88374 - SOIL CHEMISTRY AND CARBON CYCLE

Conoscenze e abilità da conseguire

Soil component and chemistry of the finest fractions: clay minerals, oxy-hydroxides, humic substances. Cycles of organic carbon and nitrogen. Strategies to increase C sink: recycling of agricultural, forest, agro- industrial and urban biomasses. Behavior of pollutants in the soil-water-plant ecosystem according to their chemical-physical characteristics. Adsorption, accumulation and biotic and abiotic transformations of pollutants at rhizosphere level and vegetable absorption.

Contenuti

Il corso è suddiviso in più unità didattiche.

Unità 1. Introduzione alla chimica del suolo (2 ore)

Il sistema suolo. Le reazioni chimiche nel suolo. I cicli biogeochimici del suolo. Il suolo e la qualità dell'ambiente.

Conoscenze acquisite nella unità didattica 1:

• definizione di suolo
• interazioni del suolo con gli altri compartimenti ambientali

 

Unità 2. Componenti e proprietà del suolo (14 ore)

2.1 Le caratteristiche chimiche del suolo. Elementi presenti nel suolo. Elementi essenziali. Contaminanti inorganici. Contaminanti organici di origine antropogenica. Proprietà degli elementi nel suolo.

2.2 La fase fluida. Aspetti chimici della fase liquida: i componenti della soluzione del suolo, acidi e basi, dissoluzione dei gas, reazioni di precipitazione e dissoluzione, idrolisi dei cationi, complessazione. Aspetti chimici della fase gassosa: i componenti dell'aria tellurica, processi ossido-riduttivi nel suolo, il potenziale redox dei sistemi naturali.

2.3 La fase solida. I componenti inorganici (minerali) del suolo: i minerali (i principali minerali del suolo, aspetti chimici dei cristalli dei minerali, i silicati, i carbonati, i fosfati), aspetti chimici delle argille del suolo. I componenti organici del suolo: i componenti della sostanza organica del suolo, i depositi ed i flussi del carbonio organico negli ecosistemi, i fattori di formazione della sostanza organica, le funzioni della sostanza organica del suolo.

2.4 Le proprietà di superficie dei colloidi del suolo. La carica permanente. la carica pH dipendente. I processi di adsorbimento. Lo scambio cationico. Uso di modelli predittivi dei processi di adsorbimento nel suolo.

Conoscenze acquisite nella unità didattica 2:

• i principali componenti inorganici ed organici del suolo
• i principali componenti e reazioni della fase liquida del suolo
• i principali componenti e reazioni della fase gassosa del suolo
• le principali proprietà di superficie dei colloidi del suolo
  

Unità 3. Il ciclo del carbonio (12 ore)

3.1 Il ciclo biogeochimico del carbonio. L'inventario ed il ciclo del carbonio nel suolo. Il ciclo lungo ed il ciclo breve del carbonio. Connessioni tra il ciclo del carbonio, dell'azoto e dell'ossigeno.

3.2 Il sequestro del carbonio nel suolo. Il sequestro del carbonio nel suolo. Gli stock del carbonio nel suolo. Le pratiche agronomiche per incrementare e proteggere il carbonio del suolo. Riciclo in agricoltura di biomasse di origine agraria, agro-industriale ed urbana (reflui zootecnici, compost, biosolidi, biochar) come fertilizzanti.

Conoscenze acquisite nella unità didattica 3:

• dimensioni degli stock e dei flussi di carbonio a scala globale
  

• principali misure di gestione agronomica del carbonio nel suolo
  

• riciclo di biomasse organiche in agricoltura

Unità 4. Seminari ed esercitazioni (14 ore)

4.1 Seminari. Sarà organizzato un ciclo di seminari, tenuti da relatori invitati, sugli argomenti chiave del corso.

4.2 Exercises. Saranno organizzate delle esercitazioni individuali o di gruppo in classe. Durante le esercitazioni, saranno assegnati dei compiti da svolgere individualmente od in gruppo sugli aspetti pratici degli argomenti chiave del corso.

 

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico sarà reso disponibile on-line (IOL). Specifiche letture di approfondimento saranno indicate durante il corso.

Si suggerisce la consultazione dei seguenti libri di testo:

• Strawn et al. (2020), SOIL CHEMISTRY 5^th edition, Wiley.
• Blume et al. (2016), SOIL SCIENCE, Springer (capitoli: 1-3, 5, 10).
  
  

Metodi didattici

Il corso è diviso in tre parti:

1. lezioni frontali: attraverso la spiegazione di unità didattiche, gli studenti acquisicono le conoscenze consolidate sugli argomenti chiave della chimica del suolo e del ciclo del carbonio;

2. Seminari: relatori qualificati terranno relazioni sugli argomenti chiave del corso. Al termine di ogni seminario sarà svolta una attività interattiva (peer instruction) con l'obiettivo di stimolare la discussione e rafforzare le conoscenze degli argomenti svolti durante il seminario;

3. Esercitazioni: esercizi di individuali o di gruppo saranno svolti in classe o in laboratorio informatico. Durante le esercitazioni, saranno assegnati dei compiti da svolgere individualmente od in gruppo sugli aspetti pratici degli argomenti chiave del corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova finale consiste in una prova orale il cui scopo è quello di verificare la capacità dello studente di applicare il proprio bagaglio nozionistico e di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi. La durata della prova finale sarà di circa 20 minuti.

Gradazione del voto finale:

- preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-20;

- preparazione su un numero limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente esecutive, espressione in linguaggio corretto → 21-24;

- preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 25-29;

- preparazione sostanzialmente esaustiva sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione e autoriflessione → 30-30L.

Il voto finale del corso " SOIL CHEMISTRY, AGRONOMY AND HERBACEOUS BIOMASS" sarà dato dalla media del voto ottenuto in questo corso ed in quello di "Agronomy and herbaceous Biomasses".

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni forntali: lavagna, proiettore, filmati, piattaforme digitali di apprendimento.

Esercitazioni (in classe o in aula informatica): uso di fogli di calcolo e di grafica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luciano Cavani