PROPRIETPROPRIETÀ FISICHE DEL À FISICHE DEL SUOLO SUOLO
FORMAZIONI DI CROSTE FORMAZIONI DI CROSTE SUPERFICIALI AI TROPICI E SUPERFICIALI AI TROPICI E
POSSIBILI SOLUZIONIPOSSIBILI SOLUZIONI
Giacomo Rella
ALTERAZIONE FISICAALTERAZIONE FISICA
FESSURAZIONE DELLA ROCCIAFESSURAZIONE DELLA ROCCIA Fenomeni geologici di formazioneFenomeni geologici di formazione Deformazione crosta terrestreDeformazione crosta terrestre Movimento della tettonicaMovimento della tettonica
FRANTUMAZIONEFRANTUMAZIONE CrioclastismoCrioclastismo AloclastismoAloclastismo Apparato radicale vegetaleApparato radicale vegetale
DISGREGAZIONEDISGREGAZIONE Agenti atmosfericiAgenti atmosferici Linee di debolezzaLinee di debolezza Regolite (manto incoerente)Regolite (manto incoerente)
ORGANIZZAZIONE DEL SUOLOORGANIZZAZIONE DEL SUOLO
STRUTTURA DEL SUOLOSTRUTTURA DEL SUOLO
AGGREGATIAGGREGATI Unione tra le particelle di suoloUnione tra le particelle di suolo
FORMAZIONE DELLA STRUTTURAFORMAZIONE DELLA STRUTTURA
Minerali argillosi
Sostanza organica
Ossidi di Ferro
DINAMICA DELLE ARGILLE
ATTIVITÀ BIOLOGICA
1) DINAMICA DELLE ARGILLE1) DINAMICA DELLE ARGILLEVariazione di volume in base al contenuto di umiditàVariazione di volume in base al contenuto di umidità
(processi bagnamento-essiccamento)(processi bagnamento-essiccamento)
Poliedrica angolarePoliedrica angolare Poligoni argillosi con spigoli ben definitiPoligoni argillosi con spigoli ben definiti
PrismaticaPrismatica Aggregati angolari con forma verticaleAggregati angolari con forma verticale
CuneiformeCuneiforme Facce di scivolamento (slickensides) cuneiformi e Facce di scivolamento (slickensides) cuneiformi e
lucidelucide
2) ATTIVIT2) ATTIVITÀ BIOLOGICAÀ BIOLOGICAPedofauna (lombrichi, termiti,…)Pedofauna (lombrichi, termiti,…)
GrumosaGrumosa
Ingurgitano ed espellono il terreno Movimento all’interno del suolo
Poliedrica subangolare
Granulare
POROSITPOROSITÀÀRapporto % tra volume di spazi vuoti e il volume totale del Rapporto % tra volume di spazi vuoti e il volume totale del
terrenoterreno
MicroporiMicropori
MesoporiMesopori
MacroporiMacropori
Derivati dall’accumulo delle particelle più piccole del suolo. Contengono all’interno acqua non disponibile per le piante (elevata superficie di contatto acqua solido).
Qui avvengono le reazioni chimiche.
ø < 50 μm
Derivati dall’accumulo di particelle di svariate dimensioni.Contengono acqua disponibile per le piante.
Derivati dall’accumulo di particelle grossolane. Drenano acqua verso il basso.ø > 50 μm
Processi biologici (pedofauna e radici)
Processi fisici (fessurazione)
Posizionamento casuale e packing voids
Misura della porositàMisura della porosità
Densità reale (g/cmDensità reale (g/cm33)) Rapporto tra la massa e il volume di un terreno esclusi gli Rapporto tra la massa e il volume di un terreno esclusi gli
spazi vuoti (2.65 g/cmspazi vuoti (2.65 g/cm33))
Densità apparente (g/cmDensità apparente (g/cm33)) Rapporto tra la massa e il volume di un terreno compresi Rapporto tra la massa e il volume di un terreno compresi
gli spazi vuoti. Si misura pesando una massa di volume di gli spazi vuoti. Si misura pesando una massa di volume di suolo noto. Indica il grado di compattazione di un suolosuolo noto. Indica il grado di compattazione di un suolo
P = 1- Da/Dr * 100
I SUOLI TROPICALII SUOLI TROPICALI
LAC (Low Activity Clays)LAC (Low Activity Clays) Alfisols, Ultisols e Oxisolos (50 %)Alfisols, Ultisols e Oxisolos (50 %)
HAC (High Activity Clays)HAC (High Activity Clays) Vertisols, Aridosols, Mollisols, Inceptisols e EntisolsVertisols, Aridosols, Mollisols, Inceptisols e Entisols
Suoli VulcaniciSuoli Vulcanici AndisolsAndisols
Proprietà fisiche dei suoli Proprietà fisiche dei suoli LACLAC
TESSITURATESSITURA
Basso contenuto di limo e argilla (Basso contenuto di limo e argilla (< 20 % per ognuno) < 20 % per ognuno) negli orizzonti negli orizzonti superficiali e alto contenuto di particelle grossolane (60-70 %). superficiali e alto contenuto di particelle grossolane (60-70 %). Tendenza inversa con l’aumentare della profondità.Tendenza inversa con l’aumentare della profondità.
DENSITDENSITÀ APPARENTEÀ APPARENTE
bassabassa
altaalta
metodi tradizionali (no meccanizzazione) e maggese
coltivazioni intensive e alta meccanizzazione
MICROAGGREGAZIONE Particelle fortemente legate formano aggregati di dimensione uguale al limo (pseudolimo) e alla sabbia fine
CROSTA SUPERFICIALECROSTA SUPERFICIALE
1) Rottura degli aggregati superficiali e flusso verso 1) Rottura degli aggregati superficiali e flusso verso l’interno del suolo con conseguente intasamento l’interno del suolo con conseguente intasamento dei packing voids dei packing voids (Infilling crost formation)(Infilling crost formation)
2) Deposizione di particelle, sospese nel flusso 2) Deposizione di particelle, sospese nel flusso d’acqua, su microdepressioni. Le particelle in d’acqua, su microdepressioni. Le particelle in questo caso derivano dalla sfaldatura di questo caso derivano dalla sfaldatura di aggregati presenti in zone a monte aggregati presenti in zone a monte (depositional (depositional crust formation)crust formation)
Skin crust formationInfilling crust formationSlaking crust formationDepositional crust formationCoalescence crust formation
CROSTA STRUTTURALE
CROSTA DI DEPOSITO
STUDIO STUDIO MICROMORFOLOGICOMICROMORFOLOGICO
Suolo inizialmente asciuttoSuolo inizialmente asciutto
Suolo inizilmante umidoSuolo inizilmante umido
RELAZIONE TRA MECCANISMI DI SFALDAMENTO DEGLI AGGREGATI E LA FORMAZIONE DI CROSTE STRUTTURALI
Suolo inizialmente asciuttoSuolo inizialmente asciutto1) Microrottura degli aggregati La parte superficiale degli aggregati si unisce, ma viene mantenutaLa parte superficiale degli aggregati si unisce, ma viene mantenuta ancora una buona porosità.ancora una buona porosità.
2) Riempimento dei poriGli agglomerati sfaldati, con l’azione dell’impatto delle gocce, avanzano verso i packing voids della superficie del suolo
3) Chisura totale dei poriLe particelle sfaldate vanno definitivamente a chidere le aperture dei pori, facendo così diminuire l’infiltrabilità
Al termine di questi processi appare una crosta superficiale sulle micro depressioni
e invece al disotto della crosta la dimensione delle particelle e degli aggregati
rimane invariata (dopo un po’ di tempo dalla formazione della crosta)
Suolo inizialmente umidoSuolo inizialmente umidoNon c’è una distinzione netta tra le varie fasi, in questo processo, in quanto avviene lentamente.
1) All’inizio del bagnamento gli aggregati risultano essere poco sfaldati. La sezione di studio rivela un modesto accumulo di particelle tra gli aggregati. Il contenuto d’acqua non cambia durante l’esperimento.
2) Alla fine sulla superficie del suolo, non si è avuta una formazione totale di crosta e alcuni packing voids sono rimasti liberi dalle particelle. Anche la dimensione dei pori non risulta essere cambiata.
L’influenza del contenuto iniziale d’acqua cambia la stabilità degli aggregati e la dinamica di formazione di croste. I risultati mostrano che l’umidità iniziale di un suolo va presa in considerazione, prima di determinare il rischi di erosione e di ruscellamento; inoltre il calcolo di tale rischio, varia col variare dell’evento piovoso e della tipologia di suolo. Quindi un indice di erodibilità di un suolo non può essere definito come una caratteristica permanente in quanto bisogna tener conto degli eventi storici climatici e degli utilizzi agricoli di quel determinato suolo.
Effetti causati da croste Effetti causati da croste superficialisuperficiali
Abbassamento permeabilità•Minor infiltrazione•Ruscellamento superficiale •Erosione
EFFETTI SUL SUOLO
EFFETTI SULLA GESTIONE COLTURALE
Dispendio energetico per lavorazioni atte alla rottura della crostaDifficoltà di germinazionePerdita della fertilitàMaggior impiego di fertilizzanti
MANAGEMENTMANAGEMENT LavorazioniLavorazioni Lavorazioni meno intense a favore dell’aggregazione tra le particelle (Lavorazioni meno intense a favore dell’aggregazione tra le particelle (DaDa = bassa) = bassa)
Rotazioni colturaliRotazioni colturali Alternare le colture con piante più tolleranti a croste superficiali Alternare le colture con piante più tolleranti a croste superficiali
Applicazione di calce e gessoApplicazione di calce e gesso Utilizzo di calce e gesso dove fosse possibile (sembra che riducano la formazione di Utilizzo di calce e gesso dove fosse possibile (sembra che riducano la formazione di
croste)croste)
Cover cropsCover crops L’utilizzo di piante che assicurino la copertura di suolo nudo in maniera tale da evitare L’utilizzo di piante che assicurino la copertura di suolo nudo in maniera tale da evitare
l’impatto diretto delle gocce d’acqua e quindi la disintegrazione degli aggregatil’impatto diretto delle gocce d’acqua e quindi la disintegrazione degli aggregati
Sostanza organicaSostanza organica La distribuzione di sostanza organica sul suolo (mulching) ha svariati effetti benevoli La distribuzione di sostanza organica sul suolo (mulching) ha svariati effetti benevoli
per il mantenimento di buone proprietà fisiche:per il mantenimento di buone proprietà fisiche:
Maggiore microaggragazioneResistenza all’erosioneDiminuzione di ruscellamento superficialeDiminuzione formazione di crosteMaggior permeabilità e infiltrabilità
AGROFORESTRYAGROFORESTRY
DEFINIZIONEDEFINIZIONE
Con il termine agroforestry si intende una tecnica colturale Con il termine agroforestry si intende una tecnica colturale che prevede la presenza in campo di una componente che prevede la presenza in campo di una componente erbacea e una componente arborea nella stessa area di erbacea e una componente arborea nella stessa area di coltivazione. Lo scopo di tale pratica è essenzialmente coltivazione. Lo scopo di tale pratica è essenzialmente quello di ricostruire un quello di ricostruire un agro-ecosistemaagro-ecosistema il più possibile il più possibile simile agli ecosistemi naturali in maniera tale da migliorare simile agli ecosistemi naturali in maniera tale da migliorare il ciclo dei nutrienti e di mantenere la fertilità del suolo.il ciclo dei nutrienti e di mantenere la fertilità del suolo.
È noto che la fertilità di un suolo è rappresentata dalle È noto che la fertilità di un suolo è rappresentata dalle condizioni condizioni chimiche, fisiche chimiche, fisiche ee biologiche biologiche di esso, e di esso, e l’agroforestry migliora o semplicemente mantiene stabili l’agroforestry migliora o semplicemente mantiene stabili queste condizioni (dove c’è già un certo livello di fertilità). queste condizioni (dove c’è già un certo livello di fertilità).
SOSTANZA ORGANICASOSTANZA ORGANICA
L’L’agroforestry agroforestry rientrarientra tra le tecniche di tra le tecniche di management citate prima per contrastare il management citate prima per contrastare il fenomeno delle fenomeno delle croste superficialicroste superficiali, in , in quanto ha un forte potenziale di apporto di s. quanto ha un forte potenziale di apporto di s. o.o.
Inoltre, in seguito a sperimentazioni effettuate, Inoltre, in seguito a sperimentazioni effettuate, è considerata un’ottima tecnica per è considerata un’ottima tecnica per contrastare il contrastare il ruscellamento superficialeruscellamento superficiale e e l’l’erosioneerosione, soprattutto per i suoli declivi., soprattutto per i suoli declivi.
CONCLUSIONICONCLUSIONI
CROSTA SUPERFICIALE
Impatto goccia-suolo
Sfaldamento aggregati
Flusso di fluido e particelle sospese
MicrodeposizioneIntasamento pori
Sulla superficieAll’interno della superficie
Scarsa infiltrazione Ruscellamento superficiale Erosione
CONCLUSIONICONCLUSIONI
AGROFORESTRY
Evita impatto goccia-suoloAumenta microaggregazione
Aumento infiltrabilità Riduzione ruscellamento Riduzione erosione
FERTILITÀ DEL SUOLO