Le principali proprietà fisiche del suolo sono: Tessitura Struttura Densità Porosità Temperatura Colore

Transcript

1 Le principali proprietà fisiche del suolo sono: Tessitura Struttura Densità Porosità Temperatura Colore

2 La tessitura Indica la percentuale in peso delle diverse classi granulometriche (sabbia, limo, argilla) presenti nella terra fine (Ø < 2mm). E una proprietà pedogenetica. Caratterizza il profilo termico, la permeabilità all'aria ed all'acqua, il potenziale redox, la reattività delle superfici, la lavorabilità, l'erosività.

3 La tessitura Classificazione IUSS Classificazione USDA Frazione Diametro (mm) Frazione Diametro (mm) Sabbia grossa 2-0,2 Sabbia molto grossa Sabbia grossa ,5 Sabbia fine 0,2-0,02 Sabbia media Sabbia fine Sabbia molto fine 0,5-0,25 0,25-0,10 0,10-0,05 Limo 0,02-0,002 Limo 0,05-0,002 Argilla < 0,002 Argilla < 0,002

4 La tessitura Classificazione dimensionale delle particelle di suolo

5 La tessitura

6 Analisi della tessitura L'analisi della tessitura di un suolo prevede le seguenti fasi: rimozione dei cementi dispersione chimico-meccanica delle particelle minerali sedimentazione diversificata delle particelle solide Legge di Stokes (1851) V velocità di sedimentazione delle particelle di suolo, g accelerazione di gravità, η viscosità del fluido, ρ s densità della particella di suolo, ρ l densità del fluido, r raggio della particella di suolo in caduta.

7 Apparecchiature per l analisi della tessitura

8 Triangolo della tessitura secondo USDA

9 Triangolo della tessitura secondo ISSS

10 Classi tessiturali fondamentali In relazione alla classe tessiturale di appartenenza un terreno può essere, in termini generali, convenzionalmente definito: Classe tessiturale Tipo di suolo S, SF ( >70% sabbia) Sabbioso L ( >80% limo) Limoso A, AL, AS ( > 40% argilla) Argilloso F, FS, FSA, FA, FLA, FL Franco

11

12 Sensazione tattile Abrasione Smerigliatura Saponosità Adesività Componente granulometrica Sabbia grossa Sabbia fina Limo Argilla

13 Assortimento granulometrico e mineralogia della frazione inorganica Esiste in genere una correlazione tra le dimensioni delle particelle e la composizione mineralogica della frazione minerale della fase solida del suolo.

14 INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO Caratteristica Sabbia Limo Argilla Capacità di ritenzione idrica Bassa Media/Alta Alta Aerazione Buona Media Scarsa Velocità di drenaggio Alta Bassa/Media Molto lenta Livello di sostanza organica Basso Medio/Alto Alto/Medio Decomposizione della sostanza organica Rapida Media Lenta Riscaldamento in primavera Rapido Moderato Lento

15 INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO Caratteristica Sabbia Limo Argilla Resistenza alla lavorazione Bassa Media Alta Erosione eolica Moderata Alta Bassa Erosione idrica Bassa Alta Bassa, se aggregata Alta, se dispersa Lisciviazione Alta Media Bassa (alta se fessurata) Ritenzione dei nutrienti Bassa Medio/ alta Alta Potere tampone Basso Medio Alto

16 CARATTERISTICHE DEI SUOLI IN RELAZIONE ALLA FRAZIONE GRANULOMETRICA PREVALENTE Tessitura Vantaggi Svantaggi Suoli franchi Acqua in eccesso facilmente drenata Buona ritenzione di acqua per la pianta Lavorazione facile quasi sempre Buon potenziale di elementi nutritivi per la pianta Sabbia grossa Drenaggio e lavorazione facili Riscaldamento rapido in primavera Scarsa capacità di ritenzione idrica (suoli assetati ) Scarso potenziale di nutrienti (suoli affamati ) Scarsa capacità di trattenere i nutrienti (per lisciviazione) Riscaldamento lento in primavera

17 Tessitura Vantaggi Svantaggi Sabbia fine e limo CARATTERISTICHE DEI SUOLI IN RELAZIONE ALLA FRAZIONE GRANULOMETRICA PREVALENTE Lavorazione facile Predisposizione all erosione, al compattamento e allo intasamento dei pori Argilla Buon potenziale di elementi nutritivi Buona ritenzione di elementi nutritivi dopo fertilizzazione Buona ritenzione di acqua per la pianta Drenaggio scarso dell acqua in eccesso (rischio di sommersione) Lavorazione energeticamente dispendiosa Dopo la pioggia si formano facilmente pozzanghere al passaggio di animali e macchine Formazione di superfici durissime nei periodi siccitosi Coltivazione possibile solo con certe disponibilità di acqua

18 Tessitura e frazioni attive La presenza di "frazioni attive" (calcare, sostanza organica) può impartire un diverso comportamento fisico alle particelle del terreno e quindi può modificare il giudizio sulla tessitura. % CaCO 3 Definizione < 5 nessun termine 5-20 suffisso "calcareo" prefisso "calcareo" > 50 "calcareo" % SOM Definizione < 5 nessun termine 5-10 suffisso "umifero" > 10 prefisso "umo"

19 Lo scheletro Normalmente nei suoli lo scheletro rappresenta una componente di interesse secondario. Quando il suo contenuto percentuale supera determinati valori, la sua presenza influenza grandemente le proprietà del substrato pedogenetico ed il tipo di uso del suolo. In relazione al suo contenuto si hanno le seguenti classi: Contenuto (%, p/p) Definizione 0 Assente Scarso Comune Frequente Abbondante > 70.0 Molto abbondante

20 La struttura Esprime l'arrangiamento spaziale delle particelle del suolo a costituire grumi o aggregati, in combinazione con differenti tipi di pori, secondo uno scala gerarchica di aggregazione a formare sistemi eterogenei e complessi. Nella dinamica di formazione della struttura sono coinvolti processi sia chimico-fisici che biologici. L'architettura strutturale è definita: nei suoli indisturbati dai processi di pedogenesi, nei suoli coltivati dalle pratiche agronomiche.

21 Gli aggregati strutturali del suolo si organizzano secondo uno scala gerarchica di aggregazione Le particelle primarie si aggregano a costituire particelle composte

22 Gli aggregati strutturali del suolo si organizzano secondo uno scala gerarchica di aggregazione Microaggregati e macroaggregati si formano per opera di cementi diversi a seconda del tipo di suolo e di gestione

23 Le proprietà correlate alla stabilità degli aggregati sono: la tessitura il contenuto e la natura dei minerali argillosi il contenuto di ossidi di ferro e di alluminio il contenuto di CaCO 3 il tipo e la concentrazione dei cationi di scambio il contenuto ed il tipo della sostanza organica la composizione e l attività delle comunità biotiche

24 La forma e la disposizione degli elementi strutturali identificano il tipo di struttura

25 Le dimensioni ed il grado di distinguibilità determinano, rispettivamente, la classe e il grado molto fine (< 1 mm) fine (1-2 mm) media (2 5 mm) grossolana (5 10 mm) molto grossolana (> 10 mm) assente: aggregati non riconoscibili poco sviluppata: aggregati riconoscibili solo dall osservazione dell orizzonte scalzato mediamente sviluppata: aggregati ben riconoscibili già dall osservazione dell orizzonte molto sviluppata: aggregati ben riconoscibili dalla semplice osservazione dell orizzonte

26 La degradazione della struttura La struttura può essere distrutta: da lavorazioni frequenti e profonde dall azione battente della pioggia dai processi di inumidimento (rigonfiamento) ed essiccazione (contrazione) dal contenuto di Na di scambio dalla scarsa resistenza della S.O. alla mineralizzazione

27 Determinazione della stabilità degli aggregati Metodo a vaglio umido (Tiulin modif.) I. S. S. P dispersion e _ aggregati P tot P residuo 100

28 La densità reale e la densità apparente DENSITA REALE Massa di un volume unitario di particelle di suolo (spazi vuoti esclusi). Si può misurare con un picnometro e si esprime in kg dm -3. Generalmente varia da 1-2 a 3 kg dm -3 a seconda della tessitura, della natura delle particelle solide e del contenuto in sostanza organica. DENSITA APPARENTE Massa di un volume di suolo indisturbato (spazi vuoti compresi) prelevato con un cilindro ed essiccato a 105 C; si esprime in kg dm -3. La densità apparente varia da 0.8 a 2.0 kg dm -3 a seconda della tessitura e struttura del suolo.

29 Valori della densità reale di alcune componenti della fase solida del suolo Componente Densità (g cm -3 ) Acqua 1,0 Quarzo e minerali argillosi 2,65 Ossidi di ferro >3,0 Calcare 2,71 Silice amorfa 2,2 Sostanza organica umificata 1,2-1,5

30 La porosita Collegata alla struttura è un parametro importante per esprimere la fertilità fisica del suolo. Porosità D reale D D reale apparente 100 La porosità è costituita da un sistema articolato e continuo di fessure e pori, di diversa forma e diametro, che attraversano il suolo sia verticalmente che orizzontalmente. La porosità del suolo dipende dagli stessi fattori che controllano la struttura del terreno: tessitura, contenuto e natura dei cementi organici, profondità del profilo, cationi di scambio, contenuto di calcare e di ossidi di Fe e Al, forme di gestione, componente biotica.

31 Valori di densità e porosità rappresentativi di alcune tipologie di suolo D reale (g cm -3 ) D apparente (g cm -3 ) Porosità (cm 3 cm -3 ) Suoli coltivati non organici, 0-30 cm: Tessitura media-pesante 2,60 1,4 1,7 0,46 0,35 Tessitura leggera 2,60 0,8 1,4 0,69 0,46 Sottosuoli e roccia madre 2,65 1,5 1,8 0,43 0,32 Pascoli e suoli forestali, orizz. A 2,40 0,8 1,2 0,67 0,50 Suoli torbosi 1,40 0,1 0,3 0,93 0,79

32 La porosità rappresenta la sede occupata dall acqua e dalla fase gassosa

33 Progressivo riempimento dei pori del suolo all aumentare del contenuto d acqua

34 La porosita La porosità del suolo dipende da diversi fattori, quali: - tessitura del suolo e componente minerale - contenuto di sostanza organica ed attività biotiche - profondità del profilo - forme di gestione

35

36 Il sistema dei pori del terreno La porosità è una proprietà dinamica costituita da un sistema articolato e continuo di fessure e pori, di diversa forma e diametro, che attraversano il suolo sia verticalmente che orizzontalmente. E' il principale indicatore della fertilità fisica del suolo. La distribuzione e l'estensione del sistema dei pori determina le condizioni strutturali del suolo che controllano: - il ricambio e la composizione dell'aria tellurica - i movimenti dell'acqua e la capacità di ritenuta idrica - la crescita degli apparati radicali - la mobilità degli elementi nutritivi - il destino ambientale degli xenobiotici - gli spostamenti della pedofauna e lo spazio biologico dell'edaphon - la lavorabilità - la suscettibilità all'erosione

37 In funzione della porosità, i suoli possono essere così classificati: - Terreno molto compatto < 5% - Terreno compatto 5-10% - Terreno moderatamente poroso 10-25% - Terreno poroso 25-40% - Terreno altamente poroso > 40% La completa caratterizzazione dei pori del terreno è possibile mediante tecniche di analisi di immagine di sezioni sottili di campioni di suolo indisturbato. Caratteri distintivi dei pori del terreno sono la morfologia (regolari, irregolari, allungati) la dimensione la continuità l'arrangiamento spaziale

38 La temperatura La radiazione solare costituisce un importantissimo fattore ecologico, capace di influenzare fortemente il clima e l attività biologica.

39 La temperatura nel suolo influenza: il processo di pedogenesi l'evapotraspirazione e quindi la presenza di acqua ed aria la germinazione dei semi e lo sviluppo radicale lo svolgimento delle attività fisiologiche della radice l'insediamento della vegetazione (tipo e quantità) il biochimismo microbico

40 La temperatura In profondità, la temperatura del suolo varia con il ciclo giornaliero e stagionale Varia inoltre con l'altitudine, la latitudine, l'esposizione e la pendenza

41 La temperatura Nel suolo influenza l'inizio del processo di germinazione delle piante coltivate.

42 La temperatura Nel suolo influenza lo sviluppo radicale.

43 Il colore del suolo Rappresenta la caratteristica fisica più evidente e più facilmente accertabile. Ha valore diagnostico in quanto espressione di diverse condizioni del terreno.

44 Il colore del suolo Viene determinato per comparazione con le tavole della Munsell Soil Color Chart. La classificazione viene fatta in base a 3 parametri: tinta, valore e croma.

45 Il colore del suolo