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

Prerequisiti: lo studente che accede a questo insegnamento deve essere in possesso di una buona preparazione sui fondamenti della scienza del suolo. Conosce inoltre le basi della chimica, della biochimica e della microbiologia. Si consiglia il ripasso dei seguenti testi: Ciavatta C., Miano T., Sequi P., Fondamenti di chimica del suolo, Patron (2017): capitolo 1 (Suolo e ambiente), capitolo 6 (Diversità biologica del suolo), capitolo 13 (Valutazione e gestione della fertilità del suolo); Pinton R., Cocucci M., Nannipieri P. e Trevisan M., Fondamenti di biochimica agraria, Patron (2016), Parte I: capitoli 1-3 (Le trasformazioni biochimiche); Biavati B. e Sorlini C., Microbiologia generale e agraria, CEA (2012), volume II: capitoli 1-5 (Ecologia microbica) e 6-12 (Microbiologia del suolo). 

Programma. Il corso affronta gli aspetti concettuali più rilevanti per comprendere il processo di valutazione della qualità del suolo: partendo dalle strategie di campionamento e dalla scelta dei parametri da misurare, passando poi alle metodologie di laboratorio per la loro determinazione e alla interpretazione ed elaborazione dei risultati ottenuti, concludendo con l'indicazione delle eventuali azioni agronomiche necessarie per mantenere o ripristinare la qualità del suolo. L'insegnamento si integra e si completa con il corso di Inquinanti nel sistema suolo-acqua-pianta (Modulo tenuto dalla prof.ssa Ilaria Braschi) e assieme forniscono le conoscenze e gli strumenti per una corretta valutazione e gestione della Qualità chimica e biochimica del suolo (Corso Integrato).

1. INTRODUZIONE E CONCETTI DI BASE (6 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 di qualità del suolo. Principali indicatori ed indici della qualità del suolo. Processi, funzionalità e servizi ecosistemici del suolo. Utilità e futilità della valutazione della qualità del suolo. Metadati: un componente essenziale per interpretare le misure della qualità del suolo.

2. INDICATORI DI QUALITÀ DEL SUOLO (20 ore)

2.1 Indicatori di base – 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 Indicatori basati sugli elementi nutritivi – 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 Indicatori basati sulla sostanza organica del suolo – La sostanza organica del suolo come indicatore di qualità del suolo: aspetti di tipo concettuale. Frazionamento chimico della sostanza organica del suolo. Frazionamento fisico del suolo e individuazione di pools del C e N a diverso grado di stabilità. Relazioni tra frazioni chimiche e fisiche della sostanza organica e qualità del suolo.

2.4 Indicatori biochimici - La biomassa microbica del suolo. L'attività microbica del suolo. La respirazione del suolo. Le attività enzimatiche del suolo. Gli indici ecofisiologici ed ecostechiometrici. Per tutti questi indicatori saranno affrontati gli aspetti metodologici, l'interpretazione dei risultati e i fattori di variazione.

3. VALUTAZIONE E GESTIONE DELLA QUALITÀ DEL SUOLO (10 ore)

Valutazione e gestione della qualità del suolo nei sistemi agrari e forestali: esempi e casi di studio di monitoraggio, valutazione e ripristino della qualità del suolo, con riferimento alla gestione sostenibile della qualità del suolo e al riciclo delle biomasse in agricoltura. Durante l'esposizione dei casi di studio saranno affrontati anche gli aspetti normativi e legislativi a livello locale, nazionale ed europeo. 

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 concentrano su: (1) strategie di campionamento, raccolta, conservazione e trattamento preliminare di campioni di suolo; (2) 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 concentrano 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:

- Karlen D.L. et al. (ed.), Approaches to soil health analysis. Wiley, 2021.

- 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:

- Karlen D.L. et al. (ed.), Laboratory methods for soil health analysis. Wiley, 2021.

- 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: 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 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 di applicazione delle conoscenze acquisite alla gestione del sistema suolo. In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al Modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento di Indici di Qualità del Suolo avviene attraverso un colloquio finale. La durata del colloquio è 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 lo desiderano, possono sostenere l'esame in lingua inglese.

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