23/04/2015. Si trova all'interfaccia tra litosfera, idrosfera biosfera e atmosfera

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1 Pedosfera: Si trova all'interfaccia tra litosfera, idrosfera biosfera e atmosfera L origine del suolo, le sue proprietà, la sua descrizione e classificazione sono oggetto della pedologia: essa considera il suolo come un corpo naturale da studiare anatomicamente ed ecologicamente, cioè nelle sue componenti e nel suo ambiente, senza prendere in considerazione le relazioni suolo-pianta in termini di quantità, qualità e soprattutto intensità. 1

2 Le manifestazioni delle varie proprietà del suolo, le loro reciproche relazioni e quelle con la nutrizione e la crescita vegetale sono invece oggetto dell edafologiaedafologia (dal greco edaphos=nutrimento) Il suolo è un corpo naturale, capace di sostenere la vita delle piante, costituito da particelle minerali ed organiche che si formano dalla alterazione fisica e chimico fisica della roccia e dalla trasformazione biologica e biochimica dei residui organici. E caratterizzato da una atmosfera interna, da una flora e da una fauna determinate e da una particolare economia dell acqua. Dal suolo le piante ricavano acqua, aria, elementi nutritivi. Dall'atmosfera l'energia luminosa e la CO 2 necessaria per la sintesi delle sostanze organiche (fotosintesi) Finché non vi fu vita sulle terre emerse, non vi fu suolo nel senso proprio della parola: le rocce erano direttamente esposte agli agenti dell alterazione chimica e fisica, nonché all erosione, in un ambiente scarso di ossigeno e privo di organismi viventi. Verso la metà dell era Paleozoica comparsa dei processi di fotosintesi ossigeno ciclo biogeochimico degli elementi evoluzione lenta dei suoli 2

3 il suolo è il prodotto della trasformazione di sostanze minerali ed organiche sulla superficie della Terra sotto l azione dei fattori ambientali che hanno operato e operano per tempi generalmente lunghi. Il suolo si forma naturalmente ad un tasso medio di 1 mm ogni anni (12 t/ha/y) ma i suoli agricoli sono persi da 10 a 40 volte più in fretta del loro ripristino naturale. Un profilo di suolo si sviluppa in tempi lunghi per gli umani, ma brevi per il pianeta ( anni) Globalmente la perdita è di 6 milioni di ha all anno su una disponibilità approssimativa di 1200 milioni di ha (0.5% anno). 3

4 Minerali e Rocce Per comprendere i processi di formazione del suolo (definiti da numerose e complesse reazioni di trasformazione dei materiali litici esposti all azione di agenti atmosferici e biologici) risulta importante conoscere i caratteri e la composizione della litosfera 8 elementi chimici sono rappresentati in quantità di peso > 1%, di cui solo 4 (Fe, Ca, K, Mg) sono elementi nutritivi per le piante Minerali e Rocce Le rocce sono aggregati di uno o più minerali che si trovano generalmente allo stato cristallino I minerali sono sostanze inorganiche, presenti nella litosfera, caratterizzate da: composizione chimica costante, o variabile entro limiti ristretti, proprietà fisiche specifiche peculiare struttura cristallina con disposizione ordinata, tridimensionale, di atomi, ioni o molecole sono detti primari quelli che si formano durante la solidificazione delle masse magmatiche e secondari quelli che si originano in seguito a cristallizzazione successiva a processi di alterazione 4

5 I componenti del suolo Fase solida: definita dalla presenza di componenti inorganici (valore medio 45%) (frammenti di rocce, minerali primari e secondari, materiali amorfi) e organici (vm 7%) (residui vegetali e animali più o meno decomposti, biomassa, sostanze umiche di neogenesi) Fase liquida: rappresentata dall acqua in cui sono disciolte sostanze inorganiche ed organiche o dispersi, in sospensione, colloidi di varia natura (vm 23%) Fase gassosa: miscela di gas e vapori, di composizione analoga a quella dell aria atmosferica ma caratterizzata da un più elevato contenuto di vapor d acqua e di anidride carbonica (vm 25%) Pedogenesi Il termine pedogenesi indica tutti i fenomeni e i processi che sono alla base della formazione e dell evoluzione di un suolo con le sue caratteristiche morfologiche, e proprietà mineralogiche, chimiche, fisiche e biologiche che lo rendono habitat naturale per una specifica associazione vegetale. Nella pedogenesi molto spesso solo alcuni processi prevalgono e rappresentano nel loro insieme il processo pedogenetico di base. 5

6 Il ciclo di formazione e di trasformazione del suolo ha inizio con l alterazione delle roccia madre causata da diversi agenti e giunge alla formazione di composti minerali solubili. La nascita del suolo corrisponde alla comparsa delle proprietà mineralogiche, fisiche, chimiche e chimico-fisiche che lo distinguono dalla parte profonda del regolite ed ha inizio con l alterazione della roccia madre sotto l azione degli agenti atmosferici e biotici Fattori di formazione del suolo (S): S = f (rm, cl, o, g, t, ) rm, substrato cl, clima o, organismi viventi g, topografia e geomorfologia t, tempo Mod. da Jenny, Factors of soil formation (1941) La formazione del suolo S = f (clima, roccia, organismi, pendenza, tempo) 6

7 Roccia madre: tanto meno il suolo è evoluto e tanto più esso conserva memoria della roccia originaria. I minerali costituenti le rocce contribuiscono alla pedogenesi secondo il loro grado di stabilità all alterazione (presenza di cationi solubili in acqua, cationi ossidabili, collegamento dei tetraedri dei silicati, ecc) I suoli che si sviluppano su un materiale parentale costituito da minerali particolarmente resistenti all alterazione sono in genere caratterizzati da una tessitura più grossolana. I suoli a tessitura più fine si sviluppano invece dove la roccia madre è costituita da minerali meno resistenti all alterazione o disgregazione. La composizione del materiale parentale ha un effetto diretto sulla chimica del suolo e sulla sua fertilità. Ad esempio, materiali parentali ricchi in ioni solubili quali Calcio, Magnesio, Potassio e Sodio, si dissolvono facilmente nell acqua e diventano disponibili per la nutrizione vegetale. Clima: Il fattore clima è forse il più importante agente pedogenetico in quanto regola le proprietà di moltissimi suoli (fattore importante anche per la tassonomia) Nell accezione comune si continua a definire zonale un suolo così evoluto ed in equilibrio con il suo clima da nascondere l effetto degli altri fattori pedogenetici Le componenti climatiche più importanti sono l umidità e la temperatura: esse iniziano immediatamente a controllare la velocità dei fenomeni chimici, fisici e biologici della pedogenesi, soprattutto i processi di degradazione della roccia madre, di alterazione dei minerali e di lisciviazione. Il clima determina la copertura vegetale che, a sua volta, influenza lo sviluppo del suolo (aree calde e desertiche hanno vegetazione rada e poca sostanza organica, scarsa precipitazione limita le alterazioni chimiche dei minerali inducendo una tessitura più grossolana, basse temperature inibiscono l attività mineralizzatrice dei microrganismi portando ad un accumulo di sostanza organica) 7

8 Fattori principali di controllo climatico: temperatura umidità insolazione Zone climatiche: fasce latitudinali fasce altitudinali Il clima, interagendo con la vegetazione, determina anche la chimica del suolo. Ad esempio le foreste di conifere sono tipiche di ambienti freddi ed umidi e la deposizione di aghi rifornisce di acidi deboli la soluzione che porta alla lisciviazione delle basi e a un acidificazione profonda, anche in ambienti litologicamente calcarei o comunque basici: in queste condizioni di svuotamento di cationi le conifere avranno poco nutrimento a disposizione dal suolo e il rifornimento sarà essenzialmente legato al riciclo degli elementi contenuti nella lettiera. Le latifoglie caducifoglie, più esigenti a livello nutritivo continuamente riciclano elementi assunti dal suolo e mantengono più alto il contenuto in basi solubili. 8

9 Topografia: la suscettibilità della roccia all azione degli agenti atmosferici di alterazione dipende dal rilievo e dalla giacitura (erosione idrica ed eolica) Quanto più la pendenza è elevata e il suolo è impermeabile, tanto più l effetto erosivo delle precipitazioni è alto: l erosione è un fattore limitante l evoluzione di un suolo tanto che può indurre un continuo ringiovanimento del profilo per asporto parziale (suoli troncati) o totale degli orizzonti superficiali. L erosione eolica è prevalente negli ambienti poveri di coperture vegetali: la sua importanza risiede nella selezione dimensionale operata dal vento che trasporta limi e sabbia fine depositandoli altrove (suoli sepolti). Il tipo di rilievo invece è la causa dello spessore del suolo. Su un versante ripido l erosione per ruscellamento è più accentuata e quindi la penetrazione d acqua sarà limitata, di conseguenza lo spessore del suolo sarà limitato. Su un versante poco inclinato, l erosione è più lenta e di conseguenza si avrà una buona formazione del suolo. 9

10 Organismi viventi: importanza dei processi metabolici degli organismi del suolo e delle piante. La colonizzazione della superficie della roccia madre è inizialmente vegetale e tende a raggiungere un equilibrio corrispondente ad una comunità climax in cui i rapporti tra le diverse specie sono in funzione delle condizioni ambientali. La fauna, che partecipa a vari processi pedogenetici, è evidentemente strettamente correlata con la flora e selezionata dalle condizioni di acidità e di accumulo di materiale organico morto o lettiera. Tempo: Il tempo necessario per raggiungere uno stato stazionario (equilibrio tra i processi di formazione e quelli di distruzione) è notevole (nei climi temperati anni!!!) L alterazione della roccia e dei minerali è dipendente dal tempo, ma in modo variabile, e le proprietà del suolo nascono ed evolvono più rapidamente se sono legate alla sostanza organica ovvero più lentamente se legate alla frazione minerale primaria. I processi di pedogenesi risultano più accelerati in climi miti e umidi mentre in climi freddi i processi di alterazione risultano rallentati così come i processi pedogenetici. I suoli più vecchi e maturi hanno in genere una sequenza ben sviluppata di orizzonti 10

11 Evoluzione del suolo nel tempo Il fattore tempo ha una particolare importanza in quanto i processi coinvolti nella pedogenesi sono relativamente lenti e l evoluzione di un terreno passa attraverso le fasi di sviluppo, di maturità e di senescenza Uomo: l azione antropica può essere diretta o indiretta, ad esempio conversione di un suolo da naturale a coltivato oppure modificazione di uno dei fattori della pedogenesi (rilievo e/o clima) L uomo è un fattore indipendente di pedogenesi, essendo la sua azione destinata a determinare più sovente la morte piuttosto che la nascita del suolo. 11

12 I processi pedogenetici di trasformazione sono sostanzialmente: alterazione, neoformazione, mineralizzazione della sostanza organica, umificazione, strutturazione, scambio ionico ed ossidoriduzione. I processi di traslocazione sono operati dai movimenti dell acqua nel suolo, dalla biomassa e dall uomo, dal gelo e disgelo, dalla contrazione ovvero dall aumento di volume di minerali espandibili, dall erosione, dalla gravità e dalle forze legate al rilievo. I processi pedogenetici La trasformazione del terreno è dovuta all azione concomitante di diversi fattori, che si possono classificare, in base al tipo prevalente di azione svolta, in due gruppi: 1. Agenti della disgregazione fisico-meccanica operano nella prima fase del processo pedogenetico, fino alla formazione dei detriti 2. Agenti della disgregazione chimica e biochimica determinano soprattutto la trasformazione dei detriti in composti minerali solubili ed agiscono in prevalenza nella seconda fase I processi coinvolti nella pedogenesi sono quindi di natura diversa, sia chimica che fisica, ma si intrecciano e si condizionano a vicenda. 12

13 Disgregazione fisico-meccanica della roccia Nella prima fase di degradazione della roccia madre prevalgono le azioni disgregative di natura fisico-meccanica, il cui risultato principale è la riduzione delle dimensioni del substrato attaccato, fino alla formazione di materiale detritico, ciottoli, ghiaia. Per comprendere l importanza del processo di frantumazione, bisogna considerare che le reazioni chimiche di cui abbiamo parlato avvengono per interazione tra i reagenti e la superficie esposta del materiale litologico e questa è tanto maggiore, a parità di massa, quanto minori sono le dimensioni delle particelle in cui è suddiviso. Agenti che operano per la disgregazione fisico-meccanica: il termoclastismo (alternanza delle alte e basse temperature durante l anno): le variazioni di temperatura provocano dilatazione o contrazione che sarà però di diversa entità per i vari componenti. Si originano quindi delle tensioni nell edificio cristallino che possono portare a fratture. il crioclastismo (alternanza del gelo e disgelo): nelle fessurazioni che abbiamo citato prima, si può infiltrare l acqua, allo stato liquido; la diminuzione di temperatura fa solidificare l acqua e, poiché il ghiaccio aumenta di volume, si crea una forte pressione contro le pareti che provoca l allargamento della frattura. Il ripetersi più volte del ciclo solidificazione-fusione porta in definitiva a spaccare la roccia. l acqua corrente, responsabile dell azione di trasporto verso valle dei ciottoli, della ghiaia e del materiale fine. L entità del fenomeno dipende dalla portata e dalla velocità delle acque, che a sua volta è funzione della pendenza e quindi della topografia. il vento, che trasporta particelle solide (sabbia, sali) e svolge un azione abrasiva, detta corrosione. i ghiacciai provocano un modellamento ed una disgregazione delle rocce sottostanti a causa del loro movimento verso valle. Caratteristiche a questo riguardo sono le formazioni moreniche. le radici delle piante, che infiltrandosi nelle fessure provocano con la loro crescita la rottura e la disgregazione delle masse rocciose. 13

14 Decomposizione chimica e biochimica In una fase successiva alla formazione dei detriti prendono il sopravvento le azioni di natura chimica e biologica, che condurranno, oltre ad un ulteriore disgregazione del materiale detritico, soprattutto alla sua decomposizione. I fattori più importanti della decomposizione chimica e biochimica del substrato pedogenetico sono: l acqua la CO 2 l O 2 gli agenti biologici ACQUA E il principale fattore della disgregazione chimica del substrato pedogenetico, agisce spesso in concomitanza con altri composti (O 2, CO 2 ) e svolge due tipi di azioni: - idrolisi, molto lenta a carico di alcuni minerali. E la reazione per cui l anione e/o il catione costituenti un sale si legano rispettivamente ad H + od OH -. - idratazione, consiste nella formazione di legami tra ioni o composti e molecole indissociate di acqua, che entrano a far parte integrante di compagini cristalline. L esempio classico è la trasformazione di alcuni composti anidri (anidride - CaSO4) in composti idratati (gesso - CaSO4. 2H 2 O). 14

15 CO 2 Sciogliendosi in acqua e reagendo con essa, forma H + : CO H + HCO 3 - L acidificazione svolge un azione di tipo solvente, in particolare a carico delle rocce calcaree: CO 2 + H 2 O HCO 3- + H + CaCO 3 + H + Ca 2+ + HCO 3 - CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca 2+ + HCO 3 - Ossigeno Nel suolo assicura un ambiente nettamente ossidante. La sua azione si esplica però solo su quei componenti che possono subire una variazione, in aumento, del grado di ossidazione (C, N, S, Fe e Mn). Un esempio è la trasformazione degli ossidi di ferro e manganese a bassa valenza (FeO, MnO 2 ) in ossidi alla massima valenza (Fe 2 O 3, Mn 2 O 7 ). A questo proposito vanno presi in considerazione i potenziali standard di riduzione (E o di alcuni loro composti). Il potenziale di riduzione è una misura quantitativa della tendenza relativa di un elemento ad essere ossidato o ridotto ad opera di un altro, con la semplice regola di considerare che tanto più è alto il valore del potenziale stesso, tanto maggiore è la tendenza a ridursi. O 2 ed MnO 2 hanno il potenziale più alto e risultano quindi più facilmente riducibili e pertanto ossidanti più forti. 15

16 Agenti biologici Comprendono specie appartenenti a tutti i cinque regni che raggruppano gli organismi viventi. I più importanti appartengono al Regno delle Monere (batteri e alghe azzurre), al Regno dei Protisti (protozoi e muffe), al Regno dei funghi, delle alghe vedi, delle alghe rosse, delle Briofite (muschi ed epatiche) dei licheni. Molti di questi organismi sono capaci di insediarsi direttamente sulla roccia compatta. In seguito alla decomposizione biochimica della roccia e alla morte di questi microrganismi, si accumula sulla roccia nuda uno strato di terriccio che permetterà l insediamento di piante via sempre più evolute. Inizio di pedogenesi su una roccia calcarea. 16

17 Altri processi: Lisciviazione Una parte dei composti minerali solubili percola in profondità e non sarà quindi più disponibile per l assorbimento radicale. Quando questa azione diventa prevalente il suolo può subire un evoluzione in senso regressivo. Erosione superficiale Consiste nell asportazione di parte dello strato superficiale del terreno, con il conseguente depauperamento di sostanze organiche ed i composti nutritivi dei quali i primi cm. di suolo sono particolarmente ricchi. I suoli più soggetti all erosione sono soprattutto quelli che presentano scarsa coesione ed una certa pendenza. I più importanti agenti erosivi sono il vento e l acqua corrente, quest ultima esplica il suo potere erosivo nei terreni inclinati. Assorbimento radicale e microbico È la prima tappa del complesso ciclo di trasformazioni che avvengono in un terreno neutro. I composti minerali solubili, che costituiscono gli elementi nutritivi essenziali (oltre all acqua e biossido di carbonio), per gli organismi autotrofi vengono da questi assorbiti attraverso le radici (piante) o direttamente attraverso la membrana cellulare (microrganismi): batteri e funghi sostanze organiche humus e/o direttamente composti minerali Decomposizione dei residui organici Viene operata dai microrganismi decompositori, che svolgono una funzione ecologica fondamentalmente attaccando i residui vegetali e le spoglie degli animali morti. Humificazione È il processo di formazione dell humus, complesso di sostanze organiche in via di lenta e continua mineralizzazione, la cui presenza nel terreno assicura un regolare rifornimento di sostanze nutritive alla pianta. Oltre a questa fondamentale funzione di "serbatoio" l humus, grazie alle sue proprietà colloidali, contribuisce a mantenere stabile la struttura del suolo ed esercita un notevole "potere tampone" sulla reazione. Mineralizzazione della sostanza organica È il processo di trasformazione delle sostanze organiche in composti minerali solubili, operato da molti microrganismi che vivono nel suolo. Esso può seguire due vie: mineralizzazione diretta - consiste in una rapida trasformazione dei residui vegetali e delle spoglie di animali in composti minerali solubili. Questo processo prevale nei terreni dei climi caldi, dove si verifica un ossidazione veloce della sostanza organica (eremacausi). mineralizzazione indiretta avviene a carico della sostanza organica humificata, la quale è a sua volta trasformata nei composti minerali solubili. Prevale nei terreni dei climi temperati, temperato-freddi ed umidi. 17

18 Dal punto di vista genetico il suolo può essere studiato a livelli diversi, ciascuno con un suo particolare grado informativo: 1) a livello di regione geografica per evidenziare soprattutto gli effetti climatici zonali 2) a livello di paesaggio regionale per studiare le relazioni con l oro-idrografia 3) a livello di pedon, cioè della più piccola unità spaziale tridimensionale 4) a livello di profilo, cioè di organizzazione interna 5) a livello di orizzonti, cioè di unità stratigrafiche del profilo Stratigrafia del suolo Il profilo verticale del suolo ha una grande importanza nel determinarne le caratteristiche. Variano molto ad esempio da un tipo di terreno all altro la profondità dello strato attivo (maggiore nei suoli più fertili) e lo spessore dell orizzonte organico (più consistente nei suoli forestali). Il profilo pedologico, caratteristico dei suoli zonali sottoposti a climi temperati- umidi, si compone di diversi strati, detti orizzonti. Il movimento prevalente dell acqua in questi suoli è verso il basso per cui i sali, in seguito ad un processo di lisciviazione, a volte intensa, tendono ad accumularsi nel sottosuolo, dove non potranno più essere assorbiti dalle radici delle piante. 18

19 Per caratterizzare, studiare e classificare la pedosfera è necessario identificare un unità fondamentale. Il pedon è il più piccolo volume di pedosfera che può essere definito suolo e una sezione verticale attraverso il pedon rappresenta il profilo del suolo. Prisma esagonale il cui limite inferiore risulta quello non ben definito tra suolo e non suolo e la cui superficie basale oscilla da uno a più metri quadrati così che siano accertabili le diversità delle profondità nella successione degli strati Profilo: Sezione verticale del suolo, che permette di studiare tutte le caratteristiche degli orizzonti che lo costituiscono Orizzonte: è uno strato di suolo approssimativamente parallelo alla superficie, che possiede specifiche e caratteristiche proprietà chimiche, fisiche e biologiche, risultato dei processi di formazione del suolo. Gli orizzonti sono indicati con lettere maiuscole; suffissi numerici o lettere minuscole individuano, rispettivamente, differenze verticali all interno dello stesso orizzonte e caratteri specifici degli orizzonti principali 19

20 La maggior parte dei suoli ha tipicamente un profilo ABC ovvero: un orizzonte minerale superficiale arricchito di sostanza organica (A), un orizzonte sottostante (B) meno ricco di sostanza organica in cui si possono osservare i risultati delle trasformazioni della fase minerale e/o della struttura, e il substrato (C) derivante dall alterazione prevalentemente fisica della roccia madre. Alcuni suoli presentano un accumulo di materia organica in superficie che costituisce un orizzonte organico (O) e, talvolta, questo può essere sepolto e quindi non viene a trovarsi alla superficie. La designazione principale E corrisponde a un orizzonte subsuperficiale in cui si è verificata una forte alterazione e perdita di minerali (eluviazione). Per la roccia compatta, non suolo, si usa la designazione R. 20

21 Schema di orizzonti di un suolo forestale Lo strato più superficiale è costituito dagli strati organici (A), seguiti dallo strato minerale (B), che appoggiano sulla roccia madre (C). Lo strato più superficiale è costituito dalla lettiera (L), ossia da materiale organico indecomposto che proviene dalle spoglie delle piante, e il cui spessore può raggiungere qualche centimetro. Al di sotto della lettiera, si nota sempre un sottile strato di sostanza organica in decomposizione, abitualmente di colore scuro, che si trasforma verso il basso fino a diventare un complesso pedologicamente omogeneo chiamato humus. L insieme di questi orizzonti (A01, A02) viene identificato come strato organico Al disotto di questi primi strati si incontrano quantità sempre minori di sostanza organica mentre aumenta percentualmente la componente minerale, delineando orizzonti di diverso colore, potenza e struttura, e che possono avere spessori da pochi centimetri a molti decimetri. L insieme di questi orizzonti viene normalmente descritto in pedologia con la lettera A (A1, A2, ecc.) che contraddistingue gli orizzonti eluviali, ossia gli strati di suolo che attraversati dall acqua subiscono la solubilizzazione e conseguente allontanamento di ioni e molecole. Al disotto vi sono gli orizzonti B, illuviali o di deposito, in cui si accumulano le sostanze solubilizzate dall acqua dagli strati soprastanti. Ancora più sotto compare l orizzonte C, che costituisce il substrato pedogenico minerale in corso di alterazione, che a sua volta viene normalmente distinto dalla roccia in posto denominata roccia madre. Come è possibile osservare dalla figura il suolo viene diviso in diversi strati che prendono il nome di profili del suolo, che vanno dall humus degli orizzonti superiori (A), passando per gli strati medi (B) costituiti dai minerali, fino ad arrivare agli orizzonti più inferiori (C) costituiti da roccia madre. Tutti questi orizzonti sono soggetti ai processi pedogenetici, che si suddividono in processi passivi e attivi. I processi passivi dipendono dal tipo di roccia madre, dal tipo di rilievo e dalla durata della pedogenesi. I fattori attivi invece dipendono dal clima e dalle attività biologiche. Il tipo di roccia madre condiziona i processi di alterazione e la tessitura del suolo. 21

22 A partire dalla superficie, si possono distinguere: ORIZZONTE ORGANICO (O) : E lo strato più superficiale del suolo, costituito dalla lettiera di foglie morte, residui vegetali e spoglie animali. In questo strato, molto ricco di microrganismi demolitori, avviene l iniziale decomposizione dei residui organici. Di solito viene suddiviso in due sottostrati: O1: costituito da residui organici indecomposti, che formano la "lettiera"; O2: dove si trovano residui organici prevalentemente decomposti. ORIZZONTE DI SUPERFICIE (A) : si trova al di sotto dell orizzonte O. Esso indica l inizio del suolo minerale. In questo orizzonte la materia organica si integra con i prodotti minerali dell alterazione. Normalmente si identifica come lo "strato attivo"; in esso avvengono la maggior parte delle reazioni biochimiche ad opera dei microrganismi del suolo. In esso infatti, avvengono i più importanti processi aerobici: humificazione, mineralizzazione, nonché tutti i cicli di trasformazione delle sostanze nutritive. ORIZZONTE ELUVIALE (E): caratterizzato da perdita di minerali per traslocazione verso il basso e quindi da colori chiari. Dato che i minerali traslocati si accumulano nell orizzonte sottostante (B), questi due orizzonti viaggiano sempre insieme. ORIZZONTE ILLUVIALE (B): corrisponde ad una zona di illuviazione, in esso percolano e si accumulano tutti i composti minerali che vengono lisciviati dall orizzonte soprastante ad opera dell acqua. Le sostanze interessate da questo fenomeno sono soprattutto ossido di ferro, ossido di alluminio, parte delle argille e a volte humus. In questo strato prevalgono i processi anaerobici. SUBSTRATO PEDOGENETICO ALTERATO (C): è costituito dal materiale grossolano in via di progressiva degradazione, quindi da particelle di diametro superiore a 2mm (ciottoli- ghiaia); ROCCIA MADRE (R): è il substrato che non è stato ancora alterato dagli agenti della pedogenesi. 22

23 Presenza di suoli diversi in un paesaggio tipo Origine ed evoluzione della materia organica: - decadimento copertura forestale/erbacea - triturazione e omogeneizzazione - riciclaggio - MINERALIZZAZIONE PRIMARIA - UMIFICAZIONE 23

24 L humus non è facilmente degradabile: esso viene mineralizzato molto lentamente, fornendo al terreno nutrienti per la vegetazione in modo molto graduale. Se tutta la sostanza organica fosse facilmente e velocemente demolita, costituirebbe una componente meno abbondante nel suolo. Invece il fatto che alcune parti di essa perdurano a lungo fa si che tale componente costituisca una frazione importante del terreno, contribuendo a mantenerlo più soffice e con maggiore capacità di ritenzione idrica rispetto a quanto si verificherebbe se fosse presente soltanto la componente minerale. L humus, in generale, è una sostanza scura, spesso giallo - bruna, amorfa o colloidale, di composizione chimica variabile a seconda delle componenti del suolo e delle condizioni ambientali. È un insieme di sostanze organiche a reazione debolmente acida, distinte in tre grandi gruppi: umine, acidi umici e acidi fulvici. Gli humus sono classificati secondo l intensità della alterazione subita dalla materia organica e il mezzo in cui avviene l alterazione. Le forme principali di humus sono il mull, il moder ed il mor (e altre intermedie). Si differenziano sia nelle proprietà chimiche, sia nella distribuzione nel profilo del suolo. Il primo è osservabile in suoli ricchi di elementi nutritivi e biologicamente attivi, mentre l ultimo in suoli poco favorevoli alla biomassa microbica. Il mull si presenta omogeneamente diffuso negli orizzonti superficiali, mentre il mor è limitato ad un sottile strato superficiale, spesso coperto da un potente accumulo di lettiera poco o nulla decomposta. 24

25 Tipi di humus: mull; tipico delle praterie e dei boschi di latifoglie; humus ben mescolato alla parte minerale, ricco in acidi umici, a mineralizzazione relativamente intensa e rapida, di ambiente ben aerato. moder; specialmente sotto la vegetazione di resinose, ericacee o boschi radi di latifoglie; l alterazione della materia organica è incompleta, la mineralizzazione media, scarso legame fra la frazione organica ed inorganica; mor; soprattutto sotto i boschi di resinose o arbusti di ericacee; l alterazione della materia organica è debole, la mineralizzazione è molto lenta; anmoor; zone di pianura temporaneamente sommerse; humus ben incorporato con la parte minerale del suolo; torbe; si formano in mezzo anaerobio per deposizione di residui organici e soprattutto di lignine; le cellulose infatti si alterano ad opera di batteri anche in mezzo anaerobio. 25

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27 Zonazione dei suoli Caratteristici suoli delle regioni temperate fredde e umide sono i podzol. I podzol sono bianchi - grigiastri, ricchi di humus in profondità, diffusi nell Europa settentrionale e Nord - orientale, fra la tundra e la steppa. La podsolizzazione (trasporto per dilavamento degli ossidi di ferro e di alluminio e della sostanza organica negli orizzonti più bassi) si manifesta nelle regioni con temperature basse e piogge abbondanti 27

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29 1. Alfisuoli: suoli caratterizzati dalla lisciviazione di argilla in un orizzonte di illuviazione Bt. 2. Andisuoli: suoli sviluppatisi su materiali vulcanici. 3. Aridisuoli: i suoli delle regioni a clima secco, caratterizzati da regime di umidità aridico. 4. Entisuoli: suoli giovanissimi, poco sviluppati; le condizioni ambientali non riescono a far progredire lo sviluppo di un suolo oltre un certo segno. 5. Gelisuoli: i suoli delle zone fredde, interessati dal permafrost. Presentano spesso delle pedoturbazioni originate dall alternanza fra gelo e disgelo nel profilo. 6. Histosuoli: i suoli organici, costituiti per la maggior parte da resti vegetali a vario grado di decomposizione. 29

30 7. Inceptisuoli: sono suoli poco evoluti, in cui si osservano comunque segni di alterazione dei minerali primari, perdita per dilavamento di basi, ferro o alluminio e differenziazione in orizzonti. Non si osservano invece segni di lisciviazione di argilla, né abbondanza di composti amorfi fra alluminio e humus. 8. Mollisuoli: suoli caratterizzati dalla presenza di un orizzonte superficiale ricco in sostanza organica, scuro, piuttosto profondo e ricco in basi. 9. Oxisuoli: suoli minerali molto alterati, caratterizzati da intensissimo dilavamento di silice e cationi, argille di neoformazione (quando presenti) di tipo 1:1 (caolinite). La sostanza organica si ritrova solo nei primissimi centimetri. 10. Spodosuoli: sono i suoli tradizionalmente conosciuti come podzol, contraddistinti dall accumulo di sostanza organica e alluminio (con o senza ferro) in un orizzonte spodico di illuviazione. È solitamente presente anche un orizzonte eluviale albico, decolorato. 11. Ultisuoli: sono suoli in cui si manifesta illuviazione di argilla in un orizzonte argillico, ma in cui, a differenza degli Alfisuoli, si ha una bassa saturazione in basi. 12. Vertisuoli: (dal latino vertere, cioè girare) questi suoli hanno la caratteristica di rimescolarsi continuamente. Sono suoli ricchi in argille espandibili: nei periodi umidi assorbono acqua e si espandono (gonfiano) quando secchi, al contrario, perdono acqua e diminuiscono di volume, producendo crepacciature. 30

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32 Andisuoli 32

33 Entisuoli 33

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35 Oxisuoli 35

36 Ultisuoli 36

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