1Lezione

Seconda Università degli Studi di Napoli
LAUREA TRIENNALE IN BIOTECNOLOGIE
Corso di:
“ECOLOGIA DEI SISTEMI AGRICOLI”
Dott.ssa Giuseppina Massaro
Tel. 0823 274548
e-mail: [email protected]
1a Lezione del 13/05/2011
Testi consigliati
Ferrari M., Marcon E., Menta A. –
Ecologia applicata volume I e II. Ed.
Calderoni edaglicole, 2000.
Caporali F. – Ecologia per l’agricoltura.
Ed. UTET, 1991.
Appunti del corso.
Ecologia
La finalità dell’ecologia è lo studio dei rapporti
tra gli organismi viventi e l’ambiente in cui vivono.
Oggetto di studio è l’Ecosistema, cioè una entità
complessa formata da una comunità biotica e
l’ambiente non vivente da essa occupato e con
esso in rapporto.
L’ecosistema non ha limiti fisici ma presenta solo i
limiti delle finalità dello studio. Infatti, si parla
di microecosistemi (lago, rizosfera, ecc.) o di
grandi ecosistemi, i biomi (tundra, oceano,
praterie, ecc.) fino al limite massimo dell’intero
pianeta (Biosfera).
Ecologia
Nell’ecosistema l’ambiente non vivente è detto
BIOTOPO (luogo della vita) e rappresenta:
la componente inorganica dell’ecosistema
(terreno, H2O, O2, elementi minerali, ecc.)
ed i fattori fisici ed atmosferici (luminosità,
temperatura, ecc.)
La comunità biotica è detta BIOCENOSI (vita in
comune) e raggruppa gli esseri viventi che
interagiscono tra loro in modo dinamico ed in
rapporto con i fattori ambientali.
Leggi dell’ecologia
Due principi che regolano tutti gli ecosistemi:
Flusso unidirezionale dell’energia
Circolazione della materia
Da questi 2 principi dipende il numero ed il ritmo
di vita degli organismi dell’ecosistema.
L’energia viene usata una sola volta da un dato
organismo che la trasforma in calore ed è perduta
dall’ecosistema: l’energia non circola, fluisce e si
disperde.
I materiali senza energia (N, C, H2O, ecc.)
circolano nel sistema, sono utilizzati molte volte
dagli organismi ed, infine possono essere scambiati
anche con altri sistemi adiacenti.
L’energia ha quindi un flusso unidirezionale regolato
dai 2 principi della termodinamica:
1. Il 1° principio (Legge della Conservazione)
stabilisce che l’energia può essere trasformata
da un tipo ad un altro, ma non è mai creata né
distrutta
2. Il 2° principio stabilisce che non può avvenire
nessun trasferimento di energia senza che si
verifichi,
contemporaneamente,
una
degradazione
di
energia;
cioè
nessuna
trasformazione può avvenire senza perdite di
energia sotto forma di calore.
La vita sulla terra, quindi, dipende esclusivamente
dal flusso energetico proveniente dal sole.
L’energia solare viene trasformata in
energia chimica da parte dei produttori
(organismi
fotosintetizzanti),
la
cui
sostanza organica (biomassa vegetale)
diviene fonte di energia per i consumatori
e decompositori.
Consumatori e decompositori, nutrendosi
dei
produttori,
chiudono
il
ciclo,
restituendo
materiale
inorganico
e
disperdendo l’energia consumata sotto
forma di calore.
Le successioni ecologiche
La velocità con cui l’energia si trasferisce
attraverso la parte biologica del sistema e
la velocità della circolazione dei materiali
stabiliscono il ritmo della vita ed il numero
degli organismi del sistema, determinando
diverse
situazioni
dinamiche
dette
successioni ecologiche.
Le successioni ecologiche
Gli ecosistemi non sono immutabili ma
evolvono verso uno stadio di maturità,
detta Comunità Finale o Climax.
Questa non viene più sostituita da nessuna
altra a meno che non intervengano
fenomeni di notevole rilevanza, come
fuoco, cataclismi naturali, agricoltura,
ecc.
Comunità Finale o Climax
Corrisponde al massimo di staticità che
le condizioni climatiche, biologiche
fisico-geografiche
permettono
quell’ambiente
Per
e
in
ottenerlo si sono succedute
comunità sempre più efficienti, con un alto
grado di autoregolazione. Ognuna delle
comunità prepara le condizioni che rendono
possibile lo sviluppo della successiva (dalla
più semplice alla più complessa)
Le comunità più semplici (ecosistemi
giovani) sono caratterizzati da una
bassa diversità biologica (poche
specie) con un elevato numero di
individui per ogni specie.
La comunità più complessa (climax) è
caratterizzata
da
una
grande
diversità biologica (molte specie) con
un basso numero di individui per
specie.
Dal punto di vista trofico un
ecosistema appare formato da
2 categorie fondamentali:
Autotrofi o produttori ed
Eterotrofi o consumatori
Autotrofi o produttori: organismi capaci di
sintetizzare
materiale
organico
ad
alto
contenuto energetico, a partire da composti
inorganici poveri di energia, utilizzando, ad
es., la luce solare;
Es. sono:
• Vegetali
• Alghe azzurre
• Batteri foto- e chemio-sintetici.
Eterotrofi o consumatori: organismi incapaci di
sintetizzare
sostentamento
i
composti
e,
quindi,
necessari
sono
al
loro
dipendenti
dagli
autotrofi.
Es. sono:
• Erbivori (consumatori primari)
• Carnivori (consumatori secondari)
• Parassiti di animali (consumatori terziari)
• Detritivori (Artropodi, Nematodi, Anellidi, ecc.) e
• Decompositori (Funghi, Batteri, ecc.)
L’analisi trofica di un ecosistema valuta
qualitativamente e quantitativamente i
rapporti tra gli organismi.
Il trasferimento dell’energia alimentare a
partire dalla sorgente (piante) passando
attraverso una successione di organismi
caratterizzati da atti trofici (mangiare
ed essere mangiato), è detto: Catena
Alimentare.
Il trasferimento dell’energia, ad ogni
passaggio,
comporta
delle
perdite
energetiche (calore disperso).
Le principali Catene Alimentari sono:
Catena del Pascolo:
Produttori (Piante) → Consumatori Primari (Erbivori) →
Consumatori Secondari → Consumatori Terziari (Carnivori) →
Consumatori Quaternari
Catena del Detrito:
Organismi Morti ed
escrementi di
animali
Detritivori e
Decompositori
Humus
Consumatori
(Predatori)
H2O
CO2
Sali Minerali
La Catena del Pascolo e quella del Detrito sono
interconnesse in quanto i detritivori (Artropodi, Anellidi,
ecc.) possono essere predati dai carnivori della Catena
del Pascolo.
Sole
Piante
Erbivori
Detritivori
Predatori Catena del Pascolo
Predatori Catena del Detrito
Più complesse sono le Reti Alimentari formate da più
catene interconnesse tra loro.
In tal caso, tutte le specie che ottengono cibo allo stesso
modo (con lo stesso numero di passaggi) appartengono allo
stesso livello trofico
PRODUTTIVITA’
È la quantità di materia vivente prodotta
da un livello trofico o specie in una
determinata area o volume ed in un
determinato intervallo di tempo.
È la velocità di produzione della
BIOMASSA
(Kg
o
J/area
o
volume/tempo).
PRODUTTIVITA’
Si divide in:
PRIMARIA: si riferisce ai produttori, indica
l’energia immagazzinata come biomassa, mediante
fotosintesi, in una determinata superficie ed in un
tempo determinato. È la velocità di accumulo della
biomassa vegetale.
SECONDARIA: si riferisce ai consumatori, indica
l’energia immagazzinata sotto forma di nuovi
organismi in una determinata superficie ed in un
tempo determinato. È la velocità di accumulo della
biomassa animale.
PRODUTTIVITA’ PRIMARIA LORDA (PPL): È
tutta l’energia fissata dalla fotosintesi, in
una determinata superficie ed in un
determinato tempo.
Parte della PPL è utilizzata dalle piante per la
RESPIRAZIONE (R) e dispersa come calore.
PRODUTTIVITA’ PRIMARIA NETTA (PPN):
esprime la capacità produttiva di biomassa
effettivamente disponibile per i consumatori:
PPN = PPL – R
Importante indice di valutazione della maturità
degli ecosistemi è dato dal rapporto tra
Produttività (P) e Respirazione (R).
P/R>1⇒
⇒ Sistema Giovane (comunità pioniere); la
P genera un surplus di biomassa
P/R=1⇒
⇒ Sistema Maturo
stabilità dell’ecosistema
P/R<1⇒
⇒
morte.
Sistema
(climax);
Inquinato
massima
destinato
alla
La nascita dell’agricoltura risale a circa 10000
anni fa, quando ha avuto origine un “processo
culturale” che ha modificato il comportamento
delle
popolazioni
da
Nomadi-Cacciatori
a
Coltivatori-Allevatori.
Scoperta
empirica
dell’uomo:
ha
imparato
quanto sia più produttivo e sicuro coltivare ed
allevare piuttosto che cacciare e raccogliere.
Con
l’invenzione
dell’agricoltura
l’uomo
si
presenta sul palcoscenico planetario come
una forza “costruttrice” di ecosistemi adatti
al
suo
l’ecosistema
sostentamento,
originario
in
modificando
modo
molto
sensibile. Infatti, ha domesticato piante ed
animali, adattandoli alle proprie esigenze e
facendoli divenire più produttivi.
Differenza sostanziale tra un
paesaggio naturale ed uno
agrario (costruito) sta
nell’Ordine/Disordine.
Paesaggio Naturale:
Naturale Predomina un apparente senso di “disordine”
Nel
paesaggio
naturale
l’apparente
disordine è il risultato dell’equilibrio
dinamico tra viventi ed ambiente fisico,
che viene raggiunto in conseguenza delle
condizioni
climatiche,
biologiche
fisico-geografiche (climax).
e
Paesaggio Agrario (costruito):
Predomina un apparente
senso di “ordine”
Nel paesaggio agrario,
agrario l’ordine è il risultato degli interventi
dell’uomo che hanno lo scopo di creare un equilibrio artificiale,
favorevole ad una o a poche specie presenti: le specie coltivate.
Il funzionamento di base degli
agroecosistemi non differisce da quello
dei sistemi naturali.
L’energia solare rappresenta la forza
motrice (fonte primaria di energia) che
viene convertita in biomassa vegetale dalle
piante coltivate
coltivate..
La biomassa vegetale (PRODUZIONE PRIMARIA) si
divide in:
RESIDUO COLTURALE: parti di piante (radici, fusti
non utilizzati, foglie, semi caduti) che restano nel
terreno; viene utilizzato dalla catena del detrito e
mineralizzato, contribuendo alla fertilità del suolo.
Produzione usata per l’alimentazione degli animali
(foraggi)
determinando
biomassa
animale
(PRODUZIONE SECONDARIA). Le deiezioni animali
tornano al suolo per reintegrarne la fertilità. La
biomassa animale esce dall’agroecosistema come
produzione animale (latte, carne, uova, pellame, ecc.).
Produzione asportata dal campo (RACCOLTO): è la
biomassa vegetale che esce dall’agroecosistema come
produzione vegetale (cereali, oleaginose, colture
industriali, ecc.)
Gli
agroecosistemi
differiscono
dagli
ecosistemi naturali a causa dell’azione
dell’uomo che ha determinato:
1.riduzione della complessità biologica (solo
le specie coltivate)
2.somministrazione di input
(energia ausiliare o sussidiaria)
3.asportazione
energetici)
di
energetici
biomassa
4.miglioramento produttivo
coltivate (genetica)
delle
(output
piante
La differenza fondamentale tra un ecosistema
naturale ed un agroecosistema è l’asportazione
di biomasse vegetali ed animali come prodotto
agricolo.
Questa differenza costituisce la causa che può
determinare l’incapacità dell’agroecosistema di
autosostenersi, per le gravi perdite di energia e
di materia.
L’agricoltura rappresenta la più importante
forma di utilizzazione del territorio occupato
dall’uomo.
Nei paesi CEE la Superficie Agraria Utilizzata
(SAU)
rappresenta
il
50%
del
territorio
complessivo. In Italia si arriva al 60%.
Il progredire dell'agricoltura, dalle origini
ad oggi, ma specialmente negli ultimi 50
anni, ha compromesso l’equilibrio che si
era
instaurato
naturalità,
applicava
tra
quando
principi
agricoltura
l'attività
ecologici
mista, rotazioni, ecc.).
e
agricola
(agricoltura
La crescente necessità di prodotto ha portato
ad eccedere negli apporti di energia esterna nel
sistema
agricolo
miglioramento
(concimi,
antiparassitari,
genetico,
meccanizzazione),
creando
nell'equilibrio
ciclo
del
monocolture,
una
frattura
dell'energia,
materia e della diversità biologica.
della
L'esasperazione delle tecnologie umane ha
determinato
inquinamento
ambientale:
inquinamento dovuto all'agricoltura (eccesso
di nitrati nelle acque, fitofarmaci, ecc.), ma
anche
inquinamento
dell'agricoltura
acide, fumi nocivi di industrie).
(piogge
AGROECOSISTEMA
Comprende
BIOTOPO
(ambiente non vivente)
e
BIOCENOSI
(esseri viventi)
BIOTOPO
dell’AGROECOSISTEMA
È costituito da
Terreno Agrario e
fattori fisici ed
temperatura, ecc.)
atmosferici
(luminosità,
Terreno Agrario
È il risultato della domesticazione
del terreno naturale da parte
dell’uomo, che ha determinato una
profonda
modificazione
della
stratificazione
e
fertilità
del
terreno.
Terreno Naturale ed Agrario
Il
terreno
naturale
ha
origine
per
trasformazione della roccia madre a causa
di azioni:
Fisico-meccaniche (H2O, vento, ghiacciai,
sbalzi termici, erosione)
Chimiche (H2O, CO2, O2)
Biologiche (agentibiologigi: licheni, muschi,
funghi, alghe, batteri che disgregano la
roccia)
Terreno Naturale ed Agrario
Per la formazione del terreno agrario, oltre
a questi fattori, si deve aggiungere l’azione
dell’uomo,
in
particolare
lavorazioni
(zappare, arare), concimazioni, irrigazioni,
ecc.
che
fertilità
rendono
migliore
determinate piante.
il
per
terreno
la
con
coltivazione
una
di
Terreno Naturale ed Agrario
Il terreno naturale è caratterizzato da 4 orizzonti:
a o eluviale caratterizzato dall’azione dilavante
dell’acqua;
b o illuviale che accoglie i materiali trasportati
dall’acqua di percolamento ed in cui le radici
assorbono gli elementi nutritivi;
c o strato pedogenetico; è il substrato su cui i
fattori naturali della pedogenesi hanno agito per la
formazione del terreno;
d è la roccia madre.
Terreno Naturale ed Agrario
Il terreno agrario è formato solo da 2 strati:
Strato
Attivo:
superficiale,
continuamente
interessato dalle lavorazioni e cure colturali
(arature, zappature, concimazioni, irrigazioni,
ecc.); le radici assorbono gli elementi nutritivi;
comprende gli orizzonti a e b del terreno
naturale.
Strato Inerte: rappresenta gli orizzonti c e d del
terreno naturale.
Flusso Energetico naturale ed ausiliare
dell’agroecosistema
Il
Flusso
Energetico
che
percorre
un
agroecosistema è più complesso di quello di un
sistema naturale.
L’energia
solare
rappresenta
il
motore
dell’agroecosistema, come per quasi tutti gli
ecosistemi naturali. Ad essa si aggiungono tutte
le cure che l’uomo mette in atto per la
coltivazione
e
l’allevamento.
Tali
cure
rappresentano l’Energia Ausiliare o di Supporto.
Flusso Energetico naturale ed ausiliare
dell’agroecosistema
Più l’attività agricola è progredita più alto è
l’apporto
di
Energia
Ausiliare
dovuto
alla
meccanizzazione, prodotti chimici, miglioramento
genetico di piante ed animali, ecc. Tale tipo di
agricoltura
si
definisce
Agricoltura
Meccanizzata Intensiva, caratterizzata da una
produzione in eccedenza utile per il mercato
nazionale ed internazionale.
Flusso Energetico naturale ed ausiliare
dell’agroecosistema
Meno tecnologica è l’agricoltura minore è
l’apporto di Energia Ausiliare; fino a parlare
della Agricoltura Ecologica, caratterizzata da
una produzione
per uso familiare e per il
mercato locale.
Tale tipo di agricoltura si autosostiene, con
una
ottimale
circolazione
di
materia
(concimazioni letamiche, coltivazioni consociate,
rotazioni che migliorano la fertilità del suolo).
Quindi, l’Agricoltura Ecologica può essere
definita Custode dell’Ambiente e maestra di
ecologia.
Energia naturale
È
la
radiazione
solare
sia
l’ecosistema
naturale
che
l’agroecosistema.
per
per
Essa, in minima parte (1%), è convertita
in
biomassa
vegetale
mediante
fotosintesi.
La restante parte crea le condizioni di
abitabilità.
Rendimento fotosintetico
Il
rendimento
fotosintetico
di
una
pianta
(efficienza fotosintetica=ef) esprime la capacità di
trasformare l’energia in biomassa;
è il rapporto tra il contenuto energetico della
biomassa prodotta (Lso) e la quantità di energia
solare luminosa incidente (Li):
ef=Lso/Li
(1 g di biomassa vegetale ha un valore calorico di
circa 20 kJ).
Il rendimento è sempre molto basso, circa il 5-6%.
Dal punto di vista della utilizzazione dell'energia
solare, i due sistemi pianta spontanea/terreno
naturale e pianta coltivata/terreno agrario
hanno un comportamento diverso:
a. nell'ambiente naturale si ha la massima
utilizzazione dell'energia solare per la presenza
di molte specie che intercettano l'energia
luminosa in maggiore quantità;
b. nell'ambiente agrario si ha la massima
efficienza
fotosintetica,
per
le
migliori
condizioni di abitabilità del terreno dovute alle
lavorazioni, concimazioni, e all'adozione di
specie modificate geneticamente.
L'utilizzazione dell'energia nell’agroecosistema
essere osservata da due punti di vista:
- Intercettazione della luminosità;
- Efficienza fotosintetica.
deve
L’intercettazione della luce dipende da:
1) numero delle foglie
2) inclinazione, orientamento e distribuzione delle foglie
3) altezza del sole
4)
cambiamenti
spettrali
subiti
nell’attraversare la vegetazione
dalla
5) dalla riflessione all’interno della vegetazione
luce
Nell’agroecosistema l’intercettazione della
luce è limitata dal basso LAI (leaf area
index = area fogliare riferita all’unità di
superficie) a causa di coltivazioni con una
densità di semina ottimale, che porta ad una
riduzione dell’area fotosintetizzante.
Il LAI è un indice adimensionale che esprime
l’area della superficie fogliare esistente
sull’unità di superficie di suolo. Esprime
l’ampiezza della superficie assimilatoria
proporzionale alla produttività di una coltura.
Influenza del
portamento
delle
foglie
sulla
fotosintesi
del riso (da
Monsi e al.,
1973).
Per incrementare l’intercettazione della luce sono state
costituite, mediante miglioramento genetico, piante a
foglie erette, che consentono una migliore penetrazione
della luce nella massa vegetale.
La coltura monospecifica, che
attualmente
costituisce
il
massimo dell'espressione della
tecnica
colturale
delle
agricolture molto evolute, ha
ridotto
la
potenzialità
di
intercettazione
luminosa
potenziando però l'efficienza
fotosintetica.
Energia naturale
L’efficienza
fotosintetica
dipende da fattori:
Intrinseci alla pianta
Di natura ambientale.
L’efficienza fotosintetica
Fattori intrinseci alla pianta:
*
Livello di Saturazione Luminosa: è il valore di
illuminamento che produce la massima attività
fotosintetica. Le piante si dividono in:
Sciafile
(basse esigenze di luminosità; in
presenza di alta luminosità si rallenta la
fotosintesi; es. piante del sottobosco).
Eliofile (elevate esigenze di luminosità; in
presenza
di
scarsa
luminosità
non
fotosintetizzano; es. piante da pieno sole, 2000
µE m-2 s-1).
L’efficienza fotosintetica
Fattori intrinseci alla pianta:
*
Fotoperiodismo. Le piante si dividono in:
Brevidiurne
Longidiurne
Neutrodiurne o Indifferenti
Piante Brevidiurne
La fioritura avviene durante
(Autunno).
Es.:
Stevia
Eupatorium
Bouvardia
Crisantemi
giorni
Kalanchoe
Stella di natale
brevi
Viola
Lingua di
suocera
Azalea
Piante Longidiurne
La fioritura avviene durante
giorni
lunghi
(Estate
o
primavera inoltrata), Es.:
Glossinia
Frumento
Achimenes
Speronella
Calceolaria
Gaillardia
Iris
Giglio
Browallia o
Fior di
Zaffiro
Geranio
imperiale
Saintpaulia
Piante Neutrodiurne
La fioritura non è influenzata dalla durata del
giorno. Es.:
girasole
mais
cetriolo
riso
tabacco
pisello
L’efficienza fotosintetica
Fattori intrinseci alla pianta:
*
Chimismo
dividono in:
della
Fotosintesi.
Le
piante
si
C3:
biochimismo fotosintetico basato su
composti a 3 C (CO2 fissata in composti a 3 C,
fosfoglicerato). Comprendono la maggior parte
delle specie agrarie.
C4: biochimismo fotosintetico basato su
composti a 4 C (CO2 fissata in composti a 4 C,
malato e ossalacetato)
Le specie C4 risultano 2 o 3 volte più
efficienti nel processo di fissazione
dell’anidride carbonica, manifestando
in particolare scarsa fotorespirazione.
Sono in corso ricerche atte a manipolare
chimicamente e geneticamente il metabolismo
delle piante C3 in modo da minimizzare la
fotorespirazione.
E’ stato saggiato l’uso di inibitori selettivi della
fotorespirazione: trattando foglie di tabacco
con un inibitore (acido glicilico) dell’ossidazione
del glicolato (substrato della fotorespirazione)
ad alte temperature i valori di fotosintesi
risultavano triplicati (Zelitch, 1971).
L’efficienza fotosintetica
Fattori di natura ambientale:
La migliore abitabilità del terreno agrario dovuta
alle pratiche colturali (aratura, concimazione,
irrigazione, esposizione ed orientamento delle
file, difesa dagli antagonisti) rende più
efficiente l’attività biochimica della pianta.
La Temperatura influenza la circolazione di CO2,
dell’umidità dell’aria. Essa diviene fattore
limitante sotto ai 10°C e sopra ai 25°C per la
maggior parte delle piante agrarie.
Energia Ausiliare: Risorsa uomo
Rappresenta ogni attività che l’uomo rivolge
al sistema agricolo.
L’aumento consistente dell’Energia Ausiliare
si è reso indispensabile quando si è passato
da una agricoltura mista, di sussistenza e
legata al territorio, ad una agricoltura di
mercato con necessità di aumentare le
produzioni unitarie.
Energia Ausiliare: Risorsa uomo
Es. sono:
Concimi minerali che hanno sostituito letami, rotazioni
e sovesci (interramento di colture, leguminose)
Meccanizzazione che ha sostituito il lavoro di uomo ed
animali
Uso di piante ed animali selezionati per produrre di
più e secondo determinate esigenze di mercato
Controllo delle avversità (erbe infestanti, fitofagi,
agenti di malattia) che ha sostituito il controllo naturale
dell’ecosistema
Irrigazione che ha favorito piante dalla siccità.
Tutto
ciò
induce
ulteriore
modificazione
dell’agroecosistema.
Viene modificato l’ordinamento colturale, ampiezza e
forma di campi coltivati, si hanno monocolture
specializzate.
La produttività degli ecosistemi coltivati è
influenzata
dalla
temperatura
e
dalla
disponibilità idrica.
Alte
temperature
irrigazione
e
forti
generalmente
stress
richiedono
da
alla
pianta di consumare gran parte della propria
produzione lorda per la respirazione.
Pertanto costa di più mantenere la struttura
di una pianta nei climi caldi.
La percentuale di produzione primaria lorda che
scaturisce in produzione primaria netta della vegetazione
naturale, varia con la latitudine.
Da meno del 50% nelle regioni equatoriali al 60-70% alle
più elevate latitudini (il modello grafico è basato sui dati
di Box, 1978).
C'è da dire che,
un fattore che in determinate condizioni ambientali
agisce come fattore ausiliario aumentando la
produttività, può, in altre condizioni ambientali
provocare una perdita di energia o una diminuzione
della produttività.
Il troppo di una cosa buona può essere un serio
fattore di stress come il troppo poco.
Per esempio, l'evapo-traspirazione può costituire
una limitazione nei climi aridi ma è una fonte di
energia ausiliaria nei climi umidi (cfr. H. T. Odum e
Pigeon, 1970).
In agricoltura, l'aratura del suolo è positiva nel nord
ma non nel sud, dove essa causa una rapida lisciviazione
di nutrienti e perdita di sostanza organica con gravi
danni per le coltivazioni successive.
Certi tipi di inquinamento, come ad esempio quelli
dovuti alle acque di scolo pre-trattate, possono agire
come fattori ausiliari o come fattori di stress, a
seconda dell'entità e della periodicità con cui le acque
di scolo vengono riversate negli ecosistemi naturali.
Le acque di scolo precedentemente trattate e riversate
in un ecosistema in quantità costante e moderata
possono far aumentare la produttività, mentre massicce
immissioni ad intervalli irregolari provocano la
distruzione del sistema come entità biologica.
BIOCENOSI dell’AGROECOSISTEMA
E’
l’insieme
di
flora
nell’agroecosistema.
e
fauna
che
vive
Gli organismi viventi interagiscono tra loro,
influenzati dal clima e dal suolo che caratterizzano
l’agroecosistema delle diverse zone.
Le attività agricole spesso alterano un equilibrio
preesistente ed inevitabilmente interagiscono con
l’intera biocenosi.
BIOCENOSI dell’AGROECOSISTEMA
Spetta
all’uomo
conoscere
i
rapporti
che
intercorrono tra gli organismi nocivi ed i loro nemici
naturali e quanto questi ultimi dipendono dalla
disponibilità di prede alternative.
L’agricoltore biologico favorendo la complessità
dell’agroecosistema, ed aumentando la presenza di
piante utili, tende ad alterare il meno possibile
l’equilibrio a cui tende ogni biocenosi.
BIOCENOSI
dell’AGROECOSISTEMA
È costituito dalle Coltivazioni e
dagli
Allevamenti
presenti
nell’azienda agraria, incluso
l’uomo.
BIOCENOSI dell’AGROECOSISTEMA
La fondamentale differenza tra ecosistema
naturale
e
quello
agrario
consiste
nella
BIODIVERSITA’ della biocenosi.
Negli ecosistemi naturali più stabili la biocenosi è
caratterizzata da una alta biodiversità (molte
specie) con un basso numero di individui per
specie.
Negli ecosistemi agrari, soprattutto quelli più
moderni ed evoluti, la biocenosi è caratterizzata
da una bassa diversità biologica (poche specie
vegetali ed animali) con un elevato numero di
individui per ogni specie, determinato dall’uomo.
Un
modo
per
esprimere
la
variabilità
biologica è quello di raggruppare gli individui
in livelli trofici, in funzione del tipo di
risorse che utilizzano, o meglio, del numero
di passaggi preda-predatore che li separano
dalla fonte primaria di energia.
Questa ripartizione degli individui in livelli
trofici,
permette
trasferimento
di
dell’energia
sistemi ecologici.
descrivere
il
all’interno
dei
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
In generale le catene trofiche negli agroecosistemi
sono più corte che in ecosistemi naturali.
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Primo livello trofico⇒
⇒Piante Coltivate
Secondo livello trofico⇒
⇒Animali Allevati
Secondo e Terzo livello trofico⇒
⇒Uomo
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Primo livello trofico ⇒ Piante Coltivate
È la fitocenosi agraria, molto semplice, paragonabile
a quella di un ecosistema giovane, in cui sono
presenti poche specie con un elevato numero di
individui per ogni specie.
Nell’azienda agraria vengono coltivate poche specie
vegetali suddivise in unità territoriali, i campi.
L’uomo crea le migliori condizioni di abitabilità per
ottenere la maggior quantità di prodotto possibile
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Secondo livello trofico ⇒ Animali Allevati
È rappresentato dagli animali allevati.
L’Allevamento degli animali ha lo scopo di trasformare la
biomassa vegetale (foraggi) a basso valore energetico, in
biomassa animale (carne, latte, uova) ad alto valore
energetico per l’uomo.
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Secondo livello trofico ⇒ Animali Allevati
Il rendimento energetico (rapporto fra la produttività
netta di un livello trofico e quella del livello trofico
precedente) con valore medio del 10% sta ad indicare
che, ad ogni trasferimento di biomassa nei livelli
trofici, il 90% di energia viene perduta,
per cui sono più vantaggiosi la produzione e lo
sfruttamento della biomassa vegetale rispetto alla
biomassa animale (1 caloria derivata da carne ha
utilizzato 10 calorie di biomassa vegetale).
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Secondo livello trofico ⇒ Animali Allevati
Per tal motivo è più vantaggioso la produzione e
sfruttamento della biomassa vegetale rispetto a quella
animale.
Il prodotto finale, decurtato delle perdite di
trasformazione (calore disperso) e delle deiezioni,
viene asportato dal sistema agrario;
Al sistema tornano le deiezioni sotto forma di concime
organico (letame) che rifornisce di sostanza organica la
catena del detrito dell'agroecosistema.
Catena Alimentare
dell’AGROECOSISTEMA
Secondo livello trofico ⇒ Animali Allevati
Gli animali allevati, frutto della selezione e del
miglioramento genetico operato dall'uomo, sono
anch'essi oggetto di cure (alimentazione, ambienti di
allevamento, tecniche di allevamento, cure mediche
ecc.) per migliorare il rendimento e la qualità della
produzione.
Catena Alimentare dell’Agroecosistema
L'alimentazione dell'uomo, che è al vertice della
piramide, comporta un grande dispendio di energia,
specialmente
se
la
dieta
è
formata
prevalentemente da prodotti animali.
Una dieta a prevalente base vegetale comporta il
mantenimento, per unità di superficie coltivata, di
un maggior numero di persone;
tuttavia
è
giustificabile
ed
incentivabile
l'allevamento di animali (ruminanti) che utilizzano
alimenti non destinabili all'uomo (foraggi ricchi di
cellulosa e lignina) perché, nonostante il basso
rendimento, comporta la produzione di alimenti ad
alto valore biologico.
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