ECTS - University of Pisa
Al termine del corso:
Lo studente avrà acquisito conoscenze per lo studio delle attività biologiche che avvengono nel suolo e che regolano i cicli biogeochimici degli elementi. Sarà inoltre capace di descrivere i vari aspetti biochimici delle attività biologiche del suolo e le tecniche impiegate al fine di ottenere indicatori utili per il monitoraggio dello stato di salute del suolo e per la quantificazione di una sua eventuale alterazione.
Lo studente acquisirà anche le conoscenze necessarie per analizzare e comprendere le attività microbiche del suolo e dei microrganismi associati alla pianta, in relazione al mantenimento della qualità del suolo e al miglioramento della produttività degli agroecosistemi
At the end of the course:
The student will own knowledge for the study of soil biological activities, which regulate the biogeochemical cycles of the elements. In addition the student will be able to describe the various biochemical aspects of biological activities and the techniques used to obtain useful indicators for monitoring soil health state and for the quantification of possible soil alterations.
The student will also acquire the necessary knowledge to analyze and understand soil and plant-associated microbial activities in order to maintain soil quality and improve the productivity of agroecosystems.
Gli studenti dovranno dimostrare il grado di apprendimento degli argomenti trattati, partecipando a discussioni proposte dai docenti durante le lezioni e le esercitazioni. E' previsto un esame orale finale.
For the assessment of the knowledge students will have to demonstrate the degree of learning of the topics covered by participating in discussions proposed by the teachers during the lessons and laboratory exercises. An oral final exam must be passed.
Al termine del corso:
Lo studente avrà appreso nozioni fondamentali riguardo alla biomassa microbica del suolo e alle sue funzioni attraverso lo studio delle attività respiratoria ed enzimatiche.
Lo studente avrà acquisito inoltre competenze e conoscenze di microbiologia del suolo e della rizosfera relative all’importaza dei microorganismi nei cicli biogeochimici, al loro contributo nella fertilità biologica del suolo e alle interazioni tra microrganismi e piante nella rizosfera.
At the end of the course:
The student will learn fundamental notions about the microbial biomass of the soil and its functions through the study of the respiratory and enzymatic activities.
The student will acquire also knowledge and skills of soil and rhizosphere microbiology in relation to their importance in biogeochemical cycles and to their contribution to soil biological fertility and to the interactions between microorganisms and plants in the rhizosphere.
Lo studente dovrà mostrare di conoscere l'importanza della biomassa microbica del suolo, sia come quantità che come attività, riuscendo anche a calcolare indici biochimici di qualità.
Durante il corso lo studente dovrà inoltre dimostrare di avere acquisito capacità di mettere in relazione le proprietà funzionali dei microrganismi con la loro capacità di aumentare la fertilità biologica del suolo e la crescita e salute delle piante.
The student will have to demonstrate knowledge of the importance of soil microbial biomass, both in terms of quantity and activity, also being able to calculate biochemical quality indices.
During the course the student should show to have acquired the ability to relate functional properties of microorganisms with ability to increase soil biological fertility and plant growth and health.
Alla fine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di eseguire test funzionali di biochimica del suolo e microbiologia, dimostrando di avere la consapevolezza dell'importanza delle interazioni tra microrganismi e piante e delle problematiche legate alla perdita di fertilità biologica del suolo.
At the end of the course the student will acquire the ability to perform functional tests of soil biochemistry and microbiology, demonstrating an awareness of the importance of the interactions between microorganisms and plants and the problems related to the soil biological fertility loss.
La verifica dei comportamenti sarà effettuata:
durante le esercitazioni di laboratorio in cui saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle atività svolte.
The behaviour verification will be performed:
Lo studente dovrà avere conoscenze di chimica del suolo, biochimica e microbiologia generale,
The student should know soil chemistry, biochemistry and general microbiology.
Le lezioni frontali saranno eseguite con l'ausilio di slides, quelle in laboratorio saranno svolte in laboratori didattici attrezzati per svolgere esercitazioni di chimica e biochimica del suolo e di microbiologia. Sarà utilizzato il sito e-learning per fornire il materiale didattico e per comunicare con gli studenti. L'interazione tra docenti e studenti ha luogo attraverso ricevimenti e posta elettronica.
Lectures are held with the help of slides, the laboratory lessons will be performed in a laboratory designed and equipped for microbiological practices. The laboratory practices will be performed in groups of students. The e-learning site will be used to provide teaching material and to communicate with the students. The interaction between teachers and students takes also place through meetings, e-mail.
La sostanza organica del suolo: Componenti e funzioni. La frazione attiva della sostanza organica. La biomassa microbica. Determinazione della quantità della biomassa microbica (Fumigazione ed estrazione, dosaggio dell’ATP). Determinazione della attività della biomassa microbica (Respirazione, Azoto potenzialmente mineralizzabile, Azotofissazione, Denitrificazione).
Attività enzimatiche del suolo e loro importanza. Enzimi idrolitici e ossidoriduttivi. Indici di qualità del suolo. BIF, EAN, Quoziente metabolico, SAR3 e altri.
Il ruolo dei microrganismi nella agricoltura sostenibile. Biodiversità microbica (Proteobatteri, Attinobatteri, Batteri Gram+, Cianobatteri, Cytophaga), Archaea (Alofili estremi, Metanogeni, Ipertermofili) e Eucarya (Funghi) e loro principali caratteristiche. Diversità ecologica dei microrganismi. Chemolitotrofi (nitrificanti, zolfo-ossidanti) e respirazioni anaerobie (denitrificazione e respirazione dei solfati).
Le simbiosi tra piante e microrganismi. Simbiosi micorriziche: biodiversità dei funghi e tassonomia, loro ciclo vitale e produzione massiva. Biodiversità funzionale dei funghi micorrizici arbuscolari: selezione di ceppi infettivi ed efficienti. Conservazione della diversità dei funghi AMF: collezioni ex-situ, in-situ e on-farm. Processo di azotofissazione. La rizosfera e batteri PGPR.
ESERCITAZIONI
Metodi di determinazione chimica della biomassa microbica del suolo. Test respirometrici e saggi enzimatici sul suolo.
Metodi di analisi delle comunità microbiche del suolo e della rizosfera: determinazione mediante l'uso di metodi coltura-dipendenti e indipendenti.
Soil organic matter: Components and functions. The active fraction of organic matter. The microbial biomass. Determination of the amount of microbial biomass (Fumigation and extraction, ATP dosage). Determination of microbial biomass activity (respiration, potentially mineralizable nitrogen, nitrogen fixation, denitrification).
Soil enzymatic activities and their importance. Hydrolytic and redox enzymes. Soil quality indices. BIF, EAN, Metabolic Rate, SAR3 and others.
Role of microbes in sustainable agriculture. Microbial diversity (Proteobacteria, Actinobacteria, Gram + Bacteria, Cyanobacteria, Cytophaga), Archaea (extreme alophylous, Methobacteria, Iperthermophylous bacteria) and Eucarya (Fungi) and their main traits. Microbial ecological diversity. Chemolithic bacteria (Nitrifiers, S-oxidazing) and anaerobic respiration (denitrification and SO4 respiration).
Symbiosis between plants and microorganisms. Mycorrhizal symbioses: fungal diversity and taxonomy, life cycle and massive production. Functional biodiversity of arbuscular mycorrhizal fungi: selection of efficient and infective isolates, and nitrogen fixing bacteria. Arbuscular mycorrhizal fungi as biofertilizers and bioenhancers. Conservation of AMF diversity: in situ, ex situ and on farm collections. Methods for the analyses of microbial communities. N-fixing bacteria. The rhizosphere and the plant growth promoter rhizobacteria (PGPR).
Laboratories
Methods for microbial soil communities analyses: determination of microorganisms by culture-dependent and independent methods.
- B. Biavati, C. Sorlini "Microbiologia agroambientale". CEA, 2012
- P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zannoni. "MICROBIOLOGIA AMBIENTALE ED ELEMENTI DI ECOLOGIA MICROBICA ". CEA, 2008
- Iaccarino M (2006). Microrganismi benefici per le piante. Idelson-Gnocchi
- P. Sequi, C. Ciavatta, T. Miano "Fondamenti di chimica del suolo". Patron Editore 2017
- A. Benedetti, L. Gianfreda "Metodi di analisi biochimica del suolo". Franco Angeli Editore 2015
- B. Biavati, C. Sorlini "Microbiologia agroambientale". CEA, 2012
- P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli, D. Zannoni. "MICROBIOLOGIA AMBIENTALE ED ELEMENTI DI ECOLOGIA MICROBICA ". CEA, 2008
- Iaccarino M (2006). Microrganismi benefici per le piante. Idelson-Gnocchi
- P. Sequi, C. Ciavatta, T. Miano "Fondamenti di chimica del suolo". Patron Editore 2017
- A. Benedetti, L. Gianfreda "Metodi di analisi biochimica del suolo". Franco Angeli Editore 2015
Gli studenti non frequentanti possono utilizzare il materiale didattico presente in e-learning e consultare il registro delle lezioni.
Non attending students and those who do not take the ongoing tests, must pass an oral exam. For students wanting to improve their mark, the oral exam will concern the whole programme.
Modalità d'esame
Students will have to pass an oral exam.
