo delle biomasse organiche in agricoltura, la messa a punto di metodologie analitiche per il monitoraggio, la conservazione ed il ripristino della fertilità biologica con particolare riguardo alla diversità microbica ed alla biodiversità del suolo.


I principali filoni di ricerca perseguiti riguardano la caratterizzazione dei diversi pools azotati del suolo quale sintesi di diversità genetica e funzionale della popolazione microbica. Attraverso l’uso di tecniche innovative di analisi microbiologica, biochimica e molecolare vengono affrontati studi di metafenomica e metagenomica. Attualmente sono in corso numerosi progetti di ricerca che mirano alla definizione delle funzioni del suolo che prevedono quali obiettivi principali: la redazione di carte tematiche della biodiversità del suolo e della fertilità biologica corrispondente, dell’identificazione di popolazioni microbiche di interesse per l’agricoltura italiana e per la protezione e la conservazione della tipicità dei prodotti. Attraverso la conoscenza del ciclo e del bilancio dell’azoto è possibile intervenire in modo mirato sulla nutrizione delle colture aumentandone l’efficienza produttiva e la qualità delle produzioni, evitando sprechi energetici e danni ambientali. Molte delle ricerche condotte sono state la base per la redazione del codice di buona pratica agricola per la protezione delle acque dall’inquinamento da nitrati, la stesura di disciplinari di produzione specifici per le differenti colture con particolare attenzione a quelle che rappresentano realtà produttive di nicchia per l’economia di molte regioni e delle quali quindi si possono ottenere poche informazioni sulla letteratura internazionale.

Oggi si è in grado di poter, attraverso appropriati indicatori microbiologici, biochimici e molecolari, definire la qualità e la salute di un suolo, prevederne ed arginarne processi di degrado, fino alla desertificazione, nonché calibrare correttamente gli interventi di fertilizzazione con una gestione integrata dei nutrienti sulla base della conoscenza del ciclo e del bilancio dei diversi elementi nutritivi quali ad esempio l’azoto. Su questo principio si possono basare tutti gli studi che rientrano nel tema della metagenomica del suolo. Argomento che deve essere affrontato attraverso collaborazioni sia nazionali, che internazionali, ma che nel tempo può costituire un’importante passaggio verso progettazioni di alta tecnologia e brevettabilità.

Progetti di ricerca

Settore: Fertilità biologica, ecologia microbica, biodiversità microbica del suolo

    • UO 7. Comparti e processi del ciclo del C e dell’N - SOILSINK

      Responsabile: Francaviglia Rosa - rosa.francaviglia@entecra.it - 067005299

    Settore: Indicatori di qualità del suolo

    • Indicatori chimici e biochimici per la valutazione della qualità dei suoli sottoposti a diverse fertilizzazioni organiche - Qualsuo

      Responsabile: Bardi Laura - laura.bardi@entecra.it - 0112257281