L’uso della pedofauna per valutare la qualità biologica del suolo:
l’esempio del QBS-ar
 
Pierluigi Fogliati
 
 
Il suolo è un ambiente complesso, ricchissimo di esseri viventi. Ogni pedologo lo sa bene, ma si tratta di una conoscenza perlopiù teorica. Infatti le analisi pedologiche di base, sia di campo che di laboratorio, non affrontano direttamente lo studio della componente biologica se non per una stima della quantità di radici presenti. Un’idea indiretta dell’azione degli esseri viventi la si può avere da alcune caratteristiche quali la quantità e il tipo di sostanza organica, la struttura, la porosità. Per il resto il contatto fra il pedologo e gli abitanti del suolo si riduce all’incontro fortuito con lombrichi e formiche. Del resto lo studio degli esseri viventi che abitano il suolo è stato finora limitato alla scienza pura, senza ricadute pratiche, con la sola eccezione degli studi sugli organismi nocivi all’agricoltura. Una scienza da specialisti, quasi tutti legati all’università. Da qualche anno però qualcosa sta cambiando in questo settore. Infatti si sono cominciate a sperimentare anche sul suolo tecniche di bioindicazione simili a quelle già usate per acqua e aria. Vale la pena di spendere qualche parola per spiegare cosa sono le tecniche di bioindicazione.
Semplificando molto le cose e usando un linguaggio non tecnico, si può definire “bioindicazione” l’uso di metodi per valutare lo “stato di salute” di un ecosistema tramite lo studio di determinati organismi viventi detti bioindicatori. Non tutti gli organismi sono adatti ad essere usati come bioindicatori. E’ necessario che possiedano alcuni requisiti, il più importante dei quali è la capacità di reagire a disturbi agenti sull’ecosistema (ad esempio l’inquinamento) con modificazioni misurabili di alcune caratteristiche. Queste variazioni possono essere diverse: cambiamenti nella struttura delle comunità (ad esempio sostituzione di specie più sensibili con altre più tolleranti); modificazioni della morfologia o della fisiologia degli individui; danni genetici. Negli ultimi anni le tecniche di bioindicazione si sono sempre più diffuse e perfezionate, al punto che una di esse è diventata obbligatoria per legge. Si tratta dell’Indice Biotico Esteso (IBE) che è divenuto obbligatorio per i corsi d’acqua col Decreto Legislativo 152/99. Esso utilizza come bioindicatori i macroinvertebrati bentonici, perlopiù larve di insetti. Si basa sulla misura di due dati: il numero totale di gruppi sistematici presenti e la presenza o assenza di gruppi sistematici particolarmente sensibili. In un corso d’acqua con disturbi antropici trascurabili sarà presente un gran numero di gruppi sistematici e fra questi saranno presenti anche quelli più sensibili. Le tecniche di bioindicazione della qualità dell’acqua sembrano destinate a svilupparsi nel prossimo futuro, soprattutto sotto la spinta della direttiva europea 2000/60/CE, che prevede il controllo anche di fitoplancton, fitobenthos e fauna ittica.
Per quel che riguarda il suolo invece gli studi sono ad uno stadio molto più arretrato. Ciò è dovuto probabilmente a due motivi. Il primo è la carenza di studi sull’ecologia del suolo. Questa branca dell’ecologia infatti è nata piuttosto tardi rispetto alle altre ed è ancora oggi poco sviluppata, anche a causa delle difficoltà che comportano gli studi degli organismi che vivono nel suolo.
Il secondo motivo è più complesso. La bioindicazione sulle matrici acqua e aria, pur essendo in grado di rilevare ogni tipo di disturbo, si è sviluppata soprattutto per il monitoraggio dell’inquinamento. Ora, mentre il controllo dell’inquinamento idrico e atmosferico si è andato sviluppando fin dagli anni ’70, quello dell’inquinamento del suolo è recente e ancora poco consolidato. Le tecniche di bioindicazione sulla matrice suolo hanno risentito di questo scarso interesse.
Come già accennato all’inizio però, ora le cose stanno cominciando a cambiare. L’APAT e le ARPA, col coordinamento del Centro Tematico Nazionale Suolo e Siti Contaminati, hanno cominciato a guardare con interesse alle tecniche di bioindicazione. Si tralascia per ora l’elenco delle iniziative in corso o in progetto. Ci si limita qui a descrivere brevemente il funzionamento di uno dei metodi di bioindicazione attualmente sperimentati dall’ARPA Piemonte: l’indice di Qualità Biologica del Suolo basato sui microartropodi o QBS-ar (Parisi, 2001). Per microartropodi s’intendono gli artropodi di dimensioni comprese all’incirca fra 200 µm e 2 mm. Si tratta di un metodo ancora non normato in modo rigoroso che verrà descritto così come è stato applicato finora in ARPA Piemonte.
Per applicare Il QBS-ar si è deciso di campionare i primi 10 cm di suolo, scartando

l’eventuale lettiera. Nella maggioranza dei suoli quindi il campione rimane compreso in uno o più orizzonti di tipo A.
Per il campionamento si è utilizzato un semplice piantabulbi del tipo usato per il giardinaggio, che garantisce un prelievo rapido e volumi di suolo prelevato abbastanza regolari (Fig.1).
Per ogni sito sono state prelevate tre aliquote, poste ai vertici di un triangolo ideale di circa 10 m di lato, unite poi in un unico campione. Si ottiene così un campione di circa 1 kg di suolo che deve essere conservato in borsa termica e trasportato in laboratorio in tempi brevi, al massimo qualche ora.
Questo perché gli organismi devono essere vitali per la successiva fase di estrazione. Infatti occorre separare la pedofauna dal suolo per poterla esaminare e per far questo si utilizza un’apparecchiatura chiamata Estrattore di Berlese-Tullgren (Fig. 2).
Il nome non deve impressionare, si tratta di un apparecchio semplicissimo che può essere costruito in modo artigianale. In pratica è costituito da un imbuto su cui viene stesa una rete metallica di 2 mm

figura 1
figura 2

di maglia e al di sopra del quale viene accesa una lampadina. Al disotto dell’imbuto viene posizionato un contenitore con una soluzione di alcol etilico. Il suolo campionato viene posto sopra la rete e lasciato sotto la luce per un certo numero di giorni. Gli organismi della pedofauna, sotto l’azione della luce, del calore e del progressivo disseccamento del suolo si spostano verso il basso fino a cadere nella soluzione alcolica. Il tempo di estrazione è molto variabile. Nel nostro caso è stato previsto un tempo minimo di 15 giorni. In ogni caso si deve arrivare ad un completo disseccamento del campione.
A questo punto ha inizio la fase di concentrazione della pedofauna estratta. Se nella soluzione alcolica sono cadute poche particelle di suolo si può filtrare direttamente il contenuto con un filtro a maglia di 100 µm e quindi travasarlo in un piccolo contenitore, sempre in soluzione alcolica. Se il campione invece è molto sporco, si può prevedere prima della filtrazione una separazione con una soluzione satura di acqua e sale. I microrganismi vengono a galla, mentre le particelle di suolo restano sul fondo.

figura 3

A questo punto comincia la fase di riconoscimento. Gli organismi della pedofauna estratti vengono identificati al microscopio stereoscopico (Fig. 3).
Il metodo tiene conto solo degli artropodi, che comunque costituiscono la grande maggioranza degli organismi estratti.
Si tratta di insetti, aracnidi, e altri gruppi appartenenti alla vecchia classe dei miriapodi (per intenderci quella dei millepiedi) e oggi suddivisi in classi distinte.
La quantità e diversità di questi organismi è veramente notevole. Tuttavia il metodo prevede che il riconoscimento si fermi al

livello di ordine. Tanto per capirci è sufficiente riconoscere che un coleottero è un coleottero e non dire a quale specie appartiene. In questo modo anche chi non è specialista nella sistematica degli artropodi può, con un minimo apprendimento, applicare questo metodo. Viene compilata una lista dei gruppi sistematici trovati e viene assegnato ad ognuno un punteggio denominato EMI o Indice Ecomorfologico. Si tratta di un numero che può variare da 1 a 20 e che valuta il grado di adattamento al suolo degli organismi o, con un termine più esatto, la loro forma biologica. Il valore 1 indica che gli organismi non sono adattati alla vita del suolo, il valore 20 che hanno un adattamento molto spinto. Naturalmente sono possibili punteggi intermedi. Adattamenti alla vita del suolo sono ad esempio: la riduzione o l’assenza di occhi; la riduzione o l’assenza di ali; la riduzione delle dimensioni; la riduzione o l’assenza di pigmentazione. Alcuni gruppi sistematici hanno un valore di EMI fisso (ad esempio tutti gli acari hanno EMI=20). Altri possono comprendere individui di forme biologiche diverse, più o meno adattate alla vita del suolo. I collemboli ad esempio possono avere EMI variabile fra 1 e 20. In questo caso si considera il valore di EMI maggiore fra quelli misurati.
Una volta individuati tutti i gruppi sistematici presenti si sommano i relativi EMI e si ottiene il valore di QBS-ar. Valori alti di questo indice indicano suoli poco o non disturbati, valori bassi suoli che hanno subito impatti piò o meno forti. Facendo una suddivisione grossolana si può dire che valori minori di 50 indicano suoli molto degradati, valori maggiori di 200 suoli con qualità ecologica molto elevata. Parisi ha proposto anche uno schema di suddivisione dei suoli in classi di qualità, che però è ancora in fase sperimentale.
Tutte le applicazioni che l’ARPA Piemonte ha realizzato con il metodo QBS-ar sono ancora in fase di studio. Perciò è prematuro fare delle considerazioni sull’attendibilità dell’indice. E’ possibile però fare qualche considerazione sulla metodologia.
La fase di campionamento è semplice e molto veloce. In pratica il numero di siti campionabili è limitato solo dai tempi di spostamento. L’apparecchiatura di separazione si può realizzare in modo semplice ed economico. I tempi di separazione sono piuttosto lunghi, anche se si prevede di fare delle prove per valutare di quanto sia possibile accorciarli senza perdere la rappresentatività del campione. Comunque la separazione procede per conto suo e non richiede di essere seguita. C’è ancora incertezza sulla quantità di campione da prelevare e sul numero di aliquote. Il riconoscimento sistematico, che preoccupa molto gli operatori all’inizio in realtà viene di solito appreso in tempi abbastanza rapidi. Crea invece molte difficoltà la manipolazione degli organismi. Maneggiare animali con dimensioni così piccole è una cosa piuttosto complicata. Occorrono aghi e pipette molto sottili e un microscopio stereoscopico. Il microscopio è l’unica apparecchiatura costosa prevista dal metodo ma purtroppo è indispensabile. I tempi di riconoscimento di per sé sarebbero brevi. L’ARPA Piemonte però, per poter applicare alcune analisi supplementari ha scelto di effettuare il conteggio di tutti gli organismi trovati. Ciò non è previsto dal metodo ma è una prassi normale nelle analisi di pedofauna effettuate a livello universitario. Ovviamente i tempi si sono allungati di molto, dato che ogni campione può comprendere anche centinaia di individui. Nel complesso il metodo sembra pratico da usare e, con alcuni accorgimenti, quali evitare un conteggio completo, potrebbe diventare anche relativamente veloce.
Resta da rispondere alla domanda più importante: i metodi di bioindicazione applicati al suolo, possono davvero avere un'utilità pratica? In parole povere: a cosa servono?
Naturalmente per il momento non esiste una risposta definitiva ma solo delle opinioni, variabili fra chi da grande importanza a questo tipo di analisi e chi ritiene che sarebbe meglio lasciare lo studio della pedofauna a chi si occupa di ricerca pura.
La mia opinione personale è che valga la pena di approfondire la bioindicazione applicata al suolo. In fondo questi metodi stanno dando buoni risultati sulle matrici acqua e aria e ci sono alcuni campi in cui potrebbero servire anche alla pedologia. Ad esempio potrebbero essere utili per il monitoraggio periodico di suoli contaminati, per valutare le variazioni nel tempo del grado d’inquinamento. Un altro uso potrebbe essere la valutazione dell’impatto sul suolo delle varie forme di pratica agricola. Finora infatti si è guardato al suolo soprattutto come una barriera protettiva verso la falda dall’inquinamento agricolo, ma il suolo stesso è oggetto di quest’impatto. Anche zone soggette ad erosione potrebbero essere monitorate con questi indici per valutare il grado di compromissione del processi biologici dato dall’asporto di sostanza organica.
Come si vede i possibili campi di applicazione sarebbero molti e credo che valga la pena di approfondire queste tecniche, con molto senso critico ma anche con molta obiettività. Per evitare che i pedologi, spesso e volentieri snobbati a priori dai cultori di altre discipline, si trovino a commettere lo stesso errore.

 

Bibliografia

Angelini P., Fenoglio S., Isaia M., Jacomini C., Migliorini M., Morisi A. Tecniche di biomonitoraggio della qualità del suolo, ARPA Piemonte Ottobre 2002.
Nappi P. (a cura di), Atti del seminario: Indicatori biologici ed ecotossicologici applicati al suolo e ai siti contaminati, ARPA Piemonte, Torino 2000. (disponibile al sito www.sinanet.apat.it)
Parisi V., La qualità biologica del suolo. Un metodo basato sui microartropodi. Acta Naturalia de “L’Ateneo Parmense”, 37, nn 3/4, (2001) : 97-106.
 
 
 
 

    n. 1-3 anno 2003