Biochimica del Suolo

Il suolo è caratterizzato da una vasta biodiversità.

I batteri sono importanti mineralizzatori di detriti (carbonio organico). Non hanno bisogno di elevate quantità di elementi nutritivi e possono trasformare varie tipologie di composti organici, liberando CO₂ e sali minerali. Le ossidazioni dei substrati sono concatenate tramite l’utilizzo dei prodotti terminali di ogni reazione, formando anche associazioni batteriche. In base alla velocità di reazione e alla concentrazione del substrato, i batteri si possono dividere in zimogeni e autoctoni:

• I batteri zimogeni attaccano velocemente le frazioni di C organico più facili da utilizzare. La loro presenza nell’ambiente è fortemente dipendente dalla composizione del substrato e dalla materia organica presente. Mineralizzano velocemente la maggior parte della sostanza organica se in quantità sufficienti.
• I batteri autoctoni mantengono un’attività costante nel tempo che è scarsamente influenzata dalle condizioni ambientali. Attaccano meno rapidamente substrati non accessibili dai batteri zimogeni. Mineralizzano lentamente.

I microrganismi possono comportarsi diversamente quando il sistema in cui risiedono si evolve:

• Strategia k: attuata da microrganismi capaci di proliferare in ambienti oligotrofi (ambiente acquatico con scarse quantità di sostanze organiche disciolte e attività fotosintetiche) i quali non reagiscono se il sistema cambia in eutrofico. Batteri autoctoni.
• Strategia r: attuata da microrganismi capaci di proliferare in ambienti eutrofici (ambiente acquatico ricco di sostanze nutritive). Batteri zimogeni.

La qualità del suolo è correlata all’attività microbica enzimatica in esso. La concentrazione di enzimi nel suolo varia a seconda della quantità di sostanza organica e biomassa microbica. Gli enzimi possono trovarsi anche esteriormente all’organismo che li ha sintetizzati. Il loro compito è quello di trasformare substrati insolubili in substrati solubili e diminuirne la complessità per semplificarne l’assorbimento da parte dei microrganismi. Gli enzimi extracellulari più comuni sono ossidoreduttasi e idrolasi. Responsabili della degradazione di molecole organiche, anche xenobiotiche. Gli enzimi extracellulari solitamente tendono ad associarsi a materiale organico presente nel suolo come cellule non proliferanti, proliferanti, residui biologici e componenti del suolo. Gli enzimi liberi nel suolo possono subire processi di immobilizzazione, favorendo la loro permanenza nel suolo. Infatti, l’associazione a molecole di massa maggiore, come le sostanze umiche, rende gli enzimi più resistenti alla denaturazione termica e proteolitica. L’ immobilizzazione però riduce l’attività specifica e i parametri cinetici. Un enzima può subire modificazioni strutturali a seconda delle forze attrattive, della flessibilità della catena polipeptidica.

Il suolo è continuamente sottoposto a reazioni perciò si può dire che sia in un equilibrio instabile. La velocità delle reazioni dipende dalla concentrazione dei reagenti, pressione, temperatura e dalla presenza di catalizzatori.