27562 - INDICI DI QUALITÀ DEL SUOLO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento, lo studente ha acquisito le conoscenze dei principali strumenti disponibili per la valutazione della qualità chimica e biochimica del suolo. In particolare, lo studente è in grado di: - scegliere gli indatori di qualità più adatti a descrivere la qualità del suolo in funzione del pedo-clima e della destinazione d’uso; - giudicare ed interpretare analisi relative alle properietà chmiche, biochimiche e funzionali del suolo - valutare l’impatto di eventi di natura antropica e/o naturale sulle proprietà chimiche e biochimiche del suolo.

Contenuti

L'insegnamento si articola in diverse unità didattiche.

1. Introduzione (4 ore)

Ruolo e funzioni svolte dal suolo nel mantenimento degli equilibri globali. Multifunzionalità del sistema suolo. Definizione di qualità del suolo. I concetti di indicatore e di indice. Principali indicatori ed indici della qualità del suolo. Caratteristiche fondamentali del suolo e funzionalità del suolo.

2. Indicatori di qualità del suolo di tipo chimico/fisico (18 ore)

2.1 Caratteristiche fondamentali del suolo – il grado di reazione (pH), la tessitura, la densità apparente, la stabilità della struttura, la disponibilità dell'acqua, la capacità di scambio cationico, la conduttività elettrica.
2.2 Gli elementi nutritivi nel suolo – gli elementi nutritivi nel suolo e le loro principali forme di riserva. La mobilità dei principali elementi presenti nel suolo. L'analisi degli elementi nutritivi. L'analisi degli elementi in traccia: frazioni totali, estraibili, estrazioni sequenziali. Relazione tra caratteristiche chimico/fisiche del suolo e biodisponibilità degli elementi in traccia.
2.3 La sostanza organica non vivente del suolo – utilizzo della sostanza organica del suolo come indicatore di qualità del suolo: aspetti di tipo concettuale. Relazioni tra sostanza organica e proprietà funzionali del suolo. Frazionamento chimico della sostanza organica del suolo e calcolo degli indici d'umificazione. Relazioni tra indici di umificazione e qualità del suolo. Frazionamento fisico del suolo e individuazione di pools del C e N a diverso grado di stabilità. Effetti dei diversi sistemi di gestione del suolo sulle frazioni fisiche del suolo. Relazioni tra frazioni fisiche del suolo e qualità del suolo. C e N estraibili in acqua: definizioni, fattori di variazione e metodi di estrazione. Relazioni tra C e N estraibili e la qualità del suolo.

3. Indici di qualità del suolo biofunzionali (14 ore)

3.1 - Introduzione all'uso e applicazione degli indici biofunzionali.
3.2 Il bioma del suolo - La biomassa microbica del suolo: misura, significato e fattori di variazione. L'attività microbica del suolo: misura, significato e fattori di variazione. La respirazione del suolo: basale, indotta, tasso di respirazione, significati e fattori di variazione. Indici ecofisiologici: il rapporto carbonio microbico/carbonio organico (Cmic/Corg); il quoziente metabolico (qCO2) e il potere mineralizzante del suolo: significato e fattori di variazione.
3.3 L'attività catalitica del suolo - Richiami sulle caratteristiche dell'attività catalitica del suolo: agenti catalitici ed enzimi nel suolo, classi, localizzazione, cinetica eterogenea. L'attività idrolitica del suolo nel ciclo del carbonio, dell'azoto, del fosforo e dello zolfo. L'attività ossido-riduttiva del suolo. Le attività catalitiche come indicatori di qualità del suolo.

4. Esercitazioni (24 ore)

Le esercitazioni di questo insegnamento sono articolate in: attività presso il laboratorio didattico di Chimica, Biochimica Agraria e Tecnologie Alimentari (Lab CBA), ed il laboratorio didattico Informatico e Multimediale (Lab ICT).
4.1 Lab CBA – le attività si incentrano su: strategie di campionamento, raccolta, conservazione e trattamento preliminare, analisi di suoli relativamente a parametri di tipo chimico e biochimico: determinazione del grado di reazione, della conduttività elettrica, del carbonio organico totale, della biodisponibilità di elementi nutritivi, della biomassa microbica, della respirazione basale del suolo, delle attività catalitiche, degli indici ecofisiologici.
4.2 Lab ICT - Le attività si incentrano sulla gestione ed analisi statistica dei dati di laboratorio ottenuti nel lab CBA e sul loro significato in termini di qualità del suolo.

Testi/Bibliografia

Parte del materiale didattico sarà distribuito dal docente e reso disponibile in rete, testi e fonti di interesse per specifici argomenti saranno indicati durante il corso.

Testi di interesse:

(A) Qualità del suolo:

- Ewing S.A., Singer M.J., Soil Quality (Chap. 26), In: Huang P.M. (ed.), Handbook of Soil Sciences: Resource Management and Environmental Impacts, Second Edition, CRC Press, 2011.

- Grignani C. (ed.), Fertilizzazione sostenibile, Edagricole, 2016.

- Paul E.A. (ed.), Soil microbiology, Ecology, and Biochemistry. 4th edition, Academic Press, 2014.

- Violante P., Suolo e qualità dell'ambiente, Edagricole, 2009.

- Wall D.H. (ed.), Soil ecology and ecosystem services, Oxford University Press, 2012.

(B) Metodi d'analisi del suolo:

- Bloem J. Hopkins D.W., Benedetti A. (ed.s), Microbiological methods for assessing soil quality, CABI Publishing, 2006.

- Colombo C., Miano T.M. (ed.s), Metodi di analisi chimica del suolo, 3a versione, SISS, 2015.

Metodi didattici

Il corso è diviso in due parti.

1. Didattica frontale e "peer instruction": attraverso l'esposizione in aula da parte del docente e la preparazione a casa lo studente acquisisce la conoscenza dei principali strumenti disponibili per la valutazione della qualità del suolo. L'acquisizione delle conoscenze e la capacità di comprensione saranno costantemente monitorate e sviluppate attraverso una continua interazione tra studenti (peer instruction) coordinata dal docente. 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 ad esperienze di laboratorio che hanno lo scopo di fornire parametri analitici utili alla determinazione della qualità del suolo. Durante le esercitazioni saranno proposti alcuni scenari applicativi, all'interno dei quali lo studente (da solo o in gruppo) dovrà scegliere un programma di lavoro che seguirà lungo l'intera durata delle esercitazioni, e al termine delle quali dovrà produrre una relazione tecnica relativa al lavoro svolto. 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 Indici di Qualità del Suolo avviene attraverso la valutazione della relazione prodotta al termine delle esercitazioni di laboratorio e sarà completata con l'esposizione orale del lavoro svolto. In quella sede saranno anche poste alcune domande tese a verificare il livello di preparazione sulla parte teorica dell'insegnamento. La durata dell'esame sarà di circa 30 minuti. Il voto finale deriverà dall'integrazione delle votazioni meritate nei due moduli che compongono l'insegnamento integrato Qualità Chimica e Biochimica del Suolo. La verifica dell'apprendimento dovrà essere superata in modo globale ed è necessario che il candidato raggiunga la votazione di almeno 18/30 in ognuna delle 2 aree disciplinari caratterizzanti questo corso integrato. La commissione formulerà la valutazione finale facendo la media dei punteggi raggiunti in ciascuna delle 2 aree disciplinari. Il docente verbalizzante è la prof.ssa Ilaria Braschi.

Gli studenti che desiderano sostenere l'esame in lingua inglese devono richiederlo al docente almeno due giorni prima dell'esame.

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale e "peer instruction" saranno utilizzati videoproiettore, videotutorial e filmati.

Le esercitazioni di laboratorio avranno luogo nei laboratori:

• laboratorio didattico di Chimica, Biochimica Agraria e Tecnologie Alimentari (Lab CBA): utilizzo di pH-metro, conduttimetro, titolatore, calcimetro e spettrofotometro UV-vis.
• laboratorio didattico Informatico e Multimediale (Lab ICT): utilizzo dell'ambiente statistico R per l'analisi dei dati di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luciano Cavani