TERRENO Strato detritico superficiale delle terre emerse in grado di ospitare le piante, le quali lo utilizzano come fonte di acqua, di elementi nutritivi e come sostegno. Risultato del processo di pedogenesi disgregazione ed alterazione delle rocce comparsa di sostanza organica e di microrganismi che la decompongono migrazione delle sostanze solubili, colloidali e formazione degli orizzonti Lo studio di un terreno agrario va affrontato iniziando con l’esame di quelle caratteristiche che abbiamo inizialmente suddiviso in intrinseche o statiche ed estrinseche o dinamiche. Le prime riguardano lo stato di fatto del terreno e delle particelle che lo compongono (origine, tessitura, colore, stratificazione, giacitura ed esposizione); le seconde conferiscono al terreno la particolarità di un corpo in continua evoluzione e riguardano la struttura, le caratteristiche chimiche e biologiche. Per arrivare a questo risultato chiamato terreno o suolo è necessario un lungo processo che porta alla disgregazione delle rocce. Sono state necessarie delle azioni di natura fisica – chimica e biologica che hanno determinato l’alterazione delle rocce. Questo processo prende il nome di PEDOGENESI. Sicuramente un ruolo importate ai fini di questa disgregazione è operato dal clima (il terreno è figlio del clima). AZIONI FISICHE: ALTERNANZA DI ALTE E BASSE TEMPERATURE – ALTERNANZA DI GELO E DISGELO – AZIONE EROSIVA DEL VENTO E DELL’ACQUA. AZIONI CHIMICHE: AZIONE SOLUBILIZZANTE E IDROLIZZANTE DELL’ACQUA. - AZIONE DELLA CO2 (AUMENTA IL POTERE SOLUBILIZZANTE DELL’ACQUA – BONCIARELLI PAG. 76) – AZIONE DELL’OSSIGENO CHE TRASFORMA FE E MG.

Sezione verticale del suolo che va dalla superficie alla roccia madre PROFILO NEI TERRENI NATURALI Sezione verticale del suolo che va dalla superficie alla roccia madre Riflette la storia del suolo Fornisce informazioni sulla potenzialità produttiva del suolo -Osservando una sezione verticale di un terreno è possibile notare degli strati (ORIZZONTI) che differiscono tra loro per natura, colore, composizione etc. -Dalla loro osservazione si possono trarre importantissime informazioni sia sulla evoluzione subita dal terreno a seguito dei processi di pedogenesi (studio oggetto specifico della pedologia) sia sull’influenza che quel terreno può esercitare sul comportamento delle piante (studio oggetto specifico dell’agronomia). Orizzonte A detto Eluviale può essere ulteriormente suddiviso: O: da organico, composto da materia organica in via di decomposizione (foglie e radici morte, escrementi, ecc...). Eluviale: da eluviazione. È un orizzonte caratterizzato da perdita di minerali per traslocazione verso il basso; i minerali traslocati si accumulano in un particolare tipo di orizzonte, il B (vedi sotto), questi due orizzonti viaggiano quasi sempre insieme. Illuviale: l'orizzonte è destinatario di materia traslocata dall'alto. Argilla, minerali di ferro, carbonati, humus si accumulano, rendendo questo orizzonte più definito e colorato degli altri. L’orizzonte B è in grado di influenzare notevolmente la fertilità del suolo (in senso positivo o negativo): molto spesso è compatto, poco permeabile o, addirittura, impermeabile per l’eccessiva presenza di argilla; in altri casi, invece, B è ricco di calcare, humus o di elementi nutritivi che esaltano la capacità produttiva del terreno (Giardini p. 105). Substrato pedogenetico: è un orizzonte relativamente poco interessato da processi pedologici; mancano, in genere, i segni dell'alterazione ad opera di organismi e, di conseguenza, è quasi totalmente minerale. Roccia madre: non è propriamente un orizzonte pedologico, dato che è costituito dalla roccia madre situata alla base del suolo. -Dallo studio della stratigrafia può emergere anche la presenza dei cosiddetti strati di inibizione che per durezza, aridità o tossicità impediscono l’approfondirsi delle radici o di falda alta che determina fenomeni di asfissia radicale formazione di orizzonti o strati differenti per colore spessore proprietà chimiche proprietà fisiche proprietà biologiche A – eluviale strato superficiale soggetto a dilavamento con trasporto verso il basso di materiali B – illuviale zona di accumulo di quanto dilavato dalla superficie C - substrato pedogenetico Parte disgregata della roccia madre D – Roccia madre

PROFILO NEI TERRENI AGRARI STRATO ATTIVO più ricco in elementi nutritivi, sostanza organica e humus maggiore presenza di microrganismi colore più scuro più soffice Il terreno agrario differisce da quello naturale per l’intervento umano: asportazione dei prodotti - riduzione della sostanza organica - lavorazioni (la più importane modifica alla stratigrafia) - concimazioni e irrigazioni (rappresentano apporti supplementari a quelli naturali). Il profilo, sotto l'aspetto agronomico comprende: a) suolo, e b) sottosuolo. Il SUOLO viene a sua volta suddiviso in strato attivo e strato inerte. Lo strato attivo è quello interessato dalle pratiche colturali ordinarie, come lavorazioni (infatti è chiamato anche strato arabile), concimazioni, ecc. è in esso che si sviluppa la maggior parte dell'apparato radicale delle piante. In esso non è più possibile distinguere i sotto-orizzonti di A. In funzione dello spessore di quest’ultimo, lo strato attivo può coincidere con A o derivare dalla mescolanza di A e B (o solo parte di quest’ultimo) e, talora , anche di C. Lo strato inerte, generalmente costituito dal substrato pedogenetico (orizzonte C); non essendo raggiunto dagli interventi agronomici presenta caratteristiche meno propizie allo sviluppo radicale delle piante, ospita solo le radici più profonde che si spingono in tale zona soprattutto alla ricerca di acqua. Il sottosuolo: lo ritroviamo al di sotto dello strato inerte: non è interessato né dalle lavorazioni, né dall’esplorazione delle radici, né da altri fattori della pedogenesi. Ma può svolgere, come vedremo, in base alle sue caratteristiche, un ruolo rilevante ai fini dell’immagazzinamento dell’acqua. STRATO INERTE più compatto più ricco di calcare e composti solubili (nitrati, cloruri ecc.) composti allo stato ridotto SOTTOSUOLO Non interessato dalle radici

TESSITURA, GRANA O COSTITUZIONE Ripartizione percentuale (in peso) in varie classi dimensionali delle particelle solide costituenti il terreno. Classi granulometriche Diametro delle particelle Scheletro > 2 mm Pietre e ciottoli > 10 mm Ghiaia 5 - 10 mm Ghiaino 2 - 5 mm Terra fine < 2 mm Sabbia grossa 2 - 0,2 mm Sabbia fine 0,2 - 0,02 mm Limo 0,02 - 0,002 mm Argilla < 0,002 mm Il terreno non è formato da particelle di uguali dimensioni, bensì costituito da particelle di varia grandezza e natura. La composizione granulometrica indica la suddivisione percentuale (in peso) della parte solida del suolo in varie classi dimensionali. Il prevalere dell’uno o dell’altro costituente o le combinazioni differenti delle varie classi dimensionali conferiscono al terreno caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche profondamente diverse. Le particelle del terreno vengono classificate secondo le loro dimensioni seguendo delle scale convenzionali. La più diffusa è quella propostada ATTEMBERG adottata dalla IASS (International Association of Soil Science). Vediamo comunque ALTRE CLASSIFICAZIONI.

CLASSIFICAZIONE DEL SUOLO IN BASE ALLA TESSITURA 0.0002 0.0006 0.002 0.006 0.02 0.05 0.06 0.10 0.20 0.25 0.50 0.60 1.0 2.0 Argilla Limo Sabbia fine Sabbia grossa IASS International association of Soil Science – U.S. Department of Agriculture – British Standard Institution. La maggiore o minore percentuale di particelle di determinato diametro da origine, come detto, a differenti tipi di terreno che possono essere sinteticamente rappresentati con il TRIANGOLO DI TESSITURA. Esempio triangolo in alto. Dalla analisi granulometrica di un terreno risulta il 28% di argilla, il 52% di sabbia ed il 20% di limo. Dal 28% di argilla si traccia una parallela alla base del triangolo e dal 20% di limo una parallela al lato dell’argilla: il punto di incontro permette di classificare il terreno come ARGILLOSO SABBIOSO. Ci si può chiedere come mai è sufficiente una ridotta quantità di argilla per classificare il terreno come Argilloso: entra in gioco la SUPERFICIE SPECIFICA (superficie per unità di massa o di volume). 28% argilla 52% sabbia 20% limo

SUPERFICIE SPECIFICA O MASSICA Superficie delle particelle per unità di volume o massa (cm2 cm-3, m2 cm-3, m2 g-1) 1 cm Lunghezza Cubetti Superficie spigoli (mm) (n) totale 10 1 6 cm2 1 1.000 60 cm2 0.1 1.000.000 600 cm2 0.01 109 6.000 cm2 0.001 1012 6 m2 0.0001 1015 60 m2 0.00001 1018 600 m2 0.000001 1021 6.000 m2 Esempio di variazione della superficie massica al variare della dimensione delle particelle (da Cavazza). SUPERFICIE SPECIFICA (superficie per unità di massa o di volume) 1 cubo con spigolo di 1 cm = 6 cm2. 1000 cubi con spigolo di 1 mm = 60 cm2. 1015 cubi con spigolo di 1 = 60m2 Grazie alla sua grande superficie massica l’argilla rappresenta la parte più attiva dei minerali del terreno. Non è possibile definire con precisione entro quali classi dimensionali l’argilla acquista proprietà colloidali, per convenzione questi limiti sono fissati tra 0.2 e 0.002m (=200 e 2 nm ) 6 cm2 cm-3 Terreno limoso 50 – 100 m2 g -1 Terreno argilloso 150 - 250 m2 g -1 Terreno sabbioso 5 – 20 m2 g -1 60 cm2 cm-3

Sand (feels gritty) (2.00 - 0.02 mm, ISSS) Relative Size Comparison of Soil Particles     Barrel                                                                             Sand (feels gritty) (2.00 - 0.02 mm, ISSS)   Plate                                                                 Silt (feels floury) (0.02 - 0.002 mm, ISSS) Coin        Clay (feels sticky) (< 0.002 mm, ISSS)

CARATTERISTICHE CONFERITE AL TERRENO DAI SINGOLI COSTITUENTI Terreno franco o di medio impasto Sabbia (dal 40 al 55%) Argilla (dal 15 al 25%) Limo (dal 20 al 40%) Viene definito Terreno di medio impasto quel terreno che abbia presenti tutti i costituenti in misura equilibrata e rappresenta il terreno ideale dal punto di vista agronomico. Molto spesso, nelle colture da alto reddito, si arriva a questa situazione ideale a seguito di ripetuti ammendamenti. Man mano che ci si discosta da questa situazione ideale il terreno presenta una tessitura sempre più anomala.Vediamo di seguito quali sono le caratteristiche conferite ad un terreno dal prevalere dell’uno o dell’altro costituente. I terreni con tessitura più equilibrata sono quelli cosiddetti franchi o di medio impasto, contenenti cioè una percentuale di sabbia (dal 35 al 55%) tale da permettere una buona circolazione idrica, una sufficiente ossigenazione ed una facile penetrazione delle radici; una percentuale di argilla (dal 10 al 25%) tale da mantenere un sufficiente grado di umidità nei periodi asciutti, di permettere lastrutturazione e di trattenere i nutrienti; una frazione trascurabile di scheletro. Nei terreni di medio impasto il limo risulta presente in percentuali che vanno dal 25 al 45%, meno ce n'è e più il terreno risulta di qualità. Sostanza organica (dal 2 al 4%) Calcare (dal 3 al 6%)

CARATTERISTICHE CONFERITE AL TERRENO DAI SINGOLI COSTITUENTI Scheletro “ abbondante 20 - 40 % “ sensibile 5 - 20 % “ inconsistente < 5 % Scheletro prevalente >40% Ovviamente le caratteristiche appresso riportate prevalgono al prevalere di ciascun costituente: Materiale inerte, grossolano derivante dalla disgregazione delle rocce. Prevalenza dei processi ossidativi, Povertà di sostanza organica. I frammenti più grossolani rendono difficile la meccanizzazione. Forte aerazione Capacità di ritenzione idrica nulla Ostacolo alle lavorazioni “ allo sviluppo delle radici “ all’accrescimento di organi ipogei

CARATTERISTICHE CONFERITE AL TERRENO DAI SINGOLI COSTITUENTI Prevalenza di sabbia Scioltezza Favorisce le lavorazioni “ la penetrazione dell’acqua “ la circolazione dell’aria “ lo sviluppo delle radici Rapida mineralizzazione della s.o. Povertà chimica Scarsa capacità di ritenzione idrica Costituita da piccoli frammenti di roccia, singoli minerali, pezzetti di conchiglie, cristalli di quarzo e calcare, frammenti di carbonati, ecc. Il termine scioltezza in effetti comporta le voci appresso riportate. Questi terreni possono essere lavorati senza grossi sforzi anche se asciutti o umidi. Se da un lato è favorita la permeabilità dall’altro quest’acqua può essere perduta facilmente per la scarsa capacità di ritenzione. Il prevalere dei processi ossidativi favoriscono una rapida mineralizzazione della sostanza organica e gli elementi minerali vengono anche facilmente dilavati per una limitata CSC dovuta ad una ridotta superficie specifica: tutto questo determina la povertà chimica di questi terreni. Se saputi sapientemente gestire con la tecnica di coltivazione (soprattutto irrigazione e concimazione) sono degli ottimi terreni (sono i terreni preferiti per l’orticoltura).

CARATTERISTICHE CONFERITE AL TERRENO DAI SINGOLI COSTITUENTI Prevalenza della frazione argilliforme Proprietà colloidali Elevata capacità di adsorbire gli elementi minerali (CSC) Capacità di ritenzione idrica notevole Scarsa permeabilità Ridotta aerazione Difficile lavorabilità Dal punto di vista dimensionale, la frazione argillosa non comprende solo i silicati idrati di alluminio (argilla vera e propria: Caolinite, Illite, Montmorillonite) ma anche altri materiali come silice, idrati di ferro e manganese e l’Humus. GIARDINI PAG. 89. Le caratteristiche appresso riportate fanno riferimento alle particelle argillose tal quali e non aggregate. -L’argilla è un tipico colloide micellare, in grado di circondarsi di un velo di molecole d’acqua e restare in sospensione nel mezzo liquido oppure, di coagulare o flocculare se le sue cariche vengono saturate da cationi o da colloidi di segno diverso (idrati di alluminio e di ferro). Il PROCESSO DI COAGULAZIONE è importante ai fini della formazione dei grumi strutturali. -Dovuta alla sua notevole superficie specifica. La fissazione dei cationi riveste un ruolo fondamentale nel complesso equilibrio che regola la disponibilità nutritiva delle piante che va dall’adsorbimento al desorbimento, dilavamento, assorbimento da parte dei vegetali. -Non sempre questo aspetto è positivo in quanto una cospicua quota di quest’acqua è trattenuta con una tensione tale da non essere disponibile per le piante. -Determina ristagno ed insieme alla notevole capacità di ritenzione provoca processi riduttivi e presenza di microrganismi anaerobi. -Resta da aggiungere che sono terreni ben dotati di elementi minerali, in particolare di K. Sono anche terreni crepacciabili a seguito della contrazione che subiscono per la perdita di acqua. EFFETTI NEGATIVI: perdita dell’acqua in profondità; facilitazione delle perdite per evaporazione; rottura delle radici. EFFETTI POSITIVI: rottura delle zolle e formazione di struttura di disgregazione; incremento della permeabilità. GIARDINI PAG.91. -Notevole resistenza agli organi lavoranti allo stato di coesione.

CARATTERISTICHE CONFERITE AL TERRENO DAI SINGOLI COSTITUENTI Prevalenza della componente limosa Situazione intermedia Polverosità allo stato secco Fangosità allo stato umido Debole stabilità di struttura Modesta permeabilità Poveri in elementi nutritivi Formato prevalentemente da silicati di basi diverse; calcare precipitato dalle acque che lo tenevano in soluzione, minuti frammenti di sostanza organica o di residui di disgregazione delle rocce. GIARDINI PAG.89. -Nel senso che le particelle di limo più grosse presenta le peggiori caratteristiche della sabbia ( difficoltà ad aggregarsi, limitata stabilità di struttura) e quelle più fini le peggiore caratteristiche dell’argilla (Scarsa aerazione, scarsa permeabilità). MAL STRUTTURATI. – POLVEROSI se asciutti – FANGOSI se bagnati. Resta da aggiungere che si tratta di terreni freddi dotati di sufficiente risalita capillare.

POROSITÀ Percentuale di spazi vuoti presenti nel terreno P = P = porosità D = densità reale o assoluta d = densità apparente P = X 100 D - d D d: densità apparente. Massa di un campione di terreno indisturbato di volume noto Il terreno, come ogni altro corpo formato da particelle che lasciano spazi vuoti presenta due diversi valori di densità: -Ordinariamente la misura della densità reale viene eseguita mediante picnometri -La determinazione della densità apparente è più complessa da eseguire, La tecnica, che deve essere eseguita a terreno asciutto, consiste nel prelievo di un campione indisturbato mediante un cilindretto metallico a volume noto. -La porosità varia in rapporto alla natura del terreno. Così un terreno argilloso, caratterizzato da un maggior volume assoluto di spazi vuoti, presenta un peso inferiore ad un terreno sabbioso. Il terrmine di terreno pesante, pertanto, si riferisce alla resistenza che questo tipo di terreno offre agli organi lavoranti e non al peso reale dello stesso. La porosità viene, in ogni caso influenzata da numerosi altri fattori. In questa tabella si riporta l’esempio dell’influenza operata dalle lavorazioni. p: porosità. Volume complessivo di spazi vuoti del campione di terreno espresso in percentuale D: densità reale. Peso specifico (M/V) delle particelle di terreno del campione.

POROSITÀ Natura del terreno non lavorato lavorato D (g cm-3) d P (%) Terreno argilloso 2,5 1,2 52 0,9 64 Terreno di medio impasto 2,6 1,35 48 1,0 61 Terreno sabbioso 1,5 42 1,3 50 Densità reale, apparente e porosità in tre differenti tipi di terreno prima e dopo la preparazione del letto di semina

DETERMINAZIONE DELLA DENSITÀ REALE DI UNA SOSTANZA SOLIDA POROSITÀ DETERMINAZIONE DELLA DENSITÀ REALE DI UNA SOSTANZA SOLIDA -Determinare la massa del picnometro pieno di acqua e del terreno: m1 (100g) -Determinare la massa del picnometro pieno di acqua senza terreno: m2 (80g) -La massa del terreno risulta dalla differenza delle due masse mt = m1 – m2 (20g) -Determinare la massa del picnometro contenente il terreno e acqua: m3 (92g) (dopo aver riportato l’acqua al livello precedente l’inserimento del terreno) Il terreno, come ogni altro corpo formato da particelle che lasciano spazi vuoti presenta due diversi valori di densità: -Ordinariamente la misura della densità reale viene eseguita mediante picnometri -La determinazione della densità apparente è più complessa da eseguire, La tecnica, che deve essere eseguita a terreno asciutto, consiste nel prelievo di un campione indisturbato mediante un cilindretto metallico a volume noto. -La porosità varia in rapporto alla natura del terreno. Così un terreno argilloso, caratterizzato da un maggior volume assoluto di spazi vuoti, presenta un peso inferiore ad un terreno sabbioso. Il termine di terreno pesante, pertanto, si riferisce alla resistenza che questo tipo di terreno offre agli organi lavoranti e non al peso reale dello stesso. La porosità viene, in ogni caso influenzata da numerosi altri fattori. In questa tabella si riporta l’esempio dell’influenza operata dalle lavorazioni. -La massa dell'acqua uscita (con volume = a quello del terreno): mH2O = m1 – m3 (8g) 8g di H2O = 8 cm3 (V) -la densità reale del terreno è Dx = = = 2,5 g cm-3 mt 20g V H2O 8cm3

DIMENSIONE DEI PORI Macroporosità Porosità Microporosità Ø > 0.009 mm (9 μm) Porosità Microporosità Ø < 0.009 mm -Nei pori avvengono i più importanti processi chimici e biologici, dall’assorbimento radicale alla respirazione. Il valore assoluto della porosità ha una importanza assai modesta nel caratterizzare le proprietà di un terreno. Solo se questa scende al disotto del 30% (ipotesi remota) cominciano a manifestarsi nella vegetazione sintomi di sofferenza. A parità di porosità assoluta, di estrema importanza risulta invece la DIMENSIONE, la FORMA e la DISTRIBUZIONE DEI PORI. Per semplicità viene fatta una distinzione tra MICRO E MACROPORI. -Questi pori consentono un movimento dell’acqua molto rapido. Nella giusta misura risultano utilissimi per lo sgrondo rapido delle acque in eccesso. -In questi pori l’acqua non riesce ad essere trattenuta dalle forze capillari contro la forza di gravità. Ma in ogni caso all’interno di essi il movimento dell’acqua è molto più lento rispetto ai precedenti. Nel suo insieme la macroporosità, detta anche porosità non capillare, rappresenta la capacità del terreno per l’aria. -L’acqua viene trattenuta nei pori per capillarità. Questa porosità, detta anche porosità capillare, rappresenta la capacità del terreno per l’acqua. Occorre precisare ancora che nell’ambito dei pori appartenenti alle classi dimensionali più ridotte l’acqua è trattenuta con una tensione tale da non essere disponibile per le piante.

DIMENSIONE DEI PORI scarsa capacità di ritenzione idrica dilavabilità degli elementi nutritivi eccessivo arieggiamento Eccesso di macroporosità -Queste condizioni non risultano sfavorevoli alla vita delle piante adottando determinati accorgimenti: Irrigazioni frequenti con volumi di acqua limitati. Laute concimazioni minerali molto frazionate. Apporti frequenti di sostanza organica. -La microflora utile (aerobia) stenta mentre prevale quella anaerobia (denitrificazione). La respirazione e l’assorbimento radicale procedono a rilento, le radici stentano ad espandersi tendendo a svilupparsi in superficie. Quest’ultimo aspetto rende le piante maggiormente suscettibili alla siccità nei momenti di carenza idrica. difficoltà d’infiltrazione dell’acqua acqua trattenuta con notevole tensione scarsità di ossigeno Eccesso di microporosità Situazione ottimale Equilibrio tra micro e macroporosità