Un metodo più semplice per misurare il fosforo del suolo e capire il ruolo dei microrganismi

Il fosforo è uno degli elementi fondamentali per la crescita delle piante e, di conseguenza, per la produzione agricola. A differenza di altri nutrienti, però, le riserve naturali di fosforo sono finite e il suo utilizzo in agricoltura pone anche problemi ambientali quando viene applicato in quantità superiori alla capacità del sistema suolo-pianta di trattenerlo.

Capire come il fosforo viene immagazzinato, trasformato e reso nuovamente disponibile rappresenta quindi una delle chiavi per migliorare la fertilità dei terreni e ridurre gli sprechi di fertilizzanti.

Il fosforo legato al DNA

Una ricerca pubblicata sul Journal of Agricultural and Marine Sciences ha messo a punto una procedura più semplice ed economica per determinare una particolare frazione del fosforo organico del suolo: il DNA-bound phosphorus (DNA-P), ovvero il fosforo associato al DNA.

Il DNA-P è legato alla componente biologicamente attiva del terreno. I microrganismi del suolo assorbono continuamente nutrienti, li incorporano nella propria biomassa e, attraverso i processi di decomposizione e turnover cellulare, li rilasciano nuovamente nell'ambiente.

Misurare questa frazione può dunque fornire indicazioni su una parte dinamica del ciclo del fosforo, distinta dalle forme più stabili e meno immediatamente coinvolte nei processi biologici.

Un'analisi più semplice e meno costosa

I ricercatori hanno modificato una procedura analitica già esistente, verificandone l'efficacia su 32 differenti tipologie di suolo provenienti dal Regno Unito.

La principale semplificazione consiste nell'eliminazione di alcuni trattamenti enzimatici che facevano parte del protocollo originario. Le prove hanno indicato che questi passaggi non erano indispensabili per ottenere misurazioni affidabili del DNA-P.

La loro eliminazione consente quindi di ridurre sia la complessità operativa sia i costi dell'analisi, mantenendo sensibilità e precisione sufficienti per la ricerca.

Un passaggio, invece, si è dimostrato indispensabile: l'ultrafiltrazione. Questa tecnica permette di separare il fosforo associato al DNA da altre molecole contenenti fosforo che potrebbero interferire con la determinazione analitica.

Un indicatore della vita microbica del terreno

La quantità di DNA-P rilevata nei 32 terreni era relativamente piccola rispetto al fosforo organico complessivo. Il dato quantitativo, tuttavia, non racconta tutta la storia.

La concentrazione di DNA-P risultava infatti associata a diversi parametri del suolo, tra cui pH, fosforo della biomassa microbica, contenuto di sostanza organica e fosforo disciolto nella soluzione del terreno.

Queste correlazioni rafforzano l'ipotesi che il DNA-P sia collegato soprattutto alla componente biologicamente attiva del ciclo del fosforo. In particolare, la relazione con il fosforo della biomassa microbica suggerisce che questa frazione possa essere utilizzata come una sorta di indicatore dei processi attraverso i quali i microrganismi contribuiscono alla trasformazione del nutriente.

Perché è importante per l'agricoltura

Il fosforo applicato con i fertilizzanti non viene semplicemente assorbito dalle radici. Una parte può essere immobilizzata dal terreno, una parte può entrare nella biomassa microbica e un'altra può essere trasformata in forme più o meno disponibili per le piante.

I microrganismi hanno quindi un ruolo importante nel riciclo interno del fosforo. La loro attività può contribuire a liberare il nutriente dalla sostanza organica oppure, al contrario, a immobilizzarlo temporaneamente nella biomassa.

Disporre di un metodo relativamente semplice per misurare il DNA-P potrebbe permettere di studiare meglio queste dinamiche in differenti condizioni pedoclimatiche e sistemi agricoli.

Dalla fertilità chimica alla fertilità biologica

Il valore della ricerca non consiste quindi soltanto nell'aver ridotto il costo di una determinazione analitica. La semplificazione della procedura potrebbe rendere più accessibile lo studio di una componente del ciclo del fosforo che finora richiedeva analisi più laboriose.

La direzione è quella di una valutazione della fertilità del suolo che non consideri esclusivamente la quantità totale di nutrienti presenti, ma anche come questi nutrienti vengono trasformati dalla comunità microbica.

Per un'agricoltura chiamata a utilizzare in modo più efficiente una risorsa non rinnovabile come il fosforo, comprendere questo equilibrio potrebbe diventare particolarmente importante: non basta sapere quanto fosforo c'è nel terreno, ma anche quanto è biologicamente attivo, dove si trova e attraverso quali processi può tornare disponibile per le colture.