Istituto di Istruzione SuperioreSantoni di Pisa

Insegnante referente Gabriella Salerno

PRESENTAZIONE

Il progetto “Amico Scarabeo” si proponeva di sensibilizzare gli studenti delle classi seconde del corso agrario a considerare l'aspetto ecologico degli studi agronomici, nell'ottica di formare professionisti attenti e sensibili alle problematiche ambientali.Per i ragazzi del biennio ad indirizzo agrario, non sono previste attività sul campo. Il progetto si proponeva di orientare i ragazzi avviandoli prima di quanto previsto, ad attività laboratoriale, più tipiche del triennio, attraverso una sperimentazione che prevedeva anche momenti di lavoro sul campo.

Gli studenti impegnati in questo progetto hanno affrontato lo studio di un comportamento animale e delle sue implicazioni in agricoltura, svolgendo un'attività sperimentale sul ciclo biologico dei coleotteri scarabeidi, responsabili dell'incorporazione al suolo della sostanza organica rilasciata dagli erbivori pascolanti. La sperimentazione, svolta sia in campo che in laboratorio, ha avviato una prima riflessione sull’importanza del mantenimento della biodiversità in ambiente agrario e sull'opportunità di riscoprire vecchie pratiche agricole, come ad esempio il pascolo, in un'ottica moderna.

I risultati opportunamente rielaborati sono stati poi presentati utilizzando strumenti informatici.

Gli insegnanti coinvolti nel percorso sono stati quelli di Scienze, di Agronomia, di Esercitazioni agrarie, di Chimica e Chimica agraria e di Matematica.

Il progetto è stato realizzato grazie al contributo dell’Assessorato alla Istruzione delle Provincia di Pisa, con la consulenza del prof Mario Zunino dell’Università di Urbino e con la collaborazione della facoltà di Chimica agraria e del C.I.R.A.A ( Centro interdipartimentale di ricerche agro-ambientali) dell’Università di Pisa. In Particolare tra l’Istituto Santoni e il Centro, che svolge attività formative rivolte non soltanto a studenti di livello universitario ma anche a studenti della scuola media superiore, è stata stipulata una convenzione che permette al Santoni di usufruire del Centro Avanzi per sviluppare gli aspetti tecnico-pratici dei percorsi formativi.

Obiettivi generali

• Sensibilizzare gli studenti a problematiche di natura ambientale, attraverso un percorso sperimentale

• Proporre agli studenti lo studio di un comportamento animale dal punto di vista delle sue implicazioni in agricoltura

• Utilizzare lo strumento informatico per la presentazione e la divulgazione di tematiche ambientali

Obiettivi specifici

• Conoscere le problematiche ambientali connesse al ripristino e al mantenimento della fertilità di un suolo agrario

• Conoscere l’importanza della conservazione della biodiversità in ambiente agrario• Conoscere l’attività, in natura e in laboratorio, degli scarabei stercorari, responsabili

dell’incorporazione al suolo della sostanza organica• Realizzare un cd multimediale e una pagina web per la divulgazione del lavoro svolto

Descrizione dell’attività

Le lezioni propedeuticheLa prima parte del percorso è costituita da lezioni teoriche per consolidare e approfondire conoscenze di biologia e per mettere in condizione gli alunni di avere informazioni relative alle tematiche che saranno poi sviluppate nel corso delle attività.

-Nozioni di Entomologia. La prima lezione ha introdotto gli studenti allo studio degli insetti, analizzando inizialmente le cause del loro successo evolutivo, per poi focalizzare l’attenzione sulla morfologia, la riproduzione e l’accrescimento post-embrionale di questo gruppo di artropodi.

-I Coleotteri Stercorari. Dopo una introduzione generale, sono state descritte le tattiche comportamentali utilizzate da questi insetti per incorporare al suolo le deiezioni degli erbivori pascolanti. Se ne è analizzata inoltre l’importanza della conservazione in funzione del loro impatto ecologico e del mantenimento della biodiversità.

-Fertilità del suolo. E’ stato trattato il problema della fertilità del terreno dovuta alla sua frazione organica prendendo in esame le condizioni che influenzano la degradazione dei residui organici freschi presenti nel suolo e le modalità di formazione delle sostanze umiche che ne derivano. E’ stato approfondito inoltre il problema della sostanza organica in agricoltura intensiva, dove le materie di scarto costituiscono enormi masse ingombranti di rifiuti e vengono allontanate contribuendo all’impoverimento del livello di sostanza organica dei terreni.

-Il Pascolo Sono state affrontate le condizioni di utilizzo e mantenimento di un pascolo nelle diverse zone climatiche italiane e analizzate le problematiche relative al carico di bestiame mantenibile. La Sperimentazione

Raccolta Entomologica

Sono state effettuate due raccolte entomologiche di coleotteri scarabeidi (Geotrupes spiniger Marsham, Sericotrupes niger Marsham, Bubas bison L., Ceratophius rossi Jekel, Onthophagus fracticornis Preyssler); la prima è avvenuta il 7 febbraio 2005 al

centro, al Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro-Ambientali E. Avanzi di S.Piero a Grado-Pisa, nella zona in cui i bovini vengono tenuti allo stato semibrado, l’altra il 15 marzo nella pineta adiacente al Centro Interdipartimentale dove, nei giorni precedenti erano state posizionate delle esche (porzioni di sterco bovino).

Durante la seconda uscita in campo è intervenuto il Prof. Mario Zunino dell’Università di Urbino, come esperto di coleotteri, il quale, oltre a chiarire i vari accorgimenti relativi alla cattura degli scarabeidi, ha illustrato le caratteristiche biologiche ed etologiche di questi artropodi.

Allevamento in Laboratorio

I terrari allestiti in laboratorio erano costituiti da comuni cestini in plastica, riempiti per metà di sabbia, all’interno dei quali sono stati posti gli scarabei raccolti appartenenti alle specie Geotrupes spiniger, Sericotrupes niger, Onthophagus fracticornis. Agli insetti veniva somministrato, come alimento, sterco bovino, in quantità note per ciascun terrario, e si registrava ogni settimana la variazione in peso della porzione da essi utilizzata. Vedi quaderno di lavoro di un gruppoSperimentazione in campo

Il 13 aprile è iniziata la fase di sperimentazione in campagna, per valutare il miglioramento delle proprietà del suolo in seguito all’azione degli stercorari, mediante il posizionamento di nove terrari sperimentali direttamente all’aperto, al Centro Avanzi.

Questi, costituiti da secchi del diametro di 30 cm, precedentemente modificati per eliminarne il fondo, sono stati interrati per circa 10 cm. L’esperienza, attuata in triplo, ha previsto il posizionamento in tre secchi di 550 g di sterco bovino e tre stercorari della specie Bubas bison, prelevati nelle immediate vicinanze del luogo scelto per la sperimentazione, in altri tre soltanto di 550 g di sterco, mentre gli ultimi tre, che dovevano fungere da controllo, erano senza sterco né insetti.

Tutti sono stati chiusi superiormente con un quadrato di tessuto-non tessuto per evitare l’intrusione di altri insetti. Trascorse tre settimane dall’impianto, sono stati prelevati dei campioni di terreno da ogni terrario, campioni che da sottoporre ad analisi chimica al fine di valutare se esistessero differenze significative, attribuibili all’attività dei coleotteri stercorari.

Analisi chimiche I campioni raccolti sono stati quindi portati nel laboratorio scolastico e disposti su carta di giornale per permetterne la completa essiccazione. Dopo qualche giorno si è proceduto a

setacciare i campioni con un setaccio a maglia 2 mm. Queste ultime due fasi sono preparatorie alle analisi chimiche.

Il 6 e il 13 maggio le classi si sono recate presso il Dipartimento di Chimica Agraria dell’Università di Pisa, dove sotto la guida del Dr. Roberto Cardelli, è stato possibile effettuare le seguenti analisi: determinazione del carbonio totale, degli acidi umici e fulvici, della light fraction

Risultati ed elaborazione dati

Sono stati rielaborati e presentati su grafici i dati raccolti ogni settimana in laboratorio, relativi al peso dello sterco consumato dai coleotteri, confrontandoli con quelli ottenuti da un terrario di controllo. Qui vengono riportati quelli relativi ad una coppia di Geotrupes spiniger.

Il primo grafico mostra i risultati ottenuti durante tre settimane di sperimentazione, nel quale si può notare come, rispetto al controllo, sia notevole la porzione di sterco utilizzata dagli stercorari. Nel secondo sono visualizzati i valori medi di utilizzazione dello sterco. Si evince quindi, che lo sterco consumato nel terrario della coppia di stercorari è in media del 73,1% dello sterco a disposizione. Nel terrario di controllo la diminuzione è stata del 40,6%, quindi la differenza, cioè il 32,5%, è da attribuire all’attività degli stercorari. Interessante, infine, è stata l’osservazione in un terrario di un nido, formato da porzioni di sterco interrato, costruito da una coppia di coleotteri e nel quale si sono sviluppate due larve.

I dati delle analisi chimiche relativi alla sperimentazione fatta all’aperto, hanno evidenziato delle differenze fra i vari campioni ma queste non sono risultate statisticamente significative.Ciò potrebbe essere imputato a vari fattori che in una nuova realizzazione del progetto dovranno essere presi in considerazione : - la scelta del luogo di posizionamento dei terrari - le modalità di raccolta del campione (raggio di prelievo, profondità, eliminazione della

copertura erbacea) - la necessità di svolgere le stesse analisi su un numero di campioni più elevato - la necessità di svolgere più analisi nell’ambito dello stesso campione.

Verifiche e valutazioneAlla fine del progetto sono state svolte verifiche relative alla conoscenze e competenze acquisite in merito a:- le problematiche ambientali connesse al ripristino e al mantenimento della fertilità di un suolo agrario -l’importanza della conservazione della biodiversità in ambiente agrario -l’attività, in natura e in laboratorio, degli scarabei stercorari, responsabili dell’incorporazione al suolo della sostanza organica. Da essi è emerso che gli allievi hanno raggiunto gli obiettivi previsti. Sono da rilevare un cambiamento di atteggiamento ed un aumento dell'attenzione verso le problematiche ambientali; una crescita delle conoscenze relative allo studio dell'entomologia ed, in generale, delle tecniche di sperimentazione in biologia. E' inoltre risultato particolarmente interessante l'incontro con docenti esterni, sia per l'arricchimento culturale che per la novità del contatto col mondo universitario.

I lavori prodotti dagli studenti:pagina web vedi http://www.e-santoni.pisa.it/i cartellonicoleotterisostanza organica e fertilità nel terrenoi commenti dei ragazzi