Agronomia

HUMUS:

Insieme di composti organici prodotti dalla parziale decomposizione di residui ed essudati organici.

Costituiti da frazioni idrosolubili, acidi umici e fulvici, umina.

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Ha un rapporto C/N = 10; CSC = 150 - 300 meq/cm .

Via principe: si partiva dalla lignina, si formavano gli acidi umici e fulvici (teoria considerata alla

base della formazione dell'humus). Oggi sappiamo che le vie di formazione sono diverse.

Nei residui più ricchi di cellulosa, la via è simile ma portano alla formazione di composti

polifenolici.

La resa in humus viene misurata con il COEFFICIENTE ISOUMICO (k1).

La quantità di humus formata dopo un tempo "t" per unità di peso di una SO mineralizzata

annualmente e dipende dalla tessitura (%). Il coefficiente del letame compostato ad esempio =

0.50

TASSO DI MINERALIZZAZIONE della SO (k2)

= La quantità di SO mineralizzata annualmente e dipende dalla tessitura (in %). Dipende da:

• Tessitura

• Clima

• Gestione

La mineralizzazione è più rapida in suoli sabbiosi.

ESERCIZIO:

Quantità di SO che potrebbe andare persa in un anno nello strato arato (30 cm) da un ettaro di

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terreno sabbioso con densità apparente di 1.5 t/m e contenuto in SO pari a 1.25%:

10000*0.3*1.5 = 4500 t/ha = peso terreno

4500*1.25 / 100 = 56.3 t/ha = peso della SO

Assumendo k2 = 2.5 (clima temperato)

Perdita SO = 56.3*2.5/100 = 1.41 t/ha*anno

SOSTANZA ORGANICA E PROPRIETA' DEL SUOLO:

Impatto importante sulla stabilizzazione della struttura con miglioramento dei difetti legati alla

tessitura, in particolare in terreni sabbiosi. Abbiamo interazione tra SO e i minerali del suolo, in

particolare argille. Azione fisica delle radici e micro-meso fauna del suolo.

Essiccazione/inumidimento azione delle radici. Emissione di polisaccaridi da microrganismi del

suolo che imbrigliano minerali del suolo, ife fungine e radici.

La sostanza organica è l'indicatore principale sulla fertilità del suolo.

LE PROPRIETA' IDRAULICHE DEL SUOLO:

Sono fondamentalmente 3:

• Potenziale idrico

• Ritenzione idrica

• Costanti idrologiche

POTENZIALE IDRICO: quantità di acqua in un suolo chiamato CONTENUTO IDRICO o UMIDITA' (W

g/g).

W = Ml (massa della fase liquida) /Ms (massa secca).

Con MI massa della fase liquida e Ms del terreno secco

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Possiamo definire la variabile "teta" = Vl/Vt cm /cm

---> W = teta/BD ---> con BD la densità apparente.

Si parla di terreno saturo quanto "teta" è massima, il volume totale dei pori quindi la porosità. La

capacità del suolo di trattenere l'acqua per capillarità necessita lavoro da parte delle piante per

estrarla ---> potenziale idrico (unità di misura Pascal, Pa).

Potenziale idrico composto da:

• Potenziale matriciale --> forza dell'interazione tra suolo e acqua, alta a breve distanza e

tensione superficiale

• Potenziale idraulico o di sommersione --> si forma in condizioni di saturazione per

pressione della colonna d'acqua (pressione idrostatica)

• Potenziale osmotico --> dovuto dalle sostanze disciolte e si manifesta nel passaggio

dell'acqua attraverso membrane semi-permeabili, es. piante.

Le costanti idrologiche sono 3 e legate alla situazione di:

• Saturazione: suolo alla capacità idrica massima. L'acqua percola per forza di gravità che si

chiama acqua gravitazionale. Si perde più facilmente in terreni sabbiosi.

• Capacità di campo: tutta l'acqua presente nei pori che rimane per tensione. È l'acqua di

riserva disponibile per le piante. Generalmente corrisponde ad un potenziale, circa -0.33

kPa (valore medio).

L'acqua si perde per assorbimento da parte della pianta o per evaporazione.

• Punto di appassimento: stato di pressione che dura quando le piante non sono più in grado

di farlo. -1500 Kpa.

CONDUCIBILITA' IDRICA:

Conducibilità idrica satura Ks (mm/h) -> capacità del terreno di farsi attraversare dall'acqua.

Dipende dalla tessitura, struttura e porosità del terreno.

• Molto permeabile >150

• Permeabile 50-150

• Mediamente permeabile 15-50

• Mediocremente permeabile 5-15

• Poco permeabile 1-5

• Molto poco permeabile <1

Proprietà meccaniche del suolo:

• Coesione o tenacità

• Adesività

• Plasticità

• Resistenza alla penetrazione e alla rottura

Limite liquido (LL): passaggio da stato liquido a plastico

Limite plastico (LP): passaggio da stato plastico a semisolido

Indice di plasticità IP = LL - LP

Limite di ritiro (LR): passaggio da stato semisolido a stato solido

Indice di consistenza (IC) = LL - W/IP -> capacità di resistere alle sollecitazioni meccaniche.

L'ATMOSFERA:

Definizioni:

• Aria: miscuglio di gas che costituisce l'atmosfera (composizione chimica). Noi respiriamo

aria, una miscela di gas.

• Atmosfera: corpo gassoso che circonda la parte solida della pianta (struttura fisica e

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chimica). La sua massa totale (stimata) è di circa 5x 10 kg.

ATMOSFERA STANDARD (ISO):

• Pressione al livello del mare: 101.325 kPa

• Temperatura al livello del mare: 15°C (288.15 K)

• Umidità circa = 0 (assenza di condensazione)

• -3

Densità al livello del mare: 1.225 kg m

STRATIFICAZIONE:

Gradiente termico verticale: proprietà di modificare la temperatura in base all'altitudine

• Troposfera: < 15 km: strato che ci interessa

• Stratosfera: 15 - 50 km

• Mesosfera: 50 - 80 km

• Termosfera: 80 - 120 km

I diversi strati si differenziano per il loro diverso gradiente termico verticale.

La troposfera è quello a contatto con il suolo, sede delle idrometeore e di grande turbolenza. 2/3

della massa dell'atmosfera si trova al di sotto di 10 km e il 90 - 95 % entro i primi 20 km. La

temperatura dell'aria si abbassa mediamente di circa 6,5 K al km (GRADIENTE TERMICO

VERTICALE). L'atmosfera è scaldata dalla terra. La terra funziona come un radiatore. Il sole scalda

la Terra e parte dell'energia viene riemessa scaldando l'atmosfera.

A causa di particolari concentrazione e presenza di radiazione ultravioletta, si forma lo strato di

ozono. Per reazione foto chimica si crea una molecola di O . Questo ha portato alla creazione di un

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certo ecosistema sulla Terra. L'ozono funziona da filtro.

COMPOSIZIONE DELL'ARIA:

Aria secca a 0°C.

• 78 % da azoto

• 21% ossigeno

• 1% circa di argon

• Percentuali decrescenti da gas rari.

La composizione dell'aria è molto costante in tutti i luoghi, altitudini, ecc. non esiste una

stratificazione.

Si ipotizza che in atmosfera ci siano dei moti che rimescolano i gas.

Sono presenti altri gas, oltre a questi, che sono presenti in quantità estremamente variabili in

quantità e nello spazio. Il vapore acqueo è quel gas composto da molecole di acqua ed è il

responsabile di una caratteristica dell'atmosfera che è la sua umidità. Il vapore acqueo è quella

frazione minima di quella massa di acqua presente nel pianeta. Il 97 % di acqua è presente negli

oceani. Nell'atmosfera c'è lo 0.001 % di tutta l'acqua presente del pianeta e lo 0.04 %di acqua

dolce presente nel pianeta.

L'acqua da origine ad un ciclo.

ESPRESSIONE DELLO STATO IDRICO DELL'ATMOSFERA:

Metodo gravimetrico del terreno mettendolo in stufa. Per l'aria si prende un campione e lo si

mette a contatto con un materiale idroscopico come la calce. Una volta determinato posso

conoscere la massa di vapore acqueo in una certa massa d'aria.

• 3

Umidità assoluta: kg/m

Possiamo descrivere lo stato idrico quantificando il vapore presente nell'aria.

Il vapore essendo un gas, esercita una certa pressione. Si parla di PRESSIONE DI VAPORE (e, kPa).

L'atmosfera più contenere quantità massime di vapore e che dipendono dalla temperatura. La

quantità massima è funzione esponenziale della temperatura.

Nel diagramma di saturazione è rappresentato in ascissa la temperatura e in ordinata la densità

del vapore saturo e la pressione del vapore saturo.

La curva rappresenta tutte le combinazioni del vapore saturo.

• Umidità relativa: rapporto della pressione di vapore e la pressione del vapore saturo.

La traspirazione delle piante è associata all'assimilazione della CO .

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DEFICIT DI SATURAZIONE: è la differenza tra umidità assoluta alla saturazione e l'umidità assoluta.

Temperatura del punto di rugiada. Sono buoni indicatori.

Un altro gas presente in troposfera è l'ozono. Si può formare ozono per reazioni fotochimiche. Si

formano necrosi sulle piante.

3° gas presente in quantità basse e molto variabile è la CO . Gas frutto di attività umane, legato

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alla combustione di combustibili fossili. Assorbe radiazioni termiche e uno dei responsabili

dell'incremento dell'effetto serra. È in progressiva crescita. Febbraio 2023: 420.4 ppm (curva di

Keeling).

Aumenta la concentrazione e il tasso di incremento (incremento di concentrazione rispetto

all'anno precedente).

Ultimo raggruppamento sono gli aerosol: effetti sul clima e sulla salute.

RADIAZIONE: principi

Ogni corpo con temperatura superiore allo zero assoluto emette energia sotto forma di radiazione

elettromagnetica. Spettro della radiazione elettromagnetica. PAR: dai 400 ai 700 nm (banda delle

radiazioni fotosinteticamente attive).

LEGGI FONDAMENTALI:

• Legge di Planck

• Legge di Wien

• Legge di Stefan-Boltzmann

• Legge di Lambert (legge del coseno)

• Ore di illuminazione ed energia disponibile: impatto sulla produttività delle colture agrarie.

La quantità massima di energia che abbiamo a disposizione sulla terra si chiama COSTANTE

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SOLARE = 1.365 kW/m . La radiazione extraterrestre (R ) dipende dalla latitudine e dal giorno

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dell'anno. Attenuazione nel passaggio attraverso l'atmosfera.

Radiazione al suolo = radiazione globale (Rs), somma di radiazione diretta (Rb) e radiazione diffusa

(Rd), dipende dalla latitudine, dal giorno dell'anno e dallo stato dell'atmosfera.

Parte della Rs viene riflessa in atmosfera in misura proporzionale all'albedo (alfa) della superficie.

LA RADIAZIONE TERRESTRE E ATMOSFERICA:

La terra emette energia verso l'atmosfera sotto forma di radiazione a onda lunga perché "fredda".

L'atmosfera emette energia verso la terra sotto forma di radiazione a onda lunga perché "fredda".