Le principali proprietà fisicheLe principali proprietà fisiche del suolo sono:del suolo sono:

Tessitura

Struttura

Densità

Porosità

Temperatura

Colore

La tessitura

Indica la percentuale in peso delle diverse classi granulometriche (sabbia, limo, argilla) nella terra fine (Ø < 2mm). E’ una proprietà pedogenetica. Caratterizza il profilo termico, la lavorabilità, la permeabilità all'aria ed all'acqua, la reattività delle superfici.

ClassificazioneClassificazione IUSSIUSS ClassificazioneClassificazione USDAUSDA

FrazioneFrazione Diametro (mm)Diametro (mm) FrazioneFrazione Diametro (mm)Diametro (mm)

SabbiaSabbia grossagrossa SabbiaSabbia finefine LimoLimo ArgillaArgilla

22--00,,22 00,,22--00,,0202 00,,0202--00,,002002 << 00,,002002

SabSab.. moltomolto grossagrossa SabbiaSabbia grossagrossa SabbiaSabbia mediamedia SabbiaSabbia finefine SabSab.. moltomolto finefine LimoLimo ArgillaArgilla

22--11 11--00,,55 00,,55--00,,2525 00,,2525--00,,1010 00,,11--00,,0505 00,,0505--00,,002002 << 00,,002002

La tessitura

Classificazione dimensionale delle particelle di suolo

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.

ANALISI DI CAMPAGNA DELLA TESSITURA

Sensazione tattileSensazione tattile Componente Componente granulometricagranulometrica

AbrasioneAbrasione Sabbia grossaSabbia grossa

SmerigliaturaSmerigliatura Sabbia finaSabbia fina

SaponositàSaponosità LimoLimo

AdesivitàAdesività ArgillaArgilla

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:

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.

Sabbia Limo Argilla

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

contenuto si hanno le seguenti classi:

Contenuto (%) 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 aggregatiDeterminazione 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

ComponenteComponente DensitàDensità (g cm(g cm--33))

AcquaAcqua 1,01,0

Quarzo e minerali argillosiQuarzo e minerali argillosi 2,652,65

Ossidi di ferroOssidi di ferro >3,0>3,0

CalcareCalcare 2,712,71

Silice amorfaSilice amorfa 2,22,2

Sostanza organica Sostanza organica umificataumificata 1,21,2--1,51,5

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, calcare, ossidi di Fe e Al, forme di gestione, umidità del suolo, 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 realeD reale (g cm(g cm--33))

D apparenteD apparente (g cm(g cm--33))

PorositàPorosità (cm(cm33 cmcm--33))

Suoli coltivati non organici, 0Suoli coltivati non organici, 0--30 cm:30 cm:

Tessitura mediaTessitura media--pesantepesante 2,602,60 1,4 1,4 –– 1,71,7 0,46 0,46 –– 0,350,35

Tessitura leggeraTessitura leggera 2,602,60 0,8 0,8 –– 1,41,4 0,69 0,69 –– 0,460,46

Sottosuoli e roccia madreSottosuoli e roccia madre 2,652,65 1,5 1,5 –– 1,81,8 0,43 0,43 –– 0,320,32

Pascoli e suoli forestali, Pascoli e suoli forestali, orizzorizz. A. A 2,402,40 0,8 0,8 –– 1,21,2 0,67 0,67 –– 0,500,50

Suoli torbosiSuoli torbosi 1,401,40 0,1 0,1 –– 0,30,3 0,93 0,93 –– 0,790,79

La porosità del suolo dipende da diversi fattori, quali:

- tessitura del suolo e contenuto di sostanza organica - profondità del profilo - forme di gestione

La porosita’

Il sistema dei pori del terreno

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.

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 porosità rappresenta la sede occupata dall’acqua e dalla fase gassosa

Progressivo riempimento dei pori del suolo all’aumentare del contenuto d’acqua

INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO

CaratteristicaCaratteristica SabbiaSabbia LimoLimo ArgillaArgilla

Capacità di ritenzione Capacità di ritenzione

idricaidrica BassaBassa Media/AltaMedia/Alta AltaAlta

AerazioneAerazione BuonaBuona MediaMedia ScarsaScarsa

Velocità di drenaggioVelocità di drenaggio AltaAlta Bassa/MediaBassa/Media Molto lentaMolto lenta

Livello di sostanza organicaLivello di sostanza organica BassoBasso Medio/AltoMedio/Alto Alto/MedioAlto/Medio

Decomposizione dellaDecomposizione della

sostanza organicasostanza organica RapidaRapida MediaMedia LentaLenta

Riscaldamento in primaveraRiscaldamento in primavera RapidoRapido ModeratoModerato LentoLento

INFLUENZA DELLE TRE FRAZIONI GRANULOMETRICHE SU ALCUNE CARATTERISTICHE DEL SUOLO

CaratteristicaCaratteristica SabbiaSabbia LimoLimo ArgillaArgilla

Resistenza alla Resistenza alla

lavorazionelavorazione BassaBassa MediaMedia AltaAlta

Erosione eolicaErosione eolica ModerataModerata AltaAlta BassaBassa

Erosione idricaErosione idrica BassaBassa AltaAlta Bassa, se aggregataBassa, se aggregata

Alta, se dispersaAlta, se dispersa

LisciviazioneLisciviazione AltaAlta MediaMedia Bassa (alta se fessurata)Bassa (alta se fessurata)

Ritenzione dei nutrientiRitenzione dei nutrienti BassaBassa Medio/Medio/

altaalta AltaAlta

Potere tamponePotere tampone BassoBasso MedioMedio AltoAlto

TessituraTessitura VantaggiVantaggi SvantaggiSvantaggi

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

TessituraTessitura VantaggiVantaggi SvantaggiSvantaggi

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

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.