Lavecchia, Mohammad Yaghoubi Khanghahi, Roberto Terzano, Carmine Crecchio

Ida Rascio 1 , Maddalena Curci 1 , Concetta Eliana Gattullo 1 , Anna Lavecchia 2 Mohammad Yaghoubi Khanghahi 1 , Roberto Terzano 1 , Carmine Crecchio 1

1 Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti (Di.S.S.P.A), Università degli Studi di

Bari “A. Moro”, Bari, 70126, Italy 2 CNR-IBIOM Institute of Biomembranes, Bioenergetics and Molecular Biotechnologies, Via Giovanni Amendola, 122/0, Bari, 70126, Italy

Gli incendi, di natura accidentale o dolosa, possono influenzare profondamente le proprietà fisiche, chimiche e biologiche di un suolo, sia in maniera diretta che indiretta.

La pratica agronomica della bruciatura delle stoppie, largamente diffusa in diverse parti del mondo, potrebbe costituire un rischio se effettuata su suoli ricchi di sostanza organica e interessati da una severa contaminazione da cromo (Cr).

Le alte temperature che si sviluppano durante un incendio, possono causare una diminuzione della permeabilità e della porosità del suolo, un incremento dei valori di pH e C.E., alterazioni mineralogiche, oltre ad una diminuzione e trasformazione della sostanza organica e alterazione dei cicli biogeochimici dei nutrienti. Tali alterazioni potrebbero inoltre modificare la distribuzione e speciazione di elementi potenzialmente tossici, specialmente in suoli contaminati. Questo rischio è particolarmente elevato per elementi come il Cr che, al variare delle condizioni red-ox e della disponibilità di sostanza organica, possono modificare il proprio stato di ossidazione formando specie estremamente mobili e tossiche, come il cromo esavalente, Cr(VI). Tale cambiamento di speciazione può costituire un pericolo sia per le specie vegetali di interesse agronomico che per gli stessi microrganismi del suolo.

Nell’ambito della presente attività di ricerca, sono state eseguite delle prove di inoculo di comunità microbiche, precedentemente estratte da un campione di suolo agrario coltivato a grano e caratterizzato dalla presenza di elevate concentrazioni di sostanza organica e di Cr, su aliquote del medesimo suolo trattato termicamente a 500°C. Ciascuna aliquota di suolo è stata quindi incubata per 3, 7 e 14 giorni a 23°C. Al termine dell’incubazione, è stato estratto il DNA batterico totale (i) dai campioni trattati termicamente e incubati per diversi tempi e (ii) dal suolo non trattato (controllo). Il DNA estratto è stato utilizzato per amplificare la regione V3-16S rDNA e sequenziato mediante strategia PE reads 2x300 su piattaforma Illumina MiSeq. I file fastq ottenuti sono stati processati mediante il programma MG-RAST e confrontati con banche dati, al fine di ottenere il profiling tassonomico fino al livello di genere. L’analisi tassonomica ha rivelato notevoli differenze tra le comunità batteriche estratte dal suolo trattato termicamente precedentemente re-inoculato e le comunità originariamente presenti nel suolo “controllo”. Tali differenze sono ben visibili già a livello di phylum e si proiettano anche nei livelli tassonomici inferiori (classe, ordine e genere). I principali phyla identificati sono: Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes e Proteobacteria. In particolare, i Firmicutes aumentano da 3 a 5 volte nei campioni di suolo trattati termicamente e sottoposti ad inoculo per3, 7 e 14 giorni, rispetto al controllo. L’analisi SIMPER (SIMilarly PERcentage) ha permesso di valutare il contributo % dei generi maggiormente responsabili delle differenze tra campioni. I generi individuati sono stati sottoposti alla Canonical Correspondence Analysis (CCA) per mettere in relazione la comunità batterica con i parametri chimico-fisici dei suoli e le forme di Cr presenti.