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