Il suolo è un sistema eterogeneo
polifasico variabile nello spazio e
nel tempo
Fase solida del suolo
Componente minerale
Componente organica
Biomassa
Necromassa
Humus
Terra fine Scheletro Argilla Limo Sabbia Pietre Ghiaia Ciottoli Sassi 2 mm 0.02 mm 0.002 mm
Argilla Limo Sabbia Scheletro
Fase solida:la componente minerale
La tessitura
TRIANGOLO DELLA TESSITURA DEL SUOLO
La proporzione tra le diverse classi della terra fine
determina la tessitura di un suolo. E’ una proprietà fisica intrinseca al suolo stesso e rimane inalterata
Argilla e sabbia derivano dai residui minerali di rocce primarie, sebbene spesso siano presenti
anche minerali secondari (sali, ossidi e idrossidi) I principali minerali di rocce primarie sono i
silicati, che presentano struttura tetraedrica in cui i quattro vertici sono occupati da atomi di ossigeno e la posizione centrale da un
atomo di silicio.
I differenti assetti reciproci tridimensionali che possono prendere i tetraedri dei silicati ne
portano alla formazione di differenti tipologie, tra i quali i più importanti sono senza dubbio i fillosilicati, in cui i tetraedri sono organizzati in strati lamellari sovrapposti
4-La struttura
•La disposizione delle particelle primarie e la
loro organizzazione mediante cementi
organici e inorganici permette la formazione
di aggregati che nel loro insieme
costituiscono la struttura del suolo.
•La struttura, insieme con la tessitura, e’
una proprietà fondamentale del suolo perché
influenza la fase liquida e gassosa del suolo.
Acqua e aria nel suolo competono per gli
stessi spazi cioè i pori (spazi vuoti che si
vengono a formare tra le particelle e tra gli
aggregati del suolo ).
Gli agenti leganti e la
formazione degli aggregati
1. Agenti leganti inorganici: ossidi e idrossidi di
Fe e Al legano tra di loro cristalli di argilla, i
cationi polivalenti Fe3+ e Al3 + possono agire da
ponti elettrostatici legando tra loro le superfici dei singoli cristalli e formando aggregati
2. Agenti leganti organici: si classificano in base
alla durata della loro azione cementante in • Leganti transienti (polisaccaridi di origine
microbica e vegetale)
• Leganti persistenti (sostanze umiche)
Le sostanze umiche formano aggregati con le componenti minerali (complessi organo-minerali) e rivestono un ruolo importante nello svolgimento dei processi chimici, fisici, nutrizionali e biologici che avvengono nel suolo
sostanze umiche componente minerale metalli in coordinazione -COO -COO -OH -OH Fe PO4 2-H2O
argilla
argilla
(da: Interactive soils, FitzPatrick).
l'argilla, da un punto di vista chimico è molto "reattiva" per il numero significativo di cariche,
prevalentemente negative, che reca, e quindi
interagisce cationi mono o polivalenti.
La sostanza organica del suolo è costituita da radici, biomasse animali e microbiche, dai
residui di piante, di animali e di microrganismi ai vari stadi di decomposizione e sostanze
sintetizzate dalla popolazione vivente nel suolo.
Rappresenta l’unica forma di energia disponibile “in magazzino”, presente generalmente in percentuali variabili dallo 0,5 al 5%
Assolve funzioni fisiche, chimiche, biologiche.
E’ il fattore determinante per la fertilità di un terreno
Ha natura eterogenea
Pedofauna
Gli animali che vivono nel suolo, detti
pedofauna o fauna edafica, possono
essere classificati sia secondo il loro
ruolo ecologico, sia secondo la
tassonomia tradizionale.
Classificazione ecologica della
pedofauna (Jacot, 1940)
Geofili inattivi: organismi che soggiornano
unicamente nel suolo per svernare o subire diapausa
Geofili attivi: comprendono i numerosi insetti
aerei, le cui larve vivono nel suolo, quali Ditteri e Coleotteri.
Geofiti: comprendono specie che trascorrono
la loro intera esistenza nel suolo, come Acari,Collemboli, Pseudoscorpioni…
Classificazione della pedofauna
Gli animali del suolo possono anche
esser classificati in base alle
dimensioni oppure in base alla loro
specializzazione trofica.
GLI ORGANISMI NEL SUOLO
•Microfauna (< 0,2 mm)
•Mesofauna (0,2 mm<dim.<10 mm)
•Macrofauna (10 mm< dim.< 100 mm) •Megafauna (> 100 mm) (Roditori)
La micro-fauna e micro-flora
del suolo
La micro-flora è rappresentata da numerose specie algali
(massa da 50 a 500 kg/ha), fungine (massa minima 2000 kg/ha), attinomiceti e batteri autotrofi
La micro-fauna è rappresentata essenzialmente dai rotiferi e dai batteri che possono avere una massa da 4 a 500 kg/ha a
seconda della stagione Funzioni:
nell’ambito delle catene alimentari di detrito
nell’esercitare un efficace controllo dello sviluppo della micro-flora
LA MESOFAUNA DEL SUOLO
La meso-fauna può occupare una massa
che varia da 200 a 4000 kg/ha
La meso-fauna presenta diverse funzioni:
sminuzzamento e polverizzazione dei residui organici del suolo
canalizzazione nel suolo strutturazione del suolo
I lombrichi svolgono ruoli fondamentali per
l’areazione e il drenaggio del suolo nonché per il trasporto di materiale organico, incrementando la
Fase liquida
Le tre modalità con cui viene classificata la fase liquida di un suolo sono:
• Acqua gravitazionale: l’acqua assorbita da un suolo dopo una precipitazione. La stessa forza di gravità ne provoca il drenaggio dal terreno verso la falda
• Acqua capillare: l’acqua trattenuta dal suolo nei pori con diametro compreso tra 0,2 e 8 μm per capillarità.
• Acqua igroscopica: l’acqua trattenuta dalla tensione superficiale adesa alle particelle di suolo. Forma un sottile film che riveste ogni particella
L’acqua del suolo
Acqua gravitazionale > 0.8 µm
L’acqua del suolo
Acqua igroscopica Acqua capillare non assimilabile Acqua capillare assimilabile < 0.2 µm 0.2-0.8 µm1. Capacità di campo o capacità idrica
massimale: percentuale di acqua che un suolo è in grado di trattenere contro la forza di gravità
2. Punto di avvizzimento: percentuale di
acqua presente in un suolo nel momento in cui la pianta non è in grado di mantenere il turgore cellulare
L’aria del suolo occupa i pori, può essere in
continuum con l’aria atmosferica, ma differisce da essa
L’aria del suolo generalmente presenta un più alto
contenuto di vapor acqueo e di CO2
N2 (%) O2 (%) CO2 (%) Ariaa 79 21 0,035 Arias 79 20-21 0,1-1,0
L’aria del suolo è costantemente circolante: la CO2
non raggiunge concentrazioni tossiche per le radici
(da: Interactive soils, FitzPatrick).
Caratteristiche fisiche del suolo
POROSITÀ: rapporto percentuale tra il volume
degli spazi vuoti del suolo (i pori) e il volume complessivo del suolo (inclusi i pori), è
influenzata dalla tessitura del terreno, lo
spazio occupato dai pori rappresenta circa il 50% del volume di suolo e può diminuire per effetto del compattamento della struttura;
Caratteristiche fisiche del suolo:
porosità
macroporosità: pori con
diametro >60 µm, tipici di suoli a tessitura grossolana,
facilitano il movimento di liquidi e sono comunemente occupati da gas
microporosità: pori con diametro <60 µm, tipici di suoli a tessitura fine in grado di trattenere acqua che e’
quindi disponibile per le piante. Pori con diametro <0.2 µm contengono acqua fortemente trattenuta e non sfruttabile dalle piante.
Problemi di ossigenazione sussistono solo quando la porosità scende a valori inferiori a 5-10 %.
TEMPERATURA: questa proprietà è
funzione sia della conduttività termica dei
singoli costituenti, sia della capacità
termica determinata dal contenuto di
acqua nel suolo. La temperatura del suolo
dipende anche dal colore, dall’esposizione,
dalla copertura vegetale e dalla lettiera
Le oscillazioni diurne
non penetrano oltre i
40-50 cm, quelle le
stagionali penetrano
oltre i 50-60 cm. La
temperatura a 2 m di
profondità è costante
ed è uguale alla
temperatura media
annua dell’aria.
(da: Ecologia generale, Bullini et al., 1998).
Caratteristiche fisiche del suolo:
temperatura
COLORE: viene usato sia per
riconoscere in campagna i vari tipi di
suolo, sia per attribuire al suolo
alcuni caratteri funzionali al suo
corretto utilizzo (es.: drenaggio)
Esempi:
screziature bluastre, grigiastre sono tipiche di climi umidi o di drenaggio difficoltoso
colori chiari possono derivare da accumulo di sali e carbonati. colori giallo – rossastri sono dovuti alla presenza di ossidi ed idrossidi di Fe.
Caratteristiche fisiche del suolo:
colore
C.S.C.: Per ciò che riguarda la capacità di scambio
cationico, i principali ioni implicati sono: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+ e H+.
Tale effetto si verifica solo alla superficie del colloide Particelle argillose (elevata superficie specifica e
cariche elettriche superficiali), sostanze organiche (macrolecole dell’humus), gruppi carbossilici ossidi idrati di Fe e Al
Effetti
I cationi assorbiti sono difficilmente dilavabili e fungono da riserva
I cationi scambiali sono disponibili per l’assorbimento da parte delle piante
pH: nei climi umidi l’acidità è spesso elevata, mentre nelle zone aride i suoli tendono a essere alcalini.
Oltre che al clima e alle precipitazioni, l’acidità è in relazione al tipo di roccia del substrato. Di solito i suoli sabbiosi e quelli ricchi di humus sono acidi, mentre quelli calcarei hanno reazione alcalina. Le rocce calcaree, sciogliendosi, riducono in parte
l’acidità e mettono in circolazione calcio e
bicarbonato; esercitano un effetto tampone rispetto alle piogge acide che degradano il suolo
impoverendolo di nutrienti.
Classificazione dei suoli in funzione del pH Suoli peracidi < 5 Acidi 5.1-5.9 Subacidi 6.0-6.7 Neutri 6.8-7.2 Subalcalini 7.3-7.7 Alcalini 7.8-8.5 Peralcalini > 8.
Caratteristiche chimiche del suolo:
pH
Disponibilità degli elementi in funzione del
pH del suolo
Caratteristiche chimiche del suolo:
pH
Caratteristiche chimiche del suolo:
pH
Influenza dell’attività radicale sulle
variazioni di pH nella rizosfera
Processo di decomposizione tende ad
abbassare il pH del suolo.
Caratteristiche biologiche del suolo
Attività microbiologica. Dà un’ idea della
capacità metabolica del suolo.
Il suolo è sede di una notevole attività biologica dovuta alla presenza di una biomassa variabile che dipende
dall'ecosistema considerato e dalle proprietà chimico-fisiche del suolo.
Il suolo non è semplicemente un ambiente abiotico ma è brulicante di vita e contiene miliardi di batteri, funghi e animali. Il suolo è un sistema vivente dove comparto abiotico e biotico interagiscono
CAMPIONAMENTO DEL SUOLO
O – Organico (lettiera e residui decomposti) A – Attivo (eluviale)
B – Inerte (illuviale)
C – Substrato pedogenetico alterato
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II - DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA FUNZIONALE E STRUTTURALE
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CAMPIONAMANETO DEL SUOLO
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II - DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA FUNZIONALE E STRUTTURALE
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COLORE
COLORI CHIARI, OLTRE CHE DIRETTA CONSEGUENZA DELLE CARATTERISTICHE DEL SUBSTRATO, POSSONO DERIVARE DA ASPORTAZIONE DI SOSTANZA UMICHE,
PRESENZA DI OSSIDI, MINERALI ARGILLOSI O ACCUMULO DI SALI E CARBONATI.
COLORI GIALLO – ROSSASTRI SONO DOVUTI ALLA PRESENZA DI OSSIDI ED IDROSSIDI DI Fe.
