Il suolo, essendo una risorsa non rinnovabile sottoposta a un forte impatto antropico, rischia di perdere le sue funzioni essenziali che svolge nell’ambito degli ecosistemi terrestri e, più in generale, nell’ambito degli equilibri del pianeta. Il suolo è un sistema ecologico complesso in grado di filtrare gli inquinanti immessi dall’uomo e limitarne i danni salvaguardando le acque di falda, e fungendo da substrato di crescita per le piante. Queste funzioni sono essenziali per il funzionamento degli ecosistemi naturali e costituiscono una risorsa preziosa per la gestione sostenibile dei sistemi antropizzati.
Dal punto di vista della struttura, il suolo può essere considerato come un tessuto, formato da costituenti organici e minerali, con circolazione di aria ed acqua nei pori. È un sistema complesso in continuo divenire, in cui l’arrangiamento strutturale dei componenti determina una grande variabilità di suoli. Inoltre nel suolo vivono miliardi di microrganismi, che hanno concorso alla pedogenesi e concorrono a regolare la fertilità, conferendo al terreno i requisiti di supporto nutritivo idoneo alla vegetazione.
Gli organismi del suolo sono gli agenti primari coinvolti nel funzionamento del ciclo dei nutrienti: essi regolano le dinamiche della materia organica presente nel suolo, sequestrano il carbonio presente nel terreno, regolano le emissioni di gas serra, modificano la struttura fisica del suolo e il suo regime idrico, aumentano l’efficienza dei processi di acquisizione dei nutrienti da parte delle piante, instaurando con esse relazioni mutualistiche.
La sostanza organica del suolo, caratterizzandosi per l’influenza che ha su tutti gli aspetti della vita del suolo, della sua evoluzione e degli organismi che nel terreno vivono e che per lui lavorano, rappresenta una componente di fondamentale importanza. Per sostanza organica si intende quell’insieme di residui di origine animale (mesofauna e microfauna non più vitali) e vegetale (radici, foglie, microflora) in differente stadio di evoluzione, contenuta nei terreni in percentuali che variano in funzione dell’accumulo e della velocità di mineralizzazione del materiale organico (generalmente varia tra 0.5% e 10%).
La materia organica del suolo subisce processi di decomposizione dai quali si originano costituenti primari, non umici, e costituenti secondari detti sostanze umiche. Nel processo di formazione delle sostanze umiche la sostanza organica non viene solo degradata, grazie alla demolizione enzimatica, ma subisce un vero e proprio processo di riorganizzazione a partire da composti organici più o meno semplici, per dare origine a complessi molecolari scuri caratterizzati da stabilità chimica e biochimica e dalla presenza di gruppi funzionali.
Dal punto di vista fisico, la sostanza organica ha un ruolo determinante nella strutturazione del terreno in quanto i composti organici riescono, grazie alle loro caratteristiche colloidali ed alla bassa densità, a trattenere, in modo reversibile per le colture, una notevole quantità di acqua, impedendo che la stessa percoli in strati profondi. Inoltre, la sostanza organica contribuisce all’aggregazione delle particelle minerali, svolgendo un’azione equilibrante tra le componenti del suolo (aria, acqua e particelle solide) indispensabile per l’azione di contenimento dei fenomeni di erosione, compattamento e formazione di croste.
Per quanto riguarda le proprietà chimiche, la sostanza organica agisce in modo diretto mettendo a disposizione alcuni elementi della fertilità attraverso la sua mineralizzazione e, in modo indiretto, esplicando proprietà chelanti di molti gruppi funzionali (carbossilici, carbonilici, ammidici). Altra importante funzione di tipo chimico riguarda la reazione del suolo: la decomposizione della sostanza organica determina la produzione di composti acidi che possono provocare la diminuzione del pH e ciò può risultare particolarmente utile nei terreni sub-alcalini ed alcalini. La sostanza organica porta, inoltre, ad un aumento della capacità di scambio cationico del terreno, grazie all’aumento dei siti con cariche negative in grado di adsorbire i cationi. In questo modo, una maggiore quantità di elementi nutritivi rimane più a lungo nella zona radicale e può essere utilizzata per tempi maggiori dalle piante.
A livello biologico, la sostanza organica determina uno stimolo all’azione della microfauna e microflora consentendo uno sviluppo equilibrato degli organismi viventi nel terreno, essenziale sia per la creazione di condizioni ottimali per lo sviluppo dei vegetali, sia per la degradazione di composti organici, comprese numerose sostanze di sintesi derivanti da fonti d’inquinamento che potrebbero interferire negativamente sulla crescita delle piante. La sostanza organica svolge anche un ruolo importante nella protezione dell’attività enzimatica del suolo, in quanto la vita degli enzimi extracellulari, prodotti principalmente dai microrganismi, sarebbe estremamente limitata in assenza di un adeguato substrato organico. La sostanza organica costituisce, quindi, il substrato di crescita insostituibile per gli organismi edafici, ai quali fornisce energia e sostanze nutritive e la sua presenza nel suolo è necessaria affinché si compiano i cicli biogeochimici naturali degli elementi.