Quando le radici si spezzano e i vermi scricchiolano
È possibile "ascoltare" le radici mentre crescono e i vermi mentre scavano. Ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Institut national de la recherche agronomique francese presentano un nuovo metodo per analizzare il suolo.
Un terreno sano è vivo: questo principio si applica sia ai terreni naturali che a quelli coltivati. Tuttavia, i ricercatori sono ancora in gran parte all'oscuro di ciò che accade nel sottosuolo. Una maggiore conoscenza in merito sarebbe importante per comprendere meglio le relazioni in questo ecosistema.
Rumore misurabile
Ciò che non si vede, si può sentire: con questa idea, i ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Institut national de la recherche agronomique (INRA) hanno analizzato diversi terreni alla ricerca di emissioni acustiche utilizzando sensori piezoelettrici.
Il risultato: quando le radici crescono o i lombrichi scavano gallerie, producono rumori. Questi possono essere chiaramente attribuiti alla crescita delle radici e all'attività dei vermi. Questo è il risultato di uno studio condotto da Marine Lacoste dell'INRA e da Siul Ruiz e Dani Or dell'Istituto di biogeochimica e dinamica delle sostanze inquinanti dell'ETH di Zurigo.
L'ascolto del suolo apre una nuova finestra per la scienza, afferma l'ETH Professor Or: "Ad esempio, possiamo scoprire quando crescono le radici. Finora non sapevamo se ciò avveniva di giorno, di notte o quando il terreno era umido o secco. Con il nuovo metodo, possiamo registrarlo con relativa facilità sul posto, senza scavare". I ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che l'attività biologica nel suolo può essere misurata utilizzando sensori acustici.
Per verificare l'ipotesi, hanno confrontato le osservazioni visive con le misurazioni acustiche. Hanno utilizzato celle di vetro riempite di terreno sabbioso: In una di esse hanno seminato del mais e hanno fatto germogliare le radici. Nell'altra, hanno permesso a un lombrico di scavare gallerie nell'argilla a grana fine. I sensori piezoelettrici hanno registrato le emissioni acustiche: onde elastiche con una frequenza compresa tra 1 e 100 kilohertz. Queste onde si generano, ad esempio, quando piccoli grani si muovono o si sfregano l'uno contro l'altro, oppure quando appaiono piccole crepe nella terra. Le onde non sono udibili dall'orecchio umano.
Dopo sette (lombrico) o diciannove giorni (radici), i ricercatori hanno messo in relazione la crescita delle radici osservata e le gallerie scavate con i suoni registrati: erano molto coerenti. Le misurazioni di controllo effettuate su celle con solo terreno hanno confermato che i suoni provengono dalle radici e dai vermi.
Quando crescono le radici e quante?
Dani Or ha già cercato con successo i segnali acustici delle frane nei terreni. Nel farlo, ha imparato a distinguere e interpretare le diverse emissioni acustiche. Dice: "I rumori del terreno sono molto silenziosi. Ma hanno una certa firma che permette di attribuirli a una fonte specifica. I vermi, ad esempio, si muovono molto più velocemente delle radici, ma le loro emissioni acustiche sono molto più localizzate".
Il ricercatore spera di poter utilizzare il nuovo metodo per fare successivamente affermazioni quantitative, ad esempio su quante punte di radici crescono contemporaneamente e con quale velocità. Infine, il metodo potrebbe fornire informazioni sull'interazione tra i lombrichi e la crescita delle radici e sulla formazione delle strutture del suolo.
Passo successivo: Prova sul campo
Con questo studio, i ricercatori hanno dimostrato che le attività biologiche nel suolo possono essere misurate acusticamente. Tuttavia, lo hanno fatto in condizioni di laboratorio. Il prossimo passo sarà la ricerca delle situazioni in cui il metodo è adatto e delle sue prestazioni sul campo. Un primo test preliminare ha già avuto successo: i ricercatori hanno coltivato piante in una colonna di terreno e sono stati in grado di misurare acusticamente la crescita delle radici. In futuro, Or può ben immaginare che il suo metodo sarà utilizzato anche dagli agricoltori sul campo: come complemento ad altri mezzi di analisi del suolo.
Letteratura di riferimento
Lacoste M, Ruiz S, Or D: Ascoltare i lombrichi che scavano e le radici che crescono - firme acustiche dell'attività biologica del suolo. Scientific Reports, Online, 6 luglio 2018, doi: pagina esterna10.1038/s41598-018-28582-9