a3b pedologia

23/04/2015
Pedosfera:
Si trova all'interfaccia tra litosfera,
idrosfera biosfera e atmosfera
L’origine del suolo, le sue proprietà, la sua descrizione e
classificazione sono oggetto della pedologia: essa considera il
suolo come un corpo naturale da studiare anatomicamente ed
ecologicamente, cioè nelle sue componenti e nel suo ambiente,
senza prendere in considerazione le relazioni suolo-pianta in
termini di quantità, qualità e soprattutto intensità.
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Le manifestazioni delle varie proprietà del suolo, le loro reciproche
relazioni e quelle con la nutrizione e la crescita vegetale sono invece
oggetto dell’edafologia (dal greco edaphos=nutrimento)
Il suolo è un corpo naturale, capace di sostenere la vita delle piante,
costituito da particelle minerali ed organiche che si formano dalla
alterazione fisica e chimico fisica della roccia e dalla trasformazione
biologica e biochimica dei residui organici.
E’ caratterizzato da una atmosfera interna, da una flora e da una fauna
determinate e da una particolare economia dell’acqua.
Dal suolo le piante ricavano acqua, aria, elementi nutritivi.
Dall'atmosfera l'energia luminosa e la CO2 necessaria per la sintesi delle
sostanze organiche (fotosintesi)
Finché non vi fu vita sulle terre emerse, non vi fu suolo nel senso proprio
della parola: le rocce erano direttamente esposte agli agenti
dell’alterazione chimica e fisica, nonché all’erosione, in un ambiente
scarso di ossigeno e privo di organismi viventi.
Verso la metà dell’era Paleozoica
comparsa dei processi di fotosintesi
ossigeno
ciclo biogeochimico degli elementi
evoluzione lenta dei suoli
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“il suolo è il prodotto della trasformazione di
sostanze minerali ed organiche sulla superficie della
Terra sotto l’azione dei fattori ambientali che hanno
operato e operano per tempi generalmente lunghi”.
Il suolo si forma naturalmente ad un tasso medio
di 1 mm ogni 200-400 anni (12 t/ha/y) ma i suoli
agricoli sono persi da 10 a 40 volte più in fretta
del loro ripristino naturale. Un profilo di suolo si
sviluppa in tempi lunghi per gli umani, ma brevi
per il pianeta (2000 - 10000 anni)
Globalmente la perdita è di 6 milioni di ha all’anno
su una disponibilità approssimativa di 1200 milioni
di ha (0.5% anno).
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Minerali e Rocce
Per comprendere i processi di formazione del suolo (definiti da
numerose e complesse reazioni di trasformazione dei materiali litici
esposti all’azione di agenti atmosferici e biologici) risulta importante
conoscere i caratteri e la composizione della litosfera
8 elementi chimici sono rappresentati
in quantità di peso > 1%, di cui solo 4
(Fe, Ca, K, Mg) sono elementi nutritivi
per le piante
Minerali e Rocce
Le rocce sono aggregati di uno o più minerali che si trovano
generalmente allo stato cristallino
I minerali sono sostanze inorganiche, presenti nella litosfera,
caratterizzate da:
• composizione chimica costante, o variabile entro limiti ristretti,
• proprietà fisiche specifiche
• peculiare struttura cristallina con disposizione
tridimensionale, di atomi, ioni o molecole
ordinata,
• sono detti primari quelli che si formano durante la solidificazione
delle masse magmatiche e secondari quelli che si originano in
seguito a cristallizzazione successiva a processi di alterazione
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I componenti del suolo
Fase solida: definita dalla presenza di componenti inorganici (valore
medio 45%) (frammenti di rocce, minerali primari e secondari, materiali
amorfi) e organici (vm 7%) (residui vegetali e animali più o meno
decomposti, biomassa, sostanze umiche di neogenesi)
Fase
liquida:
rappresentata
dall’acqua in cui sono disciolte
sostanze inorganiche ed organiche o
dispersi, in sospensione, colloidi di
varia natura (vm 23%)
Fase gassosa: miscela di gas e vapori, di composizione analoga a quella
dell’aria atmosferica ma caratterizzata da un più elevato contenuto di
vapor d’acqua e di anidride carbonica (vm 25%)
Pedogenesi
• Il termine pedogenesi indica tutti i fenomeni e i
processi che sono alla base della formazione e
dell’evoluzione di un suolo con le sue caratteristiche
morfologiche, e proprietà mineralogiche, chimiche,
fisiche e biologiche che lo rendono habitat naturale
per una specifica associazione vegetale.
• Nella pedogenesi molto spesso solo alcuni processi
prevalgono e rappresentano nel loro insieme il
processo pedogenetico di base.
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Il ciclo di formazione e di trasformazione del suolo ha inizio con l’alterazione
delle roccia madre causata da diversi agenti e giunge alla formazione di
composti minerali solubili.
La “nascita” del suolo corrisponde alla comparsa delle proprietà
mineralogiche, fisiche, chimiche e chimico-fisiche che lo distinguono dalla
parte profonda del regolite ed ha inizio con l’alterazione della roccia madre
sotto l’azione degli agenti atmosferici e biotici
Fattori di formazione del suolo (S):
S = f (rm, cl, o, g, t, …)
rm, substrato
cl, clima
o, organismi viventi
g, topografia e geomorfologia
t, tempo
Mod. da Jenny, Factors of soil formation (1941)
La formazione del suolo
S = f (clima, roccia, organismi, pendenza, tempo)
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Roccia madre:
tanto meno il suolo è evoluto e tanto più esso conserva memoria della roccia
originaria. I minerali costituenti le rocce contribuiscono alla pedogenesi secondo
il loro grado di stabilità all’alterazione (presenza di cationi solubili in acqua,
cationi ossidabili, collegamento dei tetraedri dei silicati, ecc)
I suoli che si sviluppano su un materiale parentale costituito da minerali
particolarmente resistenti all’alterazione sono in genere caratterizzati da una
tessitura più grossolana.
I suoli a tessitura più fine si sviluppano invece dove la roccia madre è costituita
da minerali meno resistenti all’alterazione o disgregazione.
La composizione del materiale parentale ha un effetto diretto sulla chimica del
suolo e sulla sua fertilità. Ad esempio, materiali parentali ricchi in ioni solubili
quali Calcio, Magnesio, Potassio e Sodio, si dissolvono facilmente nell’acqua e
diventano disponibili per la nutrizione vegetale.
Clima:
Il fattore clima è forse il più importante agente pedogenetico in quanto regola
le proprietà di moltissimi suoli (fattore importante anche per la tassonomia)
Nell’accezione comune si continua a definire zonale un suolo così evoluto ed
in equilibrio con il suo clima da nascondere l’effetto degli altri fattori
pedogenetici
Le componenti climatiche più importanti sono l’umidità e la temperatura:
esse iniziano immediatamente a controllare la velocità dei fenomeni chimici,
fisici e biologici della pedogenesi, soprattutto i processi di degradazione della
roccia madre, di alterazione dei minerali e di lisciviazione.
Il clima determina la copertura vegetale che, a sua volta, influenza lo
sviluppo del suolo (aree calde e desertiche hanno vegetazione rada e poca
sostanza organica, scarsa precipitazione limita le alterazioni chimiche dei
minerali inducendo una tessitura più grossolana, basse temperature inibiscono
l’attività mineralizzatrice dei microrganismi portando ad un accumulo di
sostanza organica)
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Fattori principali di controllo climatico:
temperatura
umidità
insolazione
Zone climatiche:
fasce latitudinali
fasce altitudinali
Il clima, interagendo con la vegetazione, determina anche la chimica del
suolo.
Ad esempio le foreste di conifere sono tipiche di ambienti freddi ed
umidi e la deposizione di aghi rifornisce di acidi deboli la soluzione che
porta alla lisciviazione delle basi e a un’acidificazione profonda, anche in
ambienti litologicamente calcarei o comunque basici: in queste
condizioni di “svuotamento” di cationi le conifere avranno poco
nutrimento a disposizione dal suolo e il rifornimento sarà essenzialmente
legato al riciclo degli elementi contenuti nella lettiera.
Le latifoglie caducifoglie, più esigenti a livello nutritivo continuamente
riciclano elementi assunti dal suolo e mantengono più alto il contenuto in
basi solubili.
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Topografia:
la suscettibilità della roccia all’azione degli agenti atmosferici di alterazione
dipende dal rilievo e dalla giacitura (erosione idrica ed eolica)
Quanto più la pendenza è elevata e il suolo è impermeabile, tanto più l’effetto
erosivo delle precipitazioni è alto: l’erosione è un fattore limitante
l’evoluzione di un suolo tanto che può indurre un continuo “ringiovanimento”
del profilo per asporto parziale (suoli troncati) o totale degli orizzonti
superficiali.
L’erosione eolica è prevalente negli ambienti poveri di coperture vegetali: la
sua importanza risiede nella selezione dimensionale operata dal vento che
trasporta limi e sabbia fine depositandoli altrove (suoli sepolti).
Il tipo di rilievo invece è la causa dello spessore del suolo.
Su un versante ripido l’erosione per ruscellamento è più
accentuata e quindi la penetrazione d’acqua sarà limitata,
di conseguenza lo spessore del suolo sarà limitato.
Su un versante poco inclinato, l’erosione è più lenta e di
conseguenza si avrà una buona formazione del suolo.
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Organismi viventi:
importanza dei processi metabolici degli organismi del suolo e delle piante.
La colonizzazione della superficie della roccia madre è inizialmente vegetale
e tende a raggiungere un equilibrio corrispondente ad una comunità climax in
cui i rapporti tra le diverse specie sono in funzione delle condizioni
ambientali.
La fauna, che partecipa a vari processi pedogenetici, è evidentemente
strettamente correlata con la flora e selezionata dalle condizioni di acidità e
di accumulo di materiale organico morto o lettiera.
Tempo:
Il tempo necessario per raggiungere uno stato stazionario (equilibrio tra i
processi di formazione e quelli di distruzione) è notevole (nei climi temperati
1000-10000 anni!!!)
L’alterazione della roccia e dei minerali è dipendente dal tempo, ma in modo
variabile, e le proprietà del suolo nascono ed evolvono più rapidamente se
sono legate alla sostanza organica ovvero più lentamente se legate alla
frazione minerale primaria.
I processi di pedogenesi risultano più accelerati in climi miti e umidi mentre in
climi freddi i processi di alterazione risultano rallentati così come i processi
pedogenetici.
I suoli più vecchi e maturi hanno in genere una sequenza ben sviluppata di
orizzonti
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Evoluzione del
suolo nel tempo
Il fattore tempo ha una particolare importanza in quanto i processi
coinvolti nella pedogenesi sono relativamente lenti e l’evoluzione di un
terreno passa attraverso le fasi di sviluppo, di maturità e di senescenza
Uomo:
l’azione antropica può essere diretta o indiretta, ad esempio conversione di
un suolo da naturale a coltivato oppure modificazione di uno dei fattori
della pedogenesi (rilievo e/o clima)
L’uomo è un fattore indipendente di pedogenesi, essendo la sua azione
destinata a determinare più sovente la morte piuttosto che la nascita del
suolo.
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I processi pedogenetici di trasformazione sono sostanzialmente:
alterazione, neoformazione, mineralizzazione della sostanza
organica, umificazione, strutturazione, scambio ionico ed
ossidoriduzione.
I processi di traslocazione sono operati dai movimenti dell’acqua
nel suolo, dalla biomassa e dall’uomo, dal gelo e disgelo, dalla
contrazione ovvero dall’aumento di volume di minerali espandibili,
dall’erosione, dalla gravità e dalle forze legate al rilievo.
I processi pedogenetici
La trasformazione del terreno è dovuta all’azione concomitante di diversi
fattori, che si possono classificare, in base al tipo prevalente di azione
svolta, in due gruppi:
1. Agenti della disgregazione fisico-meccanica – operano nella prima fase
del processo pedogenetico, fino alla formazione dei detriti
2. Agenti della disgregazione chimica e biochimica – determinano
soprattutto la trasformazione dei detriti in composti minerali solubili ed
agiscono in prevalenza nella seconda fase
I processi coinvolti nella pedogenesi sono quindi di natura diversa, sia chimica
che fisica, ma si intrecciano e si condizionano a vicenda.
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Disgregazione fisico-meccanica della roccia
Nella prima fase di degradazione della roccia madre prevalgono le azioni
disgregative di natura fisico-meccanica, il cui risultato principale è la
riduzione delle dimensioni del substrato attaccato, fino alla formazione di
materiale detritico, ciottoli, ghiaia. Per comprendere l’importanza del
processo di frantumazione, bisogna considerare che le reazioni chimiche di
cui abbiamo parlato avvengono per interazione tra i reagenti e la
superficie esposta del materiale litologico e questa è tanto maggiore, a
parità di massa, quanto minori sono le dimensioni delle particelle in cui è
suddiviso.
Agenti che operano per la disgregazione fisico-meccanica:
il termoclastismo (alternanza delle alte e basse temperature
durante l’anno): le variazioni di temperatura provocano dilatazione o
contrazione che sarà però di diversa entità per i vari componenti. Si
originano quindi delle tensioni nell’edificio cristallino che possono
portare a fratture.
il crioclastismo (alternanza del gelo e disgelo): nelle fessurazioni
che abbiamo citato prima, si può infiltrare l’acqua, allo stato liquido;
la diminuzione di temperatura fa solidificare l’acqua e, poiché il
ghiaccio aumenta di volume, si crea una forte pressione contro le
pareti che provoca l’allargamento della frattura. Il ripetersi più volte
del ciclo solidificazione-fusione porta in definitiva a spaccare la
roccia.
l’acqua corrente, responsabile dell’azione di trasporto verso valle
dei ciottoli, della ghiaia e del materiale fine. L’entità del fenomeno
dipende dalla portata e dalla velocità delle acque, che a sua volta è
funzione della pendenza e quindi della topografia.
il vento, che trasporta particelle solide (sabbia, sali) e svolge
un’azione abrasiva, detta corrosione.
i ghiacciai provocano un modellamento ed una disgregazione delle
rocce sottostanti a causa del loro movimento verso valle.
Caratteristiche a questo riguardo sono le formazioni moreniche.
le radici delle piante, che infiltrandosi nelle fessure provocano con
la loro crescita la rottura e la disgregazione delle masse rocciose.
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Decomposizione chimica e biochimica
In una fase successiva alla formazione dei detriti prendono il
sopravvento le azioni di natura chimica e biologica, che condurranno,
oltre ad un’ulteriore disgregazione del materiale detritico, soprattutto
alla sua decomposizione.
I fattori più importanti della decomposizione chimica e biochimica del
substrato pedogenetico sono:
• l’acqua
• la CO2
• l’O2
• gli agenti biologici
ACQUA
E’ il principale fattore della disgregazione chimica del substrato
pedogenetico, agisce spesso in concomitanza con altri composti (O2,
CO2) e svolge due tipi di azioni:
- idrolisi, molto lenta a carico di alcuni minerali. E’ la reazione per
cui l’anione e/o il catione costituenti un sale si legano
rispettivamente ad H+ od OH-.
- idratazione, consiste nella formazione di legami tra ioni o composti
e molecole indissociate di acqua, che entrano a far parte integrante
di compagini cristalline. L’esempio classico è la trasformazione di
alcuni composti anidri (anidride - CaSO4) in composti idratati (gesso CaSO4 . 2H2O).
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CO2
Sciogliendosi in acqua e reagendo con essa, forma H+:
CO32- + H+ ↔ HCO3L’acidificazione svolge un’azione di tipo solvente, in particolare a
carico delle rocce calcaree:
CO2 + H2O → HCO3- + H+
CaCO3 + H+ → Ca2+ + HCO3CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + HCO3-
Ossigeno
Nel suolo assicura un ambiente nettamente ossidante. La sua azione si
esplica però solo su quei componenti che possono subire una variazione,
in aumento, del grado di ossidazione (C, N, S, Fe e Mn). Un esempio è la
trasformazione degli ossidi di ferro e manganese a bassa valenza (FeO,
MnO2) in ossidi alla massima valenza (Fe2O3, Mn2O7). A questo proposito
vanno presi in considerazione i potenziali standard di riduzione (Eo di
alcuni loro composti).
Il potenziale di riduzione è una misura quantitativa della tendenza
relativa di un elemento ad essere ossidato o ridotto ad opera di un altro,
con la semplice regola di considerare che tanto più è alto il valore del
potenziale stesso, tanto maggiore è la tendenza a ridursi. O2 ed MnO2
hanno il potenziale più alto e risultano quindi più facilmente riducibili e
pertanto ossidanti più forti.
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Agenti biologici
Comprendono specie appartenenti a tutti i cinque regni che raggruppano
gli organismi viventi. I più importanti appartengono al Regno delle
Monere (batteri e alghe azzurre), al Regno dei Protisti (protozoi e
muffe), al Regno dei funghi, delle alghe vedi, delle alghe rosse, delle
Briofite (muschi ed epatiche) dei licheni. Molti di questi organismi sono
capaci di insediarsi direttamente sulla roccia compatta. In seguito alla
decomposizione biochimica della roccia e alla morte di questi
microrganismi, si accumula sulla roccia nuda uno strato di terriccio che
permetterà l’insediamento di piante via sempre più evolute.
Inizio di pedogenesi su una roccia calcarea.
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Altri processi:
Lisciviazione – Una parte dei composti minerali solubili percola in profondità e
non sarà quindi più disponibile per l’assorbimento radicale. Quando questa
azione diventa prevalente il suolo può subire un’evoluzione in senso
regressivo.
Erosione superficiale – Consiste nell’asportazione di parte dello strato
superficiale del terreno, con il conseguente depauperamento di sostanze
organiche ed i composti nutritivi dei quali i primi cm. di suolo sono
particolarmente ricchi. I suoli più soggetti all’erosione sono soprattutto
quelli che presentano scarsa coesione ed una certa pendenza. I più
importanti agenti erosivi sono il vento e l’acqua corrente, quest’ultima
esplica il suo potere erosivo nei terreni inclinati.
Assorbimento radicale e microbico – È la prima tappa del complesso ciclo di
trasformazioni che avvengono in un terreno neutro. I composti minerali
solubili, che costituiscono gli elementi nutritivi essenziali (oltre all’acqua e
biossido di carbonio), per gli organismi autotrofi vengono da questi assorbiti
attraverso le radici (piante) o direttamente attraverso la membrana
cellulare (microrganismi):
batteri e funghi ⇒ sostanze organiche ⇒ humus e/o direttamente composti minerali
Decomposizione dei residui organici – Viene operata dai microrganismi
decompositori, che svolgono una funzione ecologica fondamentalmente
attaccando i residui vegetali e le spoglie degli animali morti.
Humificazione – È il processo di formazione dell’humus, complesso di
sostanze organiche in via di lenta e continua mineralizzazione, la cui
presenza nel terreno assicura un regolare rifornimento di sostanze nutritive
alla pianta. Oltre a questa fondamentale funzione di "serbatoio" l’humus,
grazie alle sue proprietà colloidali, contribuisce a mantenere stabile la
struttura del suolo ed esercita un notevole "potere tampone" sulla
reazione.
Mineralizzazione della sostanza organica – È il processo di
trasformazione delle sostanze organiche in composti minerali solubili,
operato da molti microrganismi che vivono nel suolo. Esso può seguire due
vie:
mineralizzazione diretta - consiste in una rapida trasformazione dei residui
vegetali e delle spoglie di animali in composti minerali solubili. Questo
processo prevale nei terreni dei climi caldi, dove si verifica un’ossidazione
veloce della sostanza organica (eremacausi).
mineralizzazione indiretta – avviene a carico della sostanza organica
humificata, la quale è a sua volta trasformata nei composti minerali
solubili. Prevale nei terreni dei climi temperati, temperato-freddi ed
umidi.
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Dal punto di vista genetico il suolo può essere studiato a livelli
diversi, ciascuno con un suo particolare grado informativo:
1) a livello di regione geografica per evidenziare soprattutto gli
effetti climatici zonali
2) a livello di paesaggio regionale per studiare le relazioni con
l’oro-idrografia
3) a livello di pedon, cioè della più piccola unità spaziale
tridimensionale
4) a livello di profilo, cioè di organizzazione interna
5) a livello di orizzonti, cioè di unità stratigrafiche del profilo
Stratigrafia del suolo
Il profilo verticale del suolo ha una grande importanza nel
determinarne le caratteristiche.
Variano molto ad esempio da un tipo di terreno all’altro la profondità
dello strato attivo (maggiore nei suoli più fertili) e lo spessore
dell’orizzonte organico (più consistente nei suoli forestali).
Il profilo pedologico, caratteristico dei suoli zonali sottoposti a climi
temperati- umidi, si compone di diversi strati, detti orizzonti.
Il movimento prevalente dell’acqua in questi suoli è verso il basso per
cui i sali, in seguito ad un processo di lisciviazione, a volte intensa,
tendono ad accumularsi nel sottosuolo, dove non potranno più essere
assorbiti dalle radici delle piante.
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Per
caratterizzare,
studiare
e
classificare la pedosfera è necessario
identificare un’unità fondamentale.
Il pedon è il più piccolo volume di
pedosfera che può essere definito
suolo e una sezione verticale
attraverso il pedon rappresenta il
profilo del suolo.
Prisma esagonale il cui limite inferiore risulta
quello non ben definito tra suolo e non suolo e la
cui superficie basale oscilla da uno a più metri
quadrati così che siano accertabili le diversità
delle profondità nella successione degli strati
Profilo: Sezione verticale del suolo, che permette di studiare tutte le
caratteristiche degli orizzonti che lo costituiscono
Orizzonte: è uno strato di suolo approssimativamente parallelo alla
superficie, che possiede specifiche e caratteristiche proprietà chimiche,
fisiche e biologiche, risultato dei processi di formazione del suolo.
Gli orizzonti sono indicati con lettere maiuscole; suffissi numerici o lettere
minuscole individuano, rispettivamente, differenze verticali all’interno
dello stesso orizzonte e caratteri specifici degli orizzonti principali
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La maggior parte dei suoli ha tipicamente un profilo ABC
ovvero: un orizzonte minerale superficiale arricchito di
sostanza organica (A), un orizzonte sottostante (B) meno
ricco di sostanza organica in cui si possono osservare i risultati
delle trasformazioni della fase minerale e/o della struttura, e
il substrato (C) derivante dall’alterazione prevalentemente
fisica della roccia madre. Alcuni suoli presentano un accumulo
di materia organica in superficie che costituisce un orizzonte
organico (O) e, talvolta, questo può essere sepolto e quindi
non viene a trovarsi alla superficie. La designazione principale
E corrisponde a un orizzonte subsuperficiale in cui si è
verificata una forte alterazione e perdita di minerali
(eluviazione). Per la roccia compatta, non suolo, si usa la
designazione R.
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Schema di orizzonti di un suolo forestale
Lo strato più superficiale è costituito dagli strati organici (A), seguiti dallo strato
minerale (B), che appoggiano sulla roccia madre (C).
Lo strato più superficiale è costituito dalla lettiera
(L), ossia da materiale organico indecomposto che
proviene dalle spoglie delle piante, e il cui
spessore può raggiungere qualche centimetro. Al
di sotto della lettiera, si nota sempre un sottile
strato di sostanza organica in decomposizione,
abitualmente di colore scuro, che si trasforma
verso il basso fino a diventare un complesso
pedologicamente omogeneo chiamato humus.
L’insieme di questi orizzonti (A01, A02) viene
identificato come strato organico
Al disotto di questi primi strati si incontrano quantità sempre minori
di sostanza organica mentre aumenta percentualmente la
componente minerale, delineando orizzonti di diverso colore,
potenza e struttura, e che possono avere spessori da pochi centimetri
a molti decimetri. L’ insieme di questi orizzonti viene normalmente
descritto in pedologia con la lettera A (A1, A2, ecc.) che
contraddistingue gli orizzonti eluviali, ossia gli strati di suolo che
attraversati dall’ acqua subiscono la solubilizzazione e conseguente
allontanamento di ioni e molecole. Al disotto vi sono gli orizzonti B,
illuviali o di deposito, in cui si accumulano le sostanze solubilizzate
dall’acqua dagli strati soprastanti. Ancora più sotto compare
l’orizzonte C, che costituisce il substrato pedogenico minerale in
corso di alterazione, che a sua volta viene normalmente distinto
dalla roccia in posto denominata roccia madre.
Come è possibile osservare dalla figura il suolo viene
diviso in diversi strati che prendono il nome di
profili del suolo, che vanno dall’ humus degli
orizzonti superiori (A), passando per gli strati medi
(B) costituiti dai minerali, fino ad arrivare agli
orizzonti più inferiori (C) costituiti da roccia madre.
Tutti questi orizzonti sono soggetti ai processi
pedogenetici, che si suddividono in processi passivi
e attivi. I processi passivi dipendono dal tipo di
roccia madre, dal tipo di rilievo e dalla durata della
pedogenesi. I fattori attivi invece dipendono dal
clima e dalle attività biologiche. Il tipo di roccia
madre condiziona i processi di alterazione e la
tessitura del suolo.
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A partire dalla superficie, si possono distinguere:
ORIZZONTE ORGANICO (O) : E’ lo strato più superficiale del suolo, costituito
dalla lettiera di foglie morte, residui vegetali e spoglie animali. In questo
strato, molto ricco di microrganismi demolitori, avviene l’iniziale
decomposizione dei residui organici. Di solito viene suddiviso in due sottostrati:
O1: costituito da residui organici indecomposti, che formano la "lettiera";
O2: dove si trovano residui organici prevalentemente decomposti.
ORIZZONTE DI SUPERFICIE (A) : si trova al di sotto dell’orizzonte O. Esso indica
l’inizio del suolo minerale. In questo orizzonte la materia organica si integra
con i prodotti minerali dell’alterazione.
Normalmente si identifica come lo "strato attivo"; in esso avvengono la maggior
parte delle reazioni biochimiche ad opera dei microrganismi del suolo. In esso
infatti, avvengono i più importanti processi aerobici: humificazione,
mineralizzazione, nonché tutti i cicli di trasformazione delle sostanze nutritive.
ORIZZONTE ELUVIALE (E): caratterizzato da perdita di minerali per
traslocazione verso il basso e quindi da colori chiari. Dato che i minerali
traslocati si accumulano nell’orizzonte sottostante (B), questi due
orizzonti viaggiano sempre insieme.
ORIZZONTE ILLUVIALE (B): corrisponde ad una zona di illuviazione, in esso
percolano e si accumulano tutti i composti minerali che vengono lisciviati
dall’orizzonte soprastante ad opera dell’acqua.
Le sostanze interessate da questo fenomeno sono soprattutto ossido di
ferro, ossido di alluminio, parte delle argille e a volte humus.
In questo strato prevalgono i processi anaerobici.
SUBSTRATO PEDOGENETICO ALTERATO (C): è costituito dal materiale
grossolano in via di progressiva degradazione, quindi da particelle di
diametro superiore a 2mm (ciottoli- ghiaia);
ROCCIA MADRE (R): è il substrato che non è stato ancora alterato dagli
agenti della pedogenesi.
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Presenza di suoli diversi in un paesaggio tipo
Origine ed evoluzione della materia organica:
- decadimento copertura forestale/erbacea
- triturazione e omogeneizzazione
- riciclaggio
- MINERALIZZAZIONE PRIMARIA
- UMIFICAZIONE
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L’humus non è facilmente degradabile: esso viene mineralizzato molto
lentamente, fornendo al terreno nutrienti per la vegetazione in modo molto
graduale. Se tutta la sostanza organica fosse facilmente e velocemente
demolita, costituirebbe una componente meno abbondante nel suolo. Invece il
fatto che alcune parti di essa perdurano a lungo fa si che tale componente
costituisca una frazione importante del terreno, contribuendo a mantenerlo più
soffice e con maggiore capacità di ritenzione idrica rispetto a quanto si
verificherebbe se fosse presente soltanto la componente minerale.
L’humus, in generale, è una sostanza scura, spesso giallo - bruna, amorfa o
colloidale, di composizione chimica variabile a seconda delle componenti del
suolo e delle condizioni ambientali. È un insieme di sostanze organiche a
reazione debolmente acida, distinte in tre grandi gruppi: umine, acidi umici e
acidi fulvici. Gli humus sono classificati secondo l’intensità della alterazione
subita dalla materia organica e il mezzo in cui avviene l’alterazione.
Le forme principali di humus sono il mull, il moder ed il mor (e altre
intermedie). Si differenziano sia nelle proprietà chimiche, sia nella
distribuzione nel profilo del suolo.
Il primo è osservabile in suoli ricchi di elementi nutritivi e biologicamente attivi,
mentre l’ultimo in suoli poco favorevoli alla biomassa microbica.
Il mull si presenta omogeneamente diffuso negli orizzonti superficiali, mentre il
mor è limitato ad un sottile strato superficiale, spesso coperto da un potente
accumulo di lettiera poco o nulla decomposta.
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Tipi di humus:
• mull; tipico delle praterie e dei boschi di latifoglie; humus ben mescolato
alla parte minerale, ricco in acidi umici, a mineralizzazione relativamente
intensa e rapida, di ambiente ben aerato.
• moder; specialmente sotto la vegetazione di resinose, ericacee o boschi radi
di latifoglie; l’alterazione della materia organica è incompleta, la
mineralizzazione media, scarso legame fra la frazione organica ed inorganica;
• mor; soprattutto sotto i boschi di resinose o arbusti di ericacee;
l’alterazione della materia organica è debole, la mineralizzazione è molto
lenta;
• anmoor; zone di pianura temporaneamente sommerse; humus ben
incorporato con la parte minerale del suolo;
• torbe; si formano in mezzo anaerobio per deposizione di residui organici e
soprattutto di lignine; le cellulose infatti si alterano ad opera di batteri anche in
mezzo anaerobio.
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Zonazione dei suoli
Caratteristici suoli delle regioni temperate fredde e umide sono i podzol.
I podzol sono bianchi - grigiastri, ricchi di humus in profondità, diffusi
nell’Europa settentrionale e Nord - orientale, fra la tundra e la steppa. La
podsolizzazione (trasporto per dilavamento degli ossidi di ferro e di
alluminio e della sostanza organica negli orizzonti più bassi) si manifesta
nelle regioni con temperature basse e piogge abbondanti
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1. Alfisuoli: suoli caratterizzati dalla lisciviazione di argilla in un orizzonte di
illuviazione Bt.
2. Andisuoli: suoli sviluppatisi su materiali vulcanici.
3. Aridisuoli: i suoli delle regioni a clima secco, caratterizzati da regime di
umidità aridico.
4. Entisuoli: suoli giovanissimi, poco sviluppati; le condizioni ambientali non
riescono a far progredire lo sviluppo di un suolo oltre un certo segno.
5. Gelisuoli: i suoli delle zone fredde, interessati dal permafrost. Presentano
spesso delle pedoturbazioni originate dall’alternanza fra gelo e disgelo nel
profilo.
6. Histosuoli: i suoli organici, costituiti per la maggior parte da resti vegetali a
vario grado di decomposizione.
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7. Inceptisuoli: sono suoli poco evoluti, in cui si osservano comunque segni di
alterazione dei minerali primari, perdita per dilavamento di basi, ferro o
alluminio e differenziazione in orizzonti. Non si osservano invece segni di
lisciviazione di argilla, né abbondanza di composti amorfi fra alluminio e humus.
8. Mollisuoli: suoli caratterizzati dalla presenza di un orizzonte superficiale ricco
in sostanza organica, scuro, piuttosto profondo e ricco in basi.
9. Oxisuoli: suoli minerali molto alterati, caratterizzati da intensissimo
dilavamento di silice e cationi, argille di neoformazione (quando presenti) di tipo
1:1 (caolinite). La sostanza organica si ritrova solo nei primissimi centimetri.
10. Spodosuoli: sono i suoli tradizionalmente conosciuti come podzol,
contraddistinti dall’accumulo di sostanza organica e alluminio (con o senza ferro)
in un orizzonte spodico di illuviazione. È solitamente presente anche un
orizzonte eluviale albico, decolorato.
11. Ultisuoli: sono suoli in cui si manifesta illuviazione di argilla in un orizzonte
argillico, ma in cui, a differenza degli Alfisuoli, si ha una bassa saturazione in
basi.
12. Vertisuoli: (dal latino vertere, cioè girare) questi suoli hanno la
caratteristica di rimescolarsi continuamente. Sono suoli ricchi in argille
espandibili: nei periodi umidi assorbono acqua e si espandono (gonfiano) quando
secchi, al contrario, perdono acqua e diminuiscono di volume, producendo
crepacciature.
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Andisuoli
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Entisuoli
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Oxisuoli
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Ultisuoli
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