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Qualità biologica dei suoli: il contributo della
fauna edafica
GEO FLUID Piacenza 2008
Dr. Cristina Menta
Dipartimento di Biologia Evolutiva e
Funzionale, Università di Parma

La parte attiva del suolo forma un “cuore” che viene sostenuto dalla
componente abiotica: il suolo è un sistema vivente nel quale le piante
(radici), i microrganismi e la fauna interagiscono tra loro e con l’ambiente
abiotico (Verhoef, 2004).
Il suolo è quindi la risultante delle interazioni tra componente abiotica e
biotica in tutte le sue molteplici forme e funzioni.

Il suolo rappresenta la sede che accoglie
una parte ampia della biodiversità globale.
La diversità sotto la superficie è
essenziale per la funzionalità
ecosistemica della superficie (Copley,
2000).

Adattamento al suolo: un fenomeno evolutivo di convergenza adattativa

COMPONENTE STRUTTURALE
11
1
2
1
Oasi WWF dei Ghirardi (Borgotaro, PR) - Querceto
50
Acari
55
2 2221
9
6
Araneidi
Chilopodi
Coleotteri adulti
Coleotteri larve
Collemboli
Dipluri
Ditteri larve
Imenotteri
Isopodi
Pauropodi
Proturi
Sinfili

Tre funzioni chiave della
fauna edafica relative alla
qualità del suolo:
1. Mineralizzazione e
dinamica della sostanza
organica.
2. Formazione e
mantenimento della
struttura del suolo.
3. Supporto e controllo della
produzione delle piante e
della diversità di specie.

Emerge sempre più il bisogno di sviluppare
strumenti di valutazione della qualità del suolo
sufficientemente attendibili, pratici e ripetibili.
Nella definizione di qualità del suolo
deve essere considerato l’apporto
degli organismi al funzionamento dei
processi edafici e includere i livelli di
equilibrio e stabilità.
L’equilibrio include implicitamente il
bilancio tra la sintesi e la demolizione
della sostanza organica,
l’impedimento dell’accumulo di
materiale organico o il suo
esaurimento e il bilancio tra
incremento e diminuzione delle
specie e quindi la conservazione della
diversità e delle funzioni ecologiche.
Le vie di quantificazione/monitoraggio del funzionamento del sistema suolo sono (van
Straalen, 2004):
1. Decidere quali processi del suolo sono da ritenersi importanti per la qualità dello stesso.
2. Determinare quali organismi giocano un ruolo chiave in questi processi.
3. Monitorare questi organismi (singoli o le comunità) valutando le dinamiche di popolazione,
sia nello spazio che nel tempo.

La qualità di un suolo può essere definita attraverso un sistema di indicatori di
qualità.
Gli indicatori possono
essere fisici, chimici,
biologici.
La selezione degli
indicatori da impiegare
deve tenere conto dell’uso
del suolo, di modelli di
variazione temporale e
spaziale, delle relazioni
tra funzioni del suolo e
indicatore, della misura
della sensibilità ai
cambiamenti di gestione
del suolo e della
ripetibilità e comparabilità
del campionamento e del
programma di
monitoraggio (Verhoef,
2004).

L’idea di base della bioindicazione è che la relazione tra i
fattori del suolo e le comunità del suolo può essere stretta:
quando i fattori del suolo influenzano la struttura di comunità,
la struttura di comunità può contenere informazioni relative
alle caratteristiche del suolo.
Le caratteristiche chiave considerate nella valutazione del disturbo del suolo sono:
1. Ricchezza e diversità di specie.
2. Rapporto tra le specie (dominanti e rare).
3. Distribuzione della taglia del corpo nelle varie specie.
4. Caratteristiche del ciclo vitale.
5. Classificazione in accordo con le preferenze ecofisiologiche
6. Struttura delle catene trofiche.

Maturity Index (Bongers, 1990) MI
Valutazione delle condizioni di maturità di un
ecosistema basandosi sulla composizione della
comunità nematologica. L’indice si basa sulla
frequenza relativa di famiglie ad elevato tasso
riproduttivo (colonizzatori), caratterizzate da ciclo
riproduttivo rapido e alta tolleranza agli
inquinanti, e famiglie definite persistenti, con
ciclo vitale più lungo e maggiormente sensibili
alle perturbazioni del sistema.
Colonizzatori e persistenti vengono considerati
come i due estremi di una scala di valori (c-p) il cui
range numerico è compreso tra 1 e 5.

• c-p 1: nematodi con generazioni brevi (pochi giorni), che producono numerose uova
e crescono a ritmo esponenziale in condizioni di abbondanza di nutrimento. Tollerano
relativamente bene lo stress da inquinanti e sono in grado di entrare in criptobiosi
(dauerlarvae).
• c-p 2: organismi con brevi tempi di generazione ma non in grado di formare
dauerlarvae.
• c-p 3: con tempi di generazione più lunghi e relativa sensibilità agli inquinanti.
• c-p 4: caratterizzati da lunghi cicli vitali, cuticola permeabile e discreta sensibilità agli
inquinanti.
• c-p 5: nematodi con cicli vitale più lunghi e tasso riproduttivo più basso, producono
poche uova, hanno capacità di spostamento limitata e sono molto sensibili agli inquinanti
e ai fenomeni di disturbo.
Il Maturity Index è calcolato come la media pesata dei valori c-p individuali:
n
MI=∑v(i)f(i)
i=1
Dove v(i) è il valore c-p della famiglia considerata, f(i)è la frequenza relativa della stessa nel
campione.
Valore dell’indice vicino a 1 esprime una predominanza di individui colonizzatori e
indicatori di un ambiente poco stabile, valore dell’indice compreso tra 2 e 4 esprime una
maggiore abbondanza di persistenti ed è indice di un sistema tendenzialmente più stabile.

Comunità di lombrichi (Bouché, 1977)
1. Specie epigee: di superficie, pigmentate e non scavatrici.
2. Specie endogee: specie che costruiscono gallerie orizzontali e vivono nella
superficie minerale e nell’orizzonte organico;
3. Specie aneciche: specie che scavano gallerie profonde e tornano in superficie
durante la notte attratte dalla lettiera.
Gli epigei sono meglio rappresentati in suoli con accumulo di materiale organico in
superficie, come boschi e prati stabili (elevato turnover, altamente predati, elevato
numero di cocconi).
Gli endogei sono dominanti in prati stabili temperati (numero intermedio di cocconi).
Gli aneci: comuni nei prati (basso numero di cocconi), si alimentano di foglie fresche
sulla superficie o di materiale organico nel suolo quando queste non sono
disponibili.
Le proporzioni di questi tre gruppi forniscono un semplice ma efficace sistema di
indicazione

Gruppo EMI
Proturi 20
Dipluri 20
Collemboli 1-20.
Microcoryphia 10
Zygentomata 10
Dermatteri 1
Ortotteri 1-20.
Embiotteri 10
Blattari 5
Psocotteri 1
Emitteri 1-10.
Tisanotteri 1
Coleotteri 1-20.
Imenotteri 1-5.
Ditteri (larva) 10
Altri olometaboli (larva) 10
Altri olometaboli (adulti) 1
Pseudoscorpioni 20
Palpigradi 20
Opilionidi 10
Araneidi 1-5.
Acari 20
Isopodi 10
Diplopodi 10-20.
Pauropodi 20
Sinfili 20
Chilopodi 10-20.
Q BS
250
200
150
100
50
0
QBS-ar (Parisi et al., 2005): sommatoria
dei singoli Indici EcoMorfologici
Plough Sugarbeet Corn Wheat Alfalfa Grassland Wood

BIO-BIO Project
Biodiversity-Bioindication to evaluate soil health
European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability, Ispra, Italy
•European Commission, Joint Research
Centre, Institute for Environment and
Sustainability, Ispra
•Regione Lombardia
•Istituto Sperimentazione per la Nutrizione
delle Piante
•Soil Sciences Centre, Wageningen
•Brandenburgische Technische
Universität, Germany
•Università di Torino
•Università di Camerino
•Università di Macerata
•Università di Milano- Bicocca
•Justus Liebig University, Germany
•Università di Parma
•Università del Piemonte Orientale
•Université Rennes, France

1) Analisi fisico - chimiche
• Tessitura
•Umidità
•Bulk density
•Ritenzione idrica
•pH
•C, H, N
•Diossine
•Contenuto in metalli pesanti (Al,
As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn)
•PCB
2) Indicatori e indici microbici e animali
•Valutazione dell’attività microbica
•Attività respiratoria
•Tetrahymena thermophila (protozoo ciliato)
•Dictyostelium discoideum (ameba)
•Comunità di nematodi (densità e composizione
tassonomica)
•Microartropodi (QBS-c, QBS-ar, test Folsomia candida)
•Eisenia andrei (biomarkers indicatori di stress)
•Comunità di lombrichi

Indicatori
fisici
Buona salute del
suolo
Indicatori chimici
Indicatori
biologici
Grazie per l’attenzione
Per informazioni:
cristina.menta@unipr.it
Tel. 0521-033407