Riassunto esame Botanica ambientale, Prof. Persiani Anna Maria, libro consigliato Plant Ecology, Schulze

Botanica ambientale

Il fuoco come agente di disturbo

Fuoco: materiale organico rimosso, incendi anche di elevata intensità portano ad una situazione di successione secondaria, dopodiché si aggiunge la frequenza degli incendi.

Erbivoria: fattore di stress biotico che in funzione dell’intensità dell’erbivoria, può portare a una situazione per la quale ci sia una successione secondaria. La capacità di carico di un sistema rispetto all’erbivoria ha una sua limitazione, pensiamo al bacino del Mediterraneo in cui il consumo va a riguardare tutta la componente vegetale.

La rete alimentare del suolo

Cinque livelli trofici del suolo, rete alimentare complessa:

1. Piante e produttori primari come fotosintetizzatori. L’apporto arriva in termini di sostanza organica associata alla biomassa che poi diventerà micro-massa;
2. Nematodi, funghi e batteri. Simbiosi mutualistiche, funghi a vita libera nel suolo che svolgono un ruolo importante nella decomposizione della sostanza organica. Decompositori mutualisti, funghi micorrizici, patogeni, rapporto con l’ospite e non con il substrato come i saprotrofi, nematodi che entrano in quanto consumano porzioni dell’apparato radicale delle piante.
3. Detritivori, predatori, erbivori. Ampliamento di questa componente rispetto alla precedente, artropodi, nematodi, protozoi. Artropodi importanti nella loro attività perché vanno a sminuzzare il detrito fogliare, la possibilità di realizzare un processo di decomposizione da parte di funghi e batteri è molto amplificata dall’azione di una componente che riguarda la fauna tipica del suolo, che ha il ruolo di sminuzzatore: questo facilita l’aumento delle possibilità di accedere al detrito vegetale e quindi aumento delle possibilità di colonizzazione;
4. Aumento dei ruoli di nematodi e artropodi;
5. Predatori di livello superiore.

Rizosfera

Rappresenta l’interfaccia tra la radice e quella che è la componente batterica e fungina che ricade in questa porzione di suolo che è minimo, microhabitat. È il sito dove si verificano i maggiori scambi perché i metaboliti rilasciati a livello radicale sono molecole che batteri e funghi vanno ad utilizzare e vanno ad essere un contributo importante per sintetizzare la biomassa.

Importante capire le diverse componenti come si esprimono nei suoli con riferimento a coperture vegetali di natura diversa, all’uso dei suoli in ambito agricolo, situazioni forestali, situazioni di praterie. L’insieme dei dati deriva da dati che riguardano soprattutto l’America e la scala che li esprime è espressa in tonnellata per acro. All’interno troviamo funghi, batteri, protozoi, nematodi, artropodi e vermi.

Relativamente a foreste di pino la relazione va a favore dei funghi, esprimibile con un dato di biomassa, perché il dato di biodiversità ci rappresenta la presenza della specie; un dato di abbondanza in questo caso sarebbe difficile. La biomassa indica come sia più favorevole la quantità di funghi rispetto agli altri organismi. Nelle praterie troviamo una quantità maggiore di batteri rispetto ai funghi e altri organismi. In una situazione forestale il ruolo dei funghi è prevalente rispetto ai batteri per la presenza di legno e cortecce poiché i batteri non riescono a degradarne le molecole. Situazione diversa nelle praterie dove c’è un’inversione di questi ruoli.

Quando parliamo di biodiversità parliamo di biodiversità dal punto di vista tassonomico, ricchezza di specie, mentre se parliamo di diversità funzionale entriamo nello specifico nell’attività e la possiamo esprimere con un dato di biomassa. Anche se non è definita la funzione specifica che va a svolgere quella specie, il fatto che ci sia una maggiore quantità di quella specie ci dà un’indicazione precisa della funzione che svolge quella specie nell’ambiente, dominanza.

I funghi vivono sulla superficie delle particelle di argilla o di humus. Le ife fungine sono definite “autostrade” per i batteri che gli permettono di raggiungere quei pori che si vengono a creare a livello del suolo. La comunità di organismi fornisce una risposta di livello di adattamento all’ecosistema in cui vivono. Svolgono varie funzioni di degradazione della biomassa e hanno un’alta capacità enzimatica.

• Specie autoctone: il sistema ha già una sua autoregolazione;
• Specie alloctone: hanno tutt’altre caratteristiche e hanno anche dei modelli di crescita e sviluppo finalizzati all’uso delle risorse con crescita rapida, cicli brevi e una colonizzazione in questo senso.

I funghi immobilizzano i nutrienti nel suolo perché gli elementi potrebbero essere dilavati e persi dal sistema, rappresentano quindi un capitale del sistema. Se viene mobilizzato in biomassa a vita breve, nel senso che si possono rinnovare rapidamente e ciclicamente, possono tornare ad essere disponibili per il sistema, avendo ridotto il rischio di perdita di questi elementi. La biodiversità nel suolo ha anche un valore economico, inteso come servizi ecosistemici.

Microhabitat della rizosfera

La rizosfera è un microhabitat dove distinguiamo ambiti diversi, definita come un volume di suolo direttamente influenzato dalle radici; parliamo di limiti di dimensioni di questo habitat, volume di suolo, ne distinguiamo tre:

• Ectorizosfera. Con riferimento al suolo, a contatto immediato con le radici. Se si va a fare un campionamento per isolare questa componente della rizosfera andiamo a deradicare se si tratta di piante erbacee, ci si rende conto che c’è un distacco del terreno che rimane attaccato alle radici, contatto quindi con l’apparato radicale;
• Rizoplano. Superficie suolo radice, con riferimento ai primissimi strati a livello cellulare e quindi radicale. A livello di apparato radicale c’è un rilascio di molecole;
• Endorizosfera.

Le caratteristiche del suolo modificano la crescita della pianta e delle varie componenti, che dipendono dalla quantità di nutrienti, di pH, salinità e dai vari competitori della microfauna, protozoi, funghi, batteri, virus, saprofagi.

Essudati radicali

Essudati radicali: attraverso gli essudati radicali la pianta effettua una sorta di digestione degli elementi presenti in prossimità delle sue radici, portandoli in solubilità e introducendoli nel flusso della linfa grezza, che dalle radici conduce alle foglie, nelle quali poi avvengono le principali reazioni biochimiche della pianta.

Oltre ad aiutare la pianta a procurarsi nutrienti, gli essudati sono fonte di nutrimento per i microbi, che sono un’importante parte del microbiota del suolo. Gli essudati hanno però anche un’altra funzione importante: essi tengono insieme il suolo insieme con le radici e le ife fungine, ma a differenza di queste essi operano a un livello microscopico. Come un collante gli essudati tengono insieme le particelle del suolo in importanti reti meccaniche che sono denominate aggregati, di suolo. La loro azione risulta però temporalmente delimitata, poiché possono essere consumati e degradati dai microrganismi, anche se a volte creano anche dei migliori composti per tenere insieme le particelle del suolo. Gli essudati radicali delle piante hanno un massivo impatto sulla formazione di aggregati, come colle, o cambiando la maniera in cui più o meno velocemente la rizosfera si inumidisce e si secca, in seguito alla caduta di piogge e all’evaporazione.

DOI: articolo che ha concluso tutto il percorso di divisione e una volta accettato, dopo il processo di revisione non è diretto al processo di stampa. È quindi reso disponibile online identificando l’articolo con quel termine.

Caratteristiche abiotiche del suolo

Classificazione delle particelle presenti nel suolo in base al loro range dimensionale espresso in mm: tra 0,001 e 0,01 le particelle più piccole come l’argilla, il limo e la sabbia molto fine. Tra 0,1 e 10 passiamo da sabbia molto fine a sabbia molto grossa fino ad arrivare alla ghiaia. Il rapporto percentuale tra le diverse tipologie è importante per quanto riguarda le varie funzionalità del suolo. Suoli “franchi” sono definiti suoli che hanno una percentuale analoga delle tre componenti, argilla, sabbia e limo, rappresentazione con diagramma ternario.

La frazione argillosa contribuisce a vari fattori nel suolo:

• Scambio cationico, definito come la quantità massima di saturazione del suolo in termini di scambio degli elementi. Lo scambio cationico permette inoltre di mantenere il livello del pH del terreno;
• Aumenta la capacità di trattenere l’acqua che rappresenta quindi un’ulteriore serbatoio;
• Termoregolazione, per la capacità di assorbimento del calore derivante dalla luce solare, quindi può favorire l’attività biologica in alcuni casi;

Proprietà e caratteri del suolo

Il colore dà idea della tipologia di suolo in quanto a quantità organica presente, ricchi in carbonio legato agli acidi umici. Struttura che indica la modalità di aggregazione di particelle organiche e materiali che vanno a definire il suolo. Tessitura o granulometria definisce la diversa percentuale delle diverse componenti, sabbia, limo, argilla. Un suolo privo di struttura limita di molto la funzionalità del suolo stesso: in funzione delle cause di perdita della sostanza organica nel suolo ci sarà una possibilità o meno di questa situazione. Le pratiche agronomiche riducono la presenza di sostanza organica, quindi anche una perdita di funzioni laddove non c’è una possibilità di sostituzione di specie che possano svolgere quella funzione in condizioni diverse, la sostenibilità ambientale riguarda anche questo, cioè il mantenimento di determinati sistemi in tutta la loro interezza.

Divisione del suolo

• Orizzonte O: orizzonte organico con una sua complessità e specializzazione come componenti in cui individuiamo il detrito nelle diverse fasi di degradazione. Troviamo anche una componente fungina perché è un substrato che richiede delle modalità di colonizzazione particolari, modalità di ancoraggio tipica dei funghi, riproduzioni asessuali degli ascomiceti;
• Orizzonte A, top soil, bruno e scuro. Si esprime al massimo l’attività biologica, primi 10 cm di suolo o 5 cm, dipende dal profilo del suolo e da quanto è sviluppato;
• Orizzonte B, più chiaro. Situazioni di limitata disponibilità di ossigeno che rappresenta un limite per la riproduzione di componente microbica;
• Orizzonte C. Disgregazione fino al materiale parentale, roccia madre.
• Orizzonte R. Roccia madre, materiale duro e coerente da cui si è formato il suolo.

A seconda della pendenza del suolo alcuni aspetti vengono esaltati in termini di stabilità che si modifica dalla sommità alla base; si modifica per effetto dell’erosione che riguarda sia l’azione dell’acqua che del vento e una diversa situazione sia in termini di temperature, termoregolazione ed esposizione alla luce solare, che di nutrienti disciolti. La pendenza è apprezzabile già con una differenza tra sommità e valle di 100-150 metri, in cui varia la radiazione solare, si modifica la composizione della comunità microbica tra le due zone.

Macro e micronutrienti

Macro e micronutrienti, 9 macro e 8 micro. I sintomi dei deficit si possono manifestare in fasi diverse di crescita della pianta o a livelli diversi dell’apparato fogliare a seconda della mobilità dell’elemento. Macronutrienti perché la pianta ne ha bisogno in misura maggiore, micro perché la pianta ne ha bisogno di meno. I macronutrienti entrano nelle molecole della vita con concentrazione di 1 mg per grammo di peso secco; i micronutrienti 100 mg per grammo di peso secco esigenze completamente diverse!!

In funzione della fase e del processo della pianta, sviluppo di biomassa, fasi riproduttive, fioritura, si può generare una carenza e quindi un blocco della crescita della pianta. Le esigenze nutrizionali della pianta si sono definite utilizzando culture idroponiche bilanciando i nutrienti e comprendendo le esigenze della pianta a seconda degli elementi forniti.

Ambienti abiotici e biotici – cause di stress domanda di esame

Ambienti che influenzano e regolano la vita degli organismi. Le piante sono organismi che hanno sviluppato una maggiore capacità di risposta a fattori di stress molto più di quanto non lo sia per gli animali o per l’uomo, anche perché le piante sono legate all’ambiente di vita; quindi, non c’è una possibilità di mobilità per evitare un fattore di stress che possa essere limitante la vita. L’evoluzione ha portato a un insieme di risposte di varia natura che hanno permesso alle piante di sviluppare degli adattamenti.

Natura abiotica: insieme di interazione tra organismi che possono essere fonte e causa di stress per organismi che condividono lo stesso ambiente di vita. Possibilità di risposta a una condizione ambientale sfavorevole sia dal punto di vista della componente biotica dell’ambiente di vita, sia delle interazioni che si vengono a creare tra organismi che occupano lo stesso habitat.

Quantità o intensità del fattore di stress a seconda del tipo: quantità intesa come nutrienti o inquinanti che influiscono la vita degli organismi. La pianta risponde con diverse modalità a condizioni che possano influenzarne la sua crescita e il suo sviluppo ma anche avere effetti determinanti sul completamento del ciclo vitale della pianta, fioritura, fruttificazione.

Variabilità intraspecifica: Campione di 100 o 10 individui possono dare risposte diverse rispetto ad