ANPA Agenzia Nazionale per la Protezione dell’AmbienteATLANTE DEGLI INDICATORI DEL SUOLO

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ANPA

Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente

ATLANTE DEGLI INDICATORI

DEL SUOLO

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ANPA

Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente

Dipartimento Stato dell’Ambiente, Controlli e Sistemi Informativi

Atlante degli indicatori

del suolo

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Informazioni legali

L’Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente o le persone che agiscono per conto dell’Agenzia stessa non sono responsabili per l’uso che può essere fatto delle informazioni contenute in questo rapporto.

Informazioni addizionali sull’argomento sono disponibili nel sito Internet (http://www.sinanet.anpa.it).

Supervisione editoriale a cura di:

Leader CTN_SSC - ARPA Piemonte

Riproduzione autorizzata citando la fonte

Stampato in Italia

Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente

Dipartimento Stato dell’Ambiente, Controlli e Sistemi Informativi Via Vitaliano Brancati, 48

00144 Roma

Centro Tematico Nazionale - Suolo e Siti Contaminati

c/o Arpa Piemonte - Sede Centrale

Via della Rocca, 49 10123 Torino

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CONTRIBUTI

Coordinamento

Renzo BARBERIS ARPA Piemonte Antonio PUGLIESE ANPA Roma Realizzazione

Gianluca ALESSIO ARPA Piemonte Paolo BAZZOFFI ISSDS Firenze Stefano BRENNA ERSAL Lombardia Nicoletta DOTTI ARPAL Liguria Gabriele FABIETTI ARPA Piemonte Rosa FRANCAVIGLIA ISNP Roma Paolo GIANDON ARPAV Veneto Monica LAZZARI ARPAL Liguria Sandro LEONCINI ARPAL Liguria

Giuseppe PALLADINO DIPROVAL Reggio Emilia Romano RASIO ERSAL Lombardia

Federico REGIS ARPA Piemonte Carlo RIGHINI ARPA Toscana

Carlo ROAGNA ARPA Piemonte

Marco SETTI DIPROVAL Reggio Emilia Silvia TRIVELLATO ARPAV Veneto

Collaborazioni

Daniela BALLARDINI ARPA Emilia Romagna

Meri BARBAFIERI Istituto per la Chimica del Terreno - CNR Pisa Danila BEVILACQUA ARPA Emilia Romagna

Paola BOSCHETTI ARPA Piemonte Monica CASOTTI ARPAT Toscana

Nicola FILIPPI European Soil Bureau Ispra (VA) Carlo JACOMINI Consulente ANPA Roma

Luca MONTANARELLA European Soil Bureau Ispra (VA)

Pina NAPPI ARPA Piemonte

Marcello PAGLIAI ISSDS Firenze Aldo PANZIA OGLIETTI ARPA Piemonte

Gianniantonio PETRUZZELLI Istituto per la Chimica del Terreno - CNR Pisa Licia RUBBI ARPA Emilia Romagna

Ezio RUSCO European Soil Bureau Ispra (VA)

Paolo SEQUI ISNP Roma

Eliana TASSI Istituto per la Chimica del Terreno - CNR Pisa Marinella VITO ARPA Campania

Realizzazione grafica: Gianluca Alessio, ARPA Piemonte

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PRESENTAZIONE

Come noto, è stato avviato un intenso programma di reporting nell’ambito delle attività di sviluppo del sistema informativo ambientale. I rapporti prodotti attengono sia a singoli temi sia ad insiemi di problematiche ambientali.

Se per alcuni temi esiste già da tempo una produzione organica, anche perché si può fare riferimento a basi conoscitive ormai consolidate e strutturate, per altri temi si è di fronte a una produzione episodica o addirittura all’assoluta mancanza di report specifici.

Tra le cause principali di questa assenza si segnala il fatto che ancora non è stato stabilito un adeguato flusso d’informazioni tra gli Enti territoriali, istituzionalmente preposti al monitoraggio, e il livello nazionale. Inoltre, in molti casi si osserva sia una notevole frammentazione delle fonti d’informazione, sia la carenza di dati pregressi sufficientemente affidabili e confrontabili con quelli attuali; quest’ultimo aspetto è comune alle varie matrici ambientali.

Un caso tipico di questa situazione è quella della matrice suolo, dove, a fronte dell’esistenza di numerosi dati nazionali e regionali, non è sempre possibile elaborare utili informazioni ambientali.

Dati effettivamente utili sul suolo richiedono l’adozione di regole condivise per la loro raccolta, e la realizzazione di apposite reti di monitoraggio nazionali, come già avviene da anni per altre matrici quali aria, acqua e rifiuti. Tutto ciò implica anche lo sviluppo di appositi strumenti normativi riguardanti la matrice.

A livello nazionale, una specifica attenzione è stata posta al contenimento della vulnerabilità fisica del suolo e alla tutela degli aspetti ambientali a esso connessi (legge quadro sulla difesa del suolo 183/89).

Più recentemente, l’attenzione del legislatore è stata posta alle tematiche dell’inquinamento del suolo da fonti puntuali (si ricordi il D.Lgs 22 del 5 febbraio 1997 e il più recente D.M.

471 del 25/10/1999 Regolamento di bonifica dei siti inquinati).

Le scarsa trattazione legislativa del tema suolo non è una caratteristica nazionale, infatti, vi è anche una sostanziale carenza di accordi internazionali e di direttive europee specifiche.

A questo si contrappone una sempre più pressante richiesta di informazione sullo situazione ambientale del suolo e di iniziative per la sua conservazione e protezione e, quindi, per l’uso sostenibile di tale matrice.

Questa domanda di informazioni si sta sviluppando anche a livello europeo: ad esempio,

il sesto programma di azione ambientale (6th EAP), proposto dalla Commissione al

Consiglio e al Parlamento Europeo, evidenzia come “poco è stato fatto finora per la

protezione dei suoli in termini di rilevamento dati e ricerca” e propone un approccio

sistematico che si traduca in “una nuova strategia tematica sul suolo”.

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Tale necessità è stata sottolineata anche in occasione del Second European Soil Forum, tenutosi a Napoli dal 23 al 25 ottobre 2001. In quella sede è stata presentata e discussa la bozza del documento “The soil protection communication”, predisposto dalla DG Environment della Commissione Europea, che rappresenta il primo passo del processo di definizione della strategia tematica per la protezione del suolo, così come evidenziato dal 6th EAP.

Tutto quanto premesso costituisce una delle principali motivazioni che hanno indotto l’ANPA ad avviare un’attività di reporting anche per il suolo.

Con l’Atlante si intende, infatti, dare un primo contributo per colmare la carenza sul piano nazionale di documenti riguardanti una risorsa soggetta ad elevato rischio di perdita e di degrado, per modalità d’uso scorrette, come l’eccessivo sfruttamento, l’utilizzo non coerente con le altre opportunità offerte dall’ambiente, le trasformazioni improprie, la cementificazione e l’introduzione nel sistema di sostanze estranee non compatibili.

Erosione, inquinamento, salinizzazione e perdita di fertilità, processi per lo più irreversibili o contrastabili solo con costosissimi interventi di recupero, sono tra le principali forme di degrado di una risorsa territoriale, non rinnovabile nella scala temporale umana, da conservare con la massima cura, uno dei beni più preziosi dell’umanità, dal quale dipende la qualità della vita sulla terra (“Carta europea del suolo” - Consiglio d’Europa, 1973).

Questo rapporto è prodotto quasi in contemporanea con l’annuario dei dati ambientali, dove tematiche analoghe vengono trattate in modo più analitico e snello.

Roberto Caracciolo

Direttore del Dipartimento Stato Ambiente, Controlli e Sistemi Informativi - ANPA

III

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SOMMARIO

L’atlante degli indicatori del suolo in Italia è il primo tentativo di rappresentare la conoscenza ambientale di tale matrice attraverso una serie di specifici indicatori, inclusi quelli socioeconomici.

Gli indicatori utilizzati sono raggruppati nelle seguenti tematiche SINAnet: Qualità del suolo, Degradazione fisica e biologica, Inquinamento da fonti diffuse e Siti contaminati.

Ad una sintetica descrizione degli indicatori e del loro significato ambientale, si affianca una rappresentazione con mappe tematiche realizzate per mezzo di sistemi informativi territoriali o geografici (GIS). Sono inoltre riportati i dati analitici di base, eventualmente integrati con ulteriori elaborazioni grafico-statistiche.

Il lavoro di acquisizione dei dati è tuttora in pieno svolgimento, e sconta le difficoltà conseguenti alla mancanza di reti di monitoraggio sul suolo.

SUMMARY

This “Atlas of Soil Indicators in Italy” is the first attempt to describe current knowledge on soil milieu using a series of environmental and socio-economic indicators.

Selected indicators are grouped in four themes as defined in the National Environmental Information System network (SINAnet): Soil Quality, Physical and Biological Degradation, Diffuse Contamination, and Contaminated Sites.

For all portrayed indicators, a brief description of national situation and environmental significance, and a related GIS map, are available. Furthermore, analytic data, integrated where possible with statistical elaboration and graphs, are also presented.

Data collection is still under execution, due to the lack of national soil monitoring

networks.

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INDICE

CONTRIBUTI...I PRESENTAZIONE...II SOMMARIO...IV INDICE...V

INTRODUZIONE...1

QUALITÀ DEI SUOLI...3

Contenuto in metalli pesanti nel suolo...6

Bilancio di nutrienti nel suolo (Input/Output di nutrienti)...8

Tessitura del suolo...12

pH del suolo...14

Contenuto in sostanza orgnanica del suolo...16

Capacità di scambio cationico del suolo...18

Profondità utile del suolo...20

Capacità protettiva del suolo nei confronti delle acque superficiali e profonde...22

Drenaggio del suolo...24

Permeabilità del suolo...26

Fertilità del suolo...28

DEGRADAZIONE FISICA E BIOLOGICA DEI SUOLI...31

Urbanizzazione e infrastrutture...34

Rischio di compattazione in relazione al numero e potenza delle trattrici..36

Erosione idrica...38

Desertificazione...40

CONTAMINAZIONE DEI SUOLI DA FONTI DIFFUSE...43

Uso del suolo...46

Rapporto SAU / Superficie totale territoriale...48

Vendita di fertilizzanti minerali (N, P, K)...50

Vendita di fitofarmaci (erbicidi, funghicidi, insetticidi)...52

Allevamenti ed effluenti zootecnici...54

Aree usate per agricoltura intensiva...56

Superfici adibite a coltivazioni a basso impatto ambientale...58

CONTAMINAZIONE PUNTUALE E SITI CONTAMINATI...61

Siti contaminati...64

Attività a rischio di incidente rilevante...66

Siti di estrazione di minerali 2^a categoria (cave)...68

Numero di incidenti rilevanti riscontrati...70

Numero di certificazioni che attestano un sistema di gestione ambientale secondo EMAS e/o ISO 14001

...

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ALLEGATI...75

QUALITÀ DEI SUOLI...77

DEGRADAZIONE FISICA E BIOLOGICA DEI SUOLI...87

CONTAMINAZIONE DEI SUOLI DA FONTI DIFFUSE...91

CONTAMINAZIONE PUNTUALE E SITI CONTAMINATI...111

APPENDICE...121

VI

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INTRODUZIONE

Tra le principali forme di alimentazione della base conoscitiva del sistema informativo ambientale, particolare importanza riveste l’individuazione e il popolamento di un insieme di indici e indicatori.

In generale, queste sono finalità proprie del progetto “ Centri Tematici Nazionali (CTN)”

della rete SINAnet.

Il CTN Suolo e Siti Contaminati (CTN SSC) ha curato lo sviluppo del set di indicatori idonei a descrivere lo stato attuale e tendenziale della matrice suolo.

Il centinaio di indicatori individuati costituisce, per così dire, un insieme teorico ottimale (anche in termini di costo/benefici ovvero costo/contenuto informativo) di elementi conoscitivi che, opportunamente monitorati nel tempo, consentirebbero di fornire una rappresentazione efficace ed efficiente dello stato dell’ambiente oggettivo e della sua prevedibile evoluzione.

Circa il 50 percento di tali indicatori sono stati definiti “prioritari” anche in relazione al fatto che i dati per la loro costruzione siano o meno disponibili (non trascurandone la qualità), oppure che possano essere resi disponibili con un rapporto costi/benefici accettabile. Il processo di popolamento di questi ultimi ha incontrato notevoli difficoltà a causa di una carenza dati, da intendere non come mancanza assoluta di informazioni o di conoscenze scientifiche sui suoli, ma piuttosto come carenza di informazioni uniformi, diffuse, validate e georeferenziate.

Anche se per alcuni indicatori la tipologia dei dati di base e la relativa copertura territoriale non è certo ottimale, si ritiene che essi permettano di descrivere, a livello nazionale, la matrice suolo in modo sufficientemente completo, seppure non sicuramente esaustivo.

L’Atlante è una prima rappresentazione della conoscenza ambientale dei suoli ottenibile attraverso gli indicatori per i quali è stata positivamente avviata la fase di popolamento.

I suoi contenuti sono organizzati in due parti, strettamente correlate tra loro, che si differenziano sostanzialmente per tipologia di informazione.

Infatti, nella prima parte sono riportati gli indicatori popolati raggruppandoli in accordo alle tematiche SINAnet di competenza del CTN SSC (v. appendice): Qualità dei suoli, Degradazione fisica e biologica dei suoli, Contaminazione dei suoli da fonti diffuse, Contaminazione puntuale e siti contaminati. Ognuna delle suddette tematiche è corredata da una nota introduttiva, mentre per ogni indicatore è fornita sia la definizione, sia una breve descrizione del relativo significato ambientale e sia la distribuzione territoriale.

Questa ultima è evidenziata tramite apposite mappe che, suddividendo l’informazione per classi, fanno riferimento, in genere, a realtà amministrative quali regioni e province.

Allorquando il dato di base è georeferenziato, è stata predisposta una rappresentazione

più aderente alla realtà fisica del fenomeno.

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2 La parte testuale descrittiva dell’indicatore e la rappresentazione della distribuzione territoriale è contenuta in sole due pagine affiancate. Questa scelta, effettuata per agevolare il lettore, ha ovviamente condizionato l’entità della componente testuale e grafica del documento.

La seconda parte del documento, denominata “Allegati”, è stata predisposta per consentire una lettura più dettagliata del fenomeno e a tal fine sono stati riportati sotto forma di tabelle e grafici i dati analitici di base. Da tali tabelle è possibile ricavare sia il valore numerico dell’informazione sia, quando disponibile, la sua variazione temporale.

Il collegamento tra le due parti del documento è ottenuto riportando, a piè di pagina della

scheda descrittiva dell’indicatore, il riferimento alla specifica sezione tabellare.

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QUALITÀ DEI SUOLI

La complessità dei suoli e la loro variabilità spaziale sia verticale sia orizzontale fa sì che solo attraverso la comprensione dei fenomeni che hanno dato origine al suolo stesso e con l’aiuto di un sistema di descrizione e rappresentazione semplificato, ma pur sempre strutturato su più livelli e su approssimazioni successive, si possa fornire un’ informazione attendibile sulla qualità dei suoli. Ogni altra semplificazione che attribuisca ad un’area il valore relativo ad un punto rappresenta una forzatura che necessariamente può indurre all’errore.

Chi si occupa di pedologia ha affinato gli strumenti per rappresentare le caratteristiche dei suoli nella loro variabilità e quindi la sua esperienza è necessaria per indirizzare anche gli operatori del settore ambientale verso un corretto ed efficace utilizzo delle informazioni sui suoli per l’ottenimento di elementi conoscitivi di carattere ambientale (indicatori).

Il maggiore ostacolo alla costruzione degli indicatori identificati per rappresentare la qualità dei suoli è proprio insita nella difficoltà di gestione dei dati pedologici sopra descritta. Molti degli indicatori identificati dal CTN su questo tema sono indicatori di stato, che rappresentano le principali caratteristiche chimico fisiche e pedologiche del suolo: pH, sostanza organica, capacità di scambio cationico, tessitura, fosforo e potassio scambiabile.

La maggior parte di questi dati sui suoli è stata raccolta, nelle varie regioni, nell’ambito di indagini pedologiche e di ricerche specifiche e non per il monitoraggio della qualità dei suoli. Per questo motivo i gestori dei dati ritengono poco corretto il loro utilizzo per altri scopi che non siano quelli per cui sono stati raccolti, con il rischio di arrivare a conclusioni errate. Suggeriscono, quindi, l’utilizzo non dei dati elementari ma di dati rielaborati a partire da questi.

Finora non c’è mai stata una richiesta organica per la creazione di banche dati sui suoli di livello nazionale, ed è solo nell’ambito della Carta dei suoli d’Italia in scala 1:250.000 che il problema è stato posto;

successivamente la richiesta avanzata dal CTN SSC di poter disporre di alcuni dati ha riacceso la discussione sulla disponibilità di questi dati.

Alcuni gestori di dati si appellano al principio di proprietà intellettuale

del dato da parte di chi lo ha prodotto, che configura una situazione in

cui tutti i dati sui suoli sono di proprietà ed in completa gestione solo

del produttore che fornisce su richiesta elaborati realizzati in base ai

requisiti indicati dal richiedente. C’è chi sostiene che i dati sul suolo

debbano considerarsi dati ambientali e quindi di pubblico dominio

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qualora in possesso di Pubbliche Amministrazioni; la questione è ancora aperta.

Queste difficoltà, riepilogabili nel concetto espresso all’inizio del capitolo, non permettono, allo stato attuale, la rappresentazione di questi indicatori su scala nazionale.

Avendo ben presenti questi problemi, il CTN ha attivato uno stretto rapporto con i referenti pedologici regionali allo scopo di valutare le migliori modalità di utilizzo e di rappresentazione cartografica degli indicatori basati su dati pedologici. Il lavoro è ancora in corso ma, grazie alla collaborazione dell’Ersal Lombardia e dell’ ISNP di Roma è stato tuttavia possibile rappresentare i principali indicatori di qualità del suolo, a livello esemplificativo, su un territorio limitato ma comunque significativo, quale la regione Lombardia e alcune aree dell’Italia centrale.

Un secondo gruppo di indicatori afferenti al tema sulla qualità del suolo definisce invece il livello di presenza, e quindi eventualmente il grado di contaminazione, di alcuni fra gli elementi chimici che con maggiore facilità possono venire a contatto, e quindi possono essere accumulati, con il suolo a seguito delle pratiche di concimazione e difesa antiparassitaria. Alcuni di questi, in particolare fitofarmaci e fertilizzanti, sono trattati anche nel tema sull’inquinamento diffuso.

Altri, come il contenuto di metalli pesanti ed il bilancio di nutrienti sono invece esplicitati nelle pagine seguenti.

Come indicatori di impatto sul suolo, occorre anche ricordare i contenuti di fitofarmaci e nitrati nelle acque sotterranee ed i contenuti di fosforo nelle acque superficiali, tutti indicatori che sono anche espressione della qualità delle acque stesse, come indicatori di stato. Per questi indicatori si rimanda ai lavori del CTN AIM che si occupa di acque interne e marino costiere.

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QUALITÀ DEI SUOLI

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CONTENUTO IN METALLI PESANTI NEL SUOLO BILANCIO DI NUTRIENTI NEL SUOLO

(INPUT/OUTPUT DI NUTRIENTI)

TESSITURA DEL SUOLO pH DEL SUOLO

CONTENUTO IN SOSTANZA ORGANICA DEL SUOLO CAPACITÀ DI SCAMBIO CATIONICO DEL SUOLO PROFONDITÀ UTILE DEL SUOLO

CAPACITÀ PROTETTIVA DEL SUOLO NEI CONFRONTI DELLE ACQUE SUPERFICIALI E PROFONDE

DRENAGGIO DEL SUOLO PERMEABILITÀ DEL SUOLO FERTILITÀ DEL SUOLO

i ^ndicatori

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6 CONTENUTO IN METALLI PESANTI NEL SUOLO

Per metalli pesanti si intendono gli elementi inorganici caratterizzati dall’essere presenti in natura come ioni con singola o doppia carica positiva e dall’avere un peso atomico abbastanza elevato (>50). L’origine dei metalli pesanti che alterano la qualità dell’ambiente è riconducibile a quattro principali fonti, sia naturali, quali il substrato pedogenetico, sia antropiche quali le attività industriali, civili ed agricole.

I metalli originati dal substrato pedogenetico si possono definire inquinanti geochimici, ma i fenomeni di contaminazione del suolo, attribuibili al materiale originario ed in grado di produrre danni biologici, sono di norma limitati ad aree ristrette.

I fanghi di depurazione delle acque reflue industriali contengono metalli pesanti di tipo e quantità variabili secondo le lavorazioni e la dimensione delle industrie. Spesso il metallo pesante presente in concentrazioni maggiori è lo Zn, seguito da Cu, Pb, Cr e Ni. Le fonderie, le industrie elettrogalvaniche, i processi di fotoincisione, di vulcanizzazione ed, in genere, tutti quelli che utilizzano l’elettrolisi sono tra le maggiori fonti di emissione di metalli pesanti quali Cu, Ni, Zn, Pb, Cr, Cd e Hg. Gli stessi aerosol ed i fumi di alcune importanti industrie, come le fonderie e le raffinerie, sono un’ altra fonte di inquinamento industriale.

I metalli pesanti provenienti dalle attività civili si ritrovano nella fase gassosa dei combustibili utilizzati per il riscaldamento, nei fumi degli inceneritori od in seguito al traffico veicolare. Per combustione dei carburanti e dei lubrificanti si diffondono prevalentemente Pb e Cd, mentre dal consumo dei pneumatici si liberano soprattutto Cd e Zn.

I metalli pesanti derivanti dai prodotti utilizzati quotidianamente dall’uomo e

quelli derivanti dalla corrosione delle tubature si raccolgono nelle acque di scarico e si concentrano quindi nei fanghi di depurazione.

Alcune attività tipicamente agricole possono costituire una fonte di inquinamento di metalli pesanti per i suoli.

Più del 10 % dei fungicidi e degli insetticidi utilizzati anni fa apportavano Cu, Hg, Mn, Pb e Zn. I liquami suini contenevano notevoli quantità di Zn e Cu, che un tempo entravano nella dieta alimentare come integratori e si accumulavano nelle feci. Infine gli stessi concimi chimici contengono Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb e Zn, che derivano sia dalle materie prime sia dai processi industriali. Tra questi i perfosfati risultano particolarmente indiziati per il loro possibile apporto di Cd e Pb.

I metalli pesanti e i loro composti presenti nelle emissioni, raggiunta l’atmosfera, si associano con il particolato atmosferico e sono trasportati al suolo con le deposizioni secche, le deposizioni umide e le acque meteoriche che dilavano le deposizioni secche sulla vegetazione.

Inoltre, le particelle a cui tali metalli sono associati possono essere trasportate dalla sorgente, per lunghe distanze, fino ad aree remote e non interessate da attività antropiche.

La concentrazione dei metalli pesanti nel suolo è quindi funzione delle caratteristiche dei materiali originari, dell’utilizzo sul suolo di sostanze contenenti metalli pesanti ed utilizzate per la difesa antiparassitaria o per la fertilizzazione, e dalle emissioni in atmosfera.

Allegato pag. 77

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CONTENUTO IN METALLI PESANTI NEL SUOLO

Numero di dati disponibili per provincia

Fonte: Agenzie per l’Ambiente, Università, Provincie.

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Allegato pag. 84 QUALITÀ DEI SUOLI

BILANCIO DI NUTRIENTI NEL SUOLO

L’attività agricola è basata sull’impiego di diversi fattori produttivi che, riguardo ai vari composti di origine organica ed inorganica, principalmente a base di fosforo ed azoto, costituiscono il cardine della corretta gestione agronomica;

infatti un’attenta e corretta pratica agricola aziendale limita gli eccessi di nutrienti per non determinare l’insorgere di fitopatie nelle colture e dispendio economico. Contestualmente l’eccessivo apporto di azoto e fosforo è la causa d’inquinamento da nitrati nelle acque e l’instaurarsi di fenomeni d’eutrofizzazione. A tale riguardo il legislatore si è attivato con l’emanazione del D. Lgs 11 maggio 1999, n. 152 nel quale all’art. 38 viene presa in considerazione l’utilizzazione agronomica degli effluenti zootecnici, come elemento di apporto di sostanze nutritive al terreno, a chiusura di un ciclo d’impiego di fattori produttivi con modalità che limitino la perdita e diffusione nell’ambiente.

Una metodologia per quantificare tale problematica a livello aziendale e di più ampio comprensorio è costituita dal modello ELBA (Environmental Liveliness and Blent Agriculture) studiato dal DIPROVAL della Facoltà di Agraria dell’Università di Bologna.

Il modello ELBA definisce - per singola categoria animale ed area considerata - i consumi zootecnici (in funzione delle condizioni di mercato, della disponibilità di alimenti, del loro contenuto nutritivo e delle caratteristiche produttive e fisiologiche degli animali) ed il livello di assimilazione dei nutrienti (in funzione delle caratteristiche produttive e fisiologiche degli animali) derivando le emissioni di natura organica.

Mediante un processo di distribuzione dei nutrienti organici ed inorganici, un “bilancio colturale” consente la quantificazione dei surplus nel suolo.

Al fine di considerare gli effetti su tale bilancio prodotti dalle condizioni pedo-climatiche dell’area di interesse, il modello ELBA sviluppa un sistema avanzato di georeferenziazione ed è integrato con specifici modelli biofisici di crescita colturale in grado, inoltre, di descrivere il processo evolutivo (lisciviazione, ruscellamento) dell’azoto e del fosforo nel terreno.

Tramite il modello ELBA è stato calcolato il bilancio di nutrienti nel suolo relativamente ad azoto (N) e fosforo (P) definendo la situazione di deficit o di surplus di nutrienti - azoto e fosforo - di origine organica ed inorganica per unità di superficie coltivata mediante la definizione - per singola coltura ed area - di bilanci input (apporti meteorici, concimazioni, ecc.) / output (asporto colturale, volatilizzazione) dei nutrienti.

Per il fosforo, srplus più elevati si riscontrano nelle regioni Lombardia e Veneto.

Anche per l’azoto le provoncie con i maggiori surplus risultano essere quelle della pianura padana, con punte a Brescia, Cremona, Reggio Emilia, Parma e Cuneo.

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BILANCIO DI NUTRIENTI NEL SUOLO

Surplus regionale di fosforo di origine inorganica ed organica

Fonte: Modello ELBA-DIPROVAL Università di Bologna.

Surplus provinciale di azoto di origine inorganica ed organica Fonte: Modello ELBA-DIPROVAL Università di Bologna.

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Di seguito sono riportate alcune rappresentazioni cartografiche relative agli indicatori di qualità dei suoli (indicatori di stato), derivate dalla base informativa pedologica alla scala 1:250.000 della Lombardia -Versione 2, realizzata dall’Ersal nel periodo 1997-99, (giovandosi di una prima sintesi e schematizzazione dei lavori effettuati alla scala 1:50.000) e dalla banca dati dell’Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante di Roma, relativa ai suoli ed agli aspetti climatici dell’Alta Valle del Tevere.

Le carte dei suoli sono lo strumento adatto per rappresentare geograficamente indicatori di qualità di porzioni significative di

“pedosfera” (uno stato, una regione, una provincia); esse sono in grado di rendere conto compiutamente, sia in termini semantici sia geometrici, delle differenze (in termini genetici, ma anche di singole proprietà o funzioni) che esistono “fra” suoli diversi, mantenendo al tempo stesso la possibilità di risalire alla complessità ecologica e alle relazioni ambientali e con il paesaggio di quegli stessi suoli.

Gli elementi costitutivi di questa “forza” informativa sono principalmente tre:

- la tassonomia pedologica, che è lo strumento per veicolare, in modo sintetico e correlato a livello internazionale, conoscenze sui caratteri genetici e funzionali che rendono diversi “fra” loro i suoli della terra;

- i database, associati ai diversi “tipi di suolo”, che descrivono le proprietà e le funzioni di ciascuno di essi, permettendo di sapere in cosa differiscono e in cosa, invece, sono simili;

- i poligoni, cioè le aree delineate su una carta dei suoli, che descrivono, infine, la localizzazione e la forma geometrica, che i diversi “corpi naturali di suolo” assumono in un determinato territorio.

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La fase solida del suolo è costituita da materiali molto eterogenei, sia dal punto di vista qualitativo, che per la dimensione delle particelle costituenti. I costituenti inorganici sono presenti sotto forma di particelle minerali, cui si dà il nome di

“scheletro”, quando le dimensioni superano i 2 mm di diametro, e di “terra fine”, a sua volta distinta in “sabbia”, “limo” e “argilla”, quando le dimensioni delle particelle sono inferiori; prende pertanto il nome di tessitura la distribuzione percentuale nella terra fine delle frazioni granulometriche (sabbia, limo ed argilla) che la compongono.

L’analisi granulometrica ci fornisce una prima idea generale delle proprietà fisiche di un suolo; essa è anche uno strumento per assegnare ad ogni suolo il nome della sua “classe tessiturale”, ad esempio “franca”,

“franco - sabbiosa”, “argillosa”. I nomi delle classi di tessitura ci danno un’idea della composizione relativa dei diversi gruppi di particelle e sono il risultato di anni di analisi e valutazioni delle risposte e del comportamento dei suoli.

La tessitura può variare, nei suoli, da orizzonte ad orizzonte con la profondità; la tessitura dell’orizzonte superficiale interessa soprattutto a fini agricoli (lavorabilità, fertilità fisica di quello che, infatti, è anche chiamato “orizzonte coltivato”), ma per una migliore e più complessiva valutazione del comportamento funzionale dei suoli sotto il profilo ambientale è più utile prendere in considerazione uno strato profondo un metro. La tessitura, infatti, insieme al contenuto in sostanza organica, condiziona le proprietà fisiche dei suoli (struttura, porosità, capacità idrica e termica, peso specifico e profondità utile) ed influenza, così,

i rapporti tra le fasi solida, liquida e gassosa del suolo, incidendo sui fenomeni collegati allo sviluppo delle piante, alla regolazione dei cicli naturali degli elementi, dei flussi dell’acqua e degli scambi di energia a livello della superficie terrestre. L’indicatore tessitura riflette soprattutto le difficoltà di lavorazione, i comportamenti e le risposte più facilmente visibili dei suoli, come la facilità di percolazione delle acque od i rischi di incrostamento e di suscettività all’erosione.

TESSITURA DEL SUOLO

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TESSITURA DEL SUOLO

Alta Valle del Tevere

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14 pH DEL SUOLO

La reazione (pH) esprime il grado di acidità o di alcalinità del suolo. Il pH dei suoli normalmente varia tra 4 e 8,5; si dicono “neutri” i suoli il cui pH si colloca intorno al valore di 7, a valori più bassi i suoli sono “acidi”

e, viceversa, a valori più elevati sono definiti “alcalini”.

La reazione (pH) dei suoli va considerata una proprietà pedologica piuttosto stabile.Rischi di alterazione consistente del pH sono quindi relativamente rari e possibili solo a seguito di forti e prolungati impatti ambientali; ad esempio, potenziali rischi di acidificazione si possono avere, in presenza di precipitazioni atmosferiche acide, per suoli forestali alpini caratterizzati da valori di pH inferiori a 4,5 (suoli “podzolici”, evoluti su litotipi metamorfici ed eruttivi acidi - scisti e graniti -, in presenza di elevate precipitazioni e vegetazione costituita da conifere).

Tuttavia, l’estendersi di pratiche di smaltimento di rifiuti e scarti di diversa origine (civili, industriali) e il sempre più frequente verificarsi di casi di contaminazione puntuale, rendono sempre più importante la conoscenza della reazione dei suoli.

Infatti, col diminuire del pH nel terreno, con poche eccezioni, aumenta la concentrazione dei metalli pesanti in soluzione e il rischio, conseguentemente, che siano assorbiti dagli apparati radicali delle piante, entrando così nelle catene alimentari.

Per questa ragione la determinazione del pH dei suoli destinati a ricevere fanghi di depurazione urbana è espressamente richiesta dalla normativa vigente.

Va inoltre rilevato che la maggior parte delle piante preferisce pH neutri o vicini alla neutralità (valori più bassi di 5,5 o più alti di 8,5 cominciano ad essere mal tollerati da molte specie vegetali) e che il potere tampone dei suoli, cioè la loro

attitudine ad opporsi alle variazioni di pH, è principalmente legata alle frazioni colloidali.

In generale, i suoli ricchi in sostanza organica ed in argilla sono anche quelli meglio tamponati. Peraltro, suoli aventi lo stesso valore di pH possono avere un diverso grado di saturazione e suoli egualmente saturati possono avere differente pH.

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pH DEL SUOLO

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La sostanza organica presente nel suolo è l’insieme dei componenti organici che si trovano nel terreno e sulla sua superficie, con l’esclusione della sola biomassa vegetale vivente. Il suo livello nel suolo è strettamente legato al ciclo degli elementi nutritivi e, in particolare, a quello del carbonio: i processi che contraddistinguono tale ciclo possono essere suddivisi in quattro fasi principali corrispondenti agli apporti organici al suolo, alla loro degradazione, all’umificazione (attraverso processi di polimerizzazione e di sintesi che conducono alla formazione della porzione più stabile ed attiva, chiamata, appunto, “humus”) e alla mineralizzazione.

La sostanza organica ricopre un ruolo fondamentale per gli equilibri ambientali e per la fertilità fisica, chimica e biologica dei suoli; infatti, una buona dotazione di materiale organico assicura queste principali funzioni:

-migliora la struttura, la porosità e quindi l’aerazione e il drenaggio del suolo, aumenta la disponibilità di acqua per le piante, induce una maggiore resistenza al compattamento, alla formazione di croste superficiali e all’erosione, assicura una più intensa resistenza ai processi di desertificazione;

- accresce la disponibilità di nutrienti, incrementa il potere tampone ed avendo proprietà chelanti impedisce a ferro, fosforo e altre sostanze minerali di precipitare e divenire indisponibili per le piante;

- influisce sull’attività microbiologica, incidendo sulla regolarità dei cicli energetici, del carbonio, dell’azoto e degli altri elementi nutritivi;

- stimola l’attività degli enzimi ed incrementa la biodiversità microbica e l’attività della pedofauna;

- amplia la capacità dei suoli di adsorbire metalli e di inattivare e degradare

inquinanti organici (residui di antiparassitari, solventi industriali, idrocarburi).

La quantità di sostanza organica nel suolo è controllata, in ambienti naturali, prevalentemente dal clima, mentre nelle aree coltivate è anche fortemente condizionata dalla gestione agricola.

CONTENUTO IN SOSTANZA ORGANICA DEL SUOLO

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CONTENUTO IN SOSTANZA ORGANICA DEL SUOLO

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I colloidi presenti nel suolo, quelli contenuti nella sostanza organica e quelli minerali rappresentati dalle argille, sono caratterizzati da un eccesso di carica negativa e adsorbono sulla loro superficie cationi, che possono essere rilasciati nella soluzione circolante ed essere sostituiti sul complesso di scambio da altri cationi.

La somma totale dei cationi scambiabili (principalmente Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, H⁺, Al³⁺) presenti sulla superficie dei colloidi del suolo prende il nome di “capacità di scambio cationico”

(convenzionalmente chiamata CSC).

La conoscenza della CSC acquista particolare interesse:

- sotto il profilo agronomico, soprattutto nella valutazione della fertilità dei suoli, per pianificare in modo corretto ed efficace le pratiche di fertilizzazione.

- sotto il profilo ambientale, soprattutto nella valutazione della capacità tampone nei confronti dei metalli pesanti, per identificare l’attitudine dei suoli allo spandimento di fanghi.

La CSC è normalmente elevata in suoli ricchi di argilla e di sostanza organica e può essere considerata una proprietà sostanzialmente stabile.

Tuttavia, dal momento che i colloidi si comportano come acidi deboli e la quantità di cariche negative sulla loro superficie dipende dal pH, anche la CSC può assumere valori differenti a seconda della reazione del suolo; per questa ragione la determinazione della CSC viene sempre effettuata a pH noto e tamponato. Questo aspetto assume un interesse soprattutto nei suoli acidi, nei quali il Grado di Saturazione Basica (rapporto fra le “basi di scambio”, costituite dall’insieme dei cationi alcalino ed alcalino - terrosi, e la CSC) può apparire sottostimato quando la CSC viene misurata, come generalmente avviene, a pH 7.

CAPACITÀ DI SCAMBIO CATIONICO DEL SUOLO

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CAPACITÀ DI SCAMBIO CATIONICO DEL SUOLO

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La profondità utile è un indicatore sintetico dello spessore di suolo effettivamente esplorabile ed utilizzabile dalle radici delle piante per trarne acqua ed elementi nutritivi, con relazioni, quindi, con la fertilità edafica e con il grado e l’intensità con cui nei suoli si possono esprimere i processi di trasformazione e biodegradazione.

In linea generale la profondità dei suoli si valuta identificando il contatto fra suolo e substrato geologico non pedogenizzato: può essere pochi centimetri in paesaggi montani con rocce poco alterabili, qualche decimetri , o anche più di un metro, nelle pianure alluvionali, in ecosistemi temperati. Al concetto di “profondità pedogenetica”

(che, come visto, segna il passaggio da suolo a sottosuolo) si viene funzionalmente a sovrapporre quello di

“profondità funzionale” o “profondità utile”, in relazione alle pratiche ed all’utilizzazione di quegli specifici suoli.

Nella valutazione della profondità utile, pertanto, oltre alla identificazione del contatto fra suolo e sottosuolo, interessa sapere, ad esempio, se alcuni orizzonti sono così densi ed induriti da impedire l’approfondimento delle radici, oppure se vi è acqua libera, tale da indurre asfissia nella maggior parte delle piante coltivate, o da condizionare lavori di scavo, posizionamento di tubature, isolamento di seminterrati, ecc.

Analogamente, un suolo può essere invece funzionalmente profondo se il substrato incoerente, pur non pedogenizzato, presenta caratteri favorevoli per le destinazioni d’uso previste per quel suolo.

La “profondità utile” è una proprietà che esprime bene le potenzialità e le limitazioni delle risorse pedologiche, dal livello planetario a quello della singola azienda agricola: con un ordine di grandezza che va da pochi centimetri

a qualche metro, abbiamo la possibilità, in modo estremamente sintetico, di capire se il suolo che utilizziamo, oltre che essere di tessitura equilibrata e con pochi o nulli frammenti rocciosi, è anche

“profondo abbastanza” da sostenere, in modo produttivo, le scelte colturali e gestionali che ci proponiamo. La maggior fragilità si riscontra laddove i suoli sono più sottili, dove al di sotto di pochi centimetri c’è già un substrato.

PROFONDITÀ UTILE DEL SUOLO

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PROFONDITÀ UTILE DEL SUOLO

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CAPACITÀ PROTETTIVA DEL SUOLO NEI CONFRONTI DELLE ACQUE SUPERFICIALI E PROFONDE

La funzione protettiva esprime la capacità del suolo di agire da barriera e da filtro nei confronti di potenziali inquinanti e di proteggere le acque sotterranee e superficiali e le catene alimentari.

I suoli, infatti, regolano i flussi idrologici, controllando il trasporto dei soluti in profondità e il movimento dell’acqua in superficie, e favoriscono l’inattivazione delle sostanze tossiche, attraverso processi di adsorbimento, precipitazione chimico-fisica e decomposizione biochimica e microbiologica.

La funzione protettiva dei suoli è rilevante nell’analisi di molti rischi ambientali, quali contaminazione ed eutrofizzazione delle risorse idriche, erosione, compattazione, inondazioni ed acidificazione; sempre di più, inoltre, nelle società moderne, si fa affidamento sulla capacità depuratrice dei suoli:

spandimento dei fanghi di depurazione urbana, smaltimento delle acque reflue urbane e di quelle prodotte dall’industria, riutilizzazione di compost di varia origine, ne sono esempi significativi.

In particolare, la “capacità protettiva nei confronti delle acque sotterranee”

esprime la potenziale capacità dei suoli di trattenere gli inquinanti idrosolubili entro i limiti degli orizzonti esplorati dagli apparati radicali delle piante ed interessati dall’attività biologica e microbiologica per un tempo sufficiente a permetterne la degradazione.

Si può pertanto considerare che la

“capacità protettiva nei confronti delle acque sotterranee” corrisponda alla definizione di “capacità di attenuazione del suolo” prevista dal D.Lgs. n.152/99 per la valutazione della vulnerabilità intrinseca degli acquiferi.

E’ tuttavia opportuno ricordare, nel considerare le relazioni tra suoli ed ambiente nel suo complesso, che,

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spesso, le caratteristiche (quali pendenza o bassa permeabilità) che rendono i suoli protettivi nei confronti delle acque sotterranee determinano, come già prima evidenziato, una minore capacità di protezione delle risorse idriche di superficie: ad esempio, l’applicazione di prodotti fitosanitari o di concimi azotati può provocare la contaminazione di corpi idrici adiacenti le superficie trattate, qualora si inneschino processi di erosione e/o ruscellamento.

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CAPACITÀ PROTETTIVA DEL SUOLO NEI CONFRONTI DELLE ACQUE SUPERFICIALI E PROFONDE

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DRENAGGIO DEL SUOLO

Dopo una pioggia o una irrigazione l’acqua che si infiltra nel suolo ed occupa i macropori prende il nome di gravitazionale: questa acqua non è trattenuta e viene rimossa col drenaggio, qualità che esprime quindi la capacità dei suoli di smaltire, per percolazione o scorrimento superficiale, le acque in eccesso (non trattenute per capillarità e non utili per la nutrizione idrica delle piante) pervenute sulla sua superficie.

Il drenaggio è una proprietà dei suoli in genere abbastanza facilmente correlabile con il paesaggio, che spesso concorre a caratterizzare; ad esempio è facile osservare come, frequentemente, le difficoltà di drenaggio si traducano in colori superficiali scuri e in vegetazione spontanea igrofila.

La conoscenza del drenaggio è utile per valutare numerosi comportamenti funzionali dei suoli: capacità d’uso, attitudine allo spandimento di reflui zootecnici, rischi di vulnerabilità, attitudine all’irrigazione, lavorabilità e trafficabilità.

Le difficoltà nel drenaggio possono provocare ristagni superficiali, ostacolare la gestione agricola, costringendo ad esempio ad effettuare le lavorazioni in condizioni di umidità dei suoli non ottimali, con possibili impatti negativi sulla struttura.

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La minore areazione e le condizioni più riducenti, che la prolungata presenza di acqua nel suolo comporta, creano, nelle situazioni più estreme, un ambiente poco adatto alla crescita delle piante e favoriscono la denitrificazione e la mobilità dei metalli pesanti.

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DRENAGGIO DEL SUOLO

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La maggiore o minore facilità con cui il suolo lascia penetrare, attraverso i suoi orizzonti, l’aria e l’acqua di percolazione è definita “permeabilità”.

Essa dipende da numerose caratteristiche fisiche del suolo e, in particolare, dalla dimensione, dalla continuità e dalla distribuzione dei pori, proprietà che sono a loro volta correlate con la tessitura, la granulometria e la struttura. La permeabilità può essere stimata in campagna attraverso l’osservazione, mediata da schemi interpretativi di riferimento, delle caratteristiche fisiche dei diversi orizzonti costitutivi del suolo, oppure può essere misurata con idonea strumentazione (infiltrometri, permeametri) direttamente in campo o in laboratorio; in questi casi essa viene espressa come conducibilità idraulica, cioè come velocità alla quale un suolo trasmette acqua; tale velocità è maggiore in condizioni di saturazione del suolo (conducibilità idraulica satura) e decresce col ridursi del contenuto idrico.

La permeabilità è una proprietà del suolo di prioritario interesse e valore a fini ambientali, in quanto strettamente correlata con il comportamento idrologico dei suoli e, quindi, con i rischi di vulnerabilità delle acque sotterranee e superficiali.

Comuni forme di alterazione della permeabilità, su suoli agricoli, sono la compattazione delle superfici (che raggiunge l’espressione più estrema nelle risaie), causata dall’eccessiva pressione esercitata dalle macchine agricole e la formazione di croste superficiali. Rischi di degrado più consistenti si hanno quando si effettuano escavazioni ed asportazioni di materiali dai suoli (“bonifiche agricole”).

26 PERMEABILITÀ DEL SUOLO

Problemi dovuti al compattamento dei suoli si osservano, peraltro, anche su suoli non agricoli, a causa del transito di autoveicoli e mezzi pesanti, in parcheggi e cantieri, o del continuo calpestamento, in aree ricreative e giardini.

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PERMEABILITÀ DEL SUOLO

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È un indicatore complesso che comprende due modelli. Il primo considera la fertilità chimica del suolo ed include tessitura, K₂O scambiabile, P₂O₅ assimilabile e pH.

Tale modello, integrato con il modello di fertilità intrinseca del suolo, che considera la dotazione di sostanza organica del terreno in rapporto al coefficiente di mineralizzazione annua, dipendente a sua volta dal contenuto di argilla e di calcare totale, fornisce il modello di fertilità globale del suolo.

L’indicatore riassume molti parametri di tipo fisico e chimico. Nel modello di fertilità chimica, la tessitura è suddivisa in tre macroclassi: terreni sabbiosi (S>60 %), terreni franchi e terreni argillosi (A>35%). Questa suddivisione è utile per interpretare la dotazione degli elementi nutritivi: ai suoli sabbiosi, teoricamente meno ricchi di quelli franchi ed argillosi, si attribuisce, infatti, una soglia di sufficienza inferiore a quella delle altre tessiture, e le stesse considerazioni sono valide per i terreni franchi rispetto a quelli argillosi. Fosforo e potassio sono così suddivisi in soglie di sufficienza in relazione alla tessitura del suolo considerato. L’ultima suddivisione è quella relativa al pH. La prima classe comprende i suoli con pH>8.5 e <5, perché questi valori anomali possono provocare la formazione di fosfati di calcio o la fissazione del fosforo in prodotti ferrici o alluminici. I terreni appartenenti alla seconda classe di pH (5.1-6.5 e 7.9-8.4) hanno problemi meno evidenti, ma non sono ottimali. La terza fascia, con pH 6.6-7.8 è la migliore. La fertilità intrinseca del suolo è ritenuta ottimale quando il numero di anni necessari per la totale mineralizzazione della sostanza organica è >4, media nell’intervallo 2-4 anni, scarsa se è < 2 anni.

Nell’esempio riportato la fertilità globale è risultata al di sotto dei valori ottimali in alcune zone della parte meridionale dell’area, come risultato di una agricoltura intensiva (monocolture di tabacco e mais) basata principalmente su concimi chimici senza apporti di sostanza organica.

FERTILITÀ DEL SUOLO

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FERTILITÀ DEL SUOLO