DIFFERENTI SISTEMI DI COLTIVAZIONE A LUNGO TERMINE CAMBIANO LA COMPOSIZIONE MOLECOLARE DELLA SOSTANZA ORGANICA DEL SUOLO E DELLA SUA FRAZIONE UMICA ESTRAIBILE Claudia Savarese, Marios Drosos, Riccardo Spaccini, Alessandro Piccolo

Claudia Savarese a , Marios Drosos c , Riccardo Spaccini a,b , Alessandro Piccolo a,b

b Department of Agricultural Sciences, Università di Napoli Federico II, Via Università 100, 80055 Portici, Italy b Interdepartmental Research Centre of Nuclear Magnetic Resonance for the Environment, Agri-Food and New Materials (CERMANU)-University of Naples Federico II, Via Università 100, 80055 Portici,

c Italy

Institute of Resource, Ecosystem and Environment of Agriculture (IREEA), Nanjing Agricultural University, 1 Weigang Road, 210095, Nanjing, China

La sostanza organica del suolo (SOM) gioca un ruolo cruciale negli ecosistemi, in quanto regola il ciclo globale di elementi essenziali, lo sviluppo di piante e microrganismi, la fertilità e la stabilizzazione della struttura del suolo. Recenti studi hanno dimostrato come la struttura molecolare della SOM venga fortemente influenzata dalla pratiche di coltivazione e di lavorazione utilizzate. L’obbiettivo di questo studio è dunque quello di comprendere le dinamiche molecolari della sostanza organica in suoli sottoposti ad esperimenti di campo a lungo termine (20 anni) con diversi sitemi colturali: i) nessuna coltivazione, nessuna lavorazione (Controllo); ii) mono-coltivazione di mais con lavorazione tradizionale; iii) rotazione mais-favino con lavorazione tradizionale. Tecniche di spettroscopia NMR 13C e termochemolisi in presenza di TMAH-GC/MS sono state utilizzate per ottenere una dettagliata caratterizzazione molecolare della sostanza organica dei tre suoli e delle rispettive frazioni umiche estratte. La mono-coltivazione del mais a lungo termine ha determinato un’alterazione della componente idrofobica della SOM, riducendo il contenuto di composti alchilici ed alifatici (circa il 47.4 % di acidi grassi in meno rispetto al Controllo), ed aumentado quello di componenti idrofiliche labili (42.2 %). Il suolo sottoposto a rotazione mais-favino, invece, ha mostrato una parziale preservazione della componente stabile della SOM, mantenendo alto il contenuto di costituenti idrofobici e lipidici (riduzione di solo 1.8 % di acidi grassi rispetto al Controllo). I risultati ottenuti suggeriscono che differenti sistemi di coltivazione modificano le dinamiche molecolari della sostanza organica, principalmente tramite l’alterazione della componente idrofobica della stessa. In particolare, l’introduzione di una leguminosa in rotazione colturale con il mais sembra essere una strategia vantaggiosa per ridurre la degradazione della sostanza organica di un suolo e le perdite di carbonio organico.