Elementi di Agronomia Lezione 3 ( 04.03.2015).

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1 Elementi di Agronomia Lezione 3 ( )

2 In ecologia il biotopo è un'area di limitate dimensioni (ad esempio uno stagno, una torbiera, un altipiano) di un ambiente dove vivono organismi vegetali ed animali di una stessa specie o di specie diverse, che nel loro insieme formano una biocenosi. Biotopo e biocenosi formano una unità funzionale chiamata ecosistema. Il biotopo è dunque la componente dell'ecosistema caratterizzata da fattori abiotici (non viventi), come terreno o substrato, con le sue caratteristiche fisiche e chimiche, temperatura, umidità, luce ecc.

3 . Biotopo: il suolo .. trattasi dello strato superficiale delle terre emerse, suscettibile di ospitare le piante, che lo utilizzano sia come fonte di acqua e sali minerali che come sostegno ………. Ma il suolo è molto altro ! Il suolo, che costituisce la pedosfera, deriva dalla profonda alterazione delle rocce superficiali continentali (crosta terrestre continentale) e rappresenta l’interfaccia di queste con l’atmosfera. L’interno della Terra. crosta continentale crosta oceanica mantello superiore mantello inferiore nucleo esterno nucleo interno

4 Composizione media della crosta terrestre (% in peso):
La crosta terrestre è costituita da rocce di diversa natura Rocce e Minerali sono termini che indicano materiali ben distinti fra loro: una roccia è un miscuglio di più specie minerali in diverse proporzioni e pertanto, diversamente da un minerale, la composizione chimica di una roccia non è esprimibile con una formula chimica. un minerale è un composto chimico che si trova in natura, che ha una ben determinata composizione ed una struttura cristallina ben definita. Un cristallo è un corpo solido a facce piane riconducibile a una determinata figura geometrica. Composizione media della crosta terrestre (% in peso): O 46.5; Si 27.6; Al 8.1; Fe 5.1; Ca 3.6; Na 2.8; K 2.6; Mg 2.1 SILICATI Più dell’ 80% dei minerali costituenti la crosta terrestre sono silicati

5 Le rocce presenti nella crosta terrestre che originano il suolo sono di 4 tipi:
eruttive (vulcaniche - magnatiche – ignee = 65% della crosta terrestre), piroclastiche sedimentarie metamorfiche Le rocce eruttive derivano dalla solidificazione del magma. Si dividono, in base alla percentuale SiO2 che contengono, in: acide (> 65%) graniti, porfidi; neutre (52-65%) dioriti, andesiti; basiche (< 52%) gabbri, basalti. Le rocce piroclastiche sono rappresentate da ceneri, lapilli, ecc. prodotti dalle eruzioni vulcaniche che si depositano sulla superficie terrestre: tufi. Le rocce sedimentarie si originano dal processo sedimentario (erosione da parte degli agenti esogeni, trasporto da parte di fluidi (acqua, vento, ghiaccio), sedimentazione in ambiente sedimentario marino, continentale o misto e infine diagenesi [compattazione e cementazione (litificazione)]. Si dividono in: rocce sedimentarie clastiche: formate da frammenti di altre rocce (clasti); 1-conglomerati: se il diametro è maggiore di 2 mm; 2-arenarie: se il diametro è compreso tra i 2 mm e 1/16 di mm; 3- siltiti se il diametro è compreso tra 1/16 di mm e 1/256 di mm; 4-argilliti se le dimensioni sono inferiori a 1/256 mm (0,0039 mm) (es. arenarie: pietra serena); rocce sedimentarie chimiche: formate dalla deposizione di sali o altri composti chimici disciolti nelle acque marine (es. gesso, salgemma, calcari: travertino); rocce sedimentarie bio- chimiche: formate dalla deposizione e successiva cementificazione dall’esoscheletro di organismi marini (es. calcari, dolomie e marne). Le rocce metamorfiche sono rocce eruttive o sedimentarie sottoposte, per contatto o/e per dislocazione in profondità nella crosta terrestre, a temperature e pressioni elevate che hanno determinato profonde modificazioni dei materiali originari. Caratteristica delle rocce metamorfiche è la scistosità ossia la disposizione orientata dei componenti minerali che le rende divisibili secondo piani paralleli (es.: il marmo, formatosi a causa di una forte pressione sul calcare; ardesia).

6 I gruppi di minerali ordinati in base alla loro abbondanza nella crosta terrestre.
Silicati - Il gruppo di gran lunga più numeroso; sono composti in cui è presente il gruppo [SiO4]4-, in cui il silicio è spesso sostituito dall'alluminio [AlO4]5-, per cui spesso si parla di allumo-silicati. Carbonati – sono quei minerali contenenti l'anione (CO3)2- ed includono calcite ed aragonite (entrambi carbonato di calcio), dolomite (carbonato di magnesio e calcio) e siderite (carbonato di ferro). I carbonati sono formati per lo più dalle conchiglie del plancton depositatesi sul fondo marino. Solfati – contengono l'anione solfato (SO4)2-. I solfati si formano negli ambienti sottoposti a forte evaporazione dove acque molto saline evaporano lentamente permettendo la formazione di solfati e alogenuri sulla superficie dei sedimenti: solfato di calcio), gesso (solfato di calcio idrato). Alogenuri - gruppo di minerali che acquistano elettroni e formano i sali naturali e comprendono la fluorite, il sale comune (salgemma) ed il sale di ammonio (cloruro d'ammonio). Ossidi e Idrossidi – sono importantissimi per l'industria estrattiva poiché in molti casi da questi si estraggono metalli importanti per l'economia. Gli ossidi più comuni sono: il quarzo (ossido di silicio) -abbondantissimo nelle rocce, l'ematite (ossido di ferro), lo spinello (ossido di magnesio ed alluminio). Solfuri – sono composti chimici in cui lo zolfo è combinato con elementi metallici e semimetallici. Molti solfuri sono importanti economicamente per l'estrazione dei metalli. I solfuri più comuni sono calcopirite (solfuro di rame e ferro) e la galena (solfuro di piombo). Fosfati - Il gruppo dei fosfati include minerali con l'unità tetraedrica AO4 dove A può essere fosforo, antimonio, arsenico o vanadio. Il fosfato di gran lunga più comune è l'apatite. Elementi nativi - Il gruppo degli elementi nativi include metalli (oro, argento, rame), alcuni composti intermetallici, semi-metalli e non metalli (antimonio, bismuto, grafite, zolfo).

7 I fillosilicati - Definizione chimica: silicati idrati di alluminio e/o magnesio con struttura lamellare contenenti eventulamente altri elementi allo stato ionico negli spazi interlamellari. Unità strutturali: unità tetraedriche (SiO4 che si legano esclusivamente in geometrie planari). Nel foglio tetraedico, i tetraedri adiacenti si uniscono condividendo i vertici - unità ottaedriche con Al, Mg, Fe anch’esse disposti su geometrie planari. Nel foglio ottaedrico, gli ottaedri adiacenti si uniscono condividendo spigoli (coppie di anioni) Etimologia fillosilicati ⇒ dal greco foglia Dalla sovrapposizione di strati ottaedrici e tetraedrici che si legano condividendo gli ioni di ossigeno si ottengono i motivi strutturali fondamentali delle argille

8 1- Ognuno degli ossigeni del piano basale è condiviso tra due atomi di silicio. L’ossigeno apicale ha quindi una carica negativa non bilanciata 2- Dall’unione dei tetraedri resta libero, per ciascuno di essi, l’ossigeno apicale. Tutti gli ossigeni apicali sono rivolti dalla stessa parte del “foglio”. (Si2O5)2- 3- Questi ossigeni liberi permettono di “legare” il foglio tetraedrico con un altro foglio formato da ottaedri regolari. Foglietto tetraedrico Foglietto ottaedrico

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10 Un colloide (o sistema colloidale) è una particolare miscela in cui una sostanza si trova in uno stato finemente disperso, intermedio tra la soluzione omogenea e la dispersione eterogenea. Questo stato "microeterogeneo" consiste quindi di due fasi: una fase costituita da una sostanza di dimensioni microscopiche (diametro da 1 nm a 1 μm[1]) e una fase continua disperdente.Dimensione particella < 10-9 m m > 10-6 m Soluzione omogenea Colloide Sospensione eterogenea La differenza con le soluzioni consiste nel fatto che queste ultime sono sistemi omogenei contenenti ioni o molecole di soluto disperse in un solvente libere di muoversi le une rispetto alle altre; esse risultano inoltre limpide, sottostanno alle leggi dell'ebullioscopia e crioscopia, e hanno tensione di vapore e pressione osmotica regolari. I sistemi colloidali, invece, sono sistemi eterogenei, che si presentano torbidi, non seguono le precedenti leggi e presentano tensioni di vapore e pressione osmotica non regolari.Molte sostanze a noi familiari sono colloidi, come per esempio il burro, la maionese, l'asfalto, la colla, l

11 1 micron = 1m -6 1 Ångström = 1m -10 (1 micron = 10.000 Ångström)

12 Il terreno naturale e agrario:
Terreno naturale: frutto della profonda alterazione delle rocce superficiali continentali Terreno agrario: qualunque terreno naturale coltivato dall’uomo

13 (composizione e funzionamento agroecosistema)
Funzioni del terreno Supporto e ancoraggio piante Acqua Elementi nutritivi Ossigeno Temperatura idonea alla crescita delle piante AMBIENTE! (composizione e funzionamento agroecosistema)

14 FORMAZIONE DEL TERRENO = PEDOGENESI
Idrometeore

15 Poco favorevoli; stessi difetti della roccia madre che li ha generati
Terreni autoctoni formati sul posto Più fertili essendo la mescolanza di particelle originate da rocce diverse (alluvionali) di trasporto (varia genesi) Terreni alloctoni

16 FORMAZIONE DEL TERRENO NATURALE = PEDOGENESI
(CICLO SEDIMENTARIO vs EROSIONE) Il suolo si forma naturalmente ad un tasso medio  di 1 mm (12 t/ha/anno) ogni anni Globalmente i suoli agricoli sono persi da 10 a 40 volte più in fretta del loro ripristino naturale. L'intervento dell'uomo sul terreno naturale può accelerare o rallentare la pedogenesi. Il disboscamento delle aree collinari e montane, le lavorazioni profonde dei terreni declivi favoriscono l'erosione del suolo e il verificarsi di eventi come frane e smottamenti. L’uso di grandi quantitativi di concimi chimici e le coltivazioni agrarie ripetute (succedersi di una coltura per più anni sullo stesso campo) determinano particolari condizioni ambientali favorevoli all'involuzione pedologica del terreno.

17 Erosione del suolo (idrica e eolica) aspetti qualitativi e quantitativi del fenomeno (1 mm di terreno eroso = circa t di terreno perso per ettaro) Agenti Gocce di pioggia - vento Separazione delle particelle + Run-off (solo per erosione idrica) Trasporto Erosione

18 STRATIGRAFIA:. 1) strato attivo o strato arabile
STRATIGRAFIA: 1) strato attivo o strato arabile ) strato inerte o sottosuolo Strato attivo: interessato dalle lavorazioni, concimazione, ecc Vi si sviluppa max parte apparato radicale > ricchezza sostanza organica < presenza sali solubili lisciviazione > presenza esseri viventi > ossidazione Caratteristiche: Strato inerte: poco esplorato dalle radici interessa per percolazione acque profonde

19 Stratigrafia del terreno

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22 classificazione per giacitura
COLORE: diverso a seconda dei fattori pedogenetici, del contenuto in s.o. e dei composti in ferro (un terreno più scuro si scalda prima e più intensamente) GIACITURA: classificazione per giacitura l’inclinazione influenza: a) erosione > accelerazione H2O b) temperatura (perpendicolarità raggi solari) c) lavorabilità Piani Inclinati : espressa in % (o in gradi) < 5% tutte le direzioni > 5% problemi stabilità crescenti (in traverso o obliquo) >10-15% solo a rittochino ESPOSIZIONE: rappresenta, nei terreni collinari, la posizione della superficie considerata rispetto ai punti cardinali: Est, Sud,Ovest, Nord. Ne consegue una differente angolazione fra raggi solari incidenti e superficie del terreno (e diversi tempi di riscaldamento della stessa) nelle diverse ore del giorno, sia al mattino (alba) che alla sera (tramonto); determina un differente andamento della temperatura e una diversa escursione termica

23 Strato arabile Strato Arabile profondo Strato inerte Roccia madre da Borin, 1999