Ruolo dei microrganismi nella pedogenesi
La colonizzazione da parte dei microrganismi (cianobatteri, alghe e batteri chemiolitotrofi, consorzi microbici con funghi nei licheni, con piante e animali) è graduale (Fig.1).
Nello stadio iniziale della pedogenesi i microrganismi partecipano alla disgregazione dei minerali tramite processi di:
Mineralizzazione della sostanza organica:
Figura 3. Schema delle diverse attività, in cui sono coinvolti i microrganismi, che portano alla nascita del suolo
Attività microbica degradativa a carico della sostanza organica
Alla base delle attività del suolo c’è sempre una sorgente di sostanza organica sia che provenga da sovesci, strami, letame o altri residui organici o, ancora, humus originatosi dal suolo.
La sostanza organica di facile degradazione può essere rappresentata da composti quali glucosio, saccarosio, amido o cellulosa.
La sostanza organica di difficile degradazione, invece, è rappresentata da gusci di mandorle, corteccia di pino, torba e acidi umici del suolo (Tab. 1).
Le cellule microbiche necessitano di nutrienti per la loro crescita in modo da poter assolvere a tutte le loro funzioni cellulari attraverso la liberazione di energia e precursori metabolici.
I batteri hanno esigenze di nutrienti che sono utilizzati per:
1) la sintesi cellulare:
2) come elementi minerali:
3) come sorgente di energia: composti organici, composti inorganici, luce;
4) accettori di elettroni: O2, composti organici, composti inorganici.
Sulla base delle loro esigenze nutrizionali (fonti di carbonio ed energia) i batteri possono essere suddivisi in:
Nella fototrofia, che utilizza come unica fonte energetica l’energia luminosa, la fonte di carbonio può essere organica (fotoeterotrofi) o inorganica (fotoautotrofi).
Nella chemiotrofia, la fonte di energia è rappresentata da un composto organico (energia chimica). In questo caso la fonte energetica può essere costituita da substrati inorganici ridotti (chemioautotrofi), o da sostanze organiche come fonte sia di carbonio che di energia (chemioeterotrofi) (Fig. 4).
Esistenza nel suolo di comunità microbiche costituite da gruppi differenti.
Presenza di gruppi ecofisiologici cioè gruppi microbici capaci di svolgere specifiche funzioni e attività metaboliche.
Gruppi ecofisiologici fanno parte della popolazione autoctona del suolo.
La microflora autoctona comprende le specie indigene sia batteriche che fungine sempre presenti nel suolo a un livello di attività bassa ma stazionaria (Fig. 5). Non crescono sugli ordinari mezzi di crescita.
I microrganismi zimogeni sono, invece, invasori alloctoni che si moltiplicano rapidamente ritornando, infine, al livello di partenza. Essi decompongono i resti organici freschi e sono coltivabili su mezzi artificiali (Fig. 5).
Inquadramento eco-fisiologico della microflora fungina nel suolo
La microflora fungina può essere considerata esoctona, cioè che invade il terreno e mal si adatta alla continua crescita saprofita, partecipa alla degradazione dei resti vegetali ma può anche comportarsi da parassita debole, poichè in grado di invadere tessuti vegetali moribondi o morti.
Inoltre, i funghi possono essere distinti in:
Le popolazione microbiche macrofite e microfite.
Le popolazioni microbiche zimogene e autoctone sono state meglio definite dal concetto di microrganismi macrofiti e microfiti.
I macrofiti (zimogeni) hanno bisogno per il loro sviluppo di alte concentrazioni di materiale organico e presentano un tasso elevato di moltiplicazione. Dopo l’esaurimento del substrato si trasformano in forme dormienti (microrganismi sporigeni). Essi esauriscono le fonti di C organico convertendole in humus. Nelle condizioni naturali, la presenza di microzone ricche di residui vegetali e animali determina un’esplosione di macrofiti.
I microfiti (autoctoni), hanno bisogno, invece, di tracce di materiale organico ed alcuni fissano la CO2 eterotroficamente. Dopo esaurimento delle fonti energetiche i microfiti si avvantaggiano nella crescita e le biomasse microbiche in lisi concorrono nell’equilibrio. Sono di difficile coltivazione nei comuni substrati di crescita.
La microflora zimogena e autoctona può essere distinta in base alle peculiari strategie competitive che utilizzano i fattori r e K.
Tali fattori sono:
1. Introduzione, storia e sviluppi della microbiologia
4. La membrana citoplasmatica dei procarioti
5. La parete cellulare dei procarioti
6. Le strutture esterne della cellula procariota: la capsula e i flagelli
7. Le inclusioni cellulari dei procarioti
9. La Microbiologia pedologica
10. Ruolo dei microrganismi nel suolo
11. Cicli biogeochimici, effetto rizosfera e PGPR
12. Rapporti simbiontici piante-microrganismi: azotofissatori e micorrize
Appunti
Testi:
Perry et al., Cap. 5
Prescott et al., Zanichelli Editori, Cap. 5
Florenzano, Cap. 5