Attività biologica del suolo: le conoscenze attuali partendo dalle sette domande di Waksman

Oggi sappiamo che il suolo è abitato da un grade numero di specie microbiche e molte di queste sono inattive. Nonostante la notevole biomassa microbica (per esempio, questa biomassa può raggiungere 2 -5 tonnellate per ettaro in suoli a prato), lo spazio occupato dai microorganismi del suolo è inferiore all’1% del volume totale; essi vivono in “oasi circondati da una landa desolata”. Queste oasi, talvolta sono siti di intensa attività come, ad esempio, il suolo che circonda le radici od il suolo che circonda un residuo vegetale. Sappiamo che i funghi con le loro ife possono raggiungere altri micro-siti rispetto a quello dove si trova il corpo fungino e possono trasportare alcune cellule batteriche attaccate alle ife. Le cellule batteriche si trovano negli strati acquosi che circondano le particelle del suolo e questi micro-siti batterici sono separati gli uni dagli altri quando il suolo è secco mentre comunicazioni si instaurano tra questi micro-siti quando i micro-pori sono riempiti dall’acqua. Le condizioni di umidità e di temperatura influenzano l’attività biologica del suolo, determinata dalla emissione di anidride carbonica, prodotto finale del metabolismo aerobico. Tali emissioni dipendono principalmente dall’attività microbica e dalla respirazione radicale ed i valori massimi si raggiungono quando i valori della umidità e temperature del suolo sono ottimali. Queste condizioni avvengono generalmente in primavera ed all’inizio dell’autunno. La respirazione è più elevata nello strato superficiale del suolo che negli strati situati a maggiore profondità ed è in relazione al contenuto di sostanza organica. Oggi il suolo è anche considerato un comparto nel quale “immagazzinare” il carbonio dell’anidride carbonica atmosferica, dopo che è stato fissato dalla pianta e successivamente introdotto nel suolo attraverso le rizodeposizioni (essudati radicali, cellule radicali ed altri prodotti della radice) od i residui vegetali. A causa del minore contenuto di sostanza organica, la capacità di “immagazzinare” carbonio nel suolo è maggiore negli strati sub superficiali che in quello superficiale.
Le dimensioni degli organismi sono importanti per capire quali spazi possono occupare nel suolo. Per esempio, i pori piccoli situati nei micro-aggregati possono essere occupati solamente da cellule batteriche e virus; in tal modo i batteri sono protetti dai protozoi che ingeriscono cellule batteriche. I pori dei macro-aggregati e quelli tra micro-aggregati oltre ad essere occupati da virus e batteri possono esserlo anche da funghi, piccoli nematodi e protozoi. Infine i micro-artropodi possono occupare solamente i macro-pori del suolo
Oggi abbiamo delle tecniche avanzate che ci permettono di valutare quali microorganismi sono attivi. Aggiungendo un composto organico marcato con C13, un isotopo stabile del C, è possibile tracciare gli utilizzatori di questo composto analizzando (con la tecnica della amplificazione genica, per esempio) il DNA pesante, cioè quello che contiene l’isotopo C13, dopo la sua separazione dal DNA leggero, che contiene l’elemento C12. Purtroppo la localizzazione delle specie attive nel suolo è ancora problematica perché le tecniche citochimiche o quella della ibridazione fluorescente (FISH) danno luogo ad artefatti quando sono impiegate in campioni di suolo. Sviluppi interessanti sembrano aprirsi con l’impego della tecnica NanoSIMS che consente di visualizzare porzioni di suolo a nano-scala e micro-scala con la possibilità di visualizzare cellule microbiche attive ed anche le interazioni tra sostanza organica e superfici delle particelle inorganiche del suolo.

Approfondimento: https://www.georgofili.info/contenuti/risultato/17994