La chimica del suolo - Crea | Consiglio per la ricerca in...
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L’approccio utilizzato è quindi di tipo analitico cioè si studiano gli aspetti chimici della materia che costituisce il suolo; infine si conside- rano le interazioni di tipo chimico tra gli elemen- ti studiati, ovvero la loro reattività. L’insieme di tutte le discipline che vengo- no utilizzate per lo studio del suolo è la “Scienza del suolo”. Essa collega le informazioni ottenute da ciascuna disciplina e ne studia le interazio- ni: utilizza, perciò, un approccio olistico . La chimica del suolo è la disciplina che studia il suolo dal punto di vista chimico, ovvero della sua composi- zione in costituenti organici ed inorganici. Pertanto, le informazioni che se ne traggono vertono sul tipo e sulla quan- tità di alcuni composti o sostanze contenuti nel suolo. La specificità della Chimica del suolo, che la rende disciplina a se’, consiste nel porre in relazione la compo- sizione chimica con la funzionalità del suolo, ovvero con la sua attitudine a cedere elementi nutritivi per la crescita delle colture, ad essere un idoneo substrato fisico per il sostegno degli apparati radicali ed infine a costituire il migliore habitat per la vita dei microrganismi del suolo, dalla cui azione dipende la fertilità del suolo. Una manciata di terra contiene tutte le sostanze che servono per la crescita delle piante. Tra queste gli elementi nutritivi principali sono: azoto (N), fosforo (P), potassio (K). Calcio (Ca), magnesio (Mg) e zolfo (S) sono elementi seconda- ri. Molti altri elementi sono necessari per la nutrizione delle piante, ma in quantità molto più piccole, come ad es. zolfo (S), ferro (Fe), manganese (Mn) e molti altri: vengono perciò detti micronutrienti. L’azoto è contenuto nella sostanza org a- nica, ovvero in quella parte del terreno che deriva dai costituenti vegetali, generalmente sotto forma di proteine vege- tali. Il fosforo (P) fa parte anch’esso di composti organici, la fitina ed i fitati, ma è contenuto anche in alcuni minerali. Il Calcio (Ca) ed il Magnesio (Mg) sono dei ponti che tengono legate le “particelle” di sostanza organica tra di loro. Per “liberare” questi elementi minerali dai “legami” che li tengono uniti è necessario che avvengano delle reazioni che “rompano” questi legami. In natura, cioè nel suolo, questo compito è affidato ai microrganismi del suolo ed all’azione dell’acqua, delle radici, dei fattori ambientali, mentre in laboratorio si utilizzano delle sostanze chimiche ai fini analitici. L’insieme dell’oggetto di studio, il suolo, con la disciplina scientifica utilizzata, la chimica, dà luogo alla chimica del suolo Agricoltura e chimica si incontrano mediante: • mezzi tecnici = fertilizzanti, fitofarmaci, ecc. • chimica analitica = analisi del suolo e delle acque, studio dei processi nel suolo di sostsnze endogene ed esogene, studio dei rapporti tra suolo - micro rganismi - piante, studio dell’impat- to delle pratiche agronomiche sulla qualità del suolo, sviluppo di nuove metodologie chimi- che d’indagine, ecc. Nella pratica comune non si eff e t t u a un’analisi completa dei costituenti del suolo, ma solo degli elementi, sostanze e composti aventi “significato agro n o m i c o ”, in quanto influenzano in modo macroscopico le relazioni: Che cosa è la chimica del suolo? Che cosa c’è in una manciata di terra? La chimica del suolo La chimica del suolo Ministero delle Politiche Agricole e Forestali CRA - Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante Osservatorio Nazionale Pedologico e per la Qualità del Suolo A cura di Maria Teresa Dell’Abate Cartina al tornasole, per una misura semplice ed approssimativa del pH di una soluzione. La cartina è trattata con una miscela di sostanze coloranti che hanno la capacità di assumere colori diversi a seconda del pH (indicatori di pH) CARTINA AL TORNASOLE Il pH del suolo o reazione del suolo. è una misura di tipo chimico molto importante, in cui si determina la quantità di ioni H + e OH - presenti in soluzione cioè in forme non legate nella soluzione di acqua circolante nel suolo. Essa viene definita mediante un confronto con l’acqua (H 2 O), il composto chimico più semplice ed ubiquitario (cioè si trova dappertut- to!) sulla terra. La sua forma (anche le molecole ne hanno una!) è la seguente: O (angolo di 104,5°) H H Una parte di molecole di acqua in soluzione si trova in forma dissociata: H 2 O H + + OH - In soluzione ci saranno contemporaneamente tante molecole di H 2 O e piccolissime quantità di H + e di OH - (i segni + e – indicano cariche elettriche positive e negative). Queste quantità sono talmente piccole che è difficile indicarle con le unità di misura che usiamo comunemente, perciò si usa un operatore matematico chiamato logaritmo, che fa “diventare”, o meglio “sembrare”, più grandi numeri piccolissimi, che altrimenti dovremmo scrivere con tanti zeri dopo la virgola (almeno 6!). Con questa operazione il pH può essere espresso con numeri “facili”, che vanno da 0 a 14. L’acqua presenta pH teorico pari a 7 (in realtà è tra 6 e 7): ad essa si attribuisce la proprietà di essere neutra, in quanto le quantità di ioni H + e ioni OH - sono uguali (o quasi). Qualunque sostanza che in soluzione abbia pH intorno al valore 7 si dice perciò neutra; quando il valore di pH è inferiore a 7 la sostanza si dice acida; quando è superiore a 7 si dice basica. Il pH del suolo influenza la disponibilità degli elementi nutritivi in modo diretto, favorendo o limitando la loro solubilità, ed in modo indiretto, influenzando la composizione dei consorzi microbici e la loro attività. Ambienti estremi, come pH acidi o alcalini, limitano la crescita delle piante a poche specie vegetali che si sono adattate. La maggior parte delle piante preferisce pH neutri o vicini alla neutralità. Quali sono i modi in cui l’uomo può restituire risorse al suolo? A questa domanda la ricerca in agricoltura sta cercando risposte attraverso l’adozione di strategie di “agricoltura sostenibile” La buona pratica agricola è la base di ogni rapporto corretto tra agricoltura e ambiente. IMPATTO ANTROPICO: REVERSIBILE O IRREVERSIBILE? La produzione di alimenti dipende dal suolo: le piante per crescere hanno biso- gno di elementi nutritivi che sono contenuti nel suolo e che devono essere rein- tegrati per conservarne la fertilità. La riutilizzazione delle biomasse e l’apporto di fertilizzanti, sia organici che di sintesi, servono a tale scopo. L’intervento antropico, cioè dell’uomo, sta interrompendo molti cicli, trasforman- do sistemi inizialmente circolari in sistemi aperti.
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L’approccio utilizzato è quindi di tipo analiticocioè si studiano gli aspetti chimici della
materia che costituisce il suolo; infine si conside-rano le interazioni di tipo chimico tra gli elemen-ti studiati, ovvero la loro reattività.
L’insieme di tutte le discipline che vengo-no utilizzate per lo studio del suolo è la
“Scienza del suolo”. Essa collega le informazioni ottenute da ciascuna disciplina e ne studia le interazio-ni: utilizza, perciò, un approccio o l i s t i c o.
La chimica del suolo è la disciplina che studia il suolo dal punto di vista chimico, ovvero della sua composi-zione in costituenti organici ed inorganici. Pertanto, le informazioni che se ne traggono vertono sul tipo e sulla quan-tità di alcuni composti o sostanze contenuti nel suolo.
La specificità della Chimica del suolo, che la rende disciplina a se’, consiste nel porre in relazione la compo-sizione chimica con la funzionalità del suolo, ovvero con la sua attitudine a cedere elementi nutritivi per la crescitadelle colture, ad essere un idoneo substrato fisico per il sostegno degli apparati radicali ed infine a costituire ilmigliore habitat per la vita dei microrganismi del suolo, dalla cui azione dipende la fertilità del suolo.
Una manciata di terra contiene tutte le sostanze che servono per la crescita delle piante. Tra queste gli elementinutritivi principali sono: azoto (N), fosforo (P), potassio (K). Calcio (Ca), magnesio (Mg) e zolfo (S) sono elementi seconda-ri. Molti altri elementi sono necessari per la nutrizione delle piante, ma in quantità molto più piccole, come ad es. zolfo(S), ferro (Fe), manganese (Mn) e molti altri: vengono perciò detti micronutrienti. L’azoto è contenuto nella sostanza org a-nica, ovvero in quella parte del terreno che deriva dai costituenti vegetali, generalmente sotto forma di proteine vege-tali. Il fosforo (P) fa parte anch’esso di composti organici, la fitina ed i fitati, ma è contenuto anche in alcuni minerali. IlCalcio (Ca) ed il Magnesio (Mg) sono dei ponti che tengono legate le “particelle” di sostanza organica tra di loro .Per “liberare” questi elementi minerali dai “legami” che li tengono uniti è necessario che avvengano delle reazioni che“ rompano” questi legami. In natura, cioè nel suolo, questo compito è affidato ai micro rganismi del suolo ed all’azionedell’acqua, delle radici, dei fattori ambientali, mentre in laboratorio si utilizzano delle sostanze chimiche ai fini analitici.
L’insieme dell’oggetto di studio, il suolo, con la disciplina scientifica utilizzata,la chimica, dà luogo alla chimica del suolo
Agricoltura e chimica si incontrano mediante:• mezzi tecnici = fertilizzanti, fitofarmaci, ecc.
• chimica analitica = analisi del suolo e delleacque, studio dei processi nel suolo di sostsnzeendogene ed esogene, studio dei rapporti trasuolo - micro rganismi - piante, studio dell’impat-to delle pratiche agronomiche sulla qualità delsuolo, sviluppo di nuove metodologie chimi-che d’indagine, ecc.
Nella pratica comune non si eff e t t u aun’analisi completa dei costituenti del suolo,ma solo degli elementi, sostanze e compostiaventi “significato agro n o m i c o”, in quantoinfluenzano in modo macroscopico le re l a z i o n i :
Che cosa è la chimica del suolo?
Che cosa c’è in una manciata di terra?
La chimicadel suoloLa chimicadel suolo
Ministero delle Politiche Agricole e ForestaliCRA - Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante
Osservatorio Nazionale Pedologico e per la Qualità del Suolo
A cura di Maria Teresa Dell’Abate
Cartina al tornasole, per una misura semplice
ed approssimativa del pH di una soluzione.
La cartina è trattata con una misceladi sostanze coloranti che hanno la
capacità di assumere colori diversi aseconda del pH (indicatori di pH)
CARTINA AL TORNASOLE
Il pH del suolo o reazione del suolo. è una misura di tipo chimico molto importante, in cui si determina la quantità di ioni H+e OH- presenti in soluzione cioè in forme non legate nella soluzione di acqua circolante nel suolo.Essa viene definita mediante un confronto con l’acqua (H2O), il composto chimico più semplice ed ubiquitario (cioè si trova dappertut-to!) sulla terra. La sua forma (anche le molecole ne hanno una!) è la seguente: O (angolo di 104,5°)
H HUna parte di molecole di acqua in soluzione si trova in forma dissociata:H2O H+ + OH-
In soluzione ci saranno contemporaneamente tante molecole di H2O e piccolissime quantità di H+ e di OH- (i segni + e – indicanocariche elettriche positive e negative). Queste quantità sono talmente piccole che è difficile indicarle con le unità di misura che usiamocomunemente, perciò si usa un operatore matematico chiamato logaritmo, che fa “diventare”, o meglio “sembrare”, più grandi numeripiccolissimi, che altrimenti dovremmo scrivere con tanti zeri dopo la virgola (almeno 6!). Con questa operazione il pH può essereespresso con numeri “facili”, che vanno da 0 a 14. L’acqua presenta pH teorico pari a 7 (in realtà è tra 6 e 7): ad essa si attribuisce la proprietà di essere neutra, in quanto le quantitàdi ioni H+ e ioni OH- sono uguali (o quasi). Qualunque sostanza che in soluzione abbia pH intorno al valore 7 si dice perciò neutra;quando il valore di pH è inferiore a 7 la sostanza si dice acida; quando è superiore a 7 si dice basica.Il pH del suolo influenza la disponibilità degli elementi nutritivi in modo diretto, favorendo o limitando la loro solubilità, ed in modoindiretto, influenzando la composizione dei consorzi microbici e la loro attività. Ambienti estremi, come pH acidi o alcalini, limitano la crescita delle piante a poche specie vegetali che si sono adattate. La maggiorparte delle piante preferisce pH neutri o vicini alla neutralità.
Quali sono i modi in cui l’uomo può restituire risorse alsuolo? A questa domanda la ricerca in agricoltura stacercando risposte attraverso l’adozione di strategie di“agricoltura sostenibile”La buona pratica agricola è la base di ogni rapportocorretto tra agricoltura e ambiente.
IMPATTO ANTROPICO: REVERSIBILE O IRREVERSIBILE?
La produzione di alimenti dipende dal suolo: le piante per crescere hanno biso-gno di elementi nutritivi che sono contenuti nel suolo e che devono essere rein-tegrati per conservarne la fertilità. La riutilizzazione delle biomasse e l’apportodi fertilizzanti, sia organici che di sintesi, servono a tale scopo.
L’intervento antropico, cioè dell’uomo, sta interrompendo molti cicli, trasforman-do sistemi inizialmente circolari in sistemi aperti.
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