a2 acqua

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RELAZIONI ACQUA-TERRENO
Le caratteristiche fisiche del suolo condizionano
la capacità di ritenzione idrica
la mobilità della fase liquida
la disponibilità dell’acqua per le colture
Particolarmente importante sembra essere la porosità del
suolo, una caratteristica che è determinata da altre due
proprietà fisiche del terreno e cioè la tessitura e la struttura.
I micropori trattengono l’acqua e i macropori contengono aria
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Punti caratteristici nel rapporto acqua-suolo:
a. Capacità idrica massima
b. Capacità di campo
c. Punto di appassimento
d. Coefficiente igroscopico
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Le forze che determinano nel suolo il contenuto e la mobilità
dell’acqua e la sua disponibilità per le piante sono:
l’adesione
la coesione
la gravità
le molecole d’acqua
sono neutre, ma sono
fortemente polari
di conseguenza
tenderanno ad attrarsi
reciprocamente
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per cui si distingue
acqua di adesione
acqua di coesione
acqua gravitazionale
microporo <60µm
macroporo >60µm
acqua
capillare
acqua
gravitazionale
formazione
dei menischi
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la stessa polarità è la causa dell’esistenza della forza di
attrazione tra le molecole d’acqua e le particelle del
suolo che tende a legare l’acqua in una pellicola
microscopica che circonda la superficie delle particelle
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L’acqua si muove da una zona ad alto potenziale verso un’altra dove il
potenziale è minore
potenziale chimico (µ)
⇓
espressione quantitativa dell’energia libera associata all’acqua
in termodinamica l’energia libera
⇓
il potenziale per compiere lavoro
Il potenziale chimico di una qualsiasi sostanza può essere influenzato da
quattro fattori:
la concentrazione
la pressione
la gravità
il potenziale elettrico
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Potenziale idrico (ψw)
⇓
rapporto tra il potenziale chimico dell’acqua e il volume
molale parziale dell’acqua (18 cm3 * mole)
dipende dal:
potenziale gravitazionale (ψg), potenziale matriciale (ψm),
potenziale osmotico (ψπ), pressione idrostatica (ψpi)
ψw = ψg + ψm +ψπ + ψpi
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Il potenziale gravitazionale (ψg) è dovuto alla posizione
dell’acqua nel campo gravitazionale
Il potenziale matriciale (ψm) è un parametro utilizzato
per tenere conto della riduzione del potenziale idrico
determinata dall’interazione dell’acqua con la superficie
di una fase solida, come quella di una particella argillosa
del suolo, e dalle forze che trattengono l’acqua sotto
forma di acqua capillare nei pori più sottili
Il potenziale osmotico (ψπ) rappresenta l’effetto della
concentrazione dell’acqua sul potenziale idrico totale
Il potenziale di pressione (ψp), dipende largamente dal
contenuto idrico del suolo in quanto dipende da pressioni
locali diverse da quella di riferimento e di solito è
trascurabile.
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La componente predominante del potenziale idrico
dei suoli non salini è la tensione dell’acqua del suolo
causata dalla forza di adesione alle particelle del
terreno o dalla capillarità.
Escludendo i suoli salini, ψm e ψg sono i potenziali più
importanti nel governare il movimento dell’acqua
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Il movimento dell’acqua da un punto ad un altro attraverso il
suolo avviene prevalentemente per flusso di massa e la forza
motrice è rappresentata dalla differenza di potenziale idrico
esistente tra i due punti. In particolare, il gradiente di
potenziale idrico è rappresentato dal rapporto tra la differenza
di potenziale esistente tra due punti e la distanza fra gli stessi.
La velocità di flusso idrico (V) attraverso i suoli dipende
dall’entità del gradiente di potenziale (∆ψtot) e dalla
conduttività idraulica del suolo (K) e matematicamente è
regolata dalla legge di Darcy:
V = -K ∆ψtot
[dove ∆ψtot = (ψtot2 - ψtot1) / d12]
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Conduttività idraulica del suolo = misura della facilità con la quale
l’acqua si muove attraverso il
suolo e varia in funzione del tipo
di suolo
E’ funzione:
del tipo di suolo
del numero di cationi scambiabili
del contenuto idrico del suolo
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Possiamo distinguere acqua:
gravitazionale
capillare
igroscopica
non viene trattenuta
dal terreno
quella su cui agiscono le forze
di tensione superficiale
il sottile film di molecole a stretto
contatto con i colloidi del suolo
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Il movimento dell’acqua
L’acqua si muove nel suolo allo stato liquido e gli
spostamenti avvengono in tutte le direzioni:
verticale discendente, verticale ascendente e laterale
precipitazioni
Evaporazione
e traspirazione
percolazione
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Il movimento dell’acqua è caratterizzato da movimenti:
Discendenti
precipitazioni
infiltrazione
percolazione
Suborizzontali
ruscellamento
alla superficie
delle acque
evaporazione
traspirazione
evapo-traspirazione
Ascendenti
all'interno del
suolo
risalita capillare
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