08152 - CHIMICA DEL SUOLO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente possiede le conoscenze di base sulla genesi dei suoli, la loro composizione e le proprietà chimico-fisiche e biologiche. Le informazioni fornite consentono di comprendere a livello molecolare i meccanismi che regolano l'attività delle superfici del suolo e la funzionalità degli agro-ecosistemi.

Contenuti

 

A)      Prerequisiti

 

Lo studente che accede a questo insegnamento deve essere in possesso di una buona preparazione nei fondamenti della matematica, della fisica, della chimica, della biologia vegetale e della microbiologia agraria. Questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante il primo anno di corso. Si consiglia  il superamento delle suddette attività formative prima di affrontare l'esame di chimica del suolo. 

 

 

B)       Unità didattiche

1. Costituenti del suolo (Totale unità didattica 10 ore)

 

 

1.1    Componenti minerali

 

minerali, cristalli, raggi ionici e numeri di coordinazione, silicati, struttura fillosilicati, allòfane, ossidi e idrossidi, carbonati.

 

1.2    Componenti organici

 

classificazione e cenni sui processi di trasformazione. Sostanze non umiche: carboidrati, composti azotati, composti fosforati, composti solforati, lipidi. Sostanze umiche: estrazione, frazionamento, classificazione, composizione e proprietà chimico fisiche.

 

 

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 1:

 

• Conosce le principali caratteristiche chimico fisiche dei componenti minerali.
• Conosce le principali proprietà delle componenti organiche.

 

 

2. Proprietà chimico fisiche del suolo (Totale unità didattica 12 ore)

 

2.1 Proprietà Chimiche

 

Proprietà superficiali – superficie specifica particelle del suolo, origine delle cariche.

 

L'adsorbimento e lo scambio cationico – modelli, spessore e potenziale del doppio strato, le basi di scambio (G.S.B.), caratteristiche dello scambio, C.S.C., affinità, serie liotropiche, equazioni di scambio, effetti di diluizione.

 

L'adsorbimento e lo scambio anionico – gli anioni nel suolo, adsorbimento specifico. L'adsorbimento dei fosfati, isoterme ed equazioni, meccanismi di dissoluzione-precipitazione.

 

La reazione del suolo – definizione di pH del suolo, la misura del pH del suolo, acidità attiva e scambiabile, classificazione suoli in base al pH, pH ed elementi nutritivi, pH e attività biologiche del suolo, principali sistemi tampone e meccanismi di regolazione del pH del suolo.

 

 

 

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 2:

 

• Conosce i processi e le teorie che caratterizzano i processi di scambio alla superficie delle particelle di suolo e le loro relazioni con la fertilità del suolo.
• Conosce i meccanismi che definiscono la reazione del suolo ed i sistemi tampone che agiscono al suo interno.
• Conosce le relazioni che si stabiliscono tra reazione del suolo e la sua fertilità.

 

 

 

 

 

3. Il ciclo del carbonio e l'umificazione (Totale unità didattica 8 ore)

 

3.1 Il suolo come sistema biologico

 

Gli organismi del suolo – classificazione funzionale, i batteri e la catena del detrito, attività microbica e proprietà del suolo.

 

Gli enzimi del suolo – localizzazione enzimi, enzimi extracellulari loro classificazione, meccanismi di stabilizzazione, catalisi enzimatica eterogenea, funzioni e proprietà.

 

3.2 La sostanza organica e la sua dinamica

 

Il ciclo del C – fonti del C, degradazione, umificazione e mineralizzazione.

 

Umificazione – teorie, ruolo degli enzimi, tempo di residenza medio del C, bilancio del C.

 

Funzioni agronomiche sostanza organica – effetto sulle proprietà fisiche del suolo, effetti nutrizionali, effetti sulle attività enzimatiche extracellulari, attività pseudo - ormonali.

 

 

 

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 3:

 

• Conosce il ruolo e le funzioni svolte dagli organisimi viventi presenti nel suolo.
• Conosce il ruolo funzionale ed ecologico svolto dagli enzimi extracellulari presenti nel suolo.
• Conosce i processi che definiscono il ciclo del C nel suolo e l'umificazione.

 

 

 

 

 

4. Suoli anomali (Totale unità didattica 6 ore)

 

Suoli acidi – formazione, caratteristiche chimico/fisiche, correzione.

 

Suoli salini – formazione, caratteristiche chimico/fisiche, correzione.

 

Suoli sodici - formazione, caratteristiche chimico/fisiche, correzione.

 

 

 

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 4:

 

• conosce le caratteristiche e le tecniche di correzione dei suoli anomali.

 

 

 

 

 

5. Attività Didattiche di Supporto  (Totale unità didattica 24 ore)

 

Attività di laboratorio (si svolgeranno suddividendo l'attività in turni)

 

Le attività laboratoriali s'incentrano sulla determinazione di alcune delle principali caratteristiche fondamentali del suolo: tessitura, reazione, calcare totale, sostanza organica, capacità di scambio cationico e salinità. Le esercitazioni proseguono con la discussione dei risultati analitici ottenuti. Al termine dell'unità di esercitazione gli studenti sono invitati a stendere una breve relazione.

 

Attività di consolidamento delle competenze

Questa parte dell'insegnamento sarà dedicata a consolidare le conoscenze somministrate dando particolare attenzione alle esigenze via via rappresentate dagli studenti.

Testi/Bibliografia

Fondamentale sarà l'utilizzo di materiale distribuito dal docente e reso disponibile in rete e degli appunti di lezione.

Si consiglia lo studio del testo:

AA.VV. Paolo Sequi Coord., Patron Editore Bologna "Fondamenti di Chimica del Suolo"

Metodi didattici

Il corso si suddivide in due parti:

1) Didattica frontale: attraverso la somministrazione delle unità didattiche in aula lo studente acquisisce le conoscenze necessarie alla comprensione dei processi di natura chimica, biochimica e microbica che stanno alla base del funzionamento del sistema suolo. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno costantemente monitorate, durante lo svolgimento delle lezioni frontali, attraverso una continua interazione tra docente e studenti. L'interazione docente studenti, attività che si concretizzerà nella richiesta del docente di discutere argomenti trattati nell'insegnamento anche in funzione della loro ricaduta su problematiche di stretta attualità inerenti alla disciplina insegnata, avrà anche lo scopo di promuovere lo sviluppo di autonomia di giudizio e migliorare le abilità comunicative.

2) Esercitazioni: lo studente partecipa a esperienze di laboratorio che hanno lo scopo di fornire parametri analitici utili alla previsione dei processi chimici e biologici che caratterizzano un determinato suolo. Questa parte dell'insegnamento avrà anche l'obiettivo di verificare le capacità d'applicazione delle conoscenze acquisite alla gestione del sistema suolo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento di Chimica del Suolo avviene attraverso un colloquio finale, condotto congiuntamente alla verifica del modulo 1 (Biochimica Agraria e Fertilità del Suolo) del corso integrato di Chimica Agraria. Il colloquio verterà sugli argomenti svolti nelle lezioni dei due insegnamenti, saranno poste 3 domande di base, una per ogni area tematica (chimica del suolo, biochimica vegetale e fertilità del suolo). Partendo da questa struttura si procederà agli opportuni approfondimenti relativi agli argomenti affrontati. La verifica dovrà essere superata in modo globale ed è necessario che il candidato raggiunga la votazione di 18 trentesimi in ognuna delle 3 aree disciplinari caratterizzanti questo corso integrato. La commissione valuterà i punteggi raggiunti in ciascuna delle tre aree disciplinari e facendo una media pesata dei punteggi, in funzione dei CFU dedicati a ciascuna area (6 CFU chimica del suolo, 3 CFU biochimica vegetale e 3 CFU fertilità del Suolo), giungerà a formulare la valutazione complessiva.

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale si utilizzeranno lavagna luminosa, PC, videoproiettore.

Le esercitazioni di laboratorio avranno luogo nei laboratori didattici di chimica e biochimica agraria.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Marzadori