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Articolo comparso su “Australian Plants” vol. 9 N° 73, 1977


I SEGRETI DEL SUOLO VIVENTE


In che maniera arare la terra disturba i cicli nutritivi del suolo?


Le scoperte di Alan Smith, un microbiologo australiano.

Da molti anni, le analisi dimostrative dei vantaggi del giardinaggio e dell'agricoltura senza aratura, sono rimaste nel campo della "scienza folkloristica", sotto lo sguardo scettico dei "veri esperti". Poi, quasi per caso, fu scoperta una prospettiva rivoluzionaria sul funzionamento naturale del suolo da parte di uno specialista della materia: il Dr. Alan Smith, del dipartimento agricolo del New South Wales (Australia).

Smith stava facendo ricerche sul fungo devastatore (Phytophtora) che paralizzava l'industria dell'avocado nel nord dei New South Wales a meta degli anni settanta. Lo scopo dello studio, era trovare un mezzo, di controllo sulla malattia. Ma quando cerco di studiare la malattia in relazione alle diverse condizioni podologiche, le sue scoperte rovesciarono molte delle credenze convenzionali della scienza dei suolo.

La scoperta di Smith era uno schema complesso di relazioni tra le piante, i microrganismi del suolo e gli elementi nutritivi. Nei suoli naturali (imperturbati), questi processi funzionano in maniera sana e controllano efficacemente l'attività microbica, ivi compresa quella delle popolazioni di organismi patogeni, come la Phytophora inoltre rendono assimilabili, gli elementi nutritivi presenti nel suolo. Nei suoli perturbati da arature, lavori colturali e/o fertilizzati con nitrati, questi processi non hanno e non possono aver luogo.

La sua ricerca dimostra perché sistemi come la coltura senza aratura di Fukuoka ottengano un tale successo. Inoltre mette in guardia contro l'abuso di fertilizzanti "naturali", ricchi di azoto come il concime di escrementi di pollo e la coltura, smisurata di leguminose (fissatori di azoto). Ognuna di queste, due pratiche, può condurre a tassi eccessivi ammonio trasformato in nitrati solubili, che sconvolgono e distruggono questi processi essenziali per un suolo sano e vivo.

Scoperte simili sono state fatte autonomamente da altri, specialisti del suolo in Africa e in Europa, in questi ultimi anni particolarmente il processo descritto nella sezione "mobilitazione dei nutrimenti essenziali per le piante" in questo articolo.

Malgrado la sua importanza, questa ricerca è rimasta praticamente ignorata e non si è ancora conquistata il suo posto nelle istituzioni, o nei libri educativi dell'agricoltura e dell'orticoltura. Questa è una lettura indispensabile per i giardinieri, gli agricoltori e gli studenti di scienze biologiche. Leggetelo più volte, fino a comprenderlo a fondo nelle sue implicazioni, ne vale sicuramente la pena.

Robyn Francis


Se volete avere delle informazioni, complementari, sulle ricerche riguardo, l' agricoltura senza aratura consultate il lavoro di Marc Bonfils: “il suolo e l'erosione”


 

INTERAZIONI MICROBICHE NEL SUOLO E SANA CRESCITA DELLE PIANTE

Le interazioni microbiche del suolo giocano un ruolo chiave nel controllo biologico delle malattie piante nel rinnovamento della materia organica e nel riciclaggio dei nutrimenti essenziali per le piante. Una presa di coscienza dei meccanismi implicati può portare a dei metodi colturali più efficaci, che si tratti di piante alimentari in agricoltura o di piante da giardino. Prima di discutere di queste interazioni, e essenziale riaffermare la funzione unica delle piante nell'ecosistema. Esse sono i soli organismi viventi a poter utilizzare direttamente la luce dei sole e trasformar1a nelle forme assimilabili dagli altri esseri viventi. Il pigmento verde nelle loro foglie, la clorofilla, capta 1'energia solare e si produce così una reazione, con l'anidride carbonica attinta dall'atmosfera, che genera le molecole organiche utilizzate dagli altri esseri. Ivi compreso l'essere umano, gli animali, gli insetti e i microrganismi.

Sebbene le piante abbiano questa capacità unica di trasformare l'energia solare in energia chimica che utilizzano per crescere, metabolizzare e riprodursi esse hanno anche bisogno di altri elementi che sono incapaci di produrre direttamente. Per esempio hanno bisogno di azoto, di fosforo, di zolfo, di calcio, di magnesio, di potassio e di oligo elementi. Il suolo costituisce una riserva di questi elementi, ma per un approvvigionamento adeguato le piante devono mobilitare questi elementi alterando il suolo attorno alle radici. Un modo per far ciò è stimolare l'attività dei microrganismi che allora accrescono la mobilitazione degli elementi nutritivi. La pianta stimola la vita microbica del suolo fornendo l'energia chimica sotto forma di essudati a livello delle radici. É così che si instaura un'intima relazione tra le piante, e i microorganismi. Purtroppo molte pratiche agricole convenzionali colpiscono questa relazione causando dei problemi di approvvigionamento alle piante e aumentando l'incidenza delle malattie.

L'ultima ricerca mostra che durante la loro vita le piante perdono nel suolo vicino alle radici fino al 25% dei composti carboniosi prodotti nelle loro foglie. Il materiale viene perduto sia sotto forma di essudati che di cellule morte. A prima vista questo sembra un grande spreco che rende inefficace il meccanismo: la pianta si sforza di convertire l' energia solare in energia chimica, ma poi, essa ne disperde fino ad un quarto nel suolo. Considerare che niente è perfetto in natura, e che quindi sarebbe normale che le radici potessero avere tali perdite, e una teoria alla quale non aderisco. Credo fermamente che se un organismo vivente sembra perdere un quarto della sua energia, questa "perdita" gli deve servire in qualche modo. Se non fosse cosi l'evoluzione avrebbe selezionato delle piante più econome. Come fa la pianta a trarre vantaggio da questa, perdita di composti? Per la maggior parte di questi composti sono fonti di energia, per i microrganismi che proliferano nella rizosfera. (1) Questi microrganismi si moltiplicano cosi intensamente che vuotano di ossigeno i moltissimi micrositi nella rizosfera. Cosi si sviluppano degli organismi anaerobici. Lo sviluppo di questi micrositi anaerobici ha una grande importanza per il mantenimento del vigore e della salute delle piante.


LA PRODUZIONE DELL'ETILENE NEL SUOLO

La nostra ricerca mostra che l'etilene, un semplice composto gassoso, viene prodotto in questi siti anaerobici. Inoltre l'etilene funge da regolatore critico dell'attività dei microrganismi del suolo: agisce sull'intensità del rinnovamento della materia organica, sul riciclaggio dei nutrimenti delle piante e interviene smorzando gli effetti delle malattie provenienti dal suolo. Le concentrazioni di etilene nell'atmosfera del suolo eccedono raramente una o due parti per milione. L'etilene non uccide i microrganismi del suolo, ma li rende inattivi temporaneamente. Quando le concentrazioni di etilene calano, l'attività microbica rinasce.

L'etilene del suolo viene prodotto in quello che si chiama il ciclo Ossigeno-Etilene: inizialmente i microrganismi proliferano sugli essudati delle piante e eliminano l'ossigeno dei micrositi del suolo. L'etilene viene prodotto dentro questi micrositi e diffuso intorno, rendendo inattivi i microrganismi del suolo senza ucciderli. Quando avviene ciò la richiesta di ossigeno diminuisce, e questo riempie i micrositi bloccando o riducendo fortemente la produzione di etilene. Così i microrganismi possono riprendere la loro attività. Le condizioni favorevoli alla produzione di etilene sono quindi ricreate e il ciclo si ripete.


 

UN CICLO FONDAMENTALE TRASCURATO FINO AD OGGI:

QUELLO DELL'ETILENE

Nell'atmosfera dei suoli imperturbati (non lavorati) come quelli delle praterie o delle foreste, l'etilene può continuamente essere rilevato, indicando come il ciclo Ossigeno-Etilene si produca efficacemente. Al contrario, le concentrazioni di etilene nei suoli agricoli sono estremamente deboli o addirittura nulle. Si può quindi constatare che l'etilene ha un ruolo importante sulla popolazione microbica del suolo. È ben dimostrato come negli ecosistemi naturali, dove esista un rinnovamento lento ed equilibrato della materia organica ed un riciclo efficace dei nutrimenti, le '"malattie provenienti dal suolo siano insignificanti. Quando questi ecosistemi vengono disturbati dall'agricoltura o dalla silvicoltura, la situazione cambia radicalmente. La materia organica del suolo diminuisce pericolosamente, i nutrimenti cominciano a scarseggiare e l'incidenza di malattie aumenti considerevolmente. Tentare di stroncare questi processi con 1'uso di fertilizzanti e di pesticidi aumenta a dismisura i costi di produzione. E' vero comunque in generale che più si lavora la terra e più questi due sono necessari per mantenere costante il rendimento.

Noi affermiamo che la tendenza, potrebbe almeno parzialmente essere invertita se si creassero, condizioni favorevoli alla produzione di etilene in questi suoli. Sappiamo adesso, che una delle cause maggiori della mancanza di produzione di etilene nei suoli agricoli lavorati è che le nostre tecniche provocano un cambiamento della forma de11'azoto nel suolo. Nei suoli imperturbati, come quelli delle praterie o delle foreste, praticamente tutto l' azoto presente e sotto forma di ammonio con giusto una traccia di nitrato. Quando questi ecosistemi vengono disturbati dalle attività agricole, virtualmente, tutto l'azoto del suolo prende la forma di nitrato. Questo cambiamento della forma dell'azoto si verifica perché le operazioni stimolano l'attività di un certo gruppo di batteri specializzati, nella conversione dell'ammonio in nitrati. Le piante e i microrganismi possono utilizzare ciascuna di queste forme, ma la nostra ricerca ha dimostrato in conclusione che la produzione dell'etilene viene inibita dovunque i nitrati siano presenti a dei tassi più elevati delle semplici tracce. L' ammonio non ha effetto inibitore sulla introduzione di etilene.

Il nitrato blocca la produzione di etilene perché interferisce nella formazione dei micrositi anerobici. Quando tutto l'ossigeno è consumato si scatena una serie di reazioni chimiche complesse. Uno dei cambiamenti più importanti è il passaggio del ferro dalla forma ridotta alla forma ossidata, dalla forma ferrica quella ferrosa. Il ferro, è uno dei maggiori costituenti del suolo, dal 2 aI 12 % di questo. In un suolo correttamente areato, praticamente tutto il ferro si trova nella sua forma ferrica (ossido), inerte. Se l'ossigeno è esaurito nei micrositi, questi minuscoli cristalli si rompono e il ferro allora prende la forma ferrosa, o ridotta, estremamente mobile. Una volta ancora la nostra ricerca ha dimostrato che la produzione di etilene ha luogo nel suolo a condizione che il ferro sia nella: sua forma ferrosa. In, altri termini l'ossido ferroso è l'elemento scatenante specifico della produzione di etilene. Se nei micrositi ci sono dei nitrati anziché è l'ossigeno, allora le trasformazioni complesse che tendono alla riduzione del ferro, sono inibite. É così che i nitrati bloccano la produzione di etilene.

Come fa l' ossido di ferro a scatenare la produzione di etilene nel suolo? Questa forma del ferro reagisce con un precursore dell'etilene già presente nel suolo per produrre l'etilene. Il nostro lavoro ha dimostrato che questo precursore viene dalle piante, e,ancora più importante, che raggiunge dei tassi apprezzabili. Solamente nelle foglie più vecchie e senescenti. Quando queste foglie cadono a terra e si decompongono, il precursore si accumula sul suolo. Le condizioni sono allora favorevoli alla mobilitazione del ferro: il risultato è l'etilene. Abbiamo anche uno strato che secondo le specie, la quantità dei precursori accumulati nelle vecchie foglie varia considerevolmente. E' un fattore importante da tenere in conto nella scelta delle piante da copertura destinate ad aumentare la capacita deI suolo di produrre l' etilene. Alcune specie di piante che producono una grande quantità di questo precursore sono il riso, il Phalaris arundinacea (scagliola di giunchi), il crisantemo, l'avocado, la tifa, il pinus radiata. Alcune tra le produttrici più deboli sono il dolico (Dolichos lablab), il paspalum, l'erba medica e la felce aquilina (felce maschio).

Retrospettivamente, non dovrebbe risultare sorprendente che il precursore si accumuli soprattutto nelle foglie vecchie. Dopo tutto nelle comunità naturali, di piante le foglie vecchie costituiscono 1'elemento essenziale della biomassa che cade sul terreno. Inoltre, è chiaro anche in una situazione agricola, la maggior parte delle vecchie foglie viene eliminata con la raccolta, il pascolo, o dal terreno debbiato, perciò i suoli agricoli sono mancanti di precursori. Adesso è possibile specificare quali siano condizioni necessarie alla produzione dell'etilene nel suolo:

1. deve esistere inizialmente una attività aerobica intensa almeno nella rizosfera, per permettere la formazione dei micrositi anaerobici.

2. le condizioni nei micrositi devono essere sufficientemente riducenti per mobilitare il ferro in forma ferrosa che scatena la produzione dell'etilene.

3. Le concentrazioni di nitrati devono limitarsi ad essere solo delle tracce; altrimenti il ferro, non verrà mobilitato.

4. Deve esserci una quantità sufficiente di precursore nel suolo.


 

LA MOBILITAZIONE DEI NUTRIMENTI ESSENZIALI DELLE PIANTE

La non disponibilità degli elementi nutritivi essenziali rappresenta una forte limitazione alla crescita delle piante. Ciò si verifica anche se le riserve dei nutrimenti, sono sufficienti poiché comunque si trovano solitamente sotto forme inutilizzabili per le piante. Il loro alto grado di insolubilità previene la loro perdita per dilavamento, ma allo stesso tempo, siccome le piante possono utilizzarle solo in forma solubile, ne rende difficile l'assimilazione da parte delle piante stesse. La formazione dei micrositi nella rizosfera, che è si un'importanza suprema per la produzione di etilene, può giocare un ruolo molto critico nella mobilitazione e nel fornire nutrimento alle piante.

Questo meccanismo e basato sul ferro nel suolo. Come è già stato detto, in condizioni normali, la maggior parte dell'ossido di ferro si trova sotto forma di cristalli minuscoli. Questi cristalli presentano, una grande superficie e sono elettricamente molto carichi. di conseguenza, i nutrimenti come i solfati, i fosfati e gli oligo elementi sono strettamente legati alla superficie di questi cristalli. Sotto questa forma sono quasi inutilizzabili dalle piante. Appena i micrositi anaerobici si sviluppano, i cristalli si spezzano liberando i nutrimenti a vantaggio delle piante.

Allo stesso tempo, delle alte concentrazioni di ossido ferroso (forma ridotta e mobile del ferro) vengono rilasciate nella soluzione del suolo del microsito. Gli altri nutrimenti essenziali inclusi il calcio il potassio, il magnesio e l'ammonio, sono legati alla superficie dell'argilla, e della materia organica. Quando la concentrazione di ferro in forma ferrosa aumenta, in questo modo queste sostanze nutritive passano nella soluzione, del suolo dove vengono assorbiti dalle piante. Un vantaggio supplementare di questo meccanismo è che, se gli elementi nutritivi non vengono assorbiti dalle radici, non sono neppure dilavabili. Appena migrano alla periferia dei micrositi anaerobici, il ferro si ricristallizza, trattenendo con sé quelle sostanza nutritive ed impedendone il dilavamento. Le condizioni podologiche necessarie al buon svolgimento di questo meccanismo, sono identiche a quelle richieste per la produzione dell'etilene.

Anche nei suoli agricoli, dove la produzione dell'etilene è inibita o ostacolata, questo meccanismo di mobilitazione delle sostanze nutritive essenziali e ugualmente limitato. Ancora, le alte concentrazioni di nitrati che si verificano nei suoli agricoli, rappresentano un maggiore inibitore della mobilitazione dei nutrimenti. La gestione dei suolo atta ad accrescere questo potenziale di formazione di micrositi, che aiuta ad assicurare l'equilibrio del ciclo ossigeno-etilene e favorisce la mobilitazione dei nutrimenti, richiederà dei cambiamenti ad alcune pratiche agricole stabilite: le tecniche per l'aereazione e l'ossidazione del suolo (aratura, fresatura, etc.) che aumentano a breve termine lo sviluppo delle piante ma creano una deficienza di elementi nutritivi a lungo termine ed accentuano l'incidenza delle malattie.

I trattamenti che intensificano la nitrificazione (trasformazione dall'ammonio in nitrato) come l'uso eccessivo di fertilizzanti azotati, 1'abuso di pascoli a dominanza di leguminose, l'eccessivo sfruttamento di pascoli o i tagli forestali mal programmati, richiedono un riesame.


Qualche indicazione pratica per una gestione favorevole del suolo:

1. E' essenziale che i residui organici tornino sempre al suolo. I residui organici contengono i nutrimenti essenziali da riciclare stimolando l'attività microbica del suolo, forniscono il precursore dell'etilene e diminuiscono l'intensità a della nitrificazione del suolo. É meglio utilizzare i residui delle piante vecchie come miglioratori organici del terreno, ed è preferibile porli sulla superficie del suolo piuttosto che incorporarveli.

2. Le tecniche di lavoro minimale sul suolo dovrebbero essere utilizzate dappertutto, o dove è possibile. Ciò permette alle piante di crescere quasi continuamente, previene al meglio il disturbo del suolo, ed accresce il tasso di materia organica. Queste tecniche permettono inoltre di ridurre la nitrificazione.

3. Ogni volta che il suolo subisce miglioramento con azoto, è preferibile che ciò sia sotto forma di ammonio in molteplici piccole frazioni piuttosto che in uno o due grandi apporti. Ciò riduce ugualmente le possibilità di nitrificazione.

4. In certe situazioni, sarà consigliabile aggiungere degli inibitori chimici all'azoto (ammendante azotato) per ridurre la formazione di nitrati.

 

 

CICLO OSSIGENO-ETILENE E MOBILITAZIONE DEI NUTRIMENTI


1. la pianta essuda delle sostanze che intensificano l'attività microbica

2. l'attività microbica esaurisce l'ossigeno creando cosi i micrositi anaerobici

3. in assenza di ossigeno il ferro passa alla forma ferrosa

4. questa trasformazione del ferro libera fosfati, solfati ed oligo elementi abitualmente legati ai cristalli ferrici, nella soluzione del suolo

5. la forma ferrosa in soluzione:

a - tira fuori i nutrimenti legati all'argilla e alla materia organica e li rende disponibili per le piante: potassio, magnesio, ammonio

b - scatena la produzione di etilene che blocca l'attività microbica

6. la soluzione ferrosa migra alla periferia dei siti anerobici l'ossigeno si diffonde nei micrositi dall'esterno.

7. il contatto con l'ossigeno provoca l'ossidazione del ferro sotto forma ferrica che trattiene quindi gli elementi non utilizzati dalle piante in assenza di ioni ferrosi:

a -gli altri nutrimenti si legano nuovamente all'argilla e alla materia organica

b -Ia produzione di etilene s'interrompe e il resto di etilene si diffonde al1'esterno dei micrositi


 

CONSEGUENZE PRATICHE-RIVOLUZIONARIE MESSE IN PRATICA CON SUCCESSO PER CINQUANTA ANNI DA MASANOBU FUKUOKA (a)

 


Questo articolo è comparso per la prima volta in “Australian Plants” vol. 9 N° 73, 1977 poi nel N° 7 del' “International Permaculture journal” del marzo 1981, è stato stampato nel n°39 dell'international permaculture journal pagine 14-16, è stato tradotto in francese da Emmanuel Olivier, per l'associazione permacultura, il 1° ottobre del 1991, e dal francese all'italiano da Patrizia Falaschi il 7 novembre 2000 per l'associazione PAEA progetti alternativi per l'energia e l'ambiente, per Solaria, centro per le energie rinnovabili e la permacultura e per l'associazione Las Encantadas BP 217 – Limoux, f-11300 (Francia)