Sostanza Organica Terreno: ecco perché è importante

L’importanza della sostanza organica del terreno

La sostanza organica, oltre all'estrema importanza come fonte di nutrienti per le piante e per le colture agrarie, ha anche un enorme ruolo come riserva di carbonio. Questo ruolo è balzato all'attenzione solo recentemente, quando il problema dell'emissione di anidride carbonica nell'atmosfera e il conseguente aumento della temperatura hanno raggiunto dimensioni tali da richiamare l'attenzione pubblica e costringere a utilizzare tutti i mezzi a disposizione per ridurre le emissioni di CO₂. Infatti, con l'avvento delle attività umane e dell'era industriale, l'uso sempre più massiccio di combustili e il fenomeno della deforestazione hanno determinato una forte dinamicità e diminuzione della biomassa vegetale e della sostanza organica del terreno, con conseguente aumento dell'anidride carbonica in atmosfera.

Non è un caso che nella prossima PAC 2023-2027 – che partirà dal 1° gennaio 2023 e avrà una durata di 5 anni – agli agricoltori che applicheranno pratiche agricole sostenibili e tendenti a diminuire la CO₂ dall’atmosfera, verranno corrisposti premi a ettaro sotto forma di “certificati verdi” detti anche di “Sequestro di Carbonio”.

L’importanza della sostanza organica non si limita alla struttura del terreno e alla sua vita microbica, ma rappresenta anche una fonte fondamentale di nutriente azoto per le colture. Inoltre, bisogna anche sottolineare l'importanza ambientale di preservare la sostanza organica per combattere i problemi derivanti dai fenomeni erosivi e di desertificazione dei terreni agricoli.

Che cos’è la sostanza organica del terreno?

Data la sua grande importanza, nasce la necessità di conoscere a fondo che cos'è la sostanza organica, come arriva al suolo e come si trasforma, ma soprattutto quali sono i fattori che entrano in gioco nei processi di mineralizzazione dell’azoto organico e la sua disponibilità come nutriente per le colture agrarie. Il contenuto di sostanza organica nei terreni agrari varia da meno dell'1% nei terreni molto sabbiosi, a valori medi tra l'1 ed il 3 % nei terreni agrari, fino a oltre il 7-8% nei suoli forestali (specie in ambiente montano) e a più del 80-90% nelle torbe.

La sostanza organica del terreno è costituita da molecole a base di carbonio, azoto, ossigeno, idrogeno e in misura minore da fosforo, potassio, zolfo, ferro, ecc. Vi sono due parti principali in cui può essere distinta: la parte della sostanza organica cosiddetta “labile” è costituita da composti organici di base come gli zuccheri, i peptidi, le proteine enzimatiche, gli acidi nucleici, che possono essere presenti liberi nel terreno; la parte della sostanza organica cosiddetta “stabile” è costituita dall’humus. L’humus è il componente di valore della sostanza organica ed è in grado di migliorare le caratteristiche fisiche e strutturali, chimiche e biochimiche del terreno, ha funzioni in parte nutrizionali, ed è attivo in alcune funzioni importanti del terreno che hanno a che vedere con le attività microbiche, ecc.

Cosa è e cosa fa l’humus?

L’humus è un composto di natura polimerica con composizione incostante a seconda della genesi, ad elevato peso molecolare, con caratteristiche colloidali, molto resistenti al deterioramento, con rapporto C/N ≈ 10 (≈ 50% C e 5% N). Durante il processo di umificazione della sostanza organica si perde carbonio e quindi si ha la concentrazione dell’azoto (N).

L’humus (per il quale si utilizza anche l’espressione “sostanze umiche”) migliora la struttura del terreno, nel senso che rende un terreno meno fragile alla pioggia battente e al calpestamento durante le operazioni colturali. Inoltre, aumenta la capacità di un terreno di catturare la luce e il calore mediante la sua colorazione scura, costituisce una fonte di cibo a lungo termine per i microorganismi e interviene nelle loro attività di crescita o riproduzione.

Ma non solo: l’humus ha anche la capacità di “legare” alcuni elementi nutritivi come il ferro e altri cationi, che sono molto importanti per la crescita delle piante, restituendoli alla pianta stessa nel momento del bisogno. Ancora, aumenta la capacità di scambio cationico (o C.S.C.).

Il processo di umificazione

I batteri e i microrganismi del terreno crescono e si moltiplicano velocemente quando della sostanza organica viene aggiunta al terreno con la tecnica del sovescio o con residui colturali, letame, concimi organici, ecc. Essi svolgono una veloce degradazione dei componenti organici quando sono semplici come gli zuccheri, gli aminoacidi e le proteine di alta qualità. Al contrario, la degradazione sarà lenta quando i componenti sono più complessi come la cellulosa, la lignina, la chitina, ecc. I lombrichi assicurano il mescolamento nel terreno dei residui organici, portando la sostanza organica a contatto con i microrganismi. Gli insetti del terreno, invece, insieme ad altri artropodi, svolgono un lavoro di sminuzzamento e amminutamento dei residui organici, consentendo ai microrganismi del terreno di accedere a tutte le parti dei residui organici.

Sostanza organica e proprietà chimico-fisiche del terreno

La sostanza organica nel terreno ha un effetto diretto sulla crescita delle piante, grazie all’influenza che ha sulle proprietà fisiche, chimiche e biologiche del terreno. Infatti, favorendo la strutturazione, la sostanza organica facilita le coltivazioni e consente la circolazione di aria e soluzioni nutritive all'interno del terreno stesso. Ha un'elevata superficie specifica, interagisce con i microelementi e con i minerali, agisce come scambiatore cationico (conferendo un’elevata C.S.C. al terreno) e costituisce una riserva di azoto.

La sostanza organica contiene inoltre il 20-70% del fosforo presente nel terreno, e oltre il 90% dello zolfo totale; costituisce la fonte energetica per i batteri azoto-fissatori, favorisce lo sviluppo delle radici (quindi le possibilità nutritive della pianta) e la germinazione dei semi. Inoltre, stimola processi fisiologici e biochimici del metabolismo cellulare e svolge una funzione di filtro permettendo di diminuire gli effetti tossici di metalli pesanti e fitofarmaci.

La presenza di sostanza organica garantisce una buona porosità, che significa una migliore aerazione e drenaggio del terreno stesso e una riduzione del rischio di ristagno idrico. Ciò favorisce lo sviluppo delle radici, l'attività della biomassa ed è di stimolo per l’attività dei cicli biologici degli elementi nutritivi da cui dipende la fertilità del terreno. La conservazione di una buona struttura del terreno ha poi delle implicazioni ambientali connesse con l'erosione. Infatti, lo sfaldamento degli aggregati e il conseguente ruscellamento in seguito a violente piogge portano alla perdita degli strati superficiali del terreno più ricchi in materiale nutritivo, causandone l'impoverimento, nonché conseguenti problemi di inquinamento e fenomeni di eutrofizzazione e interramento di canali e fiumi.

La sostanza organica ha anche una forte influenza sul pH del terreno, in quanto provoca una sua leggera acidificazione, stimolando la crescita della biomassa microbica che produce CO₂. Inoltre, le radici di molte piante rilasciano acidi organici come l'acido ossalico, il citrico, ecc. La sostanza organica influenza la capacità di ritenzione idrica, non solo perché aumenta la porosità e migliora la struttura del suolo ma anche perché è in grado di trattenere grandi quantitativi di acqua. L'acqua trattenuta dalla sostanza organica influenza notevolmente il regime di temperatura del suolo a causa della sua capacità termica.

Coefficiente isomico (K1) e di mineralizzazione (K2)

La quantità di humus prodotta dai diversi materiali organici (secchi o freschi) dipende da diversi fattori e la resa in humus è legata prevalentemente alla qualità della sostanza organica di partenza. Di grande importanza è il rapporto tra carbonio e azoto (C/N) contenuti nei materiali interrati: questo, infatti, influenza molto i processi di umificazione e i tempi del rilascio degli elementi nutritivi. In linea generale, si può dire che con un rapporto C/N basso (<10) si ha un rapido rilascio di nutrienti ed una scarsa umificazione, mentre con un rapporto alto (>30) accade l’inverso. La resa in humus della paglia di frumento, per esempio, è diversa dal letame o da un sovescio. Il valore della resa in humus viene quantificato da un coefficiente, detto coefficiente isoumico ed espresso col simbolo K1, e viene applicato alla sostanza organica contenuta nei materiali di partenza.

Nell’esempio 1, di seguito, è stato calcolato quanto humus possono dare 100 quintali di letame mediamente maturo, che ha un coefficiente isoumico (K1) di circa 0,3. Da ciò si ricava che da 100 q.li di letame (S.S = 22% e K1 = 0,3) si ottengono circa 660 Kg di humus. Ogni prodotto (residui vegetali, concimi organici, ecc.) ha un coefficiente isoumico differente col quale si potrà calcolare la resa in humus relativa (vedi tabella 1).

Esempio n° 1: se si apportano 100 q.li/ha di letame mediamente maturo, di quanto aumenta la sostanza organica del terreno?

• Umidità media: 78%
• Sostanza secca: 22%
• Sostanza organica: 10 x 22/100 = 22 q.li
• Conversione letame > humus
• Humus o Sostanza Organica: 22*0,3 = 6,6 q.li = 660 Kg

Infine, il coefficiente di mineralizzazione (K2) indica la quantità di sostanza organica del terreno che mediamente si consuma o, meglio, si mineralizza in un anno. Questo coefficiente varia in funzione alle caratteristiche climatiche e fisico-chimico-pedologiche ed è influenzato dalla lavorazione e dalla gestione del suolo. Assume valori elevati per i terreni leggeri e ossigenati e valori più bassi per quelli argillosi o pesanti. La mineralizzazione è contenuta nelle stagioni fredde e più spinta nella stagione caldo umida ed è esaltata dall'aerazione del terreno conseguente alle lavorazioni, quindi dalla lunghezza del periodo in cui questo resta scoperto e arieggiato. Sulla base dei lavori di diversi autori il valore medio di K2 (indicato in tabella 2) da < 1,0% per i terreni argillosi, fino al 2,2% per i terreni sabbiosi. 

Tabella 2 - Valori medi di K 2 applicabili ai differenti terreni

Conclusione

La sostanza organica del terreno rappresenta un fattore fondamentale da conoscere a fondo e tenere sempre in considerazione. Infatti, la sostanza organica rappresenta la maggiore riserva terrestre di carbonio (essenziale specie in relazione all’aumento di CO₂ in atmosfera) nonché una fonte di nutriente azoto per le colture. Inoltre, specialmente grazie alla sua componente di valore – l’humus – migliora la struttura del terreno, favorisce la crescita delle piante, combatte i fenomeni di erosione e desertificazione del terreno andando a supportare il processo di umidificazione. Non solo: anche una buona porosità del terreno e la capacità di ritenzione idrica sono influenzate dalla sostanza organica.

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