Le principali proprietà fisiche del suolo sono - unirc.it · L'analisi della tessitura di un suolo...
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Le principali proprietà fisiche del suolo sono: Tessitura Struttura Densità Porosità Temperatura Colore
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Le principali proprietà fisiche del suolo sono:
Tessitura
Struttura
Densità
Porosità
Temperatura
Colore
La tessitura
Indica la percentuale in peso delle diverse classi granulometriche (sabbia, limo, argilla) presenti nella terra fine (Ø < 2mm). E’ una proprietà pedogenetica. Caratterizza il profilo termico, la permeabilità all'aria ed all'acqua, il potenziale redox, la reattività delle superfici, la lavorabilità, l'erosività.
Classificazione IUSS Classificazione USDA
Frazione Diametro (mm) Frazione Diametro (mm)
Sabbia grossa Sabbia fine Limo Argilla
2-0,2 0,2-0,02 0,02-0,002 < 0,002
Sabbia molto grossa Sabbia grossa Sabbia media Sabbia fine Sabbia molto fine Limo Argilla
2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,10 0,10-0,05 0,05-0,002 < 0,002
La tessitura
Classificazione dimensionale delle particelle di suolo
La tessitura
La tessitura
Analisi della tessitura
L'analisi della tessitura di un suolo prevede le seguenti fasi:
rimozione dei cementi
dispersione chimico-meccanica delle particelle minerali
sedimentazione diversificata delle particelle solide
Legge di Stokes (1851)
V velocità di sedimentazione delle particelle di suolo, g accelerazione di gravità, η viscosità del fluido, ρs densità della particella di suolo, ρl densità del fluido, r raggio della particella di suolo in caduta.
Apparecchiature per l’analisi della tessitura
Triangolo della tessitura secondo USDA
Triangolo della tessitura secondo ISSS
Classi tessiturali fondamentali
Classe tessiturale Tipo di suolo
S, SF ( >70% sabbia) Sabbioso
L ( >80% limo) Limoso
A, AL, AS ( > 40% argilla) Argilloso
F, FS, FSA, FA, FLA, FL Franco
In relazione alla classe tessiturale di appartenenza un terreno può essere, in termini generali, convenzionalmente definito:
Sensazione tattile Componente granulometrica
Abrasione Sabbia grossa
Smerigliatura Sabbia fina
Saponosità Limo
Adesività Argilla
Assortimento granulometrico e mineralogia della frazione inorganica
Esiste in genere una correlazione tra le dimensioni delle particelle e la composizione mineralogica della frazione minerale della fase solida del suolo.
INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO
Caratteristica Sabbia Limo Argilla
Capacità di ritenzione
idrica Bassa Media/Alta Alta
Aerazione Buona Media Scarsa
Velocità di drenaggio Alta Bassa/Media Molto lenta
Livello di sostanza organica Basso Medio/Alto Alto/Medio
Decomposizione della
sostanza organica Rapida Media Lenta
Riscaldamento in primavera Rapido Moderato Lento
INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO
Caratteristica Sabbia Limo Argilla
Resistenza alla
lavorazione Bassa Media Alta
Erosione eolica Moderata Alta Bassa
Erosione idrica Bassa Alta Bassa, se aggregata
Alta, se dispersa
Lisciviazione Alta Media Bassa (alta se fessurata)
Ritenzione dei nutrienti Bassa Medio/
alta Alta
Potere tampone Basso Medio Alto
Tessitura Vantaggi Svantaggi
Suoli franchi
Acqua in eccesso facilmente drenata
Buona ritenzione di acqua per la pianta
Lavorazione facile quasi sempre
Buon potenziale di elementi nutritivi per la pianta
Sabbia grossa
Drenaggio e lavorazione facili Scarsa capacità di ritenzione idrica (suoli “assetati”)
Riscaldamento rapido in primavera
Scarso potenziale di nutrienti (suoli “affamati”)
Scarsa capacità di trattenere i nutrienti (per lisciviazione)
Riscaldamento lento in primavera
CARATTERISTICHE DEI SUOLI IN RELAZIONE ALLA FRAZIONE GRANULOMETRICA PREVALENTE
Tessitura Vantaggi Svantaggi
Sabbia fine e limo
Lavorazione facile Predisposizione all’ erosione, al compattamento e allo “intasamento” dei pori
Argilla Buon potenziale di elementi nutritivi
Drenaggio scarso dell’acqua in eccesso (rischio di sommersione)
Buona ritenzione di elementi nutritivi dopo fertilizzazione
Lavorazione energeticamente dispendiosa
Buona ritenzione di acqua per la pianta
Dopo la pioggia si formano facilmente pozzanghere al passaggio di animali e macchine
Formazione di superfici durissime nei periodi siccitosi
Coltivazione possibile solo con certe disponibilità di acqua
CARATTERISTICHE DEI SUOLI IN RELAZIONE ALLA FRAZIONE GRANULOMETRICA PREVALENTE
Tessitura e frazioni attive
La presenza di "frazioni attive" (calcare, sostanza organica) può impartire un diverso comportamento fisico alle particelle del terreno e quindi può modificare il giudizio sulla tessitura.
% CaCO3 Definizione
< 5 nessun termine 5 - 20 suffisso "calcareo" 21 - 50 prefisso "calcareo"
> 50 "calcareo"
% SOM Definizione
< 5 nessun termine 5 - 10 suffisso "umifero" > 10 prefisso "umo"
Lo scheletro
Normalmente nei suoli lo scheletro rappresenta una
componente di interesse secondario. Quando il suo contenuto
percentuale supera determinati valori, la sua presenza
influenza grandemente le proprietà del substrato
pedogenetico ed il tipo di uso del suolo.
In relazione al suo contenuto si hanno le seguenti classi:
Contenuto (%, p/p) Definizione
0 Assente
0.1 – 5.0 Scarso
5.1 – 15.0 Comune
15.1 – 35.0 Frequente
35.1 – 70.0 Abbondante
> 70.0 Molto abbondante
La struttura
Esprime l'arrangiamento spaziale delle particelle del suolo a costituire grumi o aggregati, in combinazione con differenti tipi di pori, secondo uno scala gerarchica di aggregazione a formare sistemi eterogenei e complessi. Nella dinamica di formazione della struttura sono coinvolti processi sia chimico-fisici che biologici. L'architettura strutturale è definita:
nei suoli indisturbati dai processi di pedogenesi, nei suoli coltivati dalle pratiche agronomiche.
Gli aggregati strutturali del suolo si organizzano secondo uno scala gerarchica di aggregazione
Le particelle primarie si aggregano a costituire particelle composte
Gli aggregati strutturali del suolo si organizzano secondo uno scala gerarchica di aggregazione
Microaggregati e macroaggregati si formano per opera di cementi diversi a seconda del tipo di suolo e di gestione
Le proprietà correlate alla stabilità degli aggregati sono:
la tessitura
il contenuto e la natura dei minerali argillosi
il contenuto di ossidi di ferro e di alluminio
il contenuto di CaCO3
il tipo e la concentrazione dei cationi di scambio
il contenuto ed il tipo della sostanza organica
la composizione e l’attività delle comunità biotiche
La forma e la disposizione degli elementi strutturali identificano il tipo di struttura
Le dimensioni ed il grado di distinguibilità determinano, rispettivamente, la classe e il grado
molto fine (< 1 mm) fine (1 - 2 mm) media (2 – 5 mm) grossolana (5 – 10 mm) molto grossolana (> 10 mm)
assente: aggregati non riconoscibili poco sviluppata: aggregati riconoscibili solo
dall’osservazione dell’orizzonte scalzato mediamente sviluppata: aggregati ben
riconoscibili già dall’osservazione dell’orizzonte molto sviluppata: aggregati ben riconoscibili dalla
semplice osservazione dell’orizzonte
La degradazione della struttura
La struttura può essere distrutta:
da lavorazioni frequenti e profonde dall’azione battente della pioggia dai processi di inumidimento (rigonfiamento) ed
essiccazione (contrazione) dal contenuto di Na di scambio dalla scarsa resistenza della S.O. alla mineralizzazione
Determinazione della stabilità degli aggregati
Metodo a vaglio umido (Tiulin modif.)
100..._
tot
residuoaggregatiedispersion
PPP
SSI
La densità reale e la densità apparente
DENSITA’ APPARENTE
Massa di un volume di suolo indisturbato (spazi vuoti compresi) prelevato con un cilindro ed essiccato a 105 C; si esprime in kg dm-3. La densità apparente varia da 0.8 a 2.0 kg dm-3 a seconda della tessitura e struttura del suolo.
DENSITA’ REALE
Massa di un volume unitario di particelle di suolo (spazi vuoti esclusi). Si può misurare con un picnometro e si esprime in kg dm-3. Generalmente varia da 1-2 a 3 kg dm-3 a seconda della tessitura, della natura delle particelle solide e del contenuto in sostanza organica.
Valori della densità reale di alcune componenti della fase solida del suolo
Componente Densità (g cm-3)
Acqua 1,0
Quarzo e minerali argillosi 2,65
Ossidi di ferro >3,0
Calcare 2,71
Silice amorfa 2,2
Sostanza organica umificata 1,2-1,5
La porosita’
Collegata alla struttura è un parametro importante per esprimere la fertilità fisica del suolo.
100reale
apparentereale
DDD
Porosità
La porosità del suolo dipende dagli stessi fattori che controllano la struttura del terreno: tessitura, contenuto e natura dei cementi organici, profondità del profilo, cationi di scambio, contenuto di calcare e di ossidi di Fe e Al, forme di gestione, componente biotica.
La porosità è costituita da un sistema articolato e continuo di fessure e pori, di diversa forma e diametro, che attraversano il suolo sia verticalmente che orizzontalmente.
Valori di densità e porosità rappresentativi di alcune tipologie di suolo
D reale (g cm-3)
D apparente (g cm-3)
Porosità (cm3 cm-3)
Suoli coltivati non organici, 0-30 cm:
Tessitura media-pesante 2,60 1,4 – 1,7 0,46 – 0,35
Tessitura leggera 2,60 0,8 – 1,4 0,69 – 0,46
Sottosuoli e roccia madre 2,65 1,5 – 1,8 0,43 – 0,32
Pascoli e suoli forestali, orizz. A 2,40 0,8 – 1,2 0,67 – 0,50
Suoli torbosi 1,40 0,1 – 0,3 0,93 – 0,79
La porosità rappresenta la sede occupata dall’acqua e dalla fase gassosa
Progressivo riempimento dei pori del suolo all’aumentare del contenuto d’acqua
La porosità del suolo dipende da diversi fattori, quali:
- tessitura del suolo e componente minerale - contenuto di sostanza organica ed attività biotiche - profondità del profilo - forme di gestione
La porosita’
Il sistema dei pori del terreno
La porosità è una proprietà dinamica costituita da un sistema articolato e continuo di fessure e pori, di diversa forma e diametro, che attraversano il suolo sia verticalmente che orizzontalmente.
E' il principale indicatore della fertilità fisica del suolo. La distribuzione e l'estensione del sistema dei pori determina le condizioni strutturali del suolo che controllano:
- il ricambio e la composizione dell'aria tellurica
- i movimenti dell'acqua e la capacità di ritenuta idrica
- la crescita degli apparati radicali
- la mobilità degli elementi nutritivi
- il destino ambientale degli xenobiotici
- gli spostamenti della pedofauna e lo spazio biologico dell'edaphon
- la lavorabilità
- la suscettibilità all'erosione
In funzione della porosità, i suoli possono essere così classificati: - Terreno molto compatto < 5% - Terreno compatto 5 - 10% - Terreno moderatamente poroso 10 - 25% - Terreno poroso 25 - 40% - Terreno altamente poroso > 40%
La completa caratterizzazione dei pori del terreno è possibile mediante tecniche di analisi di immagine di sezioni sottili di campioni di suolo indisturbato. Caratteri distintivi dei pori del terreno sono
la morfologia (regolari, irregolari, allungati) la dimensione la continuità l'arrangiamento spaziale
La temperatura
La radiazione solare costituisce un importantissimo fattore ecologico, capace di influenzare fortemente il clima e l’attività biologica.
La temperatura
il processo di pedogenesi
l'evapotraspirazione e quindi la presenza di acqua ed aria
la germinazione dei semi e lo sviluppo radicale
lo svolgimento delle attività fisiologiche della radice
l'insediamento della vegetazione (tipo e quantità)
il biochimismo microbico
nel suolo influenza:
La temperatura
In profondità, la temperatura del suolo varia con il ciclo giornaliero e stagionale
Varia inoltre con l'altitudine, la latitudine, l'esposizione e la pendenza
La temperatura
Nel suolo influenza l'inizio del processo di germinazione delle piante coltivate.
La temperatura
Nel suolo influenza lo sviluppo radicale.
Il colore del suolo
Rappresenta la caratteristica fisica più evidente e più facilmente accertabile. Ha valore diagnostico in quanto espressione di diverse condizioni del terreno.
Il colore del suolo
Viene determinato per comparazione con le tavole della Munsell Soil Color Chart. La classificazione viene fatta in base a 3 parametri: tinta, valore e croma.
Il colore del suolo
