Combinazione seriale su microscala di tre saggi biochimici per la misura della fertilità dei suoli

The goal of this thesis is to validate new indicators related to soil fertility and characterized by speed of execution compared to pre-existing methodical alternatives, and to compare the consistency of the results. The samples used were taken in part from the historical agronomic rotation of the University of Padua, operational since 1962, taking three replicates from differently fertilized plots of land, three of which in the context of a single-succession of corn, a control series without fertilizer, a series with the maximum level of mineral fertilizer, and a series with the maximum dose of manure, as well as a series used as a control taken on permanent grass. Another group of samples come from an urban garden in Padua, comparing two treatment regimes: digging, with sod-turning and mineral fertilization, as opposed to minimal processing with vertical fork without turning and absence of any fertilization. To these, uncultivated walkways were added for comparison. The starting soil was common to all three types of treatment and the soils were harvested after nine years of management with the aforementioned regimes. The tests performed were based on a fluorimetric assay of soluble organic compounds, enzymatic activity on fluorescein diacetate, and quantity of soluble proteins. To these were compared the measurements of organic carbon and total nitrogen obtained by means of a combustion analyzer and the content of extractable DNA from the soils. The data obtained show that the assay in which proteins and organic matter are searched for, replicate very well the data obtained with traditional methods. In particular, the protein assay provides data directly related to the percentage of nitrogen, organic carbon and their ratio, which vary in a directly proportional manner, while the percentage of carbon varies in an inversely proportional manner, with an excellent correlation. inorganic and the ratio of total carbon to nitrogen; however, this particular assay is not effective in representing the percentage of total carbon or the amount of DNA in soils. The test aimed at researching the soluble organic substance produced, as expected, results well correlated with any data concerning carbon, specifically, directly proportional as regards organic carbon. The fluorescein diacetate assay, unlike the good performances of the other two, did not appear particularly effective, since it reports both not very high correlation coefficients and generally insignificant pValues, not returning results in line with the data obtained with traditional methods.

L’obiettivo di questa tesi è quello di validare nuovi indicatori legati alla fertilità del suolo e caratterizzati da rapidità di esecuzione rispetto ad alternative metodiche preesistenti, e di confrontarne la consistenza dei risultati. I campioni utilizzati sono stati prelevati in parte dalla rotazione agronomica storica dell’università di Padova, operativa dal 1962, prelevando tre repliche da appezzamenti di terreno fertilizzati in maniera diversa, tre dei quali nell’ambito di una monosuccessione di mais, una serie di controllo senza fertilizzante, una serie con il massimo livello di fertilizzante minerale, e una serie con la dose massima di letame, oltre una serie utilizzata come controllo prelevata su prato permanente. Un altro gruppo di campioni provengono da orti urbani di Padova, confrontando due regimi di trattamento: vangatura, con rivoltamento zolle e fertilizzazione minerale, contrapposto a lavorazioni minime con forca verticale senza rivoltamento e assenza di qualsiasi fertilizzazione. A questi sono stati affiancati per confronto camminamenti non coltivati. Il terreno di partenza era comune a tutti e tre i tipi di trattamento e i suoli sono stati raccolti dopo nove anni di conduzione con i regimi suddetti. I saggi effettuati sono stati basati su un dosaggio fluorimetrico di composti organici solubili, attività enzimatica a carico di fluoresceina diacetato, e quantità di proteine solubili. Ad essi sono stati comparate le misure ci carbonio organico e azoto totale ottenute mediante analizzatore a combustione e il contenuto di DNA estraibile dai suoli. I dati ottenuti evidenziano che il saggio in cui si vanno a ricercare le proteine e la sostanza organica, replicano molto bene i dati ottenuti con metodiche tradizionali. In particolare, il saggio sulle proteine, fornisce dati direttamente correlati alla percentuale di azoto, di carbonio organico e al rapporto degli stessi, i quali variano in maniera direttamente proporzionale, mentre variano in maniera inversamente proporzionale, con una ottima correlazione, la percentuale di carbonio inorganico e il rapporto tra carbonio totale e azoto; tuttavia questo saggio in particolare non risulta efficace nel rappresentare la percentuale di carbonio totale o la quantità di DNA nei terreni. Il saggio volto alla ricerca della sostanza organica solubile, ha prodotto come atteso, risultati ben correlati con ogni dato riguardante il carbonio, nello specifico, direttamente proporzionali per quanto riguarda il carbonio organico. Il saggio della fluoresceina diacetato, a differenza delle buone performances degli altri due non è apparso invece particolarmente efficace, poiché riporta sia coefficienti di correlazione non molto alti, che pValues generalmente non significativi, non restituendo risultati in linea con i dati ottenuti con metodi tradizionali.