Carbonio organico, un parametro di salute del suolo e dell’ambiente

Il Carbonio organico del suolo rappresenta il principale serbatoio di tale elemento negli ecosistemi terrestri, in generale, e agrari, in particolare. Esso è anche protagonista dell’equilibrio chimico‑fisico e biologico dei suoli coltivati.

Comprenderne natura, funzioni e interazioni con la sostanza organica e la biomassa microbica è essenziale per gestire la fertilità dei suoli, la produttività delle colture e il bilancio climatico dei sistemi colturali. Perché, non dimentichiamolo, anche l’agricoltura – al pari delle altre attività produttive umane – ha il dovere di abbattere le proprie emissioni di gas serra e di ridurre il proprio impatto sul clima.

Ma è tutto organico il Carbonio contenuto nei terreni?

Il Carbonio organico del suolo è la frazione contenuta nei composti organici, a loro volta parte della sostanza organica, che si compone di residui vegetali e animali in vari stadi di decomposizione o umificazione, essudati radicali, biomassa microbica vivente e necromassa microbica. La componente organica del suolo può essere più o meno stabilmente legata a quella minerale.

Mediamente, il Carbonio organico rappresenta circa il 55-60% della sostanza organica del suolo, per cui empiricamente le determinazioni analitiche del Carbonio organico vengono convertite in contenuto di sostanza organica moltiplicandole per il fattore 1,724, noto come fattore di Van Bemmelen. Esso si basa sull’assunto che la sostanza organica del suolo contenga mediamente il 58% di Carbonio organico.

Carbonio organico e sostanza organica del suolo sono concetti strettamente collegati ma non sovrapponibili: il primo è una grandezza elementare, mentre la seconda indica un pool complesso di sostanze che, oltre al Carbonio, possono contenere altri elementi come Idrogeno, Ossigeno, Azoto, Fosforo e Zolfo.

Nel suolo è presente Carbonio anche sotto forma di specie chimiche inorganiche. Si tratta per la maggior parte di anidride carbonica in forma gassosa oppure in disciolta, che dà origine ad acido carbonico, da cui derivano carbonati e bicarbonati, principalmente di Calcio e Magnesio.

Il carbonio inorganico contribuisce soprattutto alle proprietà chimiche del suolo, influenzandone il pH (effetto tampone), e fungendo da fonte di Calcio e Magnesio a lento rilascio, soprattutto a seguito di processi di dissoluzione.

Il Carbonio totale del suolo è la somma delle frazioni organica e inorganica dell’elemento. Il clima e il meteo possono fortemente influenzare l’equilibrio tra le due: le temperature elevate e la siccità, per esempio, favorendo la mineralizzazione della sostanza organica e la liberazione di anidride carbonica, incrementano la frazione inorganica, mentre il freddo e la presenza di acqua nel suolo rallentano l’attività microbica e favoriscono l’accumulo di Carbonio organico.

Nei suoli coltivati il Carbonio organico è al centro del ciclo biogeochimico di questo elemento, governando i flussi di CO₂ tra suolo e atmosfera attraverso i processi di fotosintesi, respirazione e decomposizione. Un tenore elevato di Carbonio organico nei suoli è indice della presenza di sostanza organica, che svolge ruoli benefici su tutti gli aspetti della fertilità, come amiamo sottolineare nei nostri approfondimenti.

La sostanza organica dei suoli:

• è un importante serbatoio di nutrienti, soprattutto Azoto, Fosforo e Zolfo, che vengono rilasciati tramite mineralizzazione microbica;
• contribuisce alla formazione e stabilizzazione di macro e micro-aggregati, migliorando struttura, porosità, infiltrazione e capacità di trattenere acqua, soprattutto nei suoli a tessitura grossolana. Questo per azione di polisaccaridi e composti umici che agiscono da agenti leganti tra particelle sabbiose, limose e argillose. Tale aggregazione aumenta la stabilità strutturale e riduce la suscettibilità alla crosta superficiale e alla compattazione;
• aumenta la capacità di scambio cationico dei suoli, favorendo la ritenzione di cationi nutritivi (es. Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, NH₄⁺) e riducendo le perdite per lisciviazione;
• stimola l’attività microbica, favorendo la disponibilità per le piante di elementi nutritivi presenti in forme insolubilizzate, come il Fosforo. La sostanza organica fornisce infatti energia e substrati carboniosi ai microrganismi, sostenendo un’elevata attività enzimatica e la biodiversità del microbiota del suolo. La presenza di sostanza organica ben distribuita nella porosità dei suoli favorisce micro-habitat eterogenei, capaci di ospitare comunità batteriche e fungine differenti e complementari nelle loro funzioni. Tale biodiversità a livello di microbiota riduce anche la possibilità che specie patogene o parassite possano prevalere.

Sotto il profilo agronomico, tutto questo si traduce in incremento delle rese, stabilità produttiva e resilienza delle colture agli stress idrici, termici e meccanici.

Sotto il profilo ambientale, l’accumulo di Carbonio organico nel suolo è riconosciuto come fattore di mitigazione climatica, contribuendo alla rimozione di CO₂ atmosferica e alla costruzione di servizi ecosistemici di lungo periodo.

Il sequestro di Carbonio organico nel suolo avviene tramite tre meccanismi principali:

• parte del carbonio fissato dalle piante attraverso la fotosintesi viene trasferito a residui colturali, radici ed essudati che, dopo la decomposizione microbica, formano frazioni di sostanza organica più stabili;
• la sostanza organica viene inglobata in microaggregati, nei quali la diffusione di ossigeno ed enzimi è limitata, rallentando la mineralizzazione;
• l’adsorbimento su argille e altre componenti del suolo produce materia organica a lento turnover.

Questi processi riducono la quota di Carbonio organico che i microrganismi riescono a respirare e la conseguente emissione di CO₂, aumentando la permanenza del Carbonio nel suolo. La capacità di sequestro è controllata da clima, tessitura e mineralogia.

In agricoltura il mantenimento o l’incremento del Carbonio organico del suolo richiede strategie che combinino apporto di biomassa, riduzione delle perdite e promozione di una microbiologia del suolo efficiente ma non eccessivamente attiva nella mineralizzazione. Tra le pratiche più efficaci in tal senso si annoverano le rotazioni, le cover crop, la restituzione dei residui colturali, l’applicazione di ammendanti e concimi organici di qualità e la riduzione delle lavorazioni profonde, che accelerano la mineralizzazione.

Il Carbonio organico risponde in maniera relativamente rapida (anni – decenni) a tali pratiche colturali, mentre il Carbonio inorganico è più influenzato da fattori climatici: la carbonatazione, processo pedogenetico che porta alla precipitazione di carbonato di calcio in un suolo, avviene in concomitanza con variazioni delle condizioni di temperatura, pH, attività metabolica della pedofauna e precipitazioni. L’acidificazione dei suoli, di contro, può portare a dissoluzione e liberazione di CO₂.

In termini di mitigazione climatica, pertanto, il Carbonio organico è considerato il target principale perché maggiormente controllabile tramite la gestione agronomica, mentre il contributo del Carbonio inorganico è ancora oggetto di studio e presenta incertezze sulla reale capacità di sequestro netto.

Nel medio‑lungo periodo, la gestione del Carbonio organico e della sostanza organica nei suoli agrari rappresenta un punto di convergenza tra esigenze produttive, adattamento ai cambiamenti climatici e strategie di mitigazione delle emissioni, in sistemi colturali rigenerativi capaci di accumulare carbonio, sostenere rese elevate e preservare la funzionalità dei suoli coltivati.

Fertilsoil è un inoculo di funghi micorrizici, appositamente studiato per migliorare la fertilità microbica del suolo. Si tratta di un prodotto innovativo, realizzato con le migliori sostanze organiche umificate. Esso contiene inoltre uno specifico consorzio microbico autoctono, selezionato a partire da terreni fertili coltivati. La sua attività primaria è quella di elevare la fertilità dei suoli stanchi introducendo nel terreno microrganismi caratterizzati da specifiche attività quali l’azotofissazione, la solubilizzazione del Fosforo, la produzione di siderofori e la produzione di acido indolacetico. Proprio grazie a questi microrganismi, alla sostanza organica distribuita e agli acidi umici apportati naturalmente, il terreno migliorerà il proprio microbiota e incrementerà la fertilità microbica, a grande vantaggio delle coltivazioni.

L’impiego di Fertisoil si traduce quindi in un miglioramento dello stato generale del terreno e conseguentemente delle colture praticate.