Responsabile


Benedetti Anna
anna.benedetti@entecra.it

Staff

Manici Maria Luisa
cin@entecra.it
Mocali Stefano
abp@entecra.it

Biodiversità del suolo e risorse genetiche microbiche

Fertilità biologica, ecologia microbica, biodiversità microbica del suolo

Biodiversità microbica del suolo per la valorizzazione di agro sistemi tipici della realtà italiana: caso studio di campi catalogo per la conservazione del germoplasma vegetale - AGROBIOIND

Coordinatore: CRA-RPS. http://rps.entecra.it

Finanziatore: MiPAAF. http://www.politicheagricole.it

Date:

Una delle principali emergenze ambientali è sicuramente rappresentata dalla perdita di biodiversità dei suoli. E’ noto che gran parte della biodiversità dei suoli sia rappresentata soprattutto dai microrganismi il cui ruolo è assolutamente cruciale per la qualità e la sostenibilità dell’ecosistema suolo. Essi infatti rivestono funzioni fondamentali per i cicli geochimici dei nutrienti, per la degradazione e mineralizzazione della sostanza organica, la formazione di humus, ecc. Inoltre è stato più volte evidenziato come la diversità microbica del suolo sia direttamente correlata con quella della vegetazione presente determinandone, di conseguenza, variazioni funzionali che si ripercuotono direttamente o indirettamente sulla crescita delle piante e la qualità dei loro prodotti (Bartelt-Ryser et al., 2005). Le comunità batteriche e fungine hanno funzionalità e distribuzione diverse nei suoli, con un rapporto diverso nei confronti delle piante, pertanto la “lettura” di un sistema agricolo attraverso questi due indicatori microbici permette un approccio completo allo studio della ecologia microbica dei suoli agrari. Nonostante l’importanza di questi aspetti, rimane ancora molto da fare e da capire, soprattutto per quanto riguarda il ruolo della biodiversità microbica intesa come “indicatore di qualità” in quanto anello di congiunzione tra qualità del suolo e qualità dei prodotti colturali. Uno dei principali ostacoli è indubbiamente la mancanza di metodi standardizzati per lo studio e la “misura” della biodiversità, come più volte sottolineato anche dalla Proposta di Direttiva Quadro per la Protezione del Suolo (SFD - Soil Framework Directive), COM(2006) 232. Il progetto ha due obiettivi principali: il primo è quello di dimostrare quanto la biodiversità microbica dei suoli possa essere importante sia nello studio e nella gestione dei sistemi agrari che per la qualità di particolari colture strettamente legate al territorio. Il secondo obiettivo è quello di dimostrare come gli indicatori di biodiversità possano essere parametro essenziale non solo per il monitoraggio della perdita di biodiversità, ma anche come strumento impiegabile in campi decisionali per i sistemi agricoli quali, per esempio, la messa a punto di disciplinari di produzione in recepimento alle direttive europee.

Risultati raggiunti
L’analisi delle caratteristiche chimico-fisiche dei suoli dei tre ceraseti individuati e, in particolare, quella del C organico ha mostrato che i terreni laziali hanno una percentuale di sostanza organica nel complesso superiore rispetto a quello emiliano. La biomassa microbica dei campioni del sito del CRA-FRU associati al portainnesto COLT mostrano valori maggiori rispetto a quelli associati ad altre varietà ma ciò sembrerebbe essere dovuto più alla superficialità delle radici che all’effetto della pianta. Nei campioni di Vignola, invece, si osserva un maggior contenuto di biomassa microbica nel controllo senza pianta piuttosto che al controllo (senza pianta) che sembrerebbe essere supportata anche dai dati respirometrici. Nei suoli di Monterotondo (Giangirolami) non è emersa alcuna differenza significativa in questi termini.
Le analisi dei profili eco fisiologici (BIOLOG) hanno evidenziato una variabilità metabolica nei suoli di CRA-FRU così grande da rendere difficile un confronto tra le diverse tesi. I suoli delle aziende GIA e VIG non hanno evidenziato alcuna differenza significativa tra le diverse tesi, pertanto è plausibile supporre che in quei casi l’effetto varietale delle piante di ciliegio sulle comunità microbiche del suolo associato sia irrilevante e che sia, invece, il suolo stesso a determinare le pressioni selettive maggiori.
Nelle prove in vaso, condotte con ciliegio COLT di circa 2 mesi, è stato invece possibile osservare una netta differenza tra endofiti ed eubatteri rizosferici ma nessuna differenza significativa tra le diverse tesi. In questo caso, a differenza di quanto osservato in pieno campo, non si è osservata nessuna selezione microbica ad opera del suolo utilizzato, perciò è plausibile ipotizzare che sia la pianta a selezionare maggiormente le comunità microbiche della rizosfera piuttosto che il suolo. In conclusione i dati del progetto sembrano evidenziare un effetto maggiore della pianta sulle comunità microbiche della rizosfera mentre nel suolo bulk sembra prevalere la pressione selettiva imposta dal suolo. Tuttavia per poter confermare tali indicazioni sarebbe opportuno ripetere le prove per un periodo di tempo maggiore (almeno un triennio) o, meglio ancora, allestire una prova di lungo termine in un campo sperimentale permanente.

Highlight
Soil microbial diversity as indicator for agro-eco systems producing high quality products. Case study: typical cherry production in Italy. Manici, L.; Caputo, F.; Benedetti, A. (2010) AGRO02010, Proc. XI ESA Cong. Montpellier (France) Eds. Agropolis International Editions

Prossime sfide
Realizzare collezioni di microrganismi in situ, inizialmente presso i campi catalogo CRA per poi estenderla a siti di rilevanza nazionale.

Benefici
Benefici scientifici
La proposta di ricerca avrà caratteristiche di qualificazione e rilevanza scientifica, di innovatività nell’approccio e nei temi trattati, e contemporaneamente di concretezza e di aiuto alle imprese italiane del settore per analizzare il proprio posizionamento e pianificare le proprie strategie di sviluppo strettamente legate al territorio. Pertanto, la sperimentazione ha come obiettivo fondamentale la messa a punto di indicatori idonei alla misura e al monitoraggio della biodiversità microbica del suolo in relazione alla sua qualità e a quella della coltura associata. Tali strumenti sono al momento assenti dal panorama scientifico internazionale e anche la legislazione europea (vedi Strategia Tematica) ne evidenzia la necessità.

Benefici economici
Benefici indiretti potrebbero derivare dal controllo da parte degli organi competenti di pratiche agricole volte alla conservazione della biodiversità microbica nell’ambito delle legislazioni legate alla condizionalità e alle Reti Rurali. Inoltre si potrebbe riuscire a valorizzare la potenzialità di un suolo particolarmente adatto ad ospitare una determinata coltura tipicamente legata al territorio. Un altro beneficio potrebbe derivare dall’isolamento e messa in collezione di microrganismi utili alla agricoltura e successivamente scambiati e/o venduti.

Impatto sociale
Il progetto è stato pensato anche per evidenziare e valorizzare la ricchezza delle produzioni locali legata alla qualità del suolo e alla sua biodiversità. Gli indicatori che verranno messi a punto saranno un utile strumento utile a far sì che l'apparato legislativo opti per soluzioni e strategie che rispettino, fondamentalmente, lo sviluppo locale, le dinamiche sociali, le prospettive economiche della regione, il contesto istituzionale e i diritti umani.

Impatto ambientale
Potrebbe contribuire alla diffusione di pratiche conservative dell’ecosistema suolo in termini di biodiversità microbica e qualità dell’ambiente. In tal modo si potrebbe comprendere meglio l’importanza dell’areale di coltivazione per prodotti tipici, individuando relazioni biunivoche tra pianta e suolo. Sarebbe quindi opportuno procedere con la messa a punto di protocolli di conservazione del germoplasma vegetale associato alla risorsa genetica microbica del suolo corrispondente.