Appunti di Gestione Ecocompatibile dei Suoli prof.ssa Loffredo

BIOSTIMOLANTI

Esistono in commercio vari prodotti: in coltura idroponica si utilizzano spray fogliari, mediante cui si somministrano

che sembrano migliorare l’assorbimento di acqua e nutrienti; le piante

sostanze umiche (in particolare acidi fulvici),

sopportano meglio la siccità ed è stimolata la fioritura.

I migliori risultati si sono avuti con applicazioni al terreno nelle prime fasi di crescita e spray fogliari nelle fasi successive.

Si tratta comunque di sostanze utilizzabili su piccola scala (al massimo su colture di pregio), e non in ambito

L’applicazione di composti umici sulla vegetazione (stimolazione

colturale su larga scala. di crescita, fotosintesi e

respirazione) ha maggiore efficacia sulle piante giovani.

ALLELOPATIA E AUTOTOSSICITÀ

Il termine allelopatia deriva dal greco (allelos=mutua; pathos=sofferenza). Tuttavia gli effetti delle sostanze

allelopatiche non creano solo sofferenza e hanno influenze sia positive che negative sugli organismi.

L’International Allelopaty Society (IAS), nel 1996, ha suggerito che l’allelopatia comprende processi che

coinvolgono metaboliti secondari di piante, alghe, batteri e funghi, che influenzano la crescita e lo

sviluppo di sistemi biologici e agricoli e che includono effetti negativi e positivi.

Gli studi sull’allelopatia sono partiti in seguito all’osservazione di sofferenze delle piante, inspiegabili con

motivazioni nutrizionali. In seguito ci si è resi conto che l’allelopatia riguarda anche influenze positive.

Generalmente la parola fa riferimento all’influenza reciproca fra organismi di specie (o anche regni) diversi,

ma a volte avviene anche fra individui della stessa specie e si parla di autotossicità (o è lo stesso organismo

che si procura la tossicità o è determinata da altri organismi della stessa specie).

Le piante essendo radicate nel suolo e immobili sono facilmente bersaglio delle avversità sia biotiche

che abiotiche. Ciò comporta lo sviluppo di meccanismi di difesa che presentano però delle falle. Pertanto

cambiano in base all’avversità.

tali meccanismi sono dinamici, non statici, in quanto Esiste un vero e

proprio linguaggio di segnalazione chimica sviluppato dalle piante. Le molecole più importanti implicate in

questo linguaggio sono i VOCs (Composti Organici Volatili).

sostanze rilasciate dalle piante nell’ambiente per comunicare

Le sono:

- VOCs; la pianta produce sostanze con lo scopo di repellere il parassita e sostanze che puntano ad

attrarre gli antagonisti dello stesso. I VOCs sono molto importanti in ambienti aridi e semiaridi in cui le

molecole evaporano più facilmente;

- percolati da foglie e fusti; molto importanti sono i percolati fogliari, soprattutto in presenza di pioggia,

elevata umidità dell’aria.

brina, nebbia, rugiada e in generale con In tal caso la segnalazione chimica

avviene attraverso molecole disciolte in acqua e veicolate da essa; dalla parte aerea terminano nel suolo.

Il noce ad esempio produce sostanze allelolapatiche che vengono lavate dalla vegetazione e inibiscono le

specie erbacee sottostanti

- essudati radicali; composti polari, solubili (zuccheri pentosi ed esosi, amminoacidi per lo più polari

come acido glutammico e aspartico, acidi organici semplici come acetico, propionico, citrico, succinico e

acidi grassi come stearico, palmitico e oleico). La pianta rilascia essudati, anche composti fenolici, che

hanno funzioni diverse. In primis acidificano lievemente la rizosfera con mobilizzazione e 11

solubilizzazione dei nutrienti minerali, cationi che altrimenti sarebbero fortemente adsorbiti o

precipitati (es. Fe, Zn, Cu); è favorita anche la chelazione e la complessazione dei cationi di metalli che

vengono così portati all’interno della pianta. Inoltre, gli essudati favoriscono la costruzione di un

substrato organico di pronto utilizzo per la crescita di microrganismi vicino alle radici (es. micorrize).

Infine servono a mediare specifiche interazioni tra organismi simbionti e piante, o comunque interazioni

che promuovono la crescita della pianta (vera e propria azione allelopatica);

- residui della decomposizione dei tessuti. Si tratta di residui post-mortali. Ad esempio nei residui di

segale sono presenti tracce di sostanze fitotossiche per cui, se usati come materiale pacciamante, oltre

a schermare il suolo e mantenerlo umido, possono inibire la germinazione e la crescite delle infestanti

(agiscono da erbicidi naturali). I composti fitotossici non sempre sono presenti come tali, ma a volte è

l’attività dei microrganismi che degrada i residui colturali e li trasforma in composti fitotossici.

I composti allelochimici sono stati oggetto di studio per poter realizzare erbicidi naturali. Fra le

categorie di composti allelochimici, vi sono: alcaloidi, derivati benzoici (benzochinoni), derivati

dell’acido cinnamico (acido ferulico e caffeico), composti cianorganici (sviluppano acido cianidrico),

etilene e altri stimolanti della germinazione dei semi, flavonoidi.

I meccanismi allelopatici si hanno sia negli ecosistemi che negli agroecosistemi. In ambienti naturali

questi processi hanno selezionato le piante delle comunità vegetali. Vengono sfruttati anche come

erbicidi naturali, fitoregolatori, induttori di risposta, di repulsione soprattutto nei confronti di parassiti

(nematodi, insetti, ecc.), induttori della SAR (Sistemic acquired resistence).

I processi indotti dai composti allelochimici nelle piante riguardano:

modifica dell’assorbimento di ioni e H2O

- attraverso le membrane vegetali;

riduzione dell’attività mitotica nelle radici

- e nell’ipocotile;

interferenza con l’attività ormonale;

-

- inibizione di fotosintesi, respirazione e sintesi proteica;

- riduzione della permeabilità delle membrane cellulari;

riduzione dell’attività di alcuni enzimi.

-

Per lungo tempo gli studi sull’allelopatia generale sono stati condotti in realtà diverse da quella di campo,

senza trovare quindi applicazione. Nelle condizioni di campo non sono ad esempio i singoli acidi fenolici ad

agire ma complesse miscele di molecole organiche fra cui gli acidi fenolici. I livelli di tossicità dei singoli

composti fenolici si abbassano quando più di essi sono presenti simultaneamente, come avviene in natura.

e bisogna capire l’effetto

Nel suolo si trovano inoltre le sostanze umiche di questi composti

allelochimici in presenza di esse: le sostanze umiche si comportano da modulatori degli allelopatici.

l’effetto

Possono aumentare, ridurre o addirittura annullare tossico.

La reale segnalazione chimica che si realizza nel suolo, sia verso le piante che verso i microrganismi, è

dettata dall’azione combinata di molecole allelopatiche e su presenti.

Le su possono svolgere esse stesse attività allelopatica. Essendo prodotto di una resintesi microbica,

possono comprendere al loro interno sostanze allelopatiche.

Un suolo organico si difende meglio dalle avversità. Le su sono in grado di inibire i patogeni e favorire la

crescita di antagonisti (dimostrato con esperimenti su S. sclerotiorum, T. viride, T. horzanum).

RICICLO DI BIOMASSE

Per preservare la fertilità naturale, organica e biologica del suolo, si devono attuare degli accorgimenti. Una

è l’asportazione totale delle

pratica che causa la ridotta fertilità del suolo coltura. Ciò porta a impoverimento

di so nel suolo. Il mancato interramento dei residui colturali riduce la capacità di autodepurazione del suolo e

la struttura. Un suolo mal strutturato è maggiormente esposto all’erosione. Dunque si deve operare con

e soprattutto per l’ambiente.

pratiche agricole che siano sostenibili economicamente

Poiché vi è una necessità di smaltimento dei rifiuti (anche quelli agricoli), si è pensato di sfruttare il riciclo di

tali biomasse per intervenire sui suoli degradati e con effetti di erosione, soprattutto sulla scia della diffusione

dell’agricoltura biologica. Una biomassa di scarto è costituita da materiale organico di origine naturale,

residui, reflui, eflluenti e/o sottoprodotti della trasformazione e/o utilizzazione di materiale vegetale e/o

animale. Quindi si è passati dal vedere le biomasse di scarto, non più come rifiuto ma come risorsa.

Le biomasse di scarto hanno diverse provenienze:

- Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU);

- allevamenti zootecnici;

- industria agro-alimentare (casearia, olearia, zuccheriera, ortofrutticola e conserviera, birraria, enologica);

dall’uomo.

- fanghi di depurazione, anche se derivati da un processo già prevalentemente influenzato

Tutte queste biomasse, soprattutto i residui vegetali e quelli industriali agro-alimentari, possono

potenzialmente essere addizionate al suolo come: materiale fresco non decomposto, oppure come

materiale parzialmente decomposto e trasformato, o ancora come materiale stabile e maturo.

in queste condizioni, alterano l’equilibrio del suolo. Il

I materiali freschi, non decomposti, apportati al suolo

problema più grande è la fermentazione, con rilascio di sostanze acide che favoriscono la proliferazione di 12

funghi anche patogeni e soprattutto si ha la mobilizzazione dell’N. Queste biomasse hanno un rapporto C/N

molto alto. L’N, che dovrebbe essere disponibile per le piante, viene consumato dai microrganismi. Si ha

dunque una rapida proliferazione microbica con sottrazione di N dal suolo. Apportando questo tipo di

biomasse peggiora quindi la fertilità chimica e nutrizionale del suolo. Prima di fornire al suolo le biomasse si

deve condurle all’umificazione; in tal modo la so sarà simile a quella del suolo.

Le esigenze collegate alla gestione di rifiuti, reflui e sottoprodotti, sono legate a: necessità di smaltimento,

possibilità di riciclo, rispetto dell’ambiente. Le alternative per lo smaltimento dei rifiuti sono varie:

- incenerimento, con conseguente inquinamento da gas e polveri;

- accumulo nelle discariche, con conseguenti problemi da percolato, che conterrà tutte le molecole

inquinanti (farmaci, metalli pesanti, detergenti e pesticidi domestici, ecc.);

- recupero di prodotti pregati per alcune sostanze;

- riciclo in agricoltura.

Apportare biomasse al suolo può voler dire migliorarne le proprietà fisiche, apportarvi elementi

potenziare l’inquinamento chimico e microbiologico.

nutritivi ma anche

Tutto ciò che viene apportato al suolo e migliora uno o più aspetti della fertilità è un fertilizzante.

Nell’ambito di questi si distinguono i concimi dagli ammendanti.

I concimi hanno un contenuto di C biologico (legato chimicamente ad N e P) che apporta nutrimento alle

piante; contengono N organico (per lo più proteico) dal 3-4% fino al 10-15%. Quindi i concimi organici si

somministrano per lo più per