La rizosfera è il luogo dove le radici si trovano in stretto contatto con il suolo e quindi laddove sono concentrati i principali processi di mobilizzazione degli elementi traccia dal suolo alla pianta. In questo spazio circoscritto, i normali cicli biogeochimici di numerosi elementi chimici possono essere fortemente influenzati e modificati dalla pianta. La disponibilità degli elementi traccia può essere influenzata da diversi fenomeni che possono aver luogo nella rizosfera come cambiamenti di pH o del potenziale red-ox, la presenza di elevate concentrazioni di ligandi organici (sia di origine vegetale che microbica) e la variazione delle attività degli enzimi del suolo o dei microorganismi. Fra tutti questi fattori, un ruolo di rilievo è svolto da un ampia gamma di molecole organiche con capacità complessante presenti nel suolo. Alcune di queste molecole sono secrete dalle radici al fine di modificare la disponibilità dei nutrienti nella rizosfera e prendono il nome di essudati radicali. In questa categoria di composti rientrano molecole come acidi organici a basso peso molecolare (e.g. acido citrico, acido malico, acido ossalico), composti fenolici (e.g. flavonoidi) e siderofori (e.g. acido mugineico). Numerosi elementi traccia possono trovarsi nella struttura o essere adsorbiti sui minerali del suolo, che rappresentano la componente quantitativamente più rilevante del terreno. Gli essudati radicali possono interagire con le fasi minerali e causarne una modificazione favorendo così la mobilizzazione degli elementi traccia e quindi la loro disponibilità per l'assorbimento da parte della radice. In questo ambito, ancora poche sono le informazioni presenti in letteratura sulle alterazioni indotte da essudati di diversa natura e origine sulle componenti minerali del suolo, sia cristalline che amorfe. Questa ricerca si prefigge l'obiettivo di studiare i processi di alterazione minerale che possono avvenire nella rizosfera, con particolare attenzione rivolta alla mobilizzazione degli elementi traccia e al ruolo di molecole organiche naturali come acidi organici a basso peso molecolare, composti fenolici e siderofori. A tale scopo, verranno valutati anche eventuali effetti sinergici o competitivi delle diverse classi di composti. I primi risultati della ricerca, condotti su quattro suoli aventi origine e caratteristiche molto diverse, mostrano l'efficacia di alcuni complessanti organici essudati dalle piante nel solubilizzare i principali elementi costituenti i minerali quali Si, Al, Fe, Mn e nell'aumentare la disponibilità di elementi traccia come Cu, Ni, Zn, Cr, Pb e Cd. Le alterazioni a carico delle fasi minerali sono state studiate mediante diffrazione di raggi X e microscopia elettronica a scansione. Particolare attenzione è stata rivolta alla frazione argillosa del suolo (<2µm) ed alle fasi amorfe, rappresentando queste, insieme alla sostanza organica, le componenti del suolo più reattive nei confronti degli elementi traccia.
Valutazione del ruolo di essudati radicali sulla mineralogia del suolo e sulla mobilizzazione di elementi traccia
Luca Medici;
2011
Abstract
La rizosfera è il luogo dove le radici si trovano in stretto contatto con il suolo e quindi laddove sono concentrati i principali processi di mobilizzazione degli elementi traccia dal suolo alla pianta. In questo spazio circoscritto, i normali cicli biogeochimici di numerosi elementi chimici possono essere fortemente influenzati e modificati dalla pianta. La disponibilità degli elementi traccia può essere influenzata da diversi fenomeni che possono aver luogo nella rizosfera come cambiamenti di pH o del potenziale red-ox, la presenza di elevate concentrazioni di ligandi organici (sia di origine vegetale che microbica) e la variazione delle attività degli enzimi del suolo o dei microorganismi. Fra tutti questi fattori, un ruolo di rilievo è svolto da un ampia gamma di molecole organiche con capacità complessante presenti nel suolo. Alcune di queste molecole sono secrete dalle radici al fine di modificare la disponibilità dei nutrienti nella rizosfera e prendono il nome di essudati radicali. In questa categoria di composti rientrano molecole come acidi organici a basso peso molecolare (e.g. acido citrico, acido malico, acido ossalico), composti fenolici (e.g. flavonoidi) e siderofori (e.g. acido mugineico). Numerosi elementi traccia possono trovarsi nella struttura o essere adsorbiti sui minerali del suolo, che rappresentano la componente quantitativamente più rilevante del terreno. Gli essudati radicali possono interagire con le fasi minerali e causarne una modificazione favorendo così la mobilizzazione degli elementi traccia e quindi la loro disponibilità per l'assorbimento da parte della radice. In questo ambito, ancora poche sono le informazioni presenti in letteratura sulle alterazioni indotte da essudati di diversa natura e origine sulle componenti minerali del suolo, sia cristalline che amorfe. Questa ricerca si prefigge l'obiettivo di studiare i processi di alterazione minerale che possono avvenire nella rizosfera, con particolare attenzione rivolta alla mobilizzazione degli elementi traccia e al ruolo di molecole organiche naturali come acidi organici a basso peso molecolare, composti fenolici e siderofori. A tale scopo, verranno valutati anche eventuali effetti sinergici o competitivi delle diverse classi di composti. I primi risultati della ricerca, condotti su quattro suoli aventi origine e caratteristiche molto diverse, mostrano l'efficacia di alcuni complessanti organici essudati dalle piante nel solubilizzare i principali elementi costituenti i minerali quali Si, Al, Fe, Mn e nell'aumentare la disponibilità di elementi traccia come Cu, Ni, Zn, Cr, Pb e Cd. Le alterazioni a carico delle fasi minerali sono state studiate mediante diffrazione di raggi X e microscopia elettronica a scansione. Particolare attenzione è stata rivolta alla frazione argillosa del suolo (<2µm) ed alle fasi amorfe, rappresentando queste, insieme alla sostanza organica, le componenti del suolo più reattive nei confronti degli elementi traccia.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
