Aratri viventi (II parte)
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Come ho scritto nella prima parte di questo articolo, i lombrichi spesso sono di grande importanza nei processi di trasformazione della materia organica del suolo e di fatto in quasi tutte le fasi di formazione di humus. La sostanza organica è così miscelata con le particelle di suolo, favorendo i processi di aggregazione deei suoi aggregati. In condizioni favorevoli, come nei pascoli permanenti, i lombrichi sono gli agenti principali di miscelazione dei residui vegetali che arrivano sulla superficie dei suoli. Con il procedere della digestione e della decomposizione della lettiera, i nutrienti vengono rilasciati nel terreno (soprattuto azoto, anche più di 90 kg/anno per ettaro) e sono disponibili per le piante. Questo processo aumenta di molto la fertilità chimica di un suolo. I lombrichi, inoltre, accelerano il processo di decomposizione per mineralizzazione diretta dei detriti organici attraverso la triturazione e la loro miscelazione con il suolo. I detriti sono epoi trasportati dalla superficie agli strati più profondi del terreno, dove le condizioni sono più favorevoli a un rapido attacco microbico. Sebbene la popolazione animale, specialmente i lombrichi, sia molto importante per l’incorporazione dei residui vegetali nel terreno e nel loro processo di miscelazione, sono i batteri e funghi che svolgono un ruolo fondamentale. Laddove la popolazione dei lombrichi è elevata, e un sottile strato di materia vegetale idoneo è posto sulla superficie del suolo, non è insolito notare che la maggior parte di esso scomparirà entro pochi giorni, trascinato nelle loro tane o cunicoli e consumato a loro piacimento. Sono state fatte anche obiezioni sul fatto che fertilizzanti chimici siano dannosi per i lombrichi, ma sembrerebbe di no. Se i concimi sono posti a contatto con i lombrichi, questi possono essere danneggiati, ma solitamente i lombrichi evitano le zone di suolo dove i fertilizzanti sono presenti ad alte concentrazioni. Se tali concimi sono aggiunti a terreni improduttivi e i terreni sono poi coltivati, il numero di lombrichi normalmente aumenta di numerose volte, entro un anno o due, se l’umidità è adeguata.
L’aumento dell’aggregazione del terreno è causata dai lombrichi come risultato di una serie di meccanismi combinati che coinvolgono sia la formazione e stabilizzazione. Il processo di penetrazione attraverso il suolo ha effetti meccanici diretti sulla formazione di aggregati e ancor più un effetto sull’aerazione e sul movimento dell’acqua. L’effetto principale, tuttavia, è dovuto all’ingestione di grandi quantità di suolo, da cui digeriscono gran parte della sostanza organica e scartano i residui organici ed inorganici. Quando la terra passa attraverso l’intestino dei lombrichi, si assiste ad un aumento di pH e carbonato di calcio, il suolo è miscelato costantemente con la sostanza organica proveniente in gran parte da fonti esterne. Le particelle minerali sono sminuzzate e la materia organica viene disintegrata e digerita sia dai succhi digestivi nel tratto alimentare che dalla massa di microrganismi che si sviluppa rapidamente in questo habitat ideale. Il pellet fecale dei lombrichi è costituito da terreno ben impastato, milioni di batteri, materia organica digerita e prodotti sintetizzati dai microbi, tutti intimamente miscelati e scartato sulla superficie, dove sono essiccati a formare aggregati stabili. Non è possibile valutare quantitativamente l’importanza dei vari fattori coinvolti nel processo di formazione del pellet fecale. Anche se i lombrichi sono sicuramente responsabili per la produzione di questi aggregati organici-inorganici, è probabile che la loro stabilizzazione sia in gran parte il risultato dei materiali di cementazione sintetizzati da batteri che vivono nel loro tratto intestinale. Tuttavia i lombrichi, avviando il processo, possono contribuire materialmente alla formazione di aggregati e favorire la struttura grumosa dei suoli. L’essiccazione aiuta poi a stabilizzare gli aggregati fecali depositati sulla superficie.
Le gallerie costruite dai lombrichi, se sono aperte in superficie e sono abbandonati, soprattutto in terreni dalla struttura fine, aumentano la facilità di movimento e l’infiltrazione dell’acqua nel suolo. E’ anche vero però che i tunnel di recente costruzione sono troppo larghi per trasportare l’acqua alle tensioni incontrate durante l’infiltrazione. Si ritiene che le radici delle piante siano probabilmente più importanti dei lombrichi a modificare la distribuzione spaziale dei pori. La restante fauna edafica contibuisce al miglioramento dell’aggregazione del suolo e lo spazio dei pori, ma i lombrichi sono in genere più efficaci di tutti gli altri animali insieme. Quando le radici si degradano, i canali rimanenti forniscono una migliore aerazione e le radici morte fungono da cibo per una varietà di organismi. I sistemi porosi e ricci di nutrienti costtuiti dalle tane create dall’attività lombrichi e millepiedi, migliorano la crescita delle piante. Recenti ricerche hanno dimostrato che il trasferimento di materiale genetico tra i diversi ceppi di batteri è facilitata dall’attività di miscelazione del terreno da parte dei lombrichi; questo può avere implicazioni importanti per la diffusione di organismi patogeni. Infine, è stato coperto che alcuni composti chimici presenti nell’intestino dei lombrichi, chiamate drillodefenine, possono aiutare questi ultimi a contrastare gli effetti tossici dei polifenoli vegetali, e rendono possibile l’inestione del materiale vegetale da parte dei lombrichi.
Ancora più eccezionale è la capacità dei lombrichi, lentamente ma inesorabilmente, di “perturbare” il suolo. La bioturbazione altera la struttura originale dei sedimenti e della roccia alterata. In questo modo, la struttura originale della roccia e la sua stratificazione sedimentaria scompaiono con il tempo. L’insieme di disturbo fisico e modifica degli orizzonti del suolo per attività animale è definito come “biopedturbation”. Questo disturbo è estremamente importante per mantenere l’eterogeneità spaziale e temporale negli ecosistemi e ha un profondo impatto sulla struttura e la diversità delle specie di comunità vegetali e animali. I cumuli di terreno di espulsione sono costituiti da mucchi di terreno sciolto sollevati sulla superficie, come le tane degli animali. Questi tumuli sono creati da una grande varietà di fauna del suolo, dalle formiche e grilli talpa per roditori fossori. Di conseguenza, la dimensione di questi cumuli varia da pochi centimetri di diametro a più di un metro. Il numero di cumuli formati da tutte le specie combinate può ammontare a diverse centinaia di migliaia per ettaro e occupare fino al 10% della superficie di un suolo. Nel corso del tempo, l’intera superficie del suolo può quindi essere lavorata in questo modo. I sistemi di tane sono creati da varie specie di formiche, termiti, vermi e mammiferi, e sono costituiti da una rete di cunicoli che corrono più o meno paralleli alla superficie del terreno. Essi possono estendersi su molti ettari e persistere per decenni, mantenuti e ampliati dalle generazioni successive.
Figura. Una tana di un lombrico(o pedotubulo, B) che trapassa uno strato di iarosite (J), un minerale precedentemente accumulatosi. Notare la direzione delle striature della tana, che indicano il movimentoel lombrico dal basso verso l’alto. Fonte: van Breemen and Buurman (2003).
Il risultato degli scavi dei lombrichi è l’omogeneizzazione biologica del profilo del terreno, che contrasta la eterogeneizzazione verticale associata alla formazione di orizzonti del suolo distinti da altri processi pedogenetici (che formano un suolo). L’omogeneizzazione è causata principalmente dal trasferimento materiale di suolo verso il basso o verso l’alto. In parole povere, i lombrichi ingeriscono suolo a una profondità ma possono espellerlo ad un’altra profondità. Questo processo tende anche a diminuire le differenze chimiche o mineralogiche tra materiali del terreno a diverse profondità. L’aratura e tutte le altre pratiche di lavorazione intensiva del suolo, disturbano notevolmente i lombrichi, sia direttamente (ferite fisiche) che indirettamente (per esempio aumentando la temperatura del terreno, diminuendo l’umidità del terreno, e facilitando la rimozione di residui delle colture dalla superficie del suolo). I lombrichi, infatti, sono rari in terreni più coltivati. I lombrichi producono pori prevalentemente verticali, tra <1 mm a 1 cm di diametro, a volte a diversi metri di profondità. I canali sono formati dal consumo del suolo e dalla compressione laterale del materiale. Il suolo ingerito dai lombrichi è spesso escreto sulla superficie del suolo in forma di masse contorta di terra, fango, sabbia (worm casts). Già Darwin aveva osservato che nelle rovine delle ville romane in Inghilterra, le mura erano ancora in piedi dopo 2000 anni ma i pavimenti erano 20-50 cm al di sotto del piano originario, completamente coperti da un suolo di colore scuro prodotto dagli escrementi dei lombrici.
Con la loro azione bioturbante, i lombrichi contribuiscono alla conservazione dei nutrienti nel terreno (anche se possono distribuire nutrienti su un orizzonte relativamente spesso), sia incorporando materia organica decomposta negli orizzonti minerali, e formando canali verticali. Soprattutto in climi caratterizzati da elevate precipitazioni, una percentuale relativamente alta di acqua può filtrare attraverso questi canali e quindi hanno poco contatto con il materiale del suolo. In questo modo, l’attività dei lombrichi tende a diminuire il tasso di lisciviazione dei nutrienti. Riassumendo, gli effetti sul suolo della bioturbazione causata dagli scavi dei lombrichi sono: una ridotta densità (dovuta principalmente all’aumento di porosità), un aumento di infiltrazione di acqua e più alti livelli di carbonio e azoto. In poche parole, i terreni, più ricchi di acqua, nutrienti, pori, ossigeno, microorganismi benefici per le piante, e con una migiore stuttura fisica, diventano più fertili grazie all’azione dei lombrichi.
Figura. Tracce di tane di lombrichi. Il diametro della moneta è di 3 cm. Fonte: van Breemen and Buurman (2003).
Grazie a loro, ho scritto:
Allison FE (1973) Soil Organic Matter and its Role in Crop Production. Developments in Soil Science 3. Elsevier Scientific Publishing Company
Chemnitz C, Böll H (2015) Soil Atlas – Facts and figures about earth, land and fields. Heinrich Böll Foundation, Berlin, Germany, and the Institute for Advanced Sustainability Studies, Potsdam, Germany.
Darwin C (1881) L’ azione dei vermi. Editore Mimesis
Hillel D (2004) Enzyclopedia of soild in the environment. Volume 1 Academic Press; 1 edition
King C. La “grande idea del suolo” di Darwin. Earthlearningidea – http://www.earthlearningidea.com/
Nutricato S. Nessuno tocchi il lombrico. http://www.supermeteo.com/lombrichi.php
Jay Gould S (1984) Quando i cavalli avevano le dita. Capitolo: Lombrichi per un secolo, e per tutte le stagioni. Fetrinelli
van Breemen N, Buurman P (2003) Soil Formation – second edition. Kluwer Academic Publishers
Vozza L (2009) Mai sottovalutare i vermi. http://aulascienze.scuola.zanichelli.it/biologia-e-dintorni/2009/02/11/mai-sottovalutare-i-vermi/
Waldbauer G (2003) What Good Are Bugs? Harward University Press
