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 foto sintetizzatori. 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 facilità 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.

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 rimante 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: 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 suoli 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

causa 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 (9 macro e 8 micro)

I sintomi dei deficit si possono manifestare in fasi diverse di crescita della piante 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 piante (fioritura, fruttificazione).

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