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La concentrazione di rame totale nel suolo pari a 100-150 mg kg-1 è convenzionalmente riconosciuta come la soglia di tossicità di rame per piante e microorganismi del suolo. Queste soglie derivano da prove di fitotossicità in laboratorio con contaminazione artificiale e verifica l’effetto nel breve periodo. Tali condizioni di laboratorio hanno evidenziato che dosi di rame fitotossiche sulle piante (per es. da 250 a 500 mg kg-1 rame totale su mais), riducono la diversità batterica inducendo la predominanza di alcune specie. Tuttavia, poco si sa dell’effetto a lungo termine di rame sui microorganismi del suolo. Studi recenti hanno evidenziato che l’effetto di disturbo sull’attività microbica a partire da concentrazioni di rame superiori ai limiti, si evidenzia facilmente a distanza di 50-60 anni dalle ultime applicazioni di rame. In questo caso, diversamente dall’effetto al breve periodo dei test di laboratorio, il rame nel suolo aumenta la variabilità delle comunità batteriche e la loro diversità. Per quanto riguarda la capacità metabolica, alte concentrazioni di rame presenti a lungo termine nei suoli ne riducono l’efficienza metabolica. Tuttavia, si riportano evidenze in cui la gestione conservativa, ed il graduale incremento della sostanza organica attenuano gli effetti tossici di rame su batteri e funghi del suolo, permettendo di raggiungere buoni livelli di fertilità biologica anche in presenza di concentrazioni di rame di gran lunga superiori a quella dei limiti convenzionali di tossicità.
Impact of copper on soil microbial communities. The total copper (Cu) concentration in the soil equal to 100-150 mg kg-1 is conventionally recognized as the threshold of copper toxicity for plants and soil microorganisms. These thresholds derive from phytotoxicity tests in laboratory where artificial contamination of soil samples is obtained with increasing doses. These laboratory conditions have determined the phytotoxic copper doses on several plant species. For example, dosed varying from 250 to 500 mg kg-1 of total Cu are phytotoxic on maize and reduce bacterial diversity by inducing predominance of some species in soil bacterial communities. Therefore, in laboratory tests, copper contamination reduces bacterial richness and conversely increases the values of dominance. However, little is known about the long-term effect of copper on soil microorganisms. Recent studies have shown that disturbance effect on microbial activity starting from copper concentrations above the limit can be easily detected after 50-60 years from the last copper applications. In this case, unlike the short-term effect of laboratory tests, copper increases spatial variability of bacterial soil communities as well as bacterial diversity. Soil fungi, under the same conditions, are suppressed as biomass, but do not seem overall affected in composition. Finally, long-term soil contamination with high copper concentration (~ 1000 mg kg-1 soil at 7.5 pH) reduces metabolic quotient which is a measure of metabolic efficiency of soil. However, recent case studies showed that conservative management and gradual increase of organic substance, can mitigate the toxic effects of copper on soil bacteria and fungi, allowing to reach good levels of biological fertility even in the presence of copper concentrations far superior to that of conventional toxicity limits.
