Il suolo è costituito da diversi componenti: sostanze minerali, radici delle piante, microrganismi, animali viventi, sostanza organica presente in vari stadi di decomposizione. acqua e atmosfera gassosa.

La differente distribuzione di questi costituenti nel terreno produce una grande diversità a livello della microporosità con notevoli variazioni della permeabilità ai liquidi e ai gas del suolo. Questa eterogeneità fisica pone una serie di problemi a tutti coloro che desiderano studiare il terreno nella sua composizione e nella sua funzione.

E' noto che piante e alcuni tipi di microbi ottengono la loro energia dalla luce del sole; altri microrganismi la ottengono dall'ossidazione di composti inorganici, e assorbono il carbonio necessario alla biosintesi direttamente dall'atmosfera.

Esistono poi radici di piante con associazioni microbiologiche che sono capaci di fissare direttamente l'azoto dall'atmosfera.

A parte queste eccezioni i rimanenti organismi viventi del terreno acquistano la loro energia e le loro sostanze nutritive direttamente dal terreno stesso, sia dai minerali, sia dalla sostanza organica e anche da altri esseri viventi presenti nel terreno stesso.

Gli organismi del suolo si procurano significative quantità di nutrienti dalla solubilizzazione dei minerali del terreno. Questi minerali sono: silicati, ossido di ferro e manganese e sono presenti nella sabbia fine e nell'argilla del suolo.

In alcuni casi gli esseri viventi del terreno accelerano la velocità di demolizione minerale producendo acidi organici. Un esempio di questo processo è visibile nei licheni, Il tallo del lichene spesso colonizza la superficie delle rocce e così inizia Io sviluppo del suolo.

Esistono poi funghi che si sviluppano sulla superficie esterna delle radici, particolarmente nei terreni forestali. Detti funghi liberano acidi organici e accelerano così la produzione di sostanze nutritizie mediante la demolizione delle sostanze minerali.

La solubilizzazione biologica dei minerali del terreno avviene anche con batteri che producono acidi inorganici. Il più evidente degli esempi è legato all'ossidazione dello zolfo realizzato dal genere Thiobacillus, che produce notevoli quantità di acido solforico, accelerando così la solubilizzazione di un'ampia serie di minerali che contengono zolfo.

La frazione minerale del terreno rappresenta quindi un'importante sorgente di costituenti nutritivi, anche come magazzino di sostanze nutritive.

Le argille minerali del terreno sono cariche negativamente e tendono ad adsorbire sulla superficie i cationi, quali ammonio, calcio, magnesio e potassio. I cationi legati in questo modo sono poi liberati nella soluzione circolante del terreno mediante un processo conosciuto come scambio ionico.

Questo processo coinvolge lo scambio di altri cationi compreso Io ione idrogeno. Poiché le argille minerali generalmente presentano molti siti per Io scambio dei cationi, esse sono considerate componenti ad alta capacità di scambio cationico. Un tipo di argilla chiamata iIIite può fissare lo ione ammonio in modo da non consentirne l'utilizzo da parte dei microrganismi. Per contro l'ammonio fissato daII'illite può essere liberato dalla pianta quando il vegetale inizia l'assorbimento radicale.

In alcuni suoli l'idrossido di ferro e di alluminio possono fissare notevoli quantità di fosfati mediante insolubilizzazione (precipitazione).

Le argille hanno anche il ruolo di regolare l'assorbimento degli elementi minerali. Così esse possiedono siti per I'adsorbimento (attraverso una varietà di meccanismi) di sostante nutritive, enzimi e sostanze organiche prodotte dai microrganismi stessi.

Generalmente parlando l'assorbimento degli enzimi sulle particelle argillose diminuisce l'attività enzimatica, ma ho anche l'effetto di stabilizzare proprio gli enzimi, evitando così le denaturazioni dovute ad enzimi proteolitici o ad altri agenti denaturanti.

Un'altra argilla chiamata montmorillonite possiede una grande superficie d'adsorbimento e costituisce un serbatoio molto importante per I'adsorbimento degli enzimi.

E' noto che le soluzioni acquose del terreno sono presenti soprattutto nei luoghi ove si sviluppa una intensa attività biologica. Dette soluzioni sono chiamate circolanti e sono diffuse in tutto il terreno esplorato dalle radici.

In conclusione la presenza delle argille produce un grande effetto sul movimento delle sostanze nutritive del terreno stesso.

LA SOSTANZA ORGANICA DEL TERRENO

Il contenuto di sostanza organica del terreno comprende piante, animali e residui microbici presenti in vari stadi di degradazione e rappresenta la sorgente principale della nutrizione microbica.

Tutti i microrganismi eterotrofi, che sono un gruppo molto ampio della microflora, e gli animali stessi richiedono un particolare carbonio organico per la crescita. Molti microrganismi eterotrofi del suolo sono saprofiti e utilizzano le spoglie di organismi non più viventi.

La cellulosa è una sostanza presente in grande quantità nei residui delle piante ed è un buon costituente per l'alimentazione microbica.

Da un punto di vista chimico la cellulosa è un polimero costituito da una catena di unità glucosidiche. Il primo stadio di rottura richiede la frammentazione della sua catena o la depolimerizzazione in progressive unità più piccole. Questa depolimerizzazione è realizzata all'esterno delle cellule viventi. Le unità glucosidiche ottenute sono velocemente assimilate dalle cellule microbiche e servono come sorgenti di energia e di carbonio per la crescita degli stessi microrganismi. La depolimerizzazione iniziale è ottenuta da gruppi di microbi cellulosolitici, che includono specie batteriche di BacilIus e Pseudomonas, funghi come Aspergillus e Trichoderma e attinomiceti come Streptomices e Nocardea.

La successiva utilizzazione del glucosio è utile ad un'ampia popolazione di microbi eterotrofi del terreno.

L'importanza della liberazione biologica e del ciclo delle sostanze nutritive della sostanza organica non è stata ancora del tutto compresa.

il 95% o più dell'azoto e dello zolfo è presente in forma organica in molti terreni, mentre il fosforo è presente nella forma organica in tenori inferiori rispetto all'azoto e allo zolfo.

La mobilizzazione dei fosforo, dalla forma organica alla forma inorganica, rappresenta ancora un meccanismo indispensabile per la nutrizione delle piante.

Una considerevole sorgente di carbonio e di sostanze nutritive nel terreno è presente in forma di essudati dalle radici delle piante. I microbi della rizosfera utilizzano questi ricchi essudati radicali, che contengono quantità varie di carboidrati solubili, acidi organici, aminoacidi, ma anche significative percentuali di acidi grassi. steroidi, vitamine ed enzimi.

L'aggiunta di sostanze organiche al terriccio è di notevole importanza ecologica ai fini della costituzione di una riserva di sostanze nutritive. Alcuni animali del terreno che utilizzano la sostanza organica sono chiamati saprofagi ed includono lombrichi. termiti, formiche, millepiedi, ecc.

La microfauna del suolo non solo utilizza la sostanza organica del terreno per se stessa, ma si rivela particolarmente importante anche per altri microrganismi.

Similmente alla frazione argillosa del terreno la frazione organica serve come magazzino e come sorgente di sostanze nutritive per gli organismi del terreno.

I cationi sono adsorbiti sui siti di scambio delle particelle umo-argillose del terriccio. I cationi così fissati sono disponibili agli organismi del terreno, mentre lo ione ammonio è qualche volta fissato più stabilmente dalla sostanza organica. Il meccanismo di questa fissazione non è chiaro.

La sostanza organica, come l'argilla immobilizza enzimi, substrati organici e microrganismi così da modificare la velocità delle reazioni microbiologiche in numerosi modi; gli acidi umici per esempio generalmente. inibiscono le reazioni di decomposizioni biologiche mediante la complessazione dei substrati e il bloccaggio selettivo degli enzimi.

ORGANISMI VIVENTI QUALI SORGENTI Dl SOSTANZE NUTRITIVE PER LE PIANTE

Esistono numerose strade attraverso le quali gli organismi del terreno utilizzano le sostanze nutritive. I predatori del terreno sono presenti in una grande varietà di forme, protozoi del terreno come la Sarcodina possono ingerire direttamente molte migliaia di batteri durante il ciclo della loro vita. Alcuni funghi del terreno possono intrappolare nematodi con le loro ife e poi digerire la preda immobilizzata.

E' oggi chiaro che le radici delle piante possono trasferire sostanze nutritive grazie alla capacità della loro “fusione diretta” come è stato recentemente scoperto. Questo meccanismo, sebbene non gli sia dato ancora un significato ben preciso, può avere un ruolo determinante nell'assunzione di sostanze nutritive, in un sistema di radici, da parte di alcune comunità di piante.

TAB. i - DIMENSIONI APPROSSIMATE DEI COSTITUENTI DEL TERRENO

costituente

materiale

micron

Particelle del terreno

sassi

2000

 

sabbia grossolana

200-2000

 

sabbia fine

50-200

 

Iimo

2-50

 

argilla grossolana

0.2-2

 

argilla fine

0.2

Materiali vegetali

peli radicali

7-15

 

radici fini

50-1000

 

radici

1000

Microbi

virus

0.05-0.2

 

batteri

0.5-1

 

attinomiceti

1-1.5

 

funghi

0.3-10

Alcuni animali del terreno

protozoi

10-80

 

nematodi

500-2000

 

acari

500-2000

 

lombrichi

2-5000

 

La rizosfera - una zona di interazione tra le radici delle piante e gli organismi viventi del terreno

La rizosfera è costituita dalla zona del terreno che giace vicino alle radici delle piante dove i microrganismi sono attratti degli estratti radicali. La radice è pure influenzata dalla presenza di microbi della rizosfera. Infatti i microrganismi possono influire sulla morfologia o sulla fisiologia delle radici. La presenza di organismi viventi vicino alla radice facilita la perdita di sostanze organiche da parte delle radici. Tale incremento può essere ottenuto da composti microbici che agiscono sulla permeabilità della radice. Questi composti probabilmente includono ormoni che gli stessi microrganismi producono mentre sono associati alla radice, e possono cosi incrementare la permeabilità delle sue cellule.

La escrezione di sostanze organiche delle radici dovute ai microrganismi può aumentare fino al 100% rispetto alle radici di piante testimoni che sono cresciute su terreno sterile. E' curioso constatare che anche la densità della popolazione microbica aumenta in vicinanza delle radici. Vi sono microrganismi della rizosfera che possono agire come vettori per malattie virali delle piante. La densità della popolazione microbica è molto più elevata sulla superficie della radice ed esiste un gradiente che va diminuendo mano a mano che ci si allontana dalle radici.

Si è stimato che il 4-10% della superficie radicale è ricoperta da microbi del terreno. Questi dati sono molto più alti se la radice è coinvolta in una associazione simbiotica come la micronizza.

Considerando la superficie radicale, i microrganismi sono distribuiti irregolarmente. Ci sono pochi microbi sull'apice del pelo radicale e nella zona dell'allungamento, mentre i peli radicali in toto sono le zone più popolate di microrganismi.

Si nota che nelle piante in coltura idroponica, la velocità di crescita dei batteri è molto limitata.

L'estensione della zona di stimolazione dei microbi della rizosfera è determinata dalla quantità della sostanza organica diffusa nel suolo.

La rizosfera è una zona di incremento della popolazione di un'ampia varietà di microrganismi, particolarmente di eterotrofi.

La presenza di una popolazione elevata di protozoi nella rizosfera può giocare un importante ruolo nella liberazione delle sostanze nutritive dai tessuti vegetali, I microrganismi del terreno sono utilizzati dai protozoi e sono particolarmente importanti nell'assicurare il ciclo delle sostanze nutritive. A causa della varietà di popolazioni di microbi che sono stimolati dall'essudato della rizosfera è difficile quantificare un'influenza dell'attività microbica specifica sulla crescita delle piante.

I microbi possono mobilizzare e immobilizzare sostanze nutritive, possono produrre sostanze di crescita come gibberelline, così pure fitotossine. Alcune specie di funghi come il Fusarium possono essere patogeni, altri invece antagonisti a questi patogeni.

Chiaramente la situazione è complessa, anche se noi vediamo solo l'effetto finale di molti processi microbici, che stimolano o inibiscono la crescita della pianta.

In generale l'effetto finale è infatti la stimolazione della crescita della pianta, ed esiste una possibilità potenziale di modificare le sviluppo della pianta mediante un intervento sulla microflora batterica.

Il volume della rizosfera del terreno può essere considerevole. Questo è il caso di molte erbe e specie vegetali. Una elevata densità di radici è circa 2 metri per cmc. Se tutte le radici fossero parallele ci sarebbe meno di i mm. tra una radice e l'altra. Naturalmente non tutte e non tutta la radice è attiva nel produrre essudati radicali: questa attività è ristretta all'apice radicale. L'infezione micorrizica può d'altronde ridurre considerevolmente il flusso delle sostanze organiche della radice perché i microsimbionti ne utilizzano i tessuti come serbatoio di sostanze nutritive.

Il pH del terriccio può anche influenzare la composizione microbica della rizosfera.

La saturazione d'acqua del suolo può inibire lo sviluppo micorizzico sulle radici, e le piante che vivono in terricci tenuti troppo ricchi d'acqua tendono a perdere l'infezione fungina micorizzica. Pure la siccità riduce la diffusione delle sostanze nutritive e provoca una stasi sia per le piante, sia per i microbi.

ECOLOGIA DEL TERRICCIO NEL VASO BONSAI

Risultato di una ricerca sulla concimazione del bonsai.

Desidero presentare un interessante risultato sperimentale che testimonia questa mia teoria sull'importanza dell'equilibrio biologico nel terriccio del bonsai.

Sono stati utilizzati 600 vasi contenenti 8 kg di terriccio sabbioso. In detti vasi sono stati piantati 600 meli della varietà M27.

All'inizio dell'esperimento si è proceduto a una concimazione con tre dosaggi diversi, con unità fertilizzanti simili tra fila e fila, col seguente criterio:

 

A 100 meli

2 gr. di concime NPK 11 i

B 100 meli

100 gr di compost (preparato con lombrichi)

C 100 meli

4 gr dello stesso concime NPK

D 100 meli

150 gr dello stesso compost

E 100 meli

6 gr dello stesso concime NPK

F 100 meli

200 gr di compost come sopra.

 

Detta concimazione è stata effettuata una volta sola all'inizio dei cinque anni di esperimento. La produzione legnosa costituiva il risultato sperimentale.

Al 5° anno i risultati ottenuti furono i seguenti:

- File AB e CD: la loro produzione media per vaso fu di 150 gr circa di legno di potatura.

- Non sono state riscontrate differenze statistiche tra le file A, B e le file C,D.

- Le file EF, senza alcuna differenza tra loro, hanno invece fornito un incremento legnoso per vaso pari o 400 gr circo di legno.

I risultati indicano che Il terreno dei vasi mostra un equilibrio, e tale equilibrio si è realizzato secondo le formule di concimazione. Il muschio era costantemente presente in tutti i vasi.

E' noto che il muschio presenta una simbiosi mutualistica di diversi organismi vegetali ed animali, che cooperano alla realizzazione di un equilibrio valido per lo sviluppo della vita vegetativa, quindi, soprattutto quella del bonsai. Nell'esperimento in questione il muschio si è rivelato essere il volano indispensabile alla conservazione e cessione della fertilità chimica, fisica e microbiologica nel terriccio del Bonsai