Il rame, ampiamente utilizzato come fungicida e battericida nelle coltivazioni, presenta una duplice natura: da un lato è un elemento fondamentale per la protezione delle piante; dall’altro, rappresenta una minaccia per la salute del suolo.
Un recente studio condotto in suoli coltivati a ciliegio in Nuova Zelanda ha analizzato in dettaglio l’effetto di concentrazioni crescenti di rame (7-263 mg/kg) su tre importanti indicatori biologici: comportamento dei lombrichi, respirazione del suolo e crescita delle radici.
L’obiettivo principale dello studio era valutare se la materia organica del suolo (SOM) potesse mitigare gli effetti tossici del rame. I risultati hanno dimostrato che, sebbene la SOM riduca efficacemente la bio-disponibilità e la tossicità del rame, questa capacità di buffering è limitata e non sostenibile nel lungo periodo.
L’accumulo di rame nei suoli avviene principalmente attraverso la lisciviazione (piogge), la caduta dei residui vegetali e la dispersione tramite spray, provocando una serie di effetti negativi sulla salute del suolo. Tra questi spiccano la riduzione della respirazione microbica e lo sviluppo radicale compromesso, oltre ad influenzare negativamente il comportamento dei lombrichi.
Tuttavia, i suoli con livelli più elevati di materia organica hanno mostrato una maggiore capacità di resistere agli effetti tossici del rame, evidenziando un ruolo cruciale della sostanza organica nella tutela della salute del suolo.
Immagine 1: Schema metodologico utilizzando quattro terreni (S1-S4) modificati con rame (Cu) e sostanza organica (SOM).
I test comportamentali sui lombrichi hanno rivelato una chiara preferenza per i suoli con contenuto medio di rame (160 mg/kg) e alta materia organica (12%). Questo suggerisce che la sostanza organica del suolo possa mitigare parzialmente gli effetti negativi del metallo, proteggendo gli organismi presenti.
Similmente, la respirazione del suolo si è mantenuta all’interno di livelli normali in presenza di SOM al 9-15%, anche in presenza di aggiunte di rame. Per contro, concentrazioni di rame superiori a 200 mg/kg hanno portato ad una significativa diminuzione della respirazione microbica, mostrando che esiste un limite alla capacità di tolleranza dei sistemi biologici del suolo.
Anche la crescita delle radici è stata influenzata dalle concentrazioni di rame e dai livelli di sostanza organica del suolo. Le radici delle piante hanno mostrato una tendenza chiara ad evitare suoli con alti livelli di rame e a dirigersi verso aree con maggiore disponibilità di nutrienti e materia organica. Tuttavia, concentrazioni estreme di rame (263 mg/kg) hanno limitato drasticamente la crescita radicale, compromettendo la capacità delle piante di accedere ai nutrienti essenziali per il loro sviluppo.
Lo studio sottolinea la necessità di un approccio bilanciato ed integrato nella gestione del rame nei suoli agricoli. Questo dovrebbe includere pratiche che incrementino i livelli di materia organica per mitigare i rischi associati.
Tuttavia, affidarsi esclusivamente alla capacità di buffering della sostanza organica del suolo non può essere considerato una soluzione sostenibile nel lungo termine. L’accumulo continuo di rame, insieme alla sua lentezza nel disperdersi naturalmente, costituisce una minaccia persistente alla sostenibilità ecologica delle coltivazioni agricole.
Immagine 2: Test di preferenza dei lombrichi dopo 14 giorni di esposizione simultanea di 15 lombrichi a quattro terreni non modificati e modificati nelle camere di scelta (n = 5). Nei terreni modificati con SOM e con Cu, la SOM è stata regolata al 12% (corrispondente a S2) e le concentrazioni di Cu sono state regolate a 263 mg kg-1 (corrispondente a S1).
Lo studio evidenzia anche l’urgenza di sviluppare alternative efficaci al rame per il controllo dei patogeni agricoli. Tra le possibili soluzioni, l’utilizzo di pratiche agro-ecologiche e l’introduzione di nuovi agenti di controllo biologico, in grado di ridurre l’impatto negativo sulle componenti vive del suolo.
In definitiva, è necessario un equilibrio delicato tra l’utilizzo di risorse e la protezione della biodiversità del suolo. L’integrazione di strategie di gestione innovative e sostenibili rappresenta la chiave per un futuro agricolo più resiliente, capace di rispondere alle sfide, come la contaminazione da rame, senza compromettere la produttività e la salute ambientale.
Fonte: Jeon, D., Robinson, B., & Dickinson, N. (2024). Organic matter mitigates biotic impact of copper in fruit orchard soil. Environmental Pollution, 363, 125145. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125145.
Immagini: Jeon et al., 2024
Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)
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