‘Patterns in soil microbial diversity across Europe’ (Labouyrie et al., 2023) – lo studio pubblicato su Nature Communications da ricercatori di Joint Research Centre (JRC), Università di Zurigo e Tartu, Agroscope – offre una preziosa analisi sulla biodiversità microbica dei suoli in Europa. (1)
L’elaborazione dati biologici e microbiologici raccolti nel progetto #LUCAS (JRC et al., 2016) ha consentito di osservare le interazioni tra i diversi tipi di copertura vegetale dei suoli, le perturbazioni antropiche e il clima con le caratteristiche del suolo, nonché le comunità microbiche e le funzioni che vi si associano.
1) Suolo, il ruolo vitale dei microrganismi
I microrganismi presenti nei suoli esercitano svolgono un ruolo vitale nella decomposizione della materia organica, la regolazione delle riserve di carbonio e del ciclo dei nutrienti, oltre a facilitare l’assorbimento dei nutrienti da parte delle piante. (2) Le perturbazioni antropiche nell’uso dei territori, il clima, le proprietà specifiche dei suoli (e.g. pH, disponibilità di azoto) e la biodiversità delle piante hanno a loro volta un ruolo cruciale nella modellazione delle associazioni microbiche (3,4).
L’insieme di questi fattori può quindi provocare variazioni significative nel microbioma del suolo. (5) E i cambiamenti nella composizione e nelle funzioni delle comunità microbiche possono influenzare i servizi ecosistemici forniti dal suolo. È dunque fondamentale comprendere gli impatti dei fattori antropogenici e ambientali sulla biodiversità e le funzioni microbiche sotterranee, anche su larga scala. (6)
2) Il progetto LUCAS
LUCAS (Land Use and Coverage Area frame Survey) è un progetto di ricerca condotto in 28 Stati membri dell’Unione Europea, con l’obiettivo di raccogliere dati dettagliati sulla composizione dei suoli e la loro copertura vegetale nel Vecchio Continente. (7) Questo progetto – oltre ad analizzare le proprietà fisiche e chimiche dei suoli (i.e. pH, nutrienti) – identifica e cataloga i microrganismi che vi sono presenti, attraverso tecniche avanzate di ‘metabarcoding’ del DNA. (8) La standardizzazione dei dati è invero essenziale per avere una visione complessiva, valutando e confrontando gli inventari pedologici nazionali e regionali.
3) Impatto della copertura vegetale e del clima
La copertura vegetale ha un ruolo significativo nella struttura della comunità batterica e fungina. L’analisi ha coinvolto 79.593 unità batteriche e 25.962 unità fungine. (1) Terreni coltivati e prati con elevato contenuto di argilla e pH ospitano più batteri chemioeterotrofi, i boschi con un rapporto C/N (carbonio/azoto) elevato e bassa densità apparente hanno più funghi ectomicorrizici, le foreste di conifere più batteri N-fissatori. Le interazioni tra proprietà del suolo, copertura vegetale e clima spiegano le differenze nella diversità microbica tra i siti. L’analisi rivela altresì come l’interazione tra pH del suolo e stagionalità della temperatura influenza la diversità e la proporzione dei patogeni fungini delle piante. (9)
4) Effetti delle perturbazioni antropiche, nell’uso del territorio, sulle comunità microbiche
Il microbioma del suolo è influenzato dalle perturbazioni del territorio, con un aumento di ricchezza e diversità microbica nelle aree più disturbate (i.e. terre coltivate) rispetto ai boschi meno disturbati. La maggiore diversità microbica – sia tassonomica che funzionale – non è peraltro un segnale positivo a priori.
Le aree altamente disturbate possono infatti ospitare maggiori quantità di microorganismi potenzialmente indesiderati. Così, i potenziali patogeni fungini sono diffusi nelle aree più gestite, i batteri fissatori di azoto nei boschi e prati gestiti in modo estensivo. (1) I vari tipi di copertura vegetale a loro volta comportano variazioni significative nei principali gruppi microbici.
5) Limiti e prospettive
I ricercatori – pur avendo considerato variabili significative – hanno rilevato una varianza inspiegabile che potrebbe forse venire spiegata dall’effetto di altre forze, quali il punto di avvizzimento e micronutrienti non indagati dal modello.
La mancanza di dati di dettaglio sulla copertura vegetale, l’annotazione funzionale limitata dei microbi, soprattutto batteri – e le pratiche agronomiche adottate (biologico, convenzionale), aggiunge chi scrive (9) – costituiscono limitazioni di potenziale rilievo. Ulteriori ricerche future dovrebbero considerare la variabilità su scala microscopica e migliorare la caratterizzazione tassonomica e funzionale delle comunità microbiche.
Approcci sperimentali come metagenomica, metatrascrittomica, metaproteomica e metabolomica potrebbero affinare l’annotazione funzionale. Un’analisi causa-effetto potrebbe correlare la presenza di patogeni vegetali con la crescita delle piante. L’applicazione di questi approcci a LUCAS Soil potrebbe aprire nuove prospettive, ma le limitazioni attuali indicano la necessità di ulteriori ricerche mirate per comprendere appieno l’ecologia microbica su vasta scala.(10)
6) Politiche UE
La Commissione europea, come si è visto, ha adottato nel 2021 la ‘EU Soil Strategy for 2030’. (11) Gli obiettivi indicati nelle strategie ‘Farm to Fork’ e ’Biodiversity 2030’, peraltro, erano sono stati sconfessati già nella relazione ‘EU agricultural outlook for markets, income and environment, 2020-2030’ (European Commission, JRC, 2021. Si vedano note 12,13).
Il Parlamento europeo sta del resto ora annacquando i progetti di regolamenti NRL (Nature Restoration Law) e SUR (Sustainable Use and Reduction of pesticides Si vedano note 14,15). Le ambizioni su un progetto proposta di ‘Soil Health Law’ – che era stata programmata per il 2023 (16) – sono a loro volta naufragate in un riduttivo progetto di ‘Soil Monitoring Law’ (16,17).
7) Conclusioni provvisorie
Lo studio in esame sottolinea l’importanza di considerare sia la diversità tassonomica che funzionale delle comunità microbiche per comprendere gli impatti dell’intensificazione dell’uso del territorio, le pratiche agronomiche e i fattori ambientali sulla biodiversità dei suoli.
L’approccio basato sulle interazioni tra fattori ambientali offre nuove prospettive di monitoraggio ma deve venire accompagnato da politiche idonee al ripristino dei suoli europei, i cui attuali livelli di degrado espongono le popolazioni a non trascurabili rischi di food security.
Gabriele Sapienza e Dario Dongo
Note
(1) Labouyrie, M., Ballabio, C., Romero, F. et al. Patterns in soil microbial diversity across Europe. Nat Commun 14, 3311 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37937-4
(2) European Commission, Joint Research Centre, Johnson, N., Scheu, S., Ramirez, K. et al., Global soil biodiversity atlas, Johnson, N., Scheu, S., Ramirez, K., Lemanceau, P., Eggleton, P., Jones, A., Moreira, F., Barrios, E., De Deyn, G., Briones, M., Kaneko, N., Kandeler, E., Wall, D., Six, J., Fierer, N., Jeffery, S., Lavelle, P., Putten, W., Singh, B., Miko, L., Hedlund, K., Orgiazzi, A., Chotte, J., Bardgett, R., Behan-Pelletier, V., Fraser, T., Montanarella, L., Publications Office, 2016, https://data.europa.eu/doi/10.2788/2613
(3) Donato Ferrucci, Dario Dongo. Nutrizione dei suoli e le colture, il piano d’azione integrato in UE. GIFT (Great Italian Food Trade). 10.7.22
(4) Dario Dongo, Giulia Torre. Microrganismi e microalghe in agricoltura, l’innovazione sostenibile. GIFT (Great Italian Food Trade). 22.6.20
(5) Gabriele Sapienza. Biopreparati a base di microrganismi, regolamentazione e benefici. GIFT (Great Italian Food Trade). 4.10.23
(6) Guido Cortese, Dario Dongo. Microbioma e glifosate, nuovi studi. GIFT (Great Italian Food Trade). 27.4.19
(7) Orgiazzi, A., Panagos, P., Fernandez Ugalde, O., Wojda, P., Labouyrie, M., Ballabio, C., Franco, A., Pistocchi, A., Montanarella, L. and Jones, A., LUCAS Soil Biodiversity and LUCAS Soil Pesticides, new tools for research and policy development, EUROPEAN JOURNAL OF SOIL SCIENCE, ISSN 1351-0754, 73 (5), 2022, p. e13299, JRC125332. https://doi.org/10.1111/ejss.13299
(8) LUCAS: Land Use and Coverage Area frame Survey, https://esdac.jrc.ec.europa.eu/projects/lucas
(9) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Alimenti biologici e sistema immunitario, evidenze scientifiche. GIFT (Great Italian Food Trade). 11.4.20
(10) Labouyrie, M., Ballabio, C., Romero, F. et al. Publisher Correction: Patterns in soil microbial diversity across Europe. Nat Commun 14, 4298 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39596-x
(11) Dario Dongo. Protezione del suolo, strategia 2030. L’ABC. GIFT (Great Italian Food Trade). 6.12.21
(12) Dario Dongo, Giulia Torre. Speciale – Strategia UE 2030 per la Biodiversità, il piano annunciato a Bruxelles. GIFT (Great Italian Food Trade). 31.5.20
(13) Dario Dongo, Giulia Orsi. Agricoltura in UE-27, relazione di scenario 2020-2030. GIFT (Great Italian Food Trade). 12.1.21
(14) Dario Dongo. Nature Restoration Law, riduzione dei pesticidi. Eurodeputati a servizio delle lobby agroindustriali. GIFT (Great Italian Food Trade). 17.10.23
(15) Dario Dongo. Riduzione dei pesticidi in UE, avanti con beffa. GIFT (Great Italian Food Trade). 25.10.23
(16) Koeninger, J., Panagos, P., Jones, A., Briones, M. and Orgiazzi, A., In defence of soil biodiversity: Towards an inclusive protection in the European Union, BIOLOGICAL CONSERVATION, ISSN 0006-3207, 268, 2022, p. 109475, JRC125863. https://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2022.109475
(17) Proposal for a Directive of the European Parliament and of the European Parliament and of the Council on Soil Monitoring and Resilience (Soil Monitoring Law) https://tinyurl.com/4yua4tdf
Laureato in Agraria, con esperienza in agricoltura sostenibile e permacultura, laboratorio e monitoraggio ecologico.
Dario Dongo, avvocato e giornalista, PhD in diritto alimentare internazionale, fondatore di WIISE (FARE - GIFT – Food Times) ed Égalité.
