Piccirillo, Silvia (2014) Valutazione degli effetti dell'input azotato nei suoli agricoli sui più comuni indici biologici del suolo mediante meta-analisi. [Tesi di dottorato]

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I principali problemi che interessano la gestione dei suoli sono associati alla perdita di fertilità, alla ridotta capacità dei suoli di agire come riserva di carbonio, alla riduzione della biodiversità che può agire per limitare gli effetti della contaminazione organica ed inorganica dei suoli, e molti altri. Poiché i suoli sono parte integrante dei cicli biogeochimici, gli effetti di degradazione che agiscono su di essi incidono anche sulla qualità dei comparti idrico ed atmosferico. Gli indicatori che sono stati generati, fondamentalmente si riferiscono ai parametri chimici, fisici e biologici, o presi singolarmente o più frequentemente considerati in maniera aggregata. La scelta degli indicatori è anche determinata dalla finalità (agronomica, pedologica, ecologica). Uno degli obiettivi che da diversi anni impegna la ricerca sull’ecologia dei suoli, è quello di individuare indicatori sintetici in grado di interpretare le variazioni subite dal sistema biologico suolo. Molti indicatori funzionali si concentrano sull’attività e la dinamica delle popolazioni di microrganismi del suolo, poiché la comunità microbica svolge il ruolo metabolico preponderante. La struttura e le funzioni del suolo sono principalmente influenzate dal contenuto della sostanza organica (SOM). La SOM contribuisce in larga misura a determinare la fertilità di un suolo rivestendo un ruolo fondamentale nel ciclo dei nutrienti. Nei suoli agricoli il bilancio della sostanza organica dei suoli è sostanzialmente in perdita a causa dell’asportazione della quasi totalità della biomassa colturale e delle lavorazioni del suolo che tendono a favorire il processo di mineralizzazione biologica della SOM. La gestione agricola dei suoli, attraverso l’azione sulla SOM, ha delle conseguenze sull’intera comunità biotica del suolo che per definizione è parte della SOM, in particolare sulla comunità microbica che è la principale responsabile dei processi metabolici del suolo. La fertilità del terreno è significativamente associata all’attività microbica, quindi i disturbi che agiscono sulla comunità microbica incidono sulla fertilità del suolo, sia nel breve che nel lungo termine. La perdita di fertilità dei suoli agricoli agisce a sua volta sulle rese produttive delle colture la cui crescita è garantita dalla fertilizzazione, in particolare quella minerale con prodotti di sintesi, la cui produzione e l’utilizzo sono responsabili di notevoli impatti ambientali. La fertilizzazione minerale azotata è quella più diffusa poiché l’azoto è uno dei più importanti macro-nutrienti per le colture agrarie. L’aggiunta di azoto può avere degli effetti, diretti ed indiretti, sulla comunità microbica dei suoli. La comunità scientifica ha manifestato negli anni un notevole interesse nel valutare gli effetti della fertilizzazione azotata nei suoli con l’obiettivo primario di valutare le quantità ottimali di fertilizzazione da adottare al fine di evitare i danni ambientali connessi all’eccessivo uso dell’azoto minerale (eutrofizzazione delle acque di superficie, contaminazione delle acque di falda, emissioni gassose in atmosfera ed effetti sul metabolismo della comunità microbica dei suoli). L’improprio uso della fertilizzazione azotata può quindi trasformare un comune fattore necessario alla crescita delle piante ed anche al funzionamento del metabolismo del suolo in una perturbazione con gravi conseguenze ambientali. Il presente lavoro di dottorato è uno studio di review applicato agli studi pubblicati negli ultimi venti anni circa (1996-2012) che hanno applicato gli indicatori più comuni di risposta microbica dei suoli (biomassa microbica, respirazione, quoziente metabolico, diversità funzionale) in funzione dell’input azotato. Si è proceduto con uno studio di meta-analisi per sintetizzare e individuare un pattern nella risposta delle comunità microbiche dei suoli. I risultati della meta-analisi non hanno individuato un pattern comune nella risposta degli indicatori selezionati, con la sola eccezione della biomassa microbica. I modelli concettuali prodotti sulla base delle conclusioni riportate dagli autori degli articoli, hanno messo in evidenza la complessità delle risposte microbiche all’aggiunta dell’azoto. Lo studio ipotizza un’elevata incertezza e quindi un debole contributo degli indicatori.

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