Materia organica: Cos’è e perché è così importante

Segui l’adeguatezza della stagione, considera bene la natura e le condizioni del terreno, allora e solo allora meno lavoro porterà il miglior successo. Fare affidamento sulla propria idea e non sugli ordini della natura, quindi ogni sforzo sarà inutile.,

—JIA SI XIE, 6 ° SECOLO, CINA

Come discuteremo alla fine di questo capitolo, la materia organica ha un effetto schiacciante su quasi tutte le proprietà del suolo, sebbene sia generalmente presente in quantità relativamente piccole. Un tipico terreno agricolo ha dall ‘ 1% al 6% di materia organica. Consiste di tre parti distintamente diverse: organismi viventi, residui freschi e residui ben decomposti. Queste tre parti della materia organica del suolo sono state descritte come i vivi,i morti e i morti., Questa classificazione a tre vie può sembrare semplice e non scientifica, ma è molto utile.

Figura 2.1. Un nematode si nutre di un fungo, parte di un sistema vivente di controlli ed equilibri. Foto di Harold Jensen.

La parte vivente della materia organica del suolo comprende un’ampia varietà di microrganismi, come batteri, virus, funghi, protozoi e alghe., Include anche le radici delle piante e gli insetti, i lombrichi e gli animali più grandi, come talpe, marmotte e conigli che trascorrono parte del loro tempo nel terreno. La porzione vivente rappresenta circa il 15% della materia organica totale del suolo. Microrganismi, lombrichi e insetti si nutrono di residui vegetali e concimi per energia e nutrizione, e nel processo mescolano la materia organica nel terreno minerale. Inoltre, riciclano i nutrienti delle piante. Le sostanze appiccicose sulla pelle dei lombrichi e altre sostanze prodotte dai funghi aiutano a legare le particelle insieme., Questo aiuta a stabilizzare gli aggregati del suolo, ciuffi di particelle che costituiscono una buona struttura del suolo. Organismi come i lombrichi e alcuni funghi aiutano anche a stabilizzare la struttura del suolo (ad esempio, producendo canali che consentono all’acqua di infiltrarsi) e, quindi, migliorano lo stato e l’aerazione dell’acqua del suolo. Le radici delle piante interagiscono anche in modo significativo con i vari microrganismi e animali che vivono nel terreno. Un altro aspetto importante degli organismi del suolo è che sono in costante lotta l’uno con l’altro (figura 2.1)., Ulteriori discussioni sulle interazioni tra organismi del suolo e radici, e tra i vari organismi del suolo, sono fornite nel capitolo 4.

Una moltitudine di microrganismi, lombrichi e insetti ottengono la loro energia e nutrienti abbattendo i residui organici nei terreni. Allo stesso tempo, gran parte dell’energia immagazzinata nei residui viene utilizzata dagli organismi per produrre nuove sostanze chimiche e nuove cellule. In che modo l’energia viene immagazzinata all’interno dei residui organici in primo luogo? Le piante verdi usano l’energia della luce solare per collegare gli atomi di carbonio insieme in molecole più grandi., Questo processo, noto come fotosintesi, viene utilizzato dalle piante per immagazzinare energia per la respirazione e la crescita.

Figura 2.2. Residui freschi parzialmente decomposti rimossi dal terreno. Frammenti di steli, radici e fungal fungine sono tutti facilmente utilizzati dagli organismi del suolo.

I residui freschi, o materia organica “morta”, sono costituiti da microrganismi recentemente deceduti, insetti, lombrichi, vecchie radici di piante, residui di colture e concimi aggiunti di recente., In alcuni casi, basta guardarli per identificare l’origine dei residui freschi (figura 2.2). Questa parte della materia organica del suolo è la frazione attiva o facilmente decomposta. Questa frazione attiva della materia organica del suolo è la principale fonte di cibo per vari organismi—microrganismi, insetti e lombrichi— che vivono nel suolo. Poiché i materiali organici vengono decomposti dai “viventi”, rilasciano molti dei nutrienti necessari alle piante. I composti chimici organici prodotti durante la decomposizione dei residui freschi aiutano anche a legare insieme le particelle del suolo e dare al terreno una buona struttura.,

Anche le molecole organiche rilasciate direttamente dalle cellule di residui freschi, come proteine, amminoacidi, zuccheri e amidi, sono considerate parte di questa materia organica fresca. Queste molecole generalmente non durano a lungo nel terreno perché così tanti microrganismi li usano come cibo.

Il materiale organico ben decomposto nel suolo, il “molto morto”, è chiamato humus. Alcuni usano il termine humus per descrivere tutta la materia organica del suolo; alcuni lo usano per descrivere solo la parte che non si può vedere senza un microscopio. Useremo il termine per riferirsi solo alla parte ben decomposta della materia organica del suolo., Poiché è così stabile e complesso, l’età media dell’humus nei terreni è di solito superiore a 1.000 anni. L’humus già ben decomposto non è un alimento per gli organismi, ma le sue dimensioni molto ridotte e le sue proprietà chimiche lo rendono una parte importante del suolo. L’humus mantiene alcuni nutrienti essenziali, conservandoli per un lento rilascio alle piante. Humus può anche circondare alcune sostanze chimiche potenzialmente dannose e impedire loro di causare danni alle piante., Buone quantità di humus del suolo possono ridurre i problemi di drenaggio e compattazione che si verificano nei terreni argillosi e migliorare la ritenzione idrica nei terreni sabbiosi migliorando l’aggregazione, che riduce la densità del suolo, e trattenendo e rilasciando acqua.

Un altro tipo di materia organica, che ha guadagnato molta attenzione ultimamente, è solitamente indicato come carbonio nero. Quasi tutti i terreni contengono alcuni piccoli pezzi di carbone, frutto di incendi passati, di origine naturale o umana. Alcuni, come i terreni neri del Saskatchewan, in Canada, possono avere quantità relativamente elevate di salmerino., Tuttavia, l’interesse per il carbone nei suoli è venuto principalmente attraverso lo studio dei suoli chiamati terre scure (terra preta de indio) che si trovano su siti di villaggi a lungo occupati nella regione amazzonica del Sud America che sono stati spopolati durante l’era coloniale. Queste terre scure contengono il 10-20% di carbonio nero nel piede superficiale del suolo, dando loro un colore molto più scuro rispetto ai terreni circostanti. Il carbone di legna del terreno era il risultato di secoli di fuochi di cottura e combustione sul campo di residui colturali e altri materiali organici., Il modo in cui si è verificata la combustione—ustioni lente, forse a causa delle condizioni di bagnato comuni in Amazzonia— produce molto materiale carbonatico e non tanto cenere come si verifica con una combustione più completa a temperature più elevate. Questi terreni sono stati intensamente utilizzati in passato, ma sono stati abbandonati per secoli. Tuttavia, sono molto più fertili dei terreni circostanti-in parte a causa dell’elevato apporto di nutrienti nei residui animali e vegetali—e producono colture migliori rispetto ai terreni circostanti tipici della foresta tropicale., Parte di questa maggiore fertilità— la capacità di fornire alle piante nutrienti con quantità molto basse di perdita di lisciviazione—è stata attribuita alla grande quantità di carbonio nero e all’elevata quantità di attività biologica nei terreni. Il carbone è una forma molto stabile di carbonio e apparentemente aiuta a mantenere una capacità di scambio cationico relativamente elevata e un’attività biologica. Le persone stanno iniziando a sperimentare l’aggiunta di grandi quantità di carbone ai terreni, ma suggeriamo di attendere i risultati degli esperimenti prima di effettuare grandi investimenti in questa pratica., La quantità necessaria per fare una grande differenza per un terreno è apparentemente enorme-molte tonnellate per acro—e può limitare l’utilità di questa pratica a piccoli appezzamenti di terreno.

La normale decomposizione della materia organica che avviene nel suolo è un processo simile alla combustione della legna in una stufa. Quando la legna raggiunge una certa temperatura, il carbonio nel legno si combina con l’ossigeno dell’aria e forma anidride carbonica. In questo caso, l’energia immagazzinata nelle sostanze chimiche contenenti carbonio nel legno viene rilasciata sotto forma di calore in un processo chiamato ossidazione., Il mondo biologico, compresi gli esseri umani, animali e microrganismi, fa anche uso dell’energia all’interno di molecole contenenti carbonio. Questo processo di conversione di zuccheri, amidi e altri composti in una forma di energia direttamente utilizzabile è anche un tipo di ossidazione. Di solito la chiamiamo respirazione. L’ossigeno viene utilizzato e l’anidride carbonica e il calore vengono emessi nel processo.

Il carbonio del suolo è talvolta usato come sinonimo di materia organica., Poiché il carbonio è il principale elemento costitutivo di tutte le molecole organiche, la quantità in un terreno è fortemente correlata alla quantità totale di tutta la materia organica—gli organismi viventi più residui freschi più residui ben decomposti. Quando le persone parlano di carbonio del suolo invece di materia organica, di solito si riferiscono al carbonio organico. La quantità di materia organica nei terreni è circa il doppio del livello di carbonio organico., Tuttavia, in molti terreni in aree glaciali e regioni semiaride è comune avere un’altra forma di carbonio nei terreni—calcare, sia come concrezioni rotonde o disperse uniformemente in tutto il terreno. La calce è carbonato di calcio, che contiene calcio, carbonio e ossigeno. Questa è una forma di carbonio inorganico. Anche in climi umidi, quando il calcare si trova molto vicino alla superficie, alcuni possono essere presenti nel terreno.,

BIOCHAR COME EMENDAMENTO DEL SUOLO
Si ritiene che i terreni insolitamente produttivi “dark earth” della regione amazzonica brasiliana siano stati prodotti e stabilizzati per incorporazione di grandi quantità di carbone nel corso degli anni di occupazione e utilizzo. Il carbonio nero, prodotto dagli incendi e dall’attività umana e trovato in molti terreni in tutto il mondo, è il risultato della combustione della biomassa a circa 700-900°F in condizioni di ossigeno basso. Questa combustione incompleta provoca circa la metà o più del carbonio nel materiale originale trattenuto come carbone., Il salmerino, contenente anche cenere, tende ad avere elevate quantità di carica negativa (capacità di scambio cationico), ha un effetto calcinante sul suolo, trattiene alcuni nutrienti dal legno o da altri residui che sono stati bruciati, stimola le popolazioni di microrganismi ed è molto stabile nei terreni. Anche se molte volte sono stati riportati aumenti della resa in seguito all’applicazione di biochar-probabilmente a causa di una maggiore disponibilità di nutrienti o di un aumento del pH—a volte le rese ne risentono., I legumi fanno particolarmente bene con le aggiunte di biochar, mentre le erbe sono spesso carenti di azoto, indicando che l’azoto può essere carente per un periodo successivo all’applicazione. Nota: Gli effetti del biochar sull’innalzamento del pH del suolo e sull’aumento immediato di calcio,potassio, magnesio, ecc., sono probabilmente un risultato della cenere piuttosto che il carbonio nero stesso. Questi effetti possono anche essere ottenuti utilizzando materiale più completamente bruciato, che contiene più cenere e poco carbonio nero.

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